라이저 장력조절

드릴링 라이저는 선박에서 해저까지 연결되는 대구경 강관으로, 길이가 때로는 3,000 metres를 넘습니다. 라이저는 양(+)의 장력 상태로 항상 유지되어야 하며, 좌굴 시 해양 시추에서 가장 심각한 위험 중 하나인 웰 제어 상실로 이어질 수 있습니다.

필요한 장력은 라이저의 중량, 부력, 조류 하중 및 수심에 따라 달라집니다. 일반적인 상부 장력은 100에서 1,000 tonnes 이상까지입니다. 이 장력은 선박의 지속적인 히브 운동, 이로 인해 선박이 몇 초마다 수 미터씩 상하로 움직일 수 있음에도 엄격한 한계 내에서 유지되어야 합니다.

장력이 너무 낮아지면 라이저가 좌굴합니다. 너무 높아지면 라이저, 커넥터 또는 웰헤드에 과도한 응력이 발생할 수 있습니다. 장력조절 시스템 은 모든 해상상태 범위에서 라이저 장력을 이 좁은 운전 범위 내에 유지해야 합니다.

라이저 텐셔너는 일반적으로 유압-공압 시스템 대형 질소 충전 축압기에 연결된 다수의 유압 실린더로 구성됩니다. 실린더는 와이어 및 시브 구성 또는 직접 작동 램을 통해 라이저에 상향력을 가합니다.

선박이 위로 히브하면 실린더가 신장되고 가스가 약간 팽창하여 거의 일정한 상향력을 유지합니다. 선박이 내려가면 실린더는 수축하고 가스는 압축됩니다. 큰 가스 용량은 전체 스트로크에 걸친 압력 변화, 즉 장력 변화가 작도록 보장합니다.

현대식 라이저 텐셔너 시스템에는 이중화: 단일 유닛의 고장이 라이저 무결성을 저해하지 않도록 여러 실린더가 병렬로 작동합니다. 또한 시스템은 스트로크가 부족해지지 않도록 선박의 느린 표류(서지/스웨이)를 처리해야 합니다.

라이저 장력조절에는 몇 가지 고유한 엔지니어링 과제가 있습니다:

• 높은 장력, 긴 스트로크 — 높은 장력(수백 tonnes)과 긴 스트로크(심해 선박에서 최대 15 metres)의 조합에는 매우 큰 가스 용량과 견고한 유압 구성품이 필요합니다.
• 연속 운전 — 단일 인양에 사용되는 히브 보상기와 달리, 라이저 텐셔너는 시추 캠페인 동안 수주 또는 수개월간 연속으로 작동합니다. 신뢰성과 유지보수성이 무엇보다 중요합니다.
• 가변 요구사항 — 웰 간 수심이 달라지거나 라이저 조인트가 추가 또는 제거되면 필요한 장력과 스트로크도 달라집니다. 시스템은 재구성할 수 있어야 합니다.
• 공진 — 결합된 라이저-텐셔너 시스템에는 고유진동수가 있으며, 이는 지배적인 파주기.

비상 장력조절의 경우 — 주 시스템에 유지보수가 필요하거나 캠페인 중 고장이 발생할 때 — 소형 백업 라이저 텐셔너 는 주 시스템이 복구되는 동안 라이저 무결성을 유지합니다. 현재 개발 중인 당사의 백업 라이저 텐셔너 SIRIUS는 바로 이러한 신속 배치 용도를 위해 설계되었습니다.

적응형 성능이 필요한 적용 분야에서는 ANTARES 시스템의 자동 가스 스프링 조절을 장력조절 용도에 적용하여 조건과 요구사항이 변해도 최적의 장력 정확도를 유지할 수 있습니다. ANTARES의 피스톤 로드 잠금 기능은 장력조절이 필요하지 않을 때도 안전한 고정 기능을 제공합니다.

적합한 라이저 장력조절 솔루션의 선정은 선박, 수심, 라이저 구성 및 운전 요구사항에 따라 달라집니다. Norwegian Dynamics는 텐셔너 사양을 위한 엔지니어링 지원을 제공하며 가장 적합한 솔루션을 조언해 드릴 수 있습니다. 개요는 보상기 선정 가이드 에서 확인하십시오.