KR101903404B1 - Sub for Continuous Boring - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 연속시추용 서브는, 파이프 사이에 구비되어 인접한 파이프를 직렬로 결합하는 연속시추용 서브에 있어서, 내부에 상하 개구된 중공이 형성된 몸체, 상기 몸체의 둘레를 감싸도록 구비되되, 상기 몸체의 회전과 독립되어 고정된 상태를 유지하도록 형성된 마모방지링 및 상기 몸체에 구비되어, 이수공급장치를 통한 이수의 공급 방향을 상기 몸체의 상부 또는 측면 중 어느 하나로 전환시키는 전환밸브를 포함한다.The present invention relates to a continuous servicing sub, which is provided between pipes to connect adjacent pipes in series, comprising: a body having a hollow opening up and down inside thereof; A wear prevention ring formed to maintain a fixed state independent of the rotation of the body, and a switch valve provided on the body for switching the supply direction of the water supply through the water supply device to either the upper side or the side of the body.
Description
본 발명은 연속시추용 서브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시추 과정에서의 마모를 최소화하기 위한 연속시추용 서브에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous service subassembly, and more particularly to a continuous service subassembly for minimizing wear during drilling.
기존 시추선에서는 탑드라이브에서 발생시킨 회전력으로 드릴스트링을 회전하며 해저 지층을 굴진하게 된다.In the conventional drill ship, the rotating force generated from the top drive rotates the drill string and pivots the seafloor.
따라서 드릴스트링이 해저로 일정 깊이를 파고 내려갔을 때 상단에 새로운 파이프를 추가로 연결시켜야 하며, 일반적으로 이러한 작업을 위해 잠시 시추 기능이 멈추는 순간이 발생한다.Therefore, when the drill string digs a certain depth into the sea floor, it is necessary to connect a new pipe to the top, and in general, the moment when the drilling function stops for this operation occurs.
이러한 불연속 공정은 시추공의 안정성 저하, 침전된 이수 및 커팅을 부유시키기 위한 추가 이수순환 공정의 소요, 재시추 시 피크 출력 발생 등 여러 문제점을 야기하므로 멈추는 시간을 최대한 단축시키거나 없애는 것이 바람직하다. 이를 위해 최근 시추작업을 연속적으로 수행하는 연속 시추 기술이 제안되어 개발되고 있다.This discontinuity process causes problems such as decrease in stability of the borehole, additional recirculation process to float precipitated remainder and cutting, and peak output during re-drilling, so it is desirable to shorten or eliminate the stopping time as much as possible. Recently, a continuous drilling technique has been proposed and developed for continuously performing drilling operations.
그리고 이와 같은 연속 시추 기술을 통한 연속 시추를 위해서는, 시추 중 끊임없이 이수를 연속적으로 순환시키는 연속 이수순환 장치가 필수적으로 포함되어야 한다. 현재까지 개발된 연속 이수순환 장비는 크게 챔버 타입과 서브(Sub) 타입으로 구분할 수 있다.In order to continuously drill through this continuous drilling technique, a continuous circulation system that continuously circulates the water during drilling must be essentially included. The continuous circulation equipment developed to date can be roughly classified into a chamber type and a sub type.
챔버 타입은 BOP(Blowout Preventer)의 이수를 밀봉하는 램(Ram)의 기술을 기반으로 만들어진 제품으로, 드릴플로어(Drill Floor) 상에 탑재되며, 상하로 구분된 챔버를 순차적으로 밀봉하여 이수를 연속적으로 순환시킨다.The chamber type is based on the Ram technology sealing the BOP (Blowout Preventer). It is mounted on a drill floor, and the chambers are divided into upper and lower chambers. .
