시추선의 머드 순환장치의 배치구조{Mud Pump Arrangement Structure of Drill Ship}
본 발명은 시추선의 머드순환장치의 배치구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시추선의 안정성을 높이면서 시추선 갑판의 공간활용도를 높이고, 바람에 의한 영역이 줄어들어 시추선의 효율성이 증대되며, 머드 펌프와 머드 탱크의 교반기 등에 의한 소음이 갑판의 내부에 국한되므로, 저소음이 가능하도록 한 것이다.
산업화에 따른 석유의 사용량이 점차 증가하고 있으며, 이로 인해 원유의 안정적인 생산과 공급이 보다 중요해짐으로써, 최근에는 경제성이 없던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 됨에 따라, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 사용되고 있다. 시추선은 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고, 계류 장치를 이용하여 해상의 일정한 지점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나, 고정식 플랫홈이 주로 사용되었으나, 근래에는 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 이러한 시추선의 중심부에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추하는 시추 파이프가 상하 이동되어 드릴링될 수 있도록 문풀(moonpool)이 성형되어 있다. 더욱이, 시추선은 시추 파이프에 드릴 비트가 설치되어 모터에 의해 회전하게 되는데, 이 드릴 비트가 땅속 깊이 구멍을 뚫는다. 이 드릴 비트가 바위를 뚫고 들어갈때 극도로 뜨겁게 되어 드릴링 머드에 의해 식혀지는데, 이 드릴링 머드는 머드 펌프에 의해 펌핑되어 시추 파이프속으로 이송되어 드릴 비트에 있는 구멍을 통해 시추 파이프의 밖으로 흘러나와서 시추 파이프 외부를 따라 라이저 속을 통해 위로 되돌어 올라오게 된다. 상기 드릴링 머드는 여러가지 유용한 기능을 가지는 화학 혼합물로서, 본질적으로 물 또는 연료오일속에 용해된 벤토나이트(bentonite) 및 콜로이드(colloide) 형태의 점도로 구성된 아주 정교한 유체이며, 드릴 비트를 식혀 줄 뿐만 아니라, 윤활작용을 하여 드릴링을 더욱 더 쉽게 해준다. 또한, 머드는 드릴링할때 발생하는 바위 부스러기들을 가지고 올라와서 분석이 가능하게 해주며, 결론적으로 상기 머드가 압력을 가지고 있는 오일, 물, 또는 가스의 급격한 분출을 감지하여 막아주는 역할을 한다. 따라서, 이러한 머드를 취급하는 설비로서, 머드 탱크(머드 피트(mud pit))와 머드 펌프가 설치되는데, 상기 머드 탱크는 다음과 같은 기능을 담당한다. 1) 홀에서 리턴된 머드를 축적한다. 2) 머드 펌프로 공급하기 위해 머드를 저장한다 3) 머드를 냉각한다. 4) 머드에 포함됨 파티클(particle)을 침전시킨다. 5) 머드의 처리 조성을 위한 장소로서 기능을 한다. 또한, 머드펌프는 머드의 혼합 및 충전을 위해 사용되고, 드릴링 머드로 시추 파이프를 통해 웰(well)속에 들어갈 수 있는 파워머드는 고압 머드 펌프를 이용한다. 한편, 머드의 회수과정을 보면, 드릴링 작업을 할 수 있도록 적절히 믹싱된 액체 머드는 머드 펌프에 의해 고압 머드(최대 5,000psi)로 생성되어 홀로 유입되고, 홀로 유입된 머드는 드릴링 비트의 회전에 의해 발생한 커팅즈(cuttings)(샌드, 실트(silt), 가스 등)와 함께 되돌아오게 된다. 각종 커팅즈를 포함한 머드를 재사용할 수 있도록 샌드, 실트, 가스 등을 제거하여 머드를 재생한다. 또한, 되돌아온 머드는 머드 탱크안에 유입되기 전에 트랩을 거치면서 자갈이나 굵은 돌을 제거하고, 다시 쉐일 쉐이커(shale shaker)의 스크린에 의해 큰 입자들이 제거되어 샌드 트랩으로 유입되어 샌드, 가스, 실트 등이 제거된다. 이렇게 하여 재 사용할 수 있도록 재생된 머드는 머드 리턴라인을 통해 머드 탱크로 유입된다. 여기서, 종래의 시추선에서는 머드 순환장치를 구성하는 머드 탱크와 머드 펌프가 갑판상에 설치되어 외부에 노출된 상태로 있는 것이 대부분이어서, 갑판상의 공간을 차지하게 되므로, 갑판을 활용하는 측면에서 제약을 받는 문제점이 있었다. 또한, 시추선의 무게중심이 위로 올라감으로써 선박의 안정성이 저하되고, 윈드 영역이 넓어서 선박의 효율성이 떨어지며, 머드 펌프의 가동에 따른 소음이 덱크 및 선실로 전달되고, 케이블 및 파이프가 덱크에 노출되므로, 효과적인 보호가 어려운 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 머드를 저장 및 순환시키는 장치인 머드 탱크와 머드 펌프를 시추선의 갑판 내부에 설치하여 갑판의 공간을 확보하여 활용도를 높이고, 머드 탱크와 머드 펌프의 설치위치를 동일하게 배치하여 높이차에 의한 손실을 제거하여 효율적인 머드순환 과정이 이루어지도록 한 시추선의 머드 순환장치의 배치구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결수단은, 시추선의 갑판 하부에 형성되는 하나 이상의 머드펌프를 설치되는 머드펌프 룸과; 상기 머드펌프 룸의 하부에 위치하면서 교반기를 구비한 머드탱크로 구성된 것이다. 또한, 본 발명은 상기 머드탱크의 사이에 머드펌프 룸를 마련하여 머드탱크와 머드펌프의 레벨이 동일 수준이 되도록 배치된 것이다.
