KR101517440B1 - Monitoring device for riser and ocean structure with the same - Google Patents
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Abstract
라이저의 내부 및 외부 상태를 실시간으로 감시하기 위한 라이저 감시 장치 및 이를 구비한 해상 구조물을 제공한다. 라이저 감시 장치는 라이저의 원주 방향을 따라 라이저를 둘러싸는 지지체와, 지지체에 설치되어 라이저의 길이 방향을 따라 지지체를 상승 또는 하강시키는 이동부와, 지지체에 설치되며 복수의 센서를 구비하여 라이저의 내부 및 외부 상태를 감지하는 감지부를 포함한다.A riser monitoring apparatus for monitoring the internal and external states of a riser in real time and an offshore structure having the same are provided. The riser monitoring device comprises a support surrounding the riser along the circumferential direction of the riser, a moving part mounted on the support and moving up or down the support along the longitudinal direction of the riser, a plurality of sensors mounted on the support, And a sensing unit for sensing an external state.
Description
본 발명은 라이저 감시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 라이저의 내, 외부 상태를 실시간으로 감시하기 위한 라이저 감시 장치 및 이를 구비한 해상 구조물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a riser monitoring apparatus, and more particularly, to a riser monitoring apparatus for monitoring the inside and outside states of a riser in real time and a marine structure having the same.
시추 설비에는 자력 운항이 가능한 드릴십(drillship)과, 반잠수식 시추선인 세미리그(semi-submersible rig) 등이 있으며, 시추탑을 이용해 라이저(riser)를 여러 개 조립하여 수천 미터 해저까지 연결한 후 드릴링 파이프를 라이저 속으로 내려 해저를 시추하게 된다.Drilling facilities include drillships with semi-submersible rigs, which can be operated by magnetic forces. Several risers are assembled using a drilling tower and connected to several thousand meters below sea level. The drilling pipe goes down into the riser to drill the bottom of the sea.
일정 깊이로 드릴링을 하면 케이싱(casing) 작업을 하고, 라이저에 폭발 방지장치(blow out preventor, BOP)를 연결하여 바다 밑으로 보낸다. 드릴링 작업은 유정에 이르기까지 진행되고, 유정에 이르면 오일층이 맞는지 확인한 후 오일 생산에 경제성이 있다고 판단되면 오일과 가스의 흐름을 조절하는 밸브와 초크 등의 장비를 설치하게 된다.When drilling to a certain depth, the casing is worked and the blower (blow out preventer, BOP) is connected to the riser under the sea. The drilling operation progresses to the oil well. When it is confirmed that the oil layer is correct in the oil well, if the oil production is economically feasible, the valve and the choke for adjusting the flow of oil and gas are installed.
이후에는 시추 설비 대신 생산 설비인 부유식 생산저장하역 설비(FPSO, floating production storage and offloading)가 위치하며, 라이저를 통해 원유를 퍼올리게 된다. FPSO는 시추공으로부터 생산된 유전 분출 혼합물(well fluid)를 오일과 가스로 분리시키고 처리 및 안정화시켜 수송 가능한 제품 상태로 만든다.After that, floating production storage and offloading (FPSO), which is a production facility instead of a drilling facility, is located and the crude oil is pumped through the riser. FPSO separates the oil wells produced from the borehole into oil and gas, treats and stabilizes them into a transportable product.
이와 같이 라이저를 이용한 시추 및 원유 생산 과정에서는 여러 변수들로 인해 폭발 사고의 위험성이 잠재하고 있다.In this way, there is a risk of explosion due to various parameters in the riser drilling and crude oil production process.
예를 들어, 라이저에 크랙이 발생하면 기름 유출 및 이로 인한 폭발 가능성이 있으며, 배터리 단락 등의 이유로 BOP가 오작동을 하면 비상 상황에서 웰 헤드(well head) 밀봉 실패 및 추가 피해가 발생할 가능성이 있다. 또한, BOP 주변 콘크리트 지대의 균열 및 약화로 인해 가스 분출과 폭발 사고가 일어날 수 있다.For example, if the riser cracks, there is a possibility of oil spill and explosion, and if the BOP malfunctions due to battery shortage, etc., there is a possibility of failing to seal the well head and further damage in an emergency situation. In addition, cracking and weakening of the concrete zone around the BOP can cause gas spills and explosion.
