KR910000466B1 - 해양석유 채굴용 파이프의 보관장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

해양석유 채굴용 파이프의 보관장치

제1도는 본 발명에 따른 수직 파이프 섹션의 보관장치가 구성되어 있는 반잠수형의 해양석유 채굴을 위한 시추설비의 일부를 단면으로 보인 개략도.

제2도는 수직 이송 수단이 생략된 제1도의 II-II 선 단면도.

제3도는 수직 파이프 섹션의 보관을 위한 터릿트의 상세한 구조를 보인 측면도.

제4도는 제3도의 IV-IV 선 단면도.

제5도는 터릿트내에 수직 파이프 섹션이 매달려 있음을 보인 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 상부 데크 5 : 데릭

6 : 데릭 저면부 7 : 회전테이블

8 : 파이프 조작기 10 : 개방부

11 : 매거진 12 : 파이프 섹션

13 : 레일 14 : 캐리어 트롤리

15 : 안내 트롤리 16 : 레일

17 : 암(arm) 18 : 터릿트

19 : 램프 21,21 : 캐리지(carriage)

23 : 캐리어암 25 : 플랜지

회전 테이블이 데릭(derrick)저면부에 장착되고 하강 장치가 포함된 호이스터(hoist)수단과 같은 부속 장비를 가진 데릭을 이동시키는 데릭 저면부 일부분의 상부에 있는 상부 데크의 해양 시추 설비에 파이프를 보관하는 장치에 관한 것으로, 이 파이브 보관장치는 데릭 저면부의 하측에서 회전테이블의 측 방향에 인접하여 연장된 파이프 매거진 (magazine) 으로 구성 되고, 상기 매거진을 수직 파이프 섹션을 수직으로 보관 하기 위한 수단과, 보관 수단 및 미국특허 제3,981,369호에 기술된 바와 같은 데릭 저면부의 하측에 위치 하는 영역 사이로 수직 파이프 섹션을 개별적으로 이동시키기 위한 수평이송 수단뿐만 아니라 수직 파이프 섹션을 수직으로 보관하기 위한 수단을 포함한다.

수면상에 다수의 부유 지주로 지지된 플래트폼이나 시추선으로 구성되는 반잠수형의 시추 플래트폼과 같은 해양 석유 채굴용 시추 설비에 있어서, 시추 설비와 바다 및 바닥의 유정사이의 연결은 시추 스트링, 시추시 퍼올려지는 진흙과 여러 가지 장비의 이송을 위한 수직 파이프에 의하여 이루어진다.

수직 파이프는 다수의 파이프 섹션을 포함하고 이들 파이프 섹션의 각 단부는 방수되는 연결부로 상호 연결된다.

날씨가 좋지 않거나 빙산이 접근하는 경우에는 시추 설비와 유정사이의 연결을 가능한 짧은 시간내에 풀어 수식 파이프를 유정의 상부로부터 분리하여 데릭의 인양 수단으로 파이프 섹션을 하나씩 인양하는 것이 필요하다.

분리된 수직 파이프 섹션은 수평 이송 수단으로 데릭 저면부의 하측으로 옮긴다음 보관처의 한 위치로 이송시킨다.

이와 같은 수직 파이프를 데크의 하측에 보관하는 것은 파이프를 데릭에 인접하여 눕혀놓은 종래의 보관방법에 비하여 여러 가지의 잇점이 있다.

데크의 하측에 보관하는 경우 설비의 무게 중심이 비교적 낮게 유지된다.

또한 데크상의 유효공간을 사용하지 않고 데릭 구조물을 통하여 데릭의 측부를 지나 파이프가 이송 되지 않으므로, 데릭의 모든 측부가 밀폐될 수 있는바, 이는 혹한지역에서는 중요한 것이다.

그러나 종래의 장치에 있어서는 많은 결점이 있었다.

종래 수직 파이프 섹션을 위한 보관수단은 매거진의 상부에 착설된 소위 핑거데크(finger deck), 즉 외팔보 형태로 평행봉이 착설 되어 이들 사이에 파이프 섹션이 아무렇게나 열을 지어 매달려 놓일 수 있도록 되어 있다.

