KR100899509B1

KR100899509B1 - 베셀

Info

Publication number: KR100899509B1
Application number: KR1020077003794A
Authority: KR
Inventors: 아우둔 아스펠룬드; 헨릭 크로그스타드; 토르 에를링 산드비크; 얀 아이나르 피벨스타드; 로아르 프로데 헨닝센; 라이프 로아르 본그라벤; 토르 에리크 힐덴; 나르베 오마
Original assignee: 스타토일하이드로 에이에스에이; 신벤트에이.에스; 오클라 엔지니어링; 티케이 노르웨이 에이에스
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2009-05-26
Also published as: US20080256959A1; KR20070048194A; DK1787057T3; BRPI0513425B1; WO2006008486A2; NO342113B1; EP1787057A2; EG25031A; CA2574038A1; EA200700043A1; AU2009202676A1; GB0416003D0; NO340974B1; GB2416390B; JP2008506899A; AU2005263932B2; EP2119952B1; EA009263B1; CN100575771C; DE602005026674D1

Abstract

본 발명은 물 위를 가는 액화 이산화탄소(LCD) 이송 베셀에 관한 것으로, 압축 및 냉각 액화이산화탄소(LCD) 저장용기, 도관을 따라 상기 저장용기의 외부로 LCD를 펌핑하기 위한 상기 저장용기 내에 있는 배출 펌프, LCD를 상기 도관을 따라 플랫폼으로 LCD를 펌핑하기 위한 부스터 펌프; 상기 배출 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제1 환류 라인, 상기 부스터 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제2 환류 라인, 및 선택적으로 상기 도관을 따라 상기 물 위를 가는 LCD 이송 베셀로부터 흐르는 LCD를 가열하도록 배치되는 가열기를 포함하여 이루어진다.

액화 이산화탄소, 베셀

Description

베셀{VESSEL}

본 발명은 액체 이산화탄소(LCD)를 물 위를 가는(water-going) LCD 이송 베셀로부터 주입 유정-헤드, 및 물 위를 가는 LCD 이송 베셀로 이송하기 위한 방법과 장치, 및 그 개선과 관련된 것이다.

이산화탄소(CO₂)는 암모니아를 생산하거나, 석탄 또는 가스 발전 플랜트에 의한 에너지 생성 등 산업공정에서 대량의 부산물로 생산되는 기체이다. 이산화탄소는 온실 기체이므로, 이러한 부산물을 대기 중으로 방출하는 것은 환경적으로 바람직하지 않다. 따라서 이산화탄소를 대기 중으로 단순히 처리하지 않고, 다른 방법으로 이산화탄소를 방출하는 기술을 개발하는 시도가 수행되어 왔다. 특히 주목받고 있는 한 가지 기술은 이산화탄소를 펌핑하여 다공성의 지표 하부지층(sub-surface strata, 예: 암석)으로 예를 들어 유전 필드(oil field)의 주입유정(injector well)의 아래로 보내는 것이다.

지표 하부 처리(subsurface disposal)는 단순히 다공성의 층으로 보내는 것이다. 이러한 지표 하부 처리의 장점은 이산화탄소가 배출되는 지층이 탄화수소를 함유(hydrocarbon-bearing)하면, 그 주입된 이산화탄소가 그 지층에 있는 탄화수소(예를 들어 오일 또는 가스)를 그 생산 유정(producer well)( 예를 들어 탄화수소가 추출되는 유정) 쪽으로 이동시키는 역할을 한다는 것이다. 따라서 이산화탄소의 주입은 탄화수소의 회수를 개선하기 위하여 수행되는 후속 단계의 유층 관리(late stage reservoir management)의 표준적인 기술의 하나이다.

상기 처리가 지표 하부 주입으로 이루어지는 경우, 이산화탄소의 양은 대량이며, 일반적으로 수백만 톤 단위이다. 이는 이산화탄소가 생성되는 장소로부터 그 것이 주입되는 장소, 특히 근해(offshore)로 이송시키는데 있어서 문제에 직면하게 한다. 주위 온도(ambient temperature) 및 주위 압력(ambient pressure)에서 이산화탄소는 기체이고, 배치방식(batchwise)으로 이송되는 경우, 부피가 큰 저장용기가 필요하므로 그러한 공정은 실현가능하지 않다. 어느 조건 하에서 파이프라인에 의한 이송이 가능하다 해도, 필요한 인프라 구조가 매우 고가이다. 따라서 이산화탄소를, 특히 액체 형태로서 배치방식으로 근해 주입 장소(offshore injection site)로 이송하는 것이 바람직하다.