본 발명은 라이저를 이용한 시추 및 원유 생산 과정에서 라이저의 내, 외부 상태를 실시간으로 감시하여 위험 상황을 빠르게 인지하고, 이를 통해 폭발 사고를 예방할 수 있는 라이저 감시 장치 및 이를 구비한 해상 구조물을 제공하고자 한다.The present invention provides a riser monitoring apparatus and a marine structure having the riser monitoring apparatus capable of rapidly monitoring the internal and external states of the riser in drilling and crude oil production processes using the riser to quickly recognize a dangerous situation and thereby preventing an explosion accident do.
본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 감시 장치는, 라이저의 원주 방향을 따라 라이저를 둘러싸는 지지체와, 지지체에 설치되어 라이저의 길이 방향을 따라 지지체를 상승 또는 하강시키는 이동부와, 지지체에 설치되며 복수의 센서를 구비하여 라이저의 내부 및 외부 상태를 감지하는 감지부를 포함한다.A riser monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a support body surrounding a riser along a circumferential direction of a riser, a moving part installed on the support body to move the support body upward or downward along a longitudinal direction of the riser, And a sensing unit having a plurality of sensors for sensing the internal and external states of the riser.
지지체는 연결부에 의해 일체로 고정된 상부 지지체와 하부 지지체의 이층 구조로 형성될 수 있다.The support may be formed in a two-layer structure of an upper support and a lower support integrally fixed by a connecting portion.
이동부는 상부 지지체와 하부 지지체 각각의 내측에서 회전 가능하게 설치되며 라이저에 밀착되는 복수의 구동 휠과, 복수의 구동 휠 각각에 연결 설치되어 구동 휠을 회전시키는 동력 장치를 포함할 수 있다. 동력 장치는 수중 모터로 구성될 수 있고, 전원 케이블을 통해 해상 구조물로부터 전원을 공급받을 수 있다.The moving unit may include a plurality of driving wheels that are rotatably installed inside each of the upper and lower supports and closely contact the riser, and a power unit connected to each of the plurality of driving wheels to rotate the driving wheels. The power unit can be composed of an underwater motor and can receive power from the offshore structure through a power cable.
다른 한편으로, 동력 장치는 발전기 겸용 모터와 배터리를 포함할 수 있으며, 지지체가 자중에 의해 하강할 때 구동 휠의 회전력으로부터 전기 에너지를 생산하고 배터리에 저장할 수 있다. 발전기 겸용 모터는 배터리의 전원에 의해 작동할 수 있고, 구동 휠을 회전시켜 지지체를 상승시킬 수 있다.On the other hand, the power unit can include a generator-motor and a battery, and can generate electric energy from the rotational force of the drive wheel and store it in the battery when the support is lowered by its own weight. The generator-motor can be operated by a power source of the battery, and the support wheel can be raised by rotating the drive wheel.
다른 한편으로, 지지체는 부력에 의해 상승 가능한 구조로 이루어질 수 있다. 동력 장치는 발전기 겸용 모터와 배터리를 포함할 수 있으며, 지지체가 부력에 의해 상승할 때 구동 휠의 회전력으로부터 전기 에너지를 생산하고 배터리에 저장할 수 있다. 발전기 겸용 모터는 배터리의 전원에 의해 작동할 수 있고, 구동 휠을 회전시켜 지지체를 하강시킬 수 있다.On the other hand, the support can be made in a structure which can be raised by buoyancy. The power unit may include a generator motor and a battery, and may generate electrical energy from the rotational force of the drive wheel and store the battery in the battery when the support rises by buoyancy. The motor serving as the generator can be operated by the power source of the battery, and the support can be lowered by rotating the drive wheel.
감지부는 지지체에 설치되며 라이저의 표면 균열과 라이저 내부의 유체 흐름을 감지하는 엑스선 감지기와, 지지체에 설치되며 라이저 주위의 가스 또는 오일 분출을 감지하는 적외선 레이저 감지기를 포함할 수 있다. 적외선 레이저 감지기는 길이 조절이 가능한 아암에 의해 지지체에 설치될 수 있다.The sensing portion may include an x-ray sensor mounted on the support and sensing a surface crack of the riser and fluid flow within the riser, and an infrared laser sensor mounted on the support and sensing gas or oil spills around the riser. The infrared laser detector may be mounted on the support by a length adjustable arm.