매달려진 파이프 섹션의 하단부는 섹션내로 연장된 돌출부에 의해 위치를 정하며 매거진의 전면부상에 고정되고 각 열의 파이프 섹션을 핑거데크의 평행봉에 대하여 횡방향으로 연장된 지지빔에 의하여 일정한 간격이 유지된다.

이러한 장치는 다른 파이프 섹션의 이동없이 보관된 수직 파이프 섹션중에서 임의로 선택된 것만을 옮길 수는 없게되어 있다.

시추 스트링과는 달리 대부분의 수직 파이프는 서로 다르게 구성되거나 조립되는 상태가 상이하므로 임의로 선택된 수직 파이프 섹션에 간편히 접근할 수 있다는 것은 중요하다.

수심에 따라 두껍고 이중벽을 갖는 파이프 섹션이나 부유 물질로 된 자켓트(Jackets)가 구비된 파이프 섹션이 사용될 수 있다.

또한 종래 파이프 보관을 위한 수평 이송 수단은 가공(架空)의 레일을 따라 이동가능하고 파이프 섹션의 상측단부와 결합되는 크레인으로 구성된다.

보관장소에서 수직 파이프 섹션을 매달리게 하거나 갠트리 크레인을 사용하는데에는 매거진의 전길이를 따라 튼튼한 지붕구조물, 즉 크레인과 수직 파이프 섹션을 옮기는데 충분히 강한 지붕구조물을 필요로 하고, 이러한 지붕구조물은 상부로부터 매거진에 접근하는데 방해가 된다.

또한 보관된 파이프 섹션의 단부 연결부를 정비하거나 검사하는 것이 곤란하다.

수직 파이프 섹션의 무게를 감안할때에 핑거데크와 지지빔은 무거운 구조물로 구성되어야 하며, 이에 따라서 유효공간을 많이 점유한다.

본 발명의 목적은 종래의 이러한 결점을 해결하는데 있다.

이러한 본 발명에 따라서, 보관수단은 수평 이송 수단의 진로를 따라 배열된 다수의 파이프 섹션을 운반하는 다수의 래크(rack)로 구성되고, 이 래크에 각 파이프 섹션은 수평 이송수단에 의하여 직접 접근 될 수 있다.

각 래크는 소형탑 형태의 터릿트(turret)와 같이 수직 축선을 중심으로하여 회동가능하므로 각 파이프 섹션이 관련된 터릿트의 회전으로 수평 이송 수단의 범위내에 오도록 하고 다른 파이프들은 이들의 보관장소로부터 옮길 필요 없이 이송될 수 있도록 하는 것이 좋다.

이러한 목적을 위하여, 본 발명에서는 파이프 섹션의 단부로부터 간격을 두고 이음쇠가 구비된 파이프 섹션의 보관을 위하여, 예를 들어 부유물 조립과 제어라인의 설치를 위하여, 각 래크는 이음쇠의 수평 결합으로 수직 배치된 파이프 섹션을 지지하기 위한 암(arm)을 포함한다.

이러한 지지방법으로 파이프 섹션의 단부 연결부에 대한 정비와 검사가 자유롭게 된다.

또한 각 래크내의 파이프는 무거운 핑거데크와 지지빔 없이도 축방향으로 고정되고 단위면적당 보다 많은 파이프의 보관을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 수평 이송 수단은 매거진 저면부상에 착설된 레일과 데크의 하측에 착설된 레일을 따라 이동가능한 하측 캐리어 트롤리와 상측 안내 트롤리의 적어도 한 조립체로 구성되고, 각 트롤리에는 수직축선을 중심으로 회전가능하고 수직평면에서 선회하는 인양 암이 구비될 수 있다.

수직 파이프 섹션은 트롤리의 암에 결합되어 이송될 수 있는 반면에 파이프 섹션의 하중이 하측 트롤리상에 얹히며, 동시에 이동하는 상측 트롤리는 안내기능을 갖는다.

수직 파이프 섹션의 방향은 이송중에 상측 안내트롤리의 인양암의 독립적인 회전제어에 의하여 영향을 받을 수 있다.

래크에서나 수평 이송중에 무거운 수직 파이프 섹션은 전적으로 매거진의 저면부상에 놓이고 지붕에는 하중이 걸리지 아니하므로 매거진의 저면부만을 튼튼하게 하면되고, 무거운 지붕 구조물을 필요로 하지 않는다.

