심해 시추의 안전성 향상을 위한 설계

더욱 안전한 석유 시추 솔루션에 대한 관심이 전 세계적으로 높아짐에 따라 MPO 사의 가스 라이저 처리 시스템에 대한 수요가 늘어나고 있습니다. 작은 사무실에서 시작해 단 몇 년 만에 직원이 200명이 넘는 글로벌 회사로 성장하였습니다.

2010년 멕시코만에서 발생한 딥워터 호라이즌 폭발사고로 인해 11명이 사망하고, 미국 역사상 최대 규모의 기름 유출이 발생한 사건 이후로, 심해 유전 운영 업체들은 이와 같은 규모의 사고가 다시는 발생하지 않도록 하기 위해 업계 전반에 걸친 과제를 수행하기 시작했습니다.

안전에 최적화되고 설비 고장으로 인한 막대한 비용을 줄이는 데 중점을 둔 장비의 개발은 이러한 노력의 선두에 서 있습니다.

딥워터 호라이즌 폭발사고 이후, 라이저 가스의 안전한 처리 분야를 선도하는 기업은 3년 전 싱가포르에서 책상 세 개로 구성된 사무실에서 엔지니어링 업무를 시작한 MPO(Managed Pressure Operations)라는 회사입니다.

석유 굴착장치의 라이저 가스 위험관리 솔루션은 현재 산업 장비 설계에서 비약적인 기술발전을 보이고 있는 분야입니다. MPO는 200여 명의 규모를 가진 회사로 성장하여 전 세계로 장비를 구축 및 납품하고 있습니다.

MPO 개발 매니저인 Alex MacGregor에 따르면 딥워터 호라이즌 와 같은 폭발사고를 방지하는 기술은 이미 개발되었고 MPO가 이 분야의 선두주자라고 언급하였습니다.

지난해 미국기계학회(ASME)가 수여하는 Woelfel 최우수 기계공학 공로상을 수상한 MPO의 가스 라이저 처리 시스템은 전통적인 석유 시추 공정에서 가스와 관련 위험들을 관리하도록 설계되었습니다.

MacGregor는 "해상에 있는 시추선에서 약 8에서 9천 피트 해저로 내려가는 라이저에는 해저 폭발 방지기가 있는데, 이 장비는 대단히 고성능이면서 매우 고가의 장비입니다."라고 말합니다.

폭발 방지기는 시추선으로부터 8~9,000 피트 아래로 떨어져 있어서 시추 시 시추 이수 속으로 유입된 가스를 폭발 방지기를 거치기 전에 탐지하는 것은 매우 어려운 작업입니다. 이런 상황이 발생하면 흡인된 가스는 폭발적으로 팽창하면서 시추 이수를 밀어내는 현상을 일으키게 됩니다.

기존의 시추 시스템은 전환 장치가 닫힌 다음 시추 이수와 가스가 거대한 배관을 통해서 시추선 밖으로 배출되는 방법을 사용하고 있었으며, 이는 시추선에 추가적인 시간 손실을 발생시켰습니다.

MacGregor는 “기존 솔루션으로는 최대 3천만 달러에 달하는 시간 손실이 발생합니다.”라고 말합니다. “MPO의 솔루션은 저희의 장비를 사용하여 리그 아래에 또 다른 폭발 방지기를 추가하는 것입니다. 이를 통해 압력 상승을 제어하여 가스 기포가 상승함에 따라 팽창하는 것을 막은 다음 저희가 시추선에 공급하는 유체와 가스 분리 용기에 리턴 시켜, 가스만 분리시킨 후 시추 이수를 다시 작업에 사용할 수 있게 됩니다."

MPO 가스 라이저 핸들링 시스템의 최소 규격은 무게가 25톤에 길이가 50피트이며, 가장 큰 규격으로는 무게 70톤 및 길이 70피트입니다. 매우 협소한 공간에 볼트와 너트가 체결되도록 설계되었기 때문에, 가장 접근하기 어려운 위치의 볼트에 슈퍼볼트 텐셔너가 사용되었습니다.

싱가포르 MPO 조립 관리자인 Sayed Idris 씨는 “저는 라이저 핸들링 시스템을 수십 번 분해하고 조립했습니다. 기존 볼트를 사용한 채결은 불가능에 가까웠지만 슈퍼볼트를 사용하여 수월하게 작업할 수 있었습니다.”라고 말했습니다.

MPO는 Transocean, Statoil 그리고 Repsol 사등의 고객들을 위해 다섯 번째 가스 라이저 처리 시스템을 개발하고 있으며, 곧 브라질과 멕시코만 그리고 파푸아 뉴기니의 유전지역에 하나씩 파견될 예정입니다.

MacGregor는 또한 “해당 장비 제작 시 가장 중요한 요소는 장비의 컴팩트함이었던 만큼 최대한 컴팩트하게 설계하는 것이 이 장비 제작에 있어 가장 큰 과제였습니다.”라고 언급하였습니다.

“시스템의 설계 전반에 걸쳐 슈퍼볼트 없이 조립할 수 없는 조립부들이 존재하고 있습니다.”

MacGregor는 “석유 시추선의 가스사고를 관리하기 위한 기술발전으로 인해 운영사들은 막대한 비용 절감 효과를 가질 수 있었습니다.”라고 덧붙였습니다.

“비상상황으로 보고되던 사항에서 다운 타임 없이 처리할 수 있는 일상적인 공정으로 전환되었으며 이는 모든 이들에게 이득이 되는 결과였습니다. 이전 같았으면 이런 사고 이후 유정의 재안정화를 위해 최대 일주일의 시간이 소비된 점을 감안하면 이미 1,400만 달러가 절약된 셈이죠.”

팩트: 압력 시스템 운영 관리

WHO: MPO는 Transocean, Statoil 그리고 Repsol 등과 같은 고객을 위해 가스 라이저 처리 시스템을 설계와 구축 및 브라질과 멕시코만으로 운송하고 있습니다.

가스 라이저 시스템 표준 규격 : 가장 큰 표준규격은 무게 70톤, 길이 70피트이며 가장 작은 표준규격은 무게 25톤, 길이 50피트입니다.

총 직원 수 : 200여 명

비즈니스 개요

다음은 MPO 사가 슈퍼볼트를 사용함으로 얻은 장점입니다.

  • 컴팩트한 시스템의 설계, 개발 및 구축 가능

  • 접근하기 힘든 구역의 볼트를 쉽게 체결

  • 볼트 풀림의 위험 제거

안정적인 연결

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