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KR20160031789A - 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템 - Google Patents

드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템 Download PDF

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KR20160031789A
KR20160031789A KR1020140121959A KR20140121959A KR20160031789A KR 20160031789 A KR20160031789 A KR 20160031789A KR 1020140121959 A KR1020140121959 A KR 1020140121959A KR 20140121959 A KR20140121959 A KR 20140121959A KR 20160031789 A KR20160031789 A KR 20160031789A
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outer circumferential
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최수원
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대우조선해양 주식회사
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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Abstract

본 발명은 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템에 관한 것으로, 플랩의 중간 부분에 라이저가 관통하는 라이저 이동 홈 부가 형성된 문풀 플랩 구조에서, 라이저 이동 홈 부에 시추 운전시 라이저의 상하 이동을 보호하기 위한 라이저 프로텍터가 설치됨으로써, 라이저와 문풀 플랩의 충돌을 효과적으로 방지하고, 이동(transit)시 문풀의 커버 역할을 하여 드릴쉽의 스피드 성능을 개선할 수 있다.

Description

드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템{RISER PROTECTING SYSTEM OF DRILL SHIP}
본 발명은 문풀 플랩구조에 설치되는 라이저 프로텍팅 시스템에 관한 것으로, 문풀 플랩의 중간 부분에 형성된 라이저 이동 홈 부에 설치되어 시추 운전시 상하로 이동하는 라이저를 가이드하고 보호할 수 있는 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템에 관한 것이다.
해저 채굴 기술의 발달과 더불어 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.
종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 드릴쉽(drill ship)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.
군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 드릴쉽은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 구성되어 있다.
드릴쉽(drill ship), 드릴리그(drill rig) 등과 같은 해상구조물에는 드릴링 작업을 위한 각종 장비가 통과하기 위한 문풀(moonpool)이 설치된다.
문풀은 해상 구조물의 상부갑판과 바닥 사이를 상하방향으로 관통하도록 형성된 중공의 직육면체 혹은 원통 형상의 구조물이다. 해상 구조물의 크기가 대형화됨에 따라 문풀의 크기 역시 대형화되어 직육면체 형태의 문풀의 경우 가로(해상구조물의 폭 방향 길이)가 12 ~ 13m, 그리고 세로(해상 구조물의 전후방향 길이)가 14 ~ 25m에 이르는 대형의 문풀이 사용되고 있다.
문풀은 시추선의 용도 측면에서는 필수 불가결한 구조이지만, 선박의 정박 및 항해 안정성이나 항해 성능의 측면에서는 매우 불리한 구조이다. 특히, 문풀 내를 통해 유입되는 해수와 선체 외부의 해수에 상대적인 유동에 의해 발생하는 슬로싱(sloshing) 현상으로 인해 항해 시에 저항 증가, 속도 저하, 소요 마력 증가, 연료 소모 증가, 선체의 손상 등이 발생할 수 있다.
또한, 문풀 내부 유체의 유동으로 인한 선체 내로 물이 넘쳐 흐르는 오버플로잉(overflowing) 현상이 발생하여 작업자의 안전 및 작업 능률을 악화시킬 수 있는 요인으로 작용할 수 있다.
도 1은 종래 문풀의 플랩 구조를 보인 측면도이고, 도 2는 종래 문풀의 플랩 구조를 보인 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선체의 이동 시 저항을 최소화하고, 높은 파도 등으로 인한 오버플로잉 등을 효과적으로 방지할 수 있도록 문풀(moonpool, M)을 개폐하는 플랩(flap, F)이 설치된다.
플랩(F)은 문풀(M)을 개폐하도록 문풀(M)의 측벽에 1개 또는 2개로 힌지 결합되고, 플랩(F)은 윈치(winch, W)를 이용한 수직 상하 방향의 개폐 방법으로 구성되어 있다.
종래 문풀 플랩은 드릴쉽(drill ship) 운항 중에 문풀에 수평방향으로 설치되어 운항 중 발생하는 해수의 와류 및 과도한 파도를 막는다. 하지만, 드릴 작업 중에는 시추장비 및 라이저(riser)가 심해에 내려갈 수 있도록 플랩을 문풀의 수직방향으로 설치하여야 하기 때문에 과도한 파도를 방지하기 힘들다는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 문풀 플랩 구조(국내 공개실용 제20-2013-0001080호)를 출원한바 있다.
국내 공개실용 제20-2013-0001080호에 개시된 종래 드릴쉽의 문풀 플랩 구조는, 도 3에 도시된 바와 같이, 드릴쉽의 문풀(M) 측벽에 설치되는 플랩부(10)와, 상기 플랩부(10)의 가운데 부분에 형성되는 라이저 이동 홈 부(20)를 구비한다.
