드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치

드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치{A liquid mud manufacturing device of drillship}

본 발명은 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서지탱크의 벌크분체가 혼합장치로 신속하게 이송될 수 있도록 한 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업발전 추이에 따라, 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일점에 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(drillship)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.

드릴쉽은 그 중심부에 라이저(riser) 및 드릴 파이프(drill pipe)가 상하 이동하는 문풀(moon pool)이 형성되고, 드릴쉽의 갑판에는 각종 시추장비가 집약되는 데릭(derrick)이 설치된다.

그리고 드릴 파이프의 단부에는 드릴비트가 설치되고, 드릴비트의 드릴링 작동에는 드릴링 유체(drilling fluid)로서 리퀴드 머드(liquid mud)가 이용된다.

한편, 리퀴드 머드는 여러 종의 벌크 분체(bulk material)가 혼합되어 만들어지는데, 상기 벌크 분체로는 바라이트(Barite), 벤토나이트(bentonite), 시멘트(Cement) 등이 있다.

상기한 벌크 분체들은 도 1에 도시된 바와 같이 서지탱크(10)에 저장되며, 소정의 혼합 장치(mixing hopper)(20)에 이송되어 혼합됨에 따라 시추 작업시에 윤활유 역할을 하는 리퀴드 머드(liquid mud)로 만들어진다.

한편, 서지탱크(10)에 저장된 벌크 분체들은 서지탱크(10)와 혼합장치(20) 사이에 연결된 이송관(30)을 따라 자유 낙하되어 혼합장치(20)에 수용된다.

이후, 혼합장치(20)에 수용된 벌크 분체는 혼합되어 상기한 리퀴드 머드로 제조된다.

하지만, 상기한 종래 기술에 따른 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치는 다음과 같은 문제가 있었다.

서지탱크(10)와 혼합장치(20) 사이에 연결된 이송관(30)을 통해 자유 낙하되는 벌크 분체의 이송 속도가 늦어 작업 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.

즉, 상기 이송관(30)은 일단부로부터 타단부로 갈수록 직경이 동일하게 형성된 파이프 형태로 이루어진바, 상기와 같이 직경이 동일한 이송관(30)을 통해 자유 낙하되는 벌크 분체의 이송 속도는 한계가 있어 혼합 장치(20)에서의 혼합 작용을 통한 리퀴드 머드를 제조하는 작업에 대한 속도가 늦어졌던 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 서지 탱크와 혼합 장치 사이에 설치된 이송관에 리듀서 및 고압의 에어분사 장치를 설치하여 서지탱크로부터 혼합장치로의 벌크 분체 이송 속도가 극대화될 수 있도록 함으로써 리퀴드 머드 제조에 대한 작업 생산성을 높이 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치를 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 벌크 분체(bulk material)가 저장된 서지탱크와, 서지탱크의 벌크 분체를 이송받아 혼합하여 리퀴드 머드(liquid mud)를 제조하는 혼합장치와, 상시 서지탱크와 혼합장치 사이에 연결되어 서지탱크의 벌크 분체가 혼합장치로 자유 낙하되어 이송되는 이송관을 포함하여 구성된 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치에 있어서, 상기 이송관과 서지탱크 사이에는 서지탱크로부터 이송관을 향해 직경이 점점 작아지는 리듀서(reducer)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치를 제공한다.

이때, 상기 리듀서에는 압축기를 통해 고압의 에어가 분사되는 에어 공급관이 더 설치된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치는 다음과 같은 효과가 있다.

서지탱크의 벌크 분체가 혼합장치로 이송되는 관로인 이송관에 리듀서가 설치되고 상기 리듀서에는 고압의 에어가 분사되는 에어공급관이 설치됨으로써, 이송관을 통한 혼합장치로의 벌크 분체의 이송 속도가 향상되는 효과가 있다.

이에 따라, 혼합장치로의 벌크 분체 이송이 신속하게 이루어짐에 따라, 혼합장치로부터 제조되는 리퀴드 머드에 제조 작업에 대한 작업 생산성을 높일 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치의 요부를 나타낸 측면도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치의 요부를 나타낸 측면도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치에 대하여 설명하도록 한다.

드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치는 리퀴드 머드 제조를 위한 벌크 분체가 서지탱크로부터 혼합장치로 이송되는 과정에서, 벌크 분체의 이송속도를 높인 기술적 특징이 있다.

즉, 이송관에 추가로 벌크 분체의 이송속도를 높이기 위한 장비를 구성함으로써, 벌크 분체의 이송 속도가 빨라질 수 있으며 리퀴드 머드 제조에 대한 작업 생산성을 높일 수 있는 것이다.

이를 위한 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치는 서지탱크(10)와, 혼합장치(20)와, 이송관(30)과, 리듀서(40)와, 에어 공급관(50)을 포함하여 구성된다.