연결부는 한 쌍이 대칭으로 구비될 수 있고, 한 쌍의 연결부 내측에 비상 상황 발생 시 라이저를 폐쇄시키는 전단 램 장치가 설치될 수 있다. 전단 램 장치는 한 쌍의 연결부 각각에 고정되는 유압 실린더와, 유압 실린더의 피스톤 단부에 고정되며 라이저를 사이에 두고 대향 배치되는 한 쌍의 램 블록을 포함할 수 있다.A pair of connection portions may be provided symmetrically and a front end ram device may be installed inside the pair of connection portions to close the riser when an emergency occurs. The shear ram device may include a hydraulic cylinder fixed to each of the pair of connecting portions, and a pair of ram blocks fixed to the piston end of the hydraulic cylinder and disposed opposite to each other with the riser interposed therebetween.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조물은 해상 구조물 몸체와, 해상 구조물 몸체로부터 해저 유정까지 연결 설치되는 라이저와, 전술한 라이저 감시 장치를 포함한다.The marine structure according to an embodiment of the present invention includes a marine structure body, a riser connected to the marine structure body from the marine structure body, and the riser monitoring apparatus described above.
라이저는 길이 방향을 따라 복수의 영역으로 구분될 수 있고, 복수의 영역 각각에 라이저 감시 장치가 제공될 수 있다. 라이저 감시 장치는 지정된 영역 내에서 상승과 하강을 반복하면서 라이저의 내부 및 외부 상태를 실시간으로 감지할 수 있다.The riser may be divided into a plurality of regions along the longitudinal direction, and each of the plurality of regions may be provided with a riser monitoring apparatus. The riser monitoring device can detect the internal and external states of the riser in real time while repeating rising and falling within the specified area.
본 발명의 실시예들에 따르면, 라이저의 표면 균열과 라이저 내부의 유체 흐름 상태 및 라이저 주변의 가스 또는 오일 분출 여부를 실시간으로 감지할 수 있다. 이러한 라이저의 내, 외부 상태 감지에 의해 위험 상황을 빠르게 인지하고, 이를 통해 폭발 사고를 효과적으로 예방할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to detect in real time the surface cracks of the riser, the fluid flow state inside the riser, and the gas or oil jet around the riser. By sensing the internal and external states of these risers, they can quickly recognize the dangerous situation and effectively prevent an explosion accident.
또한, 라이저 감시 장치에 설치된 전단 램 장치를 이용하여 폭발 방지장치 오작동 시 라이저를 폐쇄시킬 수 있으므로, 라이저와 해상 구조물의 안전을 보다 효과적으로 확보할 수 있다.In addition, since the riser can be closed when the explosion-proof device malfunctions by using the front-end ram device installed in the riser monitoring device, the safety of the riser and the marine structure can be secured more effectively.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해상 구조물의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이저 감시 장치의 개략 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 라이저 감시 장치의 부분 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이저 감시 장치의 개략 사시도이다.1 is a schematic view of a marine structure according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view of a riser monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