챔버 타입의 경우 하부 파이프가 고정된 상태에서 상부 파이프가 회전하며 연결되는 동시에 챕버 내의 압력이 일정하게 유지되어야 한다. 이때 압력 유지를 위해 파이프 주위에 이수의 누수를 방지하는 밀봉재가 설치되어 있는데 파이프가 밀봉재와 접촉하며 회전하기 때문에 밀봉재의 마모가 심해 자주 교체해 주어야 하는 문제가 있다.In the case of the chamber type, the pressure in the chamber must be maintained constant while the upper pipe is rotated while the lower pipe is fixed. At this time, a sealing material for preventing water leakage is provided around the pipe to maintain the pressure. Since the pipe rotates in contact with the sealing material, there is a problem that the sealing material needs to be frequently replaced due to severe wear.
그리고 서브 타입은 측면에서 이수를 주입할 수 있도록 개발된 서브를 파이프 사이에 연결하여 이수의 경로를 전환시켜 연속으로 이수를 순환시키는 장치이다. 다만, 이와 같은 경우에도 챔버의 밀봉재와 서브 간의 마찰이 발생하여 밀봉재의 마모 문제가 발생하게 된다.And the sub type is a device that circulates the sewing water continuously by connecting the sub which is developed to inject the sewage water from the side to the pipe and switching the path of the sewing water. However, even in such a case, friction occurs between the sealing material of the chamber and the sub, thus causing a problem of abrasion of the sealing material.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving such problems is required.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 이수의 누수를 방지하는 밀봉재의 마찰을 줄여, 밀봉재의 수명을 극대화시킬 수 있도록 하는 연속시추용 서브를 제공하기 위한 목적을 가진다.Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the above-described problems of the prior art, and has as its object to provide a continuous servicing subassembly capable of minimizing the friction of a sealing material for preventing water leakage and maximizing the life of the sealing material .
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속시추용 서브는, 파이프 사이에 구비되어 인접한 파이프를 직렬로 결합하는 연속시추용 서브에 있어서, 내부에 상하 개구된 중공이 형성된 몸체, 상기 몸체의 둘레를 감싸도록 구비되되, 상기 몸체의 회전과 독립되어 고정된 상태를 유지하도록 형성된 마모방지링 및 상기 몸체에 구비되어, 이수공급장치를 통한 이수의 공급 방향을 상기 몸체의 상부 또는 측면 중 어느 하나로 전환시키는 전환밸브를 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a continuous servicing sub, which is provided between pipes and connects adjacent pipes in series, comprising: a body having a hollow opening up and down therein; A wear preventive ring provided to surround the body and maintained in a fixed state independently from the rotation of the body and a stopper provided in the body for switching the supply direction of the water through the water supply device to either the upper side or the side of the body And a switching valve.
그리고 상기 마모방지링의 외경은 상기 몸체의 외경보다 크게 형성될 수 있다.The outer diameter of the wear prevention ring may be larger than the outer diameter of the body.
또한 상기 마모방지링은 상기 몸체의 길이 방향을 따라 복수 개가 구비될 수 있다.The abrasion preventing ring may be provided along the longitudinal direction of the body.
그리고 상기 몸체의 전체 길이 중 적어도 일부 구간의 횡단면은 비원형으로 형성될 수 있다.The transverse section of at least a part of the entire length of the body may be non-circular.
또한 상기 마모방지링의 내측에는, 상기 마모방지링과 상기 몸체 사이에 윤활액을 유동시키는 윤활유로가 형성될 수 있다.In addition, a lubricating oil passage may be formed on the inner side of the abrasion preventing ring to flow the lubricating liquid between the abrasion preventing ring and the body.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 연속시추용 서브는 다음과 같은 효과가 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention has the following advantages.
첫째, 연속시추 공정 중 파이프가 회전하는 도중에도 이수를 연속적으로 공급할 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다.First, there is an advantage that it is possible to continuously supply the water during the continuous rotation of the pipe during the continuous drilling process.