그러나 액체 이산화탄소를 이송하는 것이 아무 문제가 없거나 비용이 전혀 들지 않는(expense-free) 방법은 아니다. 상기 액체 이산화탄소가 냉각되지 않는다면, 그 것을 액체 상태로 유지하기 위하여 필요한 압력이 높게 되고(60-80 bar A), 이는 상기 가압된 저장용기의 필요한 벽 두께를 두껍게 만들며, 그러한 대용량의 냉각되지 않은 액체 이산화탄소를 이송하는 것을 아주 고비용이 되게 한다. 주위 온도 이하에서 액체 이산화탄소를 이송하는 것은 필요한 압력 및 저장용기의 벽 두께를 감소시키지만, 냉각이 필요하므로 비용이 많이 들고, 이산화탄소가 고체 상태를 가지므로 고체 이산화탄소가 형성될 위험이 있다. 고체 이산화탄소가 형성되면, 펌핑하여 이산화탄소를 이송하기가 어렵게 되고, 파이프 또는 밸브의 막힘(blockage)으로 인해 잠재적으로 위험하다.

따라서 냉각 및 저장용기 비용의 경제성에 관한 균형을 맞추고, 고체 이산화탄소가 생성되는 위험을 피하기 위하여는, 어느 주어진 조건에서도 저장용기에서 액체 이산화탄소를 위한 최적의 온도와 압력이 일반적으로 존재하게 될 것이며, 예를 들면 그것은 온도는 주위보다 낮고, 압력은 주위보다 높으나 임계점보다 낮다(이산화탄소의 임계점은 73.8 bar A이다). 일반적으로 대규모의 이산화탄소를 이송하기 위하여, 최적 온도는 -55 ~ -45℃인 것 이 바람직하고, 압력은 5.5 ~ 7.5 bar A인 것이 바람직하다. 이는 예를 들면 이산화탄소의 상평형도에서 온도, 압력으로 삼중점의 바로 위인 위치이다. 이산화탄소의 삼중점은 5.2 bar A 및 -56.6℃이다. 더 높은 압력은 보다 고가의 저장용기를 필요로 하며, 더 낮은 압력은 기체 또는 고체를 형성시킬 위험을 높인다.

액화 석유 가스(LPG)를 생산자 유정-헤드(a producer well-head)로부터 쇼어(shore)로 이송하기 위하여 water-going vessel 위에서 사용되는 압축 저장용기 의 종류는 일반적으로 LCD의 이송에는 적합하지 않으며, 이는 LCD 이송을 위하여 필요한 압력이 보다 높기 때문이다. 게다가, LPG를 근해(offshore) 생산자 유정으로부터 물 위를 가는 베셀(water-going vesse, 예를 들어 선박)으로 이송하기 위한 액체 이송 장치는 LCD를 그러한 베셀로부터 주입 유정-헤드(injector well-head)로 이송하기에는 적합하지 않으며, 이는 LPG는 LCD가 조우하는 고체가 형성될 위험에 직면하지 않기 때문이다.

그럼에도 불구하고 LPG, LNG, PLNG 및 LCD의 전송시키는데 사용될 수 있는 액화 기체 전송 베셀, 및 LCD를 안전하고 효율적으로 이송 용기로부터 근해 주입 유정-헤드(offshore injector well-head)로 이송하는데 사용되는 이송 시스템에 대한 요구가 있다.

우리는 지금 LCD를 안전하고 효율적으로 이송 용기로부터 근해 주입 유정-헤드(offshore injector well-head)로 이송하는데 사용되는 LCD 이송 공정 및 장치를 개발하였다. 또한 본 발명에 따라 사용되는 상기 이송 베셀l 위에 있는 LCD 저장용기는 안전하고 효율적으로 LPG, LNG 또는 PLNG를 근해 생산 유정(offshore producer well)으로부터 해안(shore)까지 이송하는데 사용될 수 있다.