3 is a partial plan view of the riser monitoring device shown in Fig.
4 is a schematic perspective view of a riser monitoring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해상 구조물의 개략도이다.1 is a schematic view of a marine structure according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 해상 구조물(100)은 해상 구조물 몸체(10)와 라이저(20) 및 라이저 감시 장치(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
해상 구조물(100)은 시추 설비 또는 원유 생산 설비이며, 해상 구조물 몸체(10)는 자력 운항이 가능한 선박 또는 다른 선박에 의해 예인 가능한 부유식 설비로 구성될 수 있다. 해상 구조물(100)은 예를 들어 드릴십(drillship), 반잠수식 시추선인 세미리그(semi-submersible rig), 부유식 생산저장하역 설비(FPSO) 중 어느 하나일 수 있으나, 전술한 예들로 한정되지 않는다.The
라이저(20)는 해상 구조물 몸체(10)로부터 해저 유정까지 연결 설치된다. 해상 구조물(100)이 시추 설비인 경우 라이저(20) 속으로 드릴링 파이프가 위치하여 해저면을 드릴링하게 되고, 해상 구조물(100)이 원유 생산 설비인 경우 라이저(20)를 통해 유정으로부터 원유를 뽑아 올리게 된다.The
도 1에서 부호 40은 유정 입구에 설치되어 블로우-아웃이 감지되면 유정 입구를 닫는 폭발 방지장치(blow out preventor, BOP)이다.In FIG. 1,
라이저 감시 장치(30)는 라이저(20)의 길이 방향을 따라 상승과 하강을 반복하면서 라이저(20)의 균열 및 폭발 방지장치(40) 주변의 가스 누출과 같은 라이저(20)의 내, 외부 상태를 실시간으로 감지한다. 본 실시예의 해상 구조물(100)은 라이저 감시 장치(30)를 이용해 라이저(20) 주변의 위험 상황을 빠르게 인지할 수 있으며, 폭발 사고를 막기 위한 조치를 실행할 수 있다.The
라이저(20)는 수 킬로미터 이상의 길이를 가지므로 하나의 라이저 감시 장치(30)가 제공되는 경우 1회 왕복에 소요되는 시간이 길어진다. 라이저 감시 장치(30)는 라이저(20)의 길이 방향을 따라 복수개로 구비되어 라이저(20)의 여러 영역을 동시에 감지할 수 있다.Since the
라이저(20)는 길이에 따라 복수의 영역으로 구분되거나, 직경에 따라 복수의 영역으로 구분될 수 있고, 각 영역마다 하나의 라이저 감시 장치(30)가 제공될 수 있다. 각각의 라이저 감시 장치(30)는 지정된 영역 내에서 상승과 하강을 반복하면서 라이저(20)의 내, 외부 상태를 독립적으로 감지한다.The
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이저 감시 장치의 개략 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 라이저 감시 장치의 부분 평면도이다.FIG. 2 is a schematic perspective view of a riser monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partial plan view of the riser monitoring apparatus shown in FIG.
도 2와 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 라이저 감시 장치(30)는 지지체(50)와 이동부(60) 및 감지부(70)를 포함한다. 감지부(70)는 지지체(50)에 설치되며, 이동부(60)는 라이저(20)의 길이 방향을 따라 지지체(50)를 상승 또는 하강시키는 기능을 한다.Referring to FIGS. 2 and 3, the
지지체(50)는 라이저(20)를 둘러싸는 고리 모양의 구조물로서, 라이저(20)와 일정한 거리를 두고 원주 방향을 따라 라이저(20)를 한바퀴 둘러싼다. 지지체(50)는 상부 지지체(51)와 하부 지지체(52)의 이층 구조로 형성될 수 있다. 이 경우 라이저 감시 장치(30)가 라이저(20)의 길이 방향을 따라 보다 안정적으로 작동할 수 있다.The support body 50 is an annular structure surrounding the
상부 지지체(51)와 하부 지지체(52)는 연결부(53)에 의해 일체로 연결된다. 도 2에서는 두 번 꺾인 막대 모양의 연결부(53)를 예로 들어 도시하였으나, 연결부(53)의 형상은 도시한 예로 한정되지 않는다.The
이동부(60)는 상부 지지체(51)와 하부 지지체(52)의 내측에서 회전 가능하게 설치되는 복수의 구동 휠(61)과, 복수의 구동 휠(61) 각각에 연결 설치되어 구동 휠(61)을 회전시키는 동력 장치(62)를 포함할 수 있다.The moving
복수의 구동 휠(61)은 상부 지지체(51)와 하부 지지체(52) 각각에서 라이저(20)의 원주 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하며, 라이저(20)의 외부 표면에 밀착된다. 도 2에서는 상부 지지체(51)와 하부 지지체(52) 각각에 4개의 구동 휠(61)이 설치된 경우를 도시하였으나, 구동 휠(61)의 개수와 설치 구조는 도시한 예로 한정되지 않는다.The plurality of