상기 플랩부(10)는 제 1, 2 플랩(10a, 10b)으로 2 등분되며, 상기 제 1, 2 플랩(10a, 10b)이 수평방향 또는 수직방향으로 위치할 수 있도록 상기 문풀(M)의 양 측벽에 각각 상기 제 1, 2 플랩(10a, 10b)의 각 일단이 힌지 결합한다.
상기 이동 홈 부(20)는 상기 제 1 플랩(10a)에 오목하게 형성되는 제 1 이동 홈(21)과 상기 제 2 플랩(10b)에 오목하게 형성되어 상기 제 1 이동 홈(21)과 마주보는 제 2 이동 홈(23)으로 이루어진다. 상기 이동 홈 부(20)는 상기 제 1, 2 이동 홈(21, 23)이 하나의 형상을 이루어 원형 또는 다각형을 형성할 수 있다.
상기 이동 홈 부(20)는 상기 제 1, 2 플랩(10a, 10b)이 수평 방향으로 위치한 상태에서 드릴쉽의 라이저(riser, 40)가 상기 이동 홈 부(20)를 통해 하측 또는 상측으로 이동할 수 있게 하여 드릴 작업중에도 상기 플랩부(10)가 수평방향으로 위치하여 상기 문풀(M) 내부에 해수의 과도한 파도가 발생하는 것을 방지할 수 있게 한다.
그러나, 국내 공개실용 제2013-0001080호에 개시된 종래 드릴쉽은, 문풀을 통해서 라이저를 내리고 라이저 안에 드릴 파이프(Drilling Pipe)를 넣어 작업을 하고, 한 자리에서 장기간 작업을 해야 하며, 해상의 기상 상태가 안 좋을 경우 드릴쉽의 모션(Motion)에 의해 라이저가 문풀 플랩과 충돌하는 문제가 있다.
국내 공개실용 제20-2013-0001080호
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 플랩의 중간 부분에 라이저가 관통하는 라이저 이동 홈 부가 형성된 문풀 플랩 구조에서, 라이저 이동 홈 부에 시추 운전시 라이저의 상하 이동을 보호하기 위한 라이저 프로텍터가 설치됨으로써, 라이저와 문풀 플랩의 충돌을 효과적으로 방지하고, 이동(transit)시 문풀의 커버 역할을 하여 드릴쉽의 스피드 성능을 개선할 수 있는 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선체의 이동 시 저항을 최소화하고 높은 파도로 인한 오버 플로잉을 방지할 수 있도록 문풀의 측벽에 플랩이 개폐 가능하게 설치되며, 상기 플랩의 중간 부분에 라이저가 관통하는 라이저 이동 홈 부가 형성되는 드립쉽의 문풀 플랩 구조에서, 상기 라이저 이동 홈 부에 시추 운전시 상기 라이저의 상하 이동을 보호하기 위한 라이저 프로텍터가 설치되는 것을 특징으로 하는 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템을 제공한다.
상기 라이저 프로텍터는 상기 라이저 이동 홈 부의 내주 면에 설치되는 서포트 바, 및 상기 라이저의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 서포트 바의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러로 구성될 수 있다.
상기 회전 롤러의 외주 면에 상기 라이저의 외주 면과 상응하는 곡면이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 라이저 프로텍터는 상기 라이저 이동 홈 부의 내주 면에 2단 구조로 설치되는 서포트 바, 및 상기 라이저의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 서포트 바의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러로 구성될 수 있다.
상기 라이저 프로텍터는 상기 라이저 이동 홈 부의 내주 면에서 상기 라이저 쪽으로 설치되며 상기 라이저 이동 홈 부의 내주면 안으로 슬라이드 가능하게 설치되는 슬라이더, 상기 슬라이더를 탄력적으로 지지하도록 상기 라이저 이동 홈 부의 내주면 안에 설치되는 탄성 부재, 및 상기 라이저의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 슬라이더의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러로 구성될 수 있다.
상기 라이저 이동 홈 부의 내주 면에 삽입 홈이 형성되고, 상기 삽입 홈 안에 상기 탄성 부재가 내장되고, 상기 삽입 홈 안으로 상기 탄성 부재가 슬라이드 되면서 삽입될 수 있도록 구성되며, 상기 삽입 홈의 입구에는 상기 슬라이더의 위치를 제한하는 스토퍼가 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 플랩의 중간 부분에 라이저가 관통하는 라이저 이동 홈 부가 형성된 문풀 플랩 구조에서, 라이저 이동 홈 부에 시추 운전시 라이저의 상하 이동을 보호하기 위한 라이저 프로텍터가 설치됨으로써, 라이저와 문풀 플랩의 충돌을 효과적으로 방지하고, 이동(transit)시 문풀의 커버 역할을 하여 드릴쉽의 스피드 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 종래 문풀의 플랩 구조를 보인 측면도
도 2는 종래 문풀의 플랩 구조를 보인 평면도
도 3은 다른 종래 드릴쉽의 문풀 플랩 구조를 보인 평면도
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템을 보인 종단면도
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 라이저 프로텍터를 보인 평면도
도 6은 도 5의 요부 확대도
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 라이저 프로텍터를 보인 평면도
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 라이저 프로텍터를 보인 측면도
도 9는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 라이저 프로텍터를 보인 평면도
도 10은 도 9의 요부 확대도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템을 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 라이저 프로텍터를 보인 평면도이며, 도 6은 도 5의 요부 확대도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템은 선체(1)의 이동 시 저항을 최소화하고 높은 파도로 인한 오버 플로잉을 방지할 수 있도록 문풀(M)의 측벽에 2개의 플랩, 즉 제 1 플랩(110)과 제 2 플랩(120)이 개폐 가능하게 설치된다.
