해상 시추 작업용 Heave Compensation System 의 모델링 및 시뮬레이션 = Modeling and Simulation of Heave Compensation System for Offshore Drilling Operations
저자
조아라(A Ra Jo) ; 구남국(Nam Kug Ku) ; 박광필(Kwang Phil Park) ; 이규열(Kyu Yeul Lee)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2012
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
75-80(6쪽)
제공처
본 연구는 시추선(offshore drilling rig)의 선체에 작용하는 유체 외력 및 heave compensation system 의 유공압 제어력을 고려한 hoisting and heave compensation system 의 동적 거동 해석을 위한 선행단계의 연구로서, heave compensation system 중 active heave compensator 의 유압 시스템을 수학적으로 모델링하여 이 유압 제어력을 고려한 hoisting and heave compensation system 의 동적 거동 시뮬레이션 하였다.
시추선의 상부 모듈(topside)인 시추 시스템(drilling system) 중 heave compensation system 은 선체의 상하 운동(heave motion)이 시추 작업에 미치는 영향을 최소화 하기 위한 시스템으로, drill string compensator(DSC)와 active heave compensator(AHC)로 구성되며, 큰 크기의 동력 전달에 적합한 유공압 제어(hydraulic and pneumatic control)를 사용한다. 이 중 active heave compensator(AHC)는 유압 제어(hydraulic control)을 사용하는데, 크게 유압 실린더(hydraulic cylinder)와 서보 밸브(servo valve)로 구성한다. Hoisting system 의 crown block 의 위치 및 속도를 PD-control 을 사용하여 서보 밸브의 신호로 입력하면, 이 신호로 서보 밸브가 유압 실린더로 들어가는 유량을 조절하여 유압 실린더가 crown block 에 가하는 힘이 제어되는 방식으로 시추선의 상하 운동의 영향을 감쇄하는 유압 제어력을 생성한다.
개발한 active heave compensator 의 유압 시스템 모듈을 이용해 hoisting and heave compensation system의 동적 거동 시뮬레이션을 수행하고, 이 결과를 drill string compensator 만을 적용하였을 때의 결과와 비교하였다. 향후 시추선에 작용하는 유체 외력을 고려한 시뮬레이션에 적용 예정이다.
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