동력 장치(62)는 통상의 수중 모터일 수 있고, 전원 케이블(도시하지 않음)을 통해 해상 구조물 몸체(10)와 연결되어 해상 구조물 몸체(10) 상의 전원 장치(도시하지 않음)로부터 작동에 필요한 전기를 공급받을 수 있다.The
다른 한편으로, 동력 장치(62)는 발전기 겸용 모터와 배터리로 구성될 수 있다. 이 경우 동력 장치(62)는 지지체(50)가 자중에 의해 하강하여 구동 휠(61)이 회전할 때 구동 휠(61)의 회전에 따른 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 발전을 행하고, 배터리를 충전시킬 수 있다. 그리고 배터리의 충전 전력을 이용하여 모터를 작동시켜 구동 휠(61)을 회전시킴으로써 지지체(50)를 상승시킬 수 있다.On the other hand, the
즉 전술한 동력 장치(62)는 자중에 의한 지지체(50)의 하강 시 배터리를 충전시키고, 배터리의 충전 전력을 이용하여 지지체(50)를 상승시킬 수 있다. 이로써 라이저 감시 장치(30)는 전원 케이블에 연결되지 않고도 자체 동력을 이용하여 라이저(20)를 따라 이동할 수 있다.That is, the
다른 한편으로, 지지체(50)는 부력에 의해 상승이 가능한 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 지지체(50)는 내부에 공기 탱크(도시하지 않음) 등을 포함할 수 있다. 이 경우 동력 장치(62)는 지지체(50)가 부력에 의해 상승하여 구동 휠(61)이 회전할 때 발전을 행하고, 배터리를 충전시킬 수 있다. 그리고 배터리의 충전 전력을 이용하여 모터를 작동시켜 구동 휠(61)을 회전시킴으로써 지지체(50)를 하강시킬 수 있다.On the other hand, the support body 50 can be made of a structure which can be raised by buoyancy. For example, the support body 50 may include an air tank (not shown) or the like. In this case, the
전술한 동력 장치(62)는 공지된 기계 부품들의 조합으로서 특정 구조로 한정되지 않으므로, 도 3에서는 동력 장치(62)의 세부 구조를 생략하였다. 도 3에서는 상부 지지체(51)에 설치된 이동부(60)를 도시하였으며, 하부 지지체(52)에도 같은 구성의 이동부(60)가 설치된다.Since the
한편, 상기에서는 복수의 구동 휠(61)과 동력 장치(62)로 이루어진 이동부(60)에 대해 설명하였으나, 이동부(60)는 라이저(20)의 길이 방향을 따라 지지체(50)를 이동시킬 수 있는 기계적 구성이면 모두 적용 가능하다. 예를 들어, 라이저(20)의 길이 방향을 따라 가이드 레일이 설치되고, 이동부(60)는 가이드 레일과 맞물려 가이드 레일을 따라 이동하는 기계적 구성으로 이루어질 수도 있다.Although the moving
감지부(70)는 지지체(50)에 설치되는 복수의 감지기로 구성된다. 감지부(70)는 상부 지지체(51)와 하부 지지체(52) 중 어느 하나에 설치되는 엑스선 감지기(71)와, 다른 하나에 설치되는 적외선 레이저 감지기(72)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 상부 지지체(51)에 엑스선 감지기(71)가 설치되고, 하부 지지체(52)에 적외선 레이저 감지기(72)가 설치되는 경우를 예로 들어 도시하였다.The sensing unit 70 includes a plurality of sensors installed on the support 50. The sensing unit 70 may include an
엑스선 감지기(71)는 라이저(20)를 엑스선 촬영하여 라이저(20)의 내부 및 외부 표면의 균열과, 라이저(20) 내부를 흐르는 유체(가스, 오일, 또는 머드 등)의 흐름 상태를 감지한다. 즉 엑스선 감지기(71)를 이용하면 라이저(20)의 표면 균열과, 라이저(20) 내부의 유체가 누출되지 않고 정상적으로 흐르고 있는지 여부를 확인할 수 있다.The
적외선 레이저 감지기(72)는 라이저(20) 외부의 온도 변화 또는 라이저(20) 외부의 물체 유무를 감지한다. 이러한 적외선 레이저 감지기(72)를 이용하면 폭발 방지장치(40)의 오작동 또는 폭발 방지장치(40) 주변의 해저면 균열 또는 약화 등에 따른 가스 분출 또는 오일 분출을 사전에 감지할 수 있다.The
적외선 레이저 감지기(72)는 길이 조절이 가능한 아암(75)에 의해 지지될 수 있다. 즉 하부 지지체(52)의 외면에 길이 조절이 가능한 아암(75)이 설치되고, 아암(75)의 단부에 적외선 레이저 감지기(72)가 설치될 수 있다. 아암(75)의 길이를 늘임에 따라 라이저(20)의 주변부를 보다 넓게 감시할 수 있다. 아암(75)의 길이 조절은 아암(75)에 내장된 유압 장치와 같은 별도의 동력 장치(도시하지 않음)에 의해 이루어질 수 있다.The
엑스선 감지기(71)와 적외선 레이저 감지기(72)가 촬영한 사진 또는 영상 정보는 무선 송수신 장치를 통해 해상 구조물 몸체(10) 상의 제어 룸으로 전송된다. 작업자는 전송된 정보를 통해 라이저(20)의 내, 외부 상태를 확인할 수 있다. 또한, 감지부(70)는 제어부(도시하지 않음)와 연결되고, 제어부는 감지부(70)로부터 입력된 정보가 미리 설정된 기준치를 초과하면 경고 신호를 발생하는 구성을 포함할 수 있다.The photograph or image information photographed by the