제 1 플랩(110)의 일측에 힌지(111)가 형성되어 문풀(M)의 측벽에 회동 가능하게 설치되고, 제 2 플랩(120)의 일측에 힌지(121)가 형성되어 문풀(M)의 측벽에 회동 가능하게 설치된다. 제 1 플랩(110)과 제 2 플랩(120)의 중간에는 라이저(R)가 관통하는 라이저 이동 홈 부(130)가 형성된다.
제 1 플랩(110) 및 제 2 플랩(120)에는 와이어(140)가 연결되고, 와이어(140)는 윈치(150)에 권취되도록 구성된다.
그리고 상기 라이저 이동 홈 부(130)에는 시추 운전시 상기 라이저(R)의 상하 이동을 보호하기 위한 라이저 프로텍터(160)가 설치된다.
상기 라이저 프로텍터(160)는 상기 라이저 이동 홈 부(130)의 내주 면에 설치되는 서포트 바(161), 및 상기 라이저(R)의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 서포트 바(161)의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러(162)를 포함한다.
상기 회전 롤러(162)의 외주 면에 상기 라이저(R)의 외주 면과 상응하는 곡면(163)이 형성될 수 있다.
회전 롤러(162)의 외주 면에 곡면(163)이 있으면 라이저(R)의 외주 면과 면 접촉하게 되어, 즉 접촉 면적이 넓어져서 라이저(R)의 외주 면을 좀더 안정적으로 보호할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템에서는, 서포트 바(161)가 라이저 이동 홈 부(130)의 내주 면에 설치되고, 서포트 바(161)의 끝단에 회전 롤러(162)가 회동 가능하게 설치되므로 시추 운전시 라이저의 상하 이동을 가이드 함은 물론 라이저와 문풀 플랩의 충돌을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 라이저 프로텍터의 다른 실시 예들을 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 라이저 프로텍터를 보인 평면도이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 라이저 프로텍터를 보인 측면도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 실시 예에 따른 라이저 프로텍터(260)는 라이저 이동 홈 부(230)의 내주 면에 2단 구조로 설치되는 서포트 바(261), 및 상기 라이저(R)의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 서포트 바(261)의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러(262)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 라이저 프로텍터(360)에서는 이동 홈 부(230)의 내주 면에 서포트 바(261)가 2단 구조로 설치되므로, 시추 운전시 상기 라이저(R)의 상하 이동은 물론 좌우 이동을 가이드하고 라이저와 문풀 플랩의 충돌을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 라이저 프로텍터를 보인 평면도이고, 도 10은 도 9의 요부 확대도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 라이저 프로텍터(360)는 라이저 이동 홈 부(330)의 내주 면에 설치되며, 상기 라이저 이동 홈 부(330)의 내주면 안으로 슬라이드 가능하게 설치되는 슬라이더(361), 상기 슬라이더(361)를 탄력적으로 지지하도록 상기 라이저 이동 홈 부(330)의 내주면 안에 설치되는 탄성 부재(362), 및 상기 라이저(R)의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 슬라이더(361)의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러(363)를 포함한다.
상기 라이저 이동 홈 부(330)의 내주 면에 삽입 홈(331)이 형성되고, 상기 삽입 홈(331) 안에 상기 탄성 부재(332)가 내장되고, 상기 삽입 홈(331) 안으로 상기 탄성 부재(332)가 슬라이드 되면서 삽입될 수 있도록 구성되며, 상기 삽입 홈(331)의 입구에는 상기 슬라이더(361)의 위치를 제한하는 스토퍼(333)가 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 라이저 프로텍터(360)에서는 슬라이더(361)가 라이저 이동 홈 부(330)의 내주면 안으로 슬라이드 가능하게 설치되고, 탄성 부재(362)가 슬라이더(361)를 탄력적으로 지지하므로, 시추 운전시 라이저의 손상을 방지하면서 라이저의 상하 이동을 가이드 함은 물론 라이저와 문풀 플랩의 충돌을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 플랩의 중간 부분에 라이저가 관통하는 라이저 이동 홈 부가 형성된 문풀 플랩 구조에서, 라이저 이동 홈 부에 시추 운전시 라이저의 상하 이동을 보호하기 위한 라이저 프로텍터가 설치됨으로써, 라이저와 문풀 플랩의 충돌을 효과적으로 방지하고, 이동(transit)시 문풀의 커버 역할을 하여 드릴쉽의 스피드 성능을 개선할 수 있다.
본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
1: 선체
110: 제 1 플랩
111: 힌지
120: 제 2 플랩
121: 힌지
130: 라이저 이동 홈 부
140: 와이어
150: 윈치
160: 라이저 프로텍터
161: 서포트 바
162: 회전 롤러
163: 곡면
230: 라이저 이동 홈 부
260: 라이저 프로텍터
261: 서포트 바
262: 회전 롤러
360: 라이저 프로텍터
361: 슬라이더
362: 탄성 부재
363: 회전 롤러
331: 삽입 홈
332: 탄성 부재
333: 스토퍼
M: 문풀
R: 라이저