저면부의 구조는 기다란 수직 파이프를 당기어 내거나 배치하는데 장애를 받지 않도록 구성될 수 있다.

시추 작업시간이 증가되고 연결구가 비교적 적게 사용된다는 경제적인 잇점에 관계없이 이는 날씨가 나쁠것이라는 일기예보의 경우에 시추 작업을 중단한후 수직 파이프를 효과적으로 끌어올리도록 결정되는 부가적인 잇점을 갖는다.

회전 가능한 터릿트 구조는 터릿트의 위치를 선정할 수 있도록 하므로서 터릿트의 회전을 통하여 레일로 운송되는 각 파이프 섹션은 캐리어 트롤리의 레일 사이에 위치하는 영역내에 가져갈 수있다.

수직 파이프가 실릴때에 트롤리의 무게 중심은 항상 레일사이에 위치하므로 경사운동을 방치하기 위해 특별한 안내구를 필요로 하지 않고 간단한 바퀴구조만으로 충분하게 될 것이다.

매거진을 데릭 저면부의 하측에서 수평 방향 양측을 연장하고, 본 발명에 따라서 수평 이송 수단이 각 매거진 부분에서 작동되도록 하므로서 수직 파이프 섹션의 공급과 방출, 그리고 수직 파이프의 조립과 분해가 용이하게 될 것이다.

미국특허 제4,044,895호에는 데크의 하측에 파이프 섹션을 보관하기 위한 수직 이송 수단이 기술되어있는바, 데릭 저면부에 형성된 개방부의 하측에서 매거진내에 있는 이송수단은 회전 테이블에 인접한 수직 위치와 상측단부가 회전 테이블 개방부를 향하여 경사진 위치 사이에 경사 가능한 램프(ramp)로 구성된다.

수평 이송 수단에 의하여 핑거데크로부터 끌어올려져 수직램프상에 옮겨진 후 램프에 공급된 파이프 섹션은 경사지게 되어 그 상측단부가 데릭 저면부의 중심을 향하게 되므로서 전체 파이프 섹션은 데릭의 크라운 블록(crown block)을 향하게 되고 파이프 섹션은 상측 단부가 인양 클램프에 결합 될때에 램프를 따라 끌어올려질 수 있다.

본 발명의 목적은 무거운 수직 파이프 섹션에 적합하고 수직 파이프의 자동적인 조립과 분해에 적합한 수직 이송 수단을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 수직 이송 수단은 두 캐리지(carriage)가 램프를 따라 이동 가능하게 되어 있는 것이 특징이고, 각 캐리지는 파이프 섹션의 이음쇠를 위한 결합용 암을 가지며, 양측 캐리지로 지지된 파이프 섹션은 인양 장비의 범위내에서 상측단부를 가지고 위치를 선정할 수 있고, 하측 캐리지는 파이프 섹션의 하측단부를 데릭 저면부에 인접한 위치까지 동반하여 이동시킬 수 있고, 여기에서 상기 파이프의 하측단부는 앞선 파이프 섹션의 상측단부가 일시적으로 잡혀있는 회전 테이블 상에서 위치가 선정되도록 조절기에 의하여 결합될 수 있다.

그리고 두 파이프 섹션이 연결되며 램프는 다수 수직 위치를 향하여 경사지고 그동안 수평 이동 수단에 의하여 공급된 다음의 파이프 섹션을 끌어올리게 된다.

따라서 매거진내에서 수평 및 수직 이송의 독립적인 작동에 의하여 공급 및 방출속도가 가속될 수 있다.

또한 이러한 과정이 전체적으로 자동화될 수 있고 작업자의 기능은 전적으로 감독하는 것에만 제한될 수 있다.

수직 파이프 섹션이 폐쇄 가능한 통로를 통하여 매거진으로부터 데릭 저면부의 상측으로 끌어올려지고 수직 파이프의 연결이 매거진에 인접한 플래트폼의 회전 테이프 하측에서 상기 통로를 통하여 이루어지므로 미국특허 제3,981,369호에 따른 장치의 경우와 같이 매거진 저면부를 통한 수직 파이프의 연결과 하강 통로를 위한 설비가 매거진에는 필요 없게 된다.