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이저 감시 장치의 개략 사시도이다.4 is a schematic perspective view of a riser monitoring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 제3 실시예의 라이저 감시 장치(301)는 비상 상황 발생 시 라이저(20)를 폐쇄시키는 전단 램 장치(80)를 더 포함하는 것을 제외하고 전술한 제2 실시예와 같은 구성으로 이루어진다. 제2 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.4, the
상부 지지체(51)와 하부 지지체(52)는 서로 마주하는 한 쌍의 연결부(53)에 의해 일체로 결합될 수 있으며, 한 쌍의 연결부(53) 내측에 전단 램 장치(80)가 설치될 수 있다. 전단 램 장치(80)는 연결부(53)에 고정되는 유압 실린더(81)와, 유압 실린더(81)의 피스톤(82) 단부에 고정되는 램 블록(83)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 램 블록(83)이 라이저(20)를 사이에 두고 대향 배치된다.The
정상적인 환경에서 램 블록(83)은 라이저(20)와 이격되어 라이저(20) 감시를 위한 지지체(50)의 상하 이동을 방해하지 않는다. 반면 오일 또는 가스의 분출 압력이 증가하는 비상 상황에서 폭발 방지장치(40)가 오작동할 때 유압 실린더(81)의 작동으로 한 쌍의 램 블록(83)이 라이저(20)를 향해 전진한다. 이로써 한 쌍의 램 블록(83)이 라이저(20)를 강하게 밀어 찌그러 뜨림으로써 라이저(20)를 폐쇄시킨다.In a normal environment, the
전단 램 장치(80)는 폭발 방지장치(40) 고장 시 라이저(20)를 폐쇄하여 오일 또는 가스의 분출을 막으며, 오일 또는 가스 분출로 인한 폭발 사고를 예방할 수 있다. 이와 같이 전단 램 장치(80)는 폭발 방지장치(40) 고장 시 이를 대체하는 안전 장치로 기능한다. 본 실시예의 라이저 감시 장치(301)는 라이저(20) 감시 기능과 더불어 비상 상황 시 라이저(20)를 폐쇄시키는 안전 장치의 기능도 가진다.The
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.
100: 해상 구조물 10: 해상 구조물 몸체
20: 라이저 30, 301: 라이저 감시 장치
40: 폭발 방지장치 50: 지지체
60: 이동부 70: 감지부
80: 전단 램 장치100: marine structure 10: marine structure body
20:
40: explosion prevention device 50: support
60: moving part 70: sensing part
80: shearing ram device
Claims (14)
상기 지지체에 설치되어 상기 라이저의 길이 방향을 따라 상기 지지체를 상승 또는 하강시키는 이동부; 및
상기 지지체에 설치되며 복수의 센서를 구비하여 상기 라이저의 내부 및 외부 상태를 감지하는 감지부를 포함하되,
상기 지지체는 한 쌍의 대칭 구비된 연결부에 의해 일체로 고정된 상부 지지체와 하부 지지체의 이층 구조로 형성되고, 상기 한 쌍의 연결부 내측에 비상 상황 발생 시 상기 라이저를 폐쇄시키는 전단 램 장치가 설치되는 라이저 감시 장치.A support surrounding the riser along a circumferential direction of the riser;
A moving part installed on the support and moving up or down the support along the longitudinal direction of the riser; And
And a sensing unit mounted on the support and having a plurality of sensors for sensing the inner and outer states of the riser,
The support body is formed in a two-layer structure of an upper support and a lower support integrally fixed by a pair of symmetrically formed connection portions, and a shear ram device is provided inside the pair of connection portions to close the riser when an emergency occurs Riser monitoring device.
상기 이동부는,
상기 상부 지지체와 상기 하부 지지체 각각의 내측에서 회전 가능하게 설치되며 상기 라이저에 밀착되는 복수의 구동 휠; 및
상기 복수의 구동 휠 각각에 연결 설치되어 구동 휠을 회전시키는 동력 장치를 포함하는 라이저 감시 장치.The method according to claim 1,
The moving unit includes:
A plurality of driving wheels rotatably installed inside each of the upper and lower supports and closely contacted with the risers; And
And a power unit connected to each of the plurality of drive wheels to rotate the drive wheel.