서지탱크(10)는 리퀴드 머드를 제조하기 위한 재료 즉 벌크 분체가 저장되는 부위이며, 벌크 분체를 수용하는 저장공간을 형성한다.

이때, 벌크 분체로는 바라이트(Barite), 벤토나이트(bentonite), 시멘트(Cement) 등이 제공되어 서지 탱크 내에 수용된다.

이때, 도시되지는 않았지만, 서지 탱크(10)의 일측에는 벌크 분체가 유입되는 유입구가 형성되고, 서지탱크(10)의 하단부에는 서지 탱크 내의 벌크 분체가 자유 낙하되어 토출되는 토출구가 형성된다.

다음으로, 혼합장치(20)는 서지탱크(10)로부터 토출된 벌크 분체를 혼합하여 리퀴드 머드로 제조하는 역할을 하며, 서지 탱크(10)의 하방에 설치된다.

혼합장치(20)는 서지탱크(10)로부터 공급된 벌크 분체를 수용하여 교반함으로써 리퀴드 머드를 생산하게 되는데 이러한 혼합장치(20)는 주지된 기술이므로 상세한 구성 및 설명은 생략하도록 한다.

다음으로, 이송관(30)은 서지탱크(10)로부터 토출되는 벌크 분체를 혼합장치(20)로 가이드 하는 역할을 하며, 혼합장치(20)로부터 상방을 향해 설치된다.

즉, 이송관(30)은 서지탱크(10)로부터 토출되는 벌크 분체가 혼합장치(20)로 이송되는 관로인것이다.

다음으로, 리듀서(40)는 서지탱크(10)로부터 토출되는 벌크 분체가 혼합장치(20)로 이송되는 과정에서 상기 벌크 분체의 이송속도를 높이는 역할을 하며, 서지탱크(10)와 이송관(30) 사이에 설치된다.

리듀서(40)는 서지탱크(10) 측으로부터 이송관(30)으로 갈수록 직경이 점점 작아지게 형성된다.

이에 따라, 서지탱크(10)로부터 토출되는 벌크분체는 리듀서(40)를 지나는 과정에서 압력차로 인해 자유 낙하되는 속도가 빨라질 수 있게 된다.

상기 리듀서(40)의 양단부에는 각각 플랜지가 형성되며, 리듀서(40)는 서지탱크(10)와 이송관(30) 사이에서 플랜지 결합을 통해 결합이 이루어지게 된다.

이때, 리듀서(40)의 상단부 직경은 서지탱크(10)의 토출구 직경에 대응되며, 리듀서(40)의 하단부 직경은 이송관(30)의 직경에 대응된다.

다음으로, 에어 공급관(50)은 리듀서(40) 내부로 고압의 에어를 공급하는 관로 역할을 하며, 리듀서(40)에 설치된다.

즉, 에어 공급관(50)은 리듀서(40)를 통해 낙하되는 벌크 분체에 고압의 에어를 분사하여 벌크 분체의 이송속도를 극대화한 것이다.

상기 에어 공급관(50)의 일단부는 서지탱크(10)의 일측에 설치된 압축기(미도시)에 설치되며, 에어 공급관(50)의 타단부는 리듀서(40) 내부로 연결된다.

이때, 에어 공급관(50)을 통해 분사되는 에어의 압력은 제한되지 않지만, 대략 4.5bar임이 바람직하다.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치의 작용에 대하여 설명하도록 한다.

서지탱크(10)에 벌크 분체가 저장되고 작업자의 제어를 통해 서지탱크(10)의 벌크 분체가 혼합장치(20)로 낙하된다.

이때, 벌크 분체는 리듀서(40)를 통해 낙하되는 과정에서 리듀서(40)의 직경 차에 따른 압력으로 인해 낙하 속도가 빨라지며, 에어공급관(50)을 통해 분사되는 에어의 압력에 의해 낙하 속도가 재차 빨라지게 된다.

즉, 벌크 분체는 서지탱크(10)로부터 리듀서(40)에 자유 낙하되는 순간 낙하 속도가 급격하게 빨라진 상태로 이송관(30)으로 이송되는 것이다.

이후, 벌크 분체는 이송관(30)을 통해 혼합장치(20)로 이송되어 혼합됨으로써 리퀴드 머드로 제조된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 드릴쉽의 리퀴드 머드 제조장치는 서지탱크로부터 혼합장치로 이송되는 벌크 분체의 이송속도를 높인 기술적 특징이 있다.

이와 같이, 서지탱크의 벌크 분체가 혼합장치에 신속하게 이송됨에 따라, 혼합장치로부터 리퀴드 머드 제조에 대한 작업속도가 빨라져 작업 생산성을 높일 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 서지탱크 20 : 혼합장치
30 : 이송관 40 : 리듀서
50 : 에어공급관