따라서 하나의 관점으로, 본 발명은 액체 이산화탄소를, 물 위를 가는 이송 베셀(이하 "선박"이라함) 위에 있는 압축 및 냉각 액화 기체 저장용기로부터 표면 플랫폼에 연결된 근해 주입 유정으로 이송하는 방법으로서, 상기 방법은 상기 저장용기 및 상기 플랫폼을 도관, 제1 펌프, 제2 펌프, 가열기, 팽창탱크 및 제3 펌프와 연결하는 단계; 상기 도관은 그 일부가 상기 선박 및 상기 플랫폼 사이의 물속에 잠기게 되는 플렉서블(flexible)한 부분을 포함한다. 상기 제1 펌프를 사용하여 액체 이산화탄소를 상기 저장용기로부터 상기 도관을 따라 상기 제2 펌프로 펌핑하는 단계; 상기 제2 펌프를 사용하여 상기 도관을 따라 상기 액체 이산화탄소를 펌핑하고 상기 가열기 및 상기 도관의 플렉서블(flexible)한 부분을 통과시켜 상기 제3 펌프로 펌핑하는 단계; 상기 가열기를 사용하여 상기 액체 이산화탄소가 상기 제3 펌프에 도달하기 전에, 바람직하게는 그 액체 이산화탄소가 물 안에 침지된 상기 플렉서블한 부분으로 진입하기 전에 상기 액체 이산화탄소를 가열하는 단계; 상기 제3 펌프를 사용하여 상기 액체 이산화탄소를 상기 주입유정 아래로 펌핑하는 단계; 상기 팽창탱크를 사용하여 상기 제3 펌프의 상기 액체 이산화탄소를 상기 주입유정 아래로 펌핑하는 상기 제3 펌프를 작동하기 전 단계에서 상기 제3 펌프의 상기 도관 상류측 및 상기 플렉서블한 부분의 상승하는 부분의 끝에서 하류측에 있는 상기 도관 내의 압력을 조절하는 단계; 및 펌프 또는 압축 기체를 사용하여, 상기 제3 펌프의 상기 액체 이산화탄소를 상기 주입유정 아래로 펌핑하는 작동 전에, 상기 팽창 탱크내에 수집된 액체 이산화탄소를 상기 도관으로 이송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법을 제공한다.

본 발명의 상기 방법에서, LCD 이송에 사용되는 상기 베셀은 바람직하게는 적어도 2개의 펌프들, 상기 LCD 저장용기 내에 있는 배출 펌프 및 상기 저장용기 외부에 있는 부스터 펌프을 가진다. 상기 LCD는 바람직하게는 상기 언급된 온도 및 압력 조건, 예를 들어 삼중점보다 높은 압력에서 상기 저장용기 내에 담겨 있다.

상기 이산화탄소가 통상적인 펌프에 대한 대안들을 사용하여 상기 저장용기로부터 펌핑될 수 있음이 고려될 수 있다. 따라서, 상기 제1 '펌프'는 상기 이산화탄소를 상기 저장용기로부터 배출하는 임의의 하나의 적당한 수단일 수 있다.

예를 들면, 하나의 대안적인 구성에서 상기 이산화탄소는 상기 LCD 저장용기를 가압함으로서 LCD를 배출하여 상기 저장용기로부터 상기 제2(또는 부스터) 펌프로 배출될 수 있다. 이 배열구성에서, 상기 LCD 저장용기의 최소압력은 상기 펌프 유입구에서 증기 버블(vapour bubbles)이 형성되는 것을 막기 위하여 필요한 상기 제2 펌프의 유입구에서 필요한 압력으로 정의된다. 상기 버블점(bubble point)에서 필요한 마진(margin)은 상기 제2 펌프를 위하여 필요한 유효 흡입 높이(Net Positive Suction Height, HPSH)로 특정된다.