둘째, 마모방지링에 의해 밀봉재 또는 지층과의 마찰을 최소화할 수 있는 장점이 있다.Second, there is an advantage that the friction between the sealing material or the ground layer can be minimized by the anti-wear ring.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브의 횡단면을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브의 종단면을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브에 있어서, 전환밸브에 의한 이수의 공급 방향 전환 과정을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브를 이용하여 파이프를 결합시키는 모습을 나타낸 도면; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브의 사용 양태를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a continuation servicing assist according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a cross-sectional view of a continuous service subassembly according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a continuation servicing subassembly according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 4 is a view illustrating a supply direction switching process of a canal by a changeover valve in a continuous service sub-section according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5 is a view illustrating coupling of pipes using a continuous service sub-unit according to an embodiment of the present invention; FIG. And
FIG. 6 is a diagram illustrating the use of a continuous duty servicing subassembly according to one embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브(100)의 모습을 나타낸 도면이다. 그리고 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브(100)의 횡단면 및 종단면을 각각 나타낸 도면이며, 도 4는 전환밸브(130)에 의한 이수의 공급 방향 전환 과정을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing a state of a
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브(100)는 몸체(110)와, 마모방지링(120)과, 전환밸브(130)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 4, the
상기 몸체(110)는 상하 방향으로 길게 형성되며, 내부에 중공(111)이 형성된다. 상기 몸체(110)의 상하는 개구되며, 따라서 상기 중공(111)은 상기 몸체(110) 전체를 관통하는 형태로 형성된다.The
그리고 본 실시예에서 상기 몸체(110)의 전체 길이 중 적어도 일부 구간의 횡단면은 다각형 등 비원형으로 형성될 수 있다. 이는 시추를 위한 회전구동력을 상기 서브(100)에 효과적으로 전달하기 위한 것으로, 별도의 회전장치가 상기 서브(100)의 몸체(110)를 파지하기 용이하게 하기 위한 것이다.In this embodiment, the cross-section of at least a part of the entire length of the
본 실시예의 경우, 상기 몸체(110)는 횡단면이 원형으로 형성된 제1몸체부(110a)와, 횡단면이 다각형으로 형성된 제2몸체부(110b)를 포함하는 것으로 하였다.In the present embodiment, the
그리고 상기 몸체(110)의 하단에는 파이프와의 연결을 위한 연결부(105)가 형성되며, 상기 연결부(105)는 다양한 형태의 결합 방식을 가질 수 있다. 본 실시예에서 상기 연결부(105)는 하부로 갈수록 횡 단면적이 점차 작아지도록 형성되며, 둘레에 나사산이 형성되어 파이프 상단 내측에 형성된 나사산과 치합될 수 있도록 형성된다.A
즉 상기 서브(100)는 파이프 사이에 구비되어 인접한 파이프를 직렬로 결합할 수 있다.That is, the
상기 마모방지링(120)은 상기 몸체(110)의 둘레를 감싸도록 구비되어 시추 공정에서의 마찰을 저감시키는 역할을 수행한다. 특히 상기 마모방지링(120)은 상기 몸체(110)의 회전과 독립되어 고정된 상태를 유지하도록 형성된다. 즉 상기 마모방지링(120)은 상기 몸체(110)의 회전 운동과 관계 없이 정지한 상태를 유지할 수 있다.The