상기 동력 장치는 수중 모터로 구성되고, 전원 케이블을 통해 해상 구조물로부터 전원을 공급받는 라이저 감시 장치.The method of claim 3,
Wherein the power unit is comprised of an underwater motor and is supplied with power from the offshore structure via a power cable.
상기 동력 장치는 발전기 겸용 모터와 배터리를 포함하며, 상기 지지체가 자중에 의해 하강할 때 상기 구동 휠의 회전력으로부터 전기 에너지를 생산하고 상기 배터리에 저장하는 라이저 감시 장치.The method of claim 3,
Wherein the power unit includes a motor serving as a generator and a battery, and generates electric energy from the rotational force of the driving wheel when the support is lowered by its own weight, and stores the electric energy in the battery.
상기 발전기 겸용 모터는 상기 배터리의 전원에 의해 작동하고, 상기 구동 휠을 회전시켜 상기 지지체를 상승시키는 라이저 감시 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the generator-motor is operated by a power source of the battery, and rotates the drive wheel to raise the support.
상기 지지체는 부력에 의해 상승 가능한 구조로 이루어지고,
상기 동력 장치는 발전기 겸용 모터와 배터리를 포함하며, 상기 지지체가 부력에 의해 상승할 때 상기 구동 휠의 회전력으로부터 전기 에너지를 생산하고 상기 배터리에 저장하는 라이저 감시 장치.The method of claim 3,
Wherein the support has a structure capable of being raised by buoyancy,
Wherein the power unit includes a generator motor and a battery and generates and stores electrical energy from the rotational force of the drive wheel when the support is lifted by the buoyant force.
상기 발전기 겸용 모터는 상기 배터리의 전원에 의해 작동하고, 상기 구동 휠을 회전시켜 상기 지지체를 하강시키는 라이저 감시 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the generator-motor is operated by a power source of the battery, and rotates the drive wheel to lower the support.
상기 감지부는,
상기 지지체에 설치되며 상기 라이저의 표면 균열과 상기 라이저 내부의 유체 흐름을 감지하는 엑스선 감지기; 및
상기 지지체에 설치되며 상기 라이저 주위의 가스 또는 오일 분출을 감지하는 적외선 레이저 감지기를 포함하는 라이저 감시 장치.The method according to claim 1,
The sensing unit includes:
An X-ray detector installed on the support and detecting a surface crack of the riser and a fluid flow inside the riser; And
And an infrared laser sensor mounted on the support and sensing a gas or oil spill around the riser.
상기 적외선 레이저 감지기는 길이 조절이 가능한 아암에 의해 상기 지지체에 설치되는 라이저 감시 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the infrared laser sensor is mounted on the support by a length adjustable arm.
상기 전단 램 장치는,
상기 한 쌍의 연결부 각각에 고정되는 유압 실린더; 및
상기 유압 실린더의 피스톤 단부에 고정되며 상기 라이저를 사이에 두고 대향 배치되는 한 쌍의 램 블록을 포함하는 라이저 감시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the shear ram device comprises:
A hydraulic cylinder fixed to each of the pair of connection portions; And
And a pair of ram blocks fixed to the piston end of the hydraulic cylinder and disposed opposite to each other with the riser interposed therebetween.
해상 구조물 몸체;
상기 해상 구조물 몸체로부터 해저 유정까지 연결 설치되는 라이저; 및
제1항, 제3항 내지 제10항 또는 제12항 중 어느 한 항의 라이저 감시 장치를 포함하는 해상 구조물.In a marine structure for drilling or producing crude oil at sea,
Marine structure body;
A riser connected from the body of the marine structure to the seabed well; And
12. A marine structure comprising the riser monitoring device of any one of claims 1, 3 to 10 or 12.
라이저는 길이 방향을 따라 복수의 영역으로 구분되고,
상기 복수의 영역 각각에 상기 라이저 감시 장치가 제공되며,
상기 라이저 감시 장치는 지정된 영역 내에서 상승과 하강을 반복하면서 상기 라이저의 내부 및 외부 상태를 실시간으로 감지하는 해상 구조물.14. The method of claim 13,
The riser is divided into a plurality of regions along the longitudinal direction,
Wherein each of the plurality of areas is provided with the riser monitoring device,
Wherein the riser monitoring device senses the internal and external states of the riser in real time while repeating rising and falling within a designated area.
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