따라서, 매거진의 저면부는 물에 잠길 수 있으며, 상기 언급된 잇점을 가지고 보다 기다란 수직 파이프 섹션이라도 보관될 수 있는 것이다.

본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 특히 제1도에서, 해양석유 채굴을 위한 시추 설비는 지주(2)로 수명상부에 떠 있는 플래트폼(1)으로 구성된다.

상부 데크(4)에는 데릭(5)이 착설되어 있으며, 데릭 저면부(6)에는 회전 테이블(7)이 착설되어있다.

또한 데릭 저면부에는 이 데릭 저면부(6)의 개방부(10)내에서 파이프와 결합하는 위치(9')와 회전 테이블(7) 상부의 중심위치 사이에서 이동 가능한 클로오(Claw)(9)를 갖는 파이프 조작기(8)가 설치되어있다.

이후 상세히 설명되는 바와 같이, 파이프 조작기(8)에 의하여 그 상측단부에 매달려있고 개방부(10)를 통하여 데릭 저면부(6)의 하측에서 매거진(11)으로부터 끌어올려진 파이프 섹션(12)의 하측부 결합과, 이미 연결된 수직 파이프 섹션(12)에 대하여 파이프 섹션을 연결하기 위하여 이를 회전 테이블(7)의 상부 중심에 맞추는 것이 가능하다.

제2도에서 보는 바와 같이, 파이프 매거진(11)은 데릭 저면부의 하측으로부터 두 방향으로 연장되어있다.

제2도에서 캐리어 트롤(814)에 적합한 레일(13)을 나타내는 수평 이송 수단이 전체 매거진을 통하여 연장되어있다.

제2도에서 하나만을 도시하였으나 각 매거진 부분에 대하여 하나씩 작동 가능한 트롤리(14)는 매거진(11)의 상부에 매설한 레일(16)을 따라 캐리어 트롤리(14)와 동시에 이동되는 안내트롤리(15)와 연합한다.

각 트롤리(14)(15)는 파이프 섹션과의 결합이 가능하도록 전 방향으로 회동 가능하고 수직으로 회전 가능한 암(17)을 포함한다.

매거진(11)내에는 레일(13)(16)을 따라 터릿트(18)형태의 파이프 보관 래크가 배설되어 있으며, 터릿트의 회전을 통하여 이에 보관된 각 파이프 섹션을 레일(13)내로 그리고 암(17)의 범위내에서 상기 터릿트에 인접하여 이동된 트롤리(14)의 상부측으로 이동될 수 있도록 각 래크에는 다수의 수직 파이프 섹션이 수직으로 보관된다.

이와 같이 하므로서 각기 임의로 선택하여 보관된 수직 파이프 섹션을 다른 파이프 섹션을 옮길 필요없이 트롤리 조립체(14)(15)에 의하여 데릭 저면부의 개방부(10)측으로 옮겨지고, 제1도에서 보인 바와 같이 수직 위치와 경사진 위치 사이에서 선회될 수 있는 램프(19)를 포함하는 수직 이송 수단으로 옮겨질 수 있다.

램프(19)에 놓인 파이프 섹션은 이를 끌어올리기 위한 두캐리지(20)(21)상에 얹히게 된다.

파이프 섹션(12)의 상측단부가 데릭 저면부(16)의 상측으로 돌출되면 곧바로 이 파이프 섹션은 데릭(5)의 인양 수단(도시하지 않았음)에 결합된다.

파이프 섹션(12)의 인양중에는 상측 캐리지(21)로부터 분리되는 반면에 하측 캐리지는 파이프 섹션을 안내한다.

파이프 섹션의 하측단부가 조작기(8)의 범위(클로모위치 9')내에 이르면 조작기는 파이프 섹션이 수직이송 되게 하는 안내를 맡게되며, 인양 수단과 함께 회전 테이블(7)상에 전체 파이프 섹션의 정확한 위치선정이 이루어지도록 한다.

제3도-제5도에서는 터릿트(18)가 상세가 설명될 것이다. 각 터릿트(18)는 두 상이한 높이에서 링 형태의 캐리어 암(23)을 재가한 회전축(22)을 포함한다.