이와 같이, 본 발명은 시추선의 갑판 내부에 머드 펌프를 구비하는 머드펌프 룸과 머드탱크를 구비하여 선박의 무게 중심이 하부로 이동하여 배의 안정성이 높아지고, 갑판상에 공간이 추가로 확보되어 가용면적이 많아질 수 있다. 또한, 선박의 운항에 따른 바람과 접촉하는 영역이 줄어들어 선박 운항의 효율성이 증대된다. 또한, 갑판의 내부에 머드 펌프룸과 머드탱크가 설치되므로, 머드펌프 룸의 머드펌프와 머드 탱크내의 교반기의 작동에 따라 발생하는 소음이 제한되므로 저소음이 가능하다. 또한, 각종 케이블과 파이프가 선체의 외부로 노출되지 않으므로, 외부의 충격에 의한 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 시추선의 갑판 하부에 설치되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배치구조를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다. 도 1은 시추선의 갑판 하부에 설치되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배치구조를 도시한 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 머드순환장치는 시추선의 갑판(10) 하부에 형성되는 하나 이상의 머드펌프(21)를 설치되는 머드펌프 룸(20)과, 이 머드펌프 룸(20)의 하부에 위치하면서 교반기(31)를 구비한 머드탱크(30)로 구성된다. 또한, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 머드탱크(30)의 사이에 머드펌프 룸(20)을 마련하여 머드탱크(30)와 머드펌프(21)의 레벨(설치위치)이 동일 수준이 되도록 배치할 수 있다. 도면중 11은 통기로, 12는 통로, 13은 발라스트 수 탱크이다.
본 발명은 시추선의 갑판(10) 내부에 머드 펌프(21)와 머드를 저장하는 머드 탱크(30)를 구비하여 갑판(10)상에 노출되지 않으므로, 설치에 따른 공간을 확보할 수 있어 다른 용도로 활용이 가능하다. 더욱이, 도 2에 도시된 바와 같이, 머드 펌프(21)와 머드 탱크(30)가 동일 레벨 위치에 설치됨으로써, 머드의 흡입 및 전달동작이 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 머드 펌프(21)와 머드 탱크(30)가 갑판(10)의 하부에 위치되므로, 시추선의 무게 중심이 아래로 내려감으로써 선박의 안정성이 향상되고, 선박 운항시 바람에 의한 저항을 적게 받아 선박 운항에 따른 에너지를 절감할 수 있으며, 머드펌프(21)의 가동에 따라 발생하는 소음이 갑판(10)의 내부에 형성된 머드 펌프 룸(20)내로 국한되므로, 소음이 주변으로의 전달이 차단된다. 또한, 머드 펌프(21)와 머드 탱크(30)의 상호 동작을 위해 설치되는 각종 케이블과 파이프가 선체의 내부에 설치되므로, 종래와 같이 외부에 노출되어 외부의 충격으로부터 손상받을 가능성을 대폭 줄일 수 있다.
본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능하고, 이러한 변형 및 수정은 본 발명의 청구범위내에 포함됨은 자명한 사실이다.
10 : 갑판
11 : 통기로
12 : 통로
13 : 발라스트 수 탱크
20 : 머드펌프 룸
21 : 머드펌프(mud pump)
30 : 머드탱크
31 : 교반기 |