Claims (7)

  1. 선체의 이동 시 저항을 최소화하고 높은 파도로 인한 오버 플로잉을 방지할 수 있도록 문풀의 측벽에 플랩이 개폐 가능하게 설치되며, 상기 플랩의 중간 부분에 라이저가 관통하는 라이저 이동 홈 부가 형성되는 드립쉽의 문풀 플랩 구조에서, 상기 라이저 이동 홈 부에 시추 운전시 상기 라이저의 상하 이동을 보호하기 위한 라이저 프로텍터가 설치되는 것을 특징으로 하는 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 라이저 프로텍터는
    상기 라이저 이동 홈 부의 내주 면에 설치되는 서포트 바; 및
    상기 라이저의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 서포트 바의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러;를 포함하는 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 롤러의 외주 면에 상기 라이저의 외주 면과 상응하는 곡면이 형성되는 것을 특징으로 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 라이저 프로텍터는
    상기 라이저 이동 홈 부의 내주 면에 2단 구조로 설치되는 서포트 바; 및
    상기 라이저의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 서포트 바의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러;를 포함하는 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 라이저 프로텍터는
    상기 라이저 이동 홈 부의 내주 면에서 상기 라이저 쪽으로 설치되며, 상기 라이저 이동 홈 부의 내주면 안으로 슬라이드 가능하게 설치되는 슬라이더;
    상기 슬라이더를 탄력적으로 지지하도록 상기 라이저 이동 홈 부의 내주면 안에 설치되는 탄성 부재; 및
    상기 라이저의 외주 면을 보호할 수 있도록 상기 슬라이더의 끝단에 회동 가능하게 설치되는 회전 롤러;를 포함하는 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 라이저 이동 홈 부의 내주 면에 삽입 홈이 형성되고, 상기 삽입 홈 안에 상기 탄성 부재가 내장되고, 상기 삽입 홈 안으로 상기 탄성 부재가 슬라이드 되면서 삽입될 수 있도록 구성되며, 상기 삽입 홈의 입구에는 상기 슬라이더의 위치를 제한하는 스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 회전 롤러의 외주 면에 상기 라이저의 외주 면과 상응하는 곡면이 형성되는 것을 특징으로 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템.
KR1020140121959A 2014-09-15 2014-09-15 드릴쉽의 라이저 프로텍팅 시스템 KR20160031789A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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