도시된 실시형태에서, 각 열에는 7개의 캐리어 암(23)을 포함하므로서 각 터릿트(18)에는 7개의 수직 파이프 섹션이 보관될 수 있다.

제5도에서 보인 바와 같이, 각 수직 파이프 섹션은 단부연결부(24)와 이로부터 약간의 거리를 두고 파이프 섹션(12)의 외부에 연장된 라인(26)을 고정하기 위한 플랜지(25)를 포함 한다.

플랜지(25)사이에는 부유재질의 슬리이브(27)가 수직 파이프에 삽착될 수 있다.

수직 파이프 섹션은 터릿트(18)의 캐리어 암(23)상에 플랜지(25)를 통하여 안착된다.

이들 수직 파이프 섹션은 캐리어 트롤리(14)의 회전 및 선회 캐리어 암(17)에 의하여 캐리어 암(23)상에 놓일 수 있는 반면에 상응하는 상측 안에 안내 트롤리(15)의 캐리어 암(17)은 방향을 제시한다.

지금까지의 설명은 수직 파이프 섹션이 조립되는 동안 수직 파이프 섹션이 보관된 상태에서 회전 테이블로 이송되는 것을 설명한 것이다.

그러나 수직 파이프를 끌어올리는 모든 과정이 역순으로 될 수 있으며, 이때에 램프(19)의 하측 캐리지(20)는 제동효과를 가지므로서 램프(19)상의 수직 파이프 섹션을 상하로 확실하게 안내될 수 있다.

또한 파이프 섹션(12)은 터릿트의 일부가 아닌 회전섹터(sector) 또는 고정 리브(rib)의 캐리어 암(23)으로부터 매거진(11)에 매달려 보관될 수 있다.

Claims (5)

1. 파이프 보관 수단이 데릭 저면부의 하측에서 회전테이블의 측방향에 인접하여 연장된 파이프 매거진으로 구성되고 상기 매거진은 파이프 섹션을 수직으로 보관하기 위한 수단과 상기 보관 수단과 데릭 저면부 하측에 위치한 영역사이로 파이프 섹션을 개별적으로 이동시키기 위한 수평 이송 수단과 수직 이송 수단을 포함하는 해양 석유 채굴용 파이프의 보관장치에 있어서, 상기 보관장치는 수평 이송 수단의 진행로에 따라 양측에 배열되어 수직 축선을 중심으로 회전 가능한 터릿트로서의 다수의 래크로 구성되어, 상기 수평 이송 수단에 인접하여 대응되는 터릿트가 회전함으로써 터릿트의 일부분이 수평 이송 수단의 범위내에 위치할 수 있도록 구성하고 상기 각 터릿트에는 수직 이송 수단을 통하여 수평 이송 수단에 옮겨져 이송된 각 파이프 섹션을 수직 및 수평으로 지지하여 상기 터릿트에 결합시켜 보관하기 위한 캐리어 암(arm)을 갖는 것을 특징으로하는 해양석유 채굴용 파이프 보관장치.
2. 제1항에 있어서, 수평 이송 수단은 매거진 저면부에 착설된 레일과 데크의 하측에 착설된 레일을 따라 각각 이동가능한 상측 안내 트롤리와 하측 캐리어 트롤리의 적어도 하나의 조립체로 구성되고, 각 트롤리가 수직 축선을 중심으로 회전가능하고 수직 평면내에서 선회 가능한 인양(lifting)암 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 터릿트가 회전을 통하여 상기 터릿트에 실린 각 파이프 섹션을 캐리어 트롤리 레일의 영역내로 이동될 수 있도록 위치하게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수평 이송 수단은 데릭 저면부 하측에 양쪽으로 연장된 매거진내에서 작동됨을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 수직 이송 수단은 램프를 따라 이동 가능하고, 파이프 섹션의 이음쇠를 파지하기 위한 파이프 결합 암을 가지며, 두 캐리지에 의하여 지지된 파이프 섹션이 상측단부가 인양 장비의 범위내에 있도록 위치할 수 있고 하측 캐리지가 파이프 섹션의 하측 단부를 데릭 저면부에 인접하도록 안내할 수 있는 운동진로를 갖음을 특징으로 하는 장치.

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