이때 도시되지는 않았으나, 상기 마모방지링(120)과 상기 몸체(110) 사이에는 마찰을 최소화하기 위한 베어링이 구비될 수도 있으며, 별도의 윤활시스템이 구비될 수도 있다. 본 실시예의 경우, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 마모방지링(120)의 내측에 윤활액을 유동시키는 윤활유로(121)가 형성된다.Although not shown, a bearing for minimizing friction may be provided between the
그리고 도 2의 A-A 단면에 나타난 바와 같이, 상기 윤활유로(121)는 상기 마모방지링(120)의 중심을 따라 원형의 루프를 형성하는 루프유로(121a)와, 상기 루프유로(121a)로부터 상기 마모방지링(120)과 상기 몸체(110) 사이에 형성된 윤활공간(113)을 연결하는 연결유로(121b)를 포함한다.2, the
또한 도 3의 B-B 단면에 나타난 바와 같이, 상기 윤활유로(121)는 상기 마모방지링(120)의 길이 방향을 따라 길게 형성될 수 있으며, 상기 연결유로(121b)는 상기 윤활유로(121)의 전체 길이에 걸쳐 복수 개가 연결될 수 있다.3, the
이때 상기 윤활유로(121)의 일측은 상기 마모방지링(120)의 외측으로 개구되도록 형성되어, 이를 통해 윤활액을 주입할 수 있다.At this time, one side of the lubricating
한편 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 서브(100)는 상기 몸체(110)에 구비되어, 별도의 이수공급장치를 통한 이수의 공급 방향을 상기 몸체(110)의 상부 또는 측면 중 어느 하나로 전환시키는 전환밸브(130)를 포함할 수 있다.4, the
구체적으로 상기 전환밸브(130)는 상기 몸체(110)의 측부에 형성된 유동홀(112) 또는 내측의 중공(111)을 선택적으로 차폐할 수 있도록 상기 몸체(110)에 회전 가능하게 형성된다.Specifically, the
이에 따라 이수를 상기 서브(100)의 상부로 공급할 경우, 상기 전환밸브(130)는 상기 유동홀(112)을 차페하도록 회전되어 중공(111)을 전체적으로 연통시키며, 이수를 상기 서브(100)의 측부로 공급할 경우, 상기 전환밸브(130)는 상기 유동홀(112)을 개방시키고 상기 중공(111)을 차폐할 수 있도록 회전된다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브(100)를 이용하여 파이프를 결합시키는 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view showing a state where pipes are joined using the
먼저 도 5에 도시된 바와 같이, 서브(100)가 연결된 하부 파이프(50')가 시추회전유닛(200)과 같은 시추용 장비를 통해 회전되는 상태로 유지된다.First, as shown in FIG. 5, the lower pipe 50 'to which the
이때 상기 시추회전유닛(200)은 하부 파이프(50')를 파지하는 제1파지부(210) 및 제2파지부(220)를 포함하며, 상기 제1파지부(210) 및 상기 제2파지부(220)는 구동부(215)에 의해 회전될 수 있다. 이에 따라 상기 하부 파이프(50')는 상기 시추회전유닛(200)에 의한 회전에 따라 시추 작업을 수행하게 된다.The
이와 같은 상태에서 이수공급장치(300)는 서브(100)의 몸체부(110)를 파지하게 되며, 상기 서브(100)의 상측으로 상부 파이프(50)가 진입하여 체결을 수행하게 된다.In this state, the
이때 상기 하부 파이프(50') 및 서브(100)가 시추를 위해 회전되고 있는 상태이므로, 상기 상부 파이프(50)는 보다 빠른 속도로 회전하여 상기 서브(100)에 결합될 수 있을 것이다.At this time, since the lower pipe 50 'and the
그리고 이 과정에서는 상기 이수공급장치(300)의 실링부(미도시)가 마모방지링(120)에 접촉되나, 본 실시예에서 상기 마모방지링(120)은 상기 몸체부(110)의 회전에 대해 독립된 상태이므로 실링부의 마모를 최소화할 수 있다.In this process, the sealing portion (not shown) of the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속시추용 서브 결합체의 사용 양태를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating the use of the sub joint for continuous operation according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 파이프(50, 50') 및 서브(100)가 결합된 파이프 결합체는 시추 공정을 위해 지층(G)에 형성된 시추공(H)에 삽입되며, 이와 같은 과정에서는 일반적으로 몸체(110)의 외주면이 지층(G)의 내주면에 접촉되어 마찰이 발생할 가능성이 있다.6, pipe assemblies having a plurality of
이를 방지하기 위해 본 실시예에서는 상기 서브(100)를 구성하는 구성요소들 중 상기 마모방지링(120)이 가장 큰 외경을 가지도록 형성되어 외측으로 돌출됨에 따라 지층(G)의 내주면에 먼저 접촉되도록 하였으며, 이에 따라 상기 몸체(110)에 마찰이 발생하는 것을 방지하여 회전력의 손실 또는 마모 등을 최소화할 수 있다.In order to prevent this, in this embodiment, among the constituent elements of the
또한 상기 마모방지링(120)은 상기 몸체(110)의 길이 방향을 따라 복수 개가 구비될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
100: 서브 110: 몸체
110a: 제1몸체부 110b: 제2몸체부
120: 마모방지링 121: 윤활유로
113: 윤활공간 130: 전환밸브
200: 시추회전유닛 300: 이수공급장치100: Sub 110: Body
110a:
120: anti-wear ring 121: lubricating oil
113: lubrication space 130: switching valve
200: Drilling rotation unit 300: Water supply unit
Claims (5)
내부에 상하 개구된 중공이 형성된 몸체;
상기 몸체의 둘레를 감싸도록 구비되되, 상기 몸체의 회전과 독립되어 고정된 상태를 유지하도록 형성된 마모방지링; 및
상기 몸체에 구비되어, 이수공급장치를 통한 이수의 공급 방향을 상기 몸체의 상부 또는 측면 중 어느 하나로 전환시키는 전환밸브; 를 포함하며,
상기 마모방지링은,
상기 서브를 구성하는 구성요소들 중 가장 큰 외경을 가지도록 형성되어 외측으로 돌출됨에 따라, 시추 공정 중 지층의 내주면에 상기 서브가 접촉될 경우 다른 구성요소들에 우선하여 상기 지층의 내주면에 접촉되는 연속시추용 서브.1. A continuous service station provided between pipes for connecting adjacent pipes in series,
A body formed with a hollow opening up and down inside;
A wear preventing ring formed to surround the body and maintained in a fixed state independent of rotation of the body; And
A switching valve provided in the body for switching the supply direction of the water through the water supply device to either the upper side or the side of the body; / RTI >
The wear-
When the sub is in contact with the inner circumferential surface of the stratum during the drilling process, it is contacted with the inner circumferential surface of the stratum in preference to other constituent elements Continuous Serving Serves.
상기 마모방지링은 상기 몸체의 길이 방향을 따라 복수 개가 구비된 연속시추용 서브.The method according to claim 1,
Wherein the abrasion prevention ring is provided along the longitudinal direction of the body.
상기 몸체의 전체 길이 중 적어도 일부 구간의 횡단면은 비원형으로 형성된 연속시추용 서브.The method according to claim 1,
Wherein the cross section of at least a part of the entire length of the body is formed in a non-circular shape.
상기 마모방지링의 내측에는, 상기 마모방지링과 상기 몸체 사이에 윤활액을 유동시키는 윤활유로가 형성된 연속시추용 서브.The method according to claim 1,
And a wear-preventing ring formed on the inner side of the abrasion-proof ring, the lubricating oil passage being formed between the wear-preventing ring and the body.
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Citations (3)
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KR200434274Y1 (en) | 2006-09-26 | 2006-12-18 | 김상옥 | Valveless air hammer and bit |
WO2013191559A1 (en) * | 2012-06-18 | 2013-12-27 | West Drilling Products As | Arrangement for continuous circulation of drilling fluid during drilling operations |
KR101645588B1 (en) | 2015-03-24 | 2016-08-05 | 한국과학기술원 | A steering for a rotary steerable system |
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Patent Citations (3)
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WO2013191559A1 (en) * | 2012-06-18 | 2013-12-27 | West Drilling Products As | Arrangement for continuous circulation of drilling fluid during drilling operations |
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