대안적인 배열구성에서, 상기 LCD 저장용기는 상기 LCD 저장용기 내에 위치된 열교환기로 LCD를 증발(vaporization)시키거나, 또는 상기 LCD 베셀로 주입하기 위한 상기 LCD 베셀 외부의 LCD를 증발시켜 압축될 수 있다. 상기 이송 압력은 포화 근처에 있을 것이고, 상기 압력은 LCD의 배출 이전 또는 배출되는 동안에 증가한다.

상기 베셀은 바람직하게는 적어도 부분적인 상기 LCD의 가열이, 필요에 따라, 상기 LCD가 상기 침지된 도관의 그 부분으로 들어가기 전에 발생할 수 있도록, 가열기를 가질 수 있다. 이것은 상기 플랫폼 위에 있는 가열기에 대한 필요를 회피시키거나 또는 상기 플랫폼 위에 있는 상기 가열기에 대한 요구를 줄이거나 또는 충분한 가열 용량이 이용가능함을 확인시키기 위해서뿐만 아니라 상기 도관의 잠긴 부분이 냉각되는(icing up) 위험을 줄이고 고체 탄화수소가 상기 저장용기로부터 상기 플랫폼까지 연결하는 도관에서 생성되는 위험을 줄이는 역할을 한다. 이 승선된(on-board) 가열기는 바람직하게는 상기 배출 및 부스터 펌프의 하류측에 있다. 상기 배출 펌프 및/또는 부스터 펌프의 하류측에서 이산화탄소의 일부는 바람직하게는 상기 LCD를 삼중점보다 높게 유지하도록 상기 LCD 저장용기 내의 압력을 유지시켜 상기 LCD 저장용기 안에서 유출, 증발 및 피드백 되게 함으로써 LCD의 최적 이송을 보장한다.

상기 베셀은 바람직하게는 또한 상기 저장용기가 침지 터릿 로딩(STL: submerged turret loading)으로 인도되는 플렉서블(flexible)한 도관에 부착될 수 있는 수단으로 커플링(coupling)하는 도관을 가진다. 상기 STL로부터, 부가적인 플렉서블한 수직도관(a flexible riser)은 바람직하게는 해저(sea bed)로 인도되어, 부가적인 단단하거나(rigid) 플렉서블한 수직도관(riser)에 연결되는 해저 플로우라인(sub-sea flow line)으로 연결되어, 상기 LCD를 상기 플랫폼으로 가지고 온다. 최소한 상기 플랫폼으로 연결되고 물에 잠기지 않은 도관의 그 부분들은 바람직하게는 부적당한(undue) 냉각(icing up) 및 대기로부터의 응축을 방지하기 위하여 열적으로 단열되어 있다.

상기 도관 위에 있는 팽창탱크는 상기 도관내의 압력이, 선박으로부터 플랫폼까지의 LCD의 각각 이송 사이의 기간 동안 설계 압력(design pressure)을 넘지 않음을 보장하는 역할을 한다. 각각의 이송 사이에, 상기 도관내의 LCD는 주위로부터 열을 흡수하여 팽창한다. 상기 팽창 탱크는 그 팽창과 그 안에 수집된 LCD가 후속하는 LCD 이송 작업동안 상기 도관으로 피드백될 수 있는 LCD을 수용하는 저장소(reservoir)로서의 역할을 한다.

하부-홀 주입(down-hole injection)을 위하여 원하는 온도에 이미 있지 않다 하여도, 상기 플랫폼에 이르는 LCD는 바람직하게는 상기 플랫폼 위에 위치한 가열기를 사용하여 그러한 온도로 가열된다. 일반적으로, 기체 수화물의 하부-홀 형성을 막기 위하여, 상기 LCD는 약 10℃ 또는 그 이상, 바람직하게는 12℃ 또는 그 이상, 특히 14 내지 20℃로 가열될 것이다. 상기 LCD는 유사하게 기체 수화물의 하부 홀 생성을 막기 위하여 0℃ 또는 0℃보다 높게 가열될 수 있다. 이송온도(예를 들어 상기 LCD 저장용기내의 온도)를 참조하여 그러한 온도증가는, 가열 동안 이산화탄소 기체 상의 형성을 막기 위한 수반되는 압력 증가와 관련되어 있으며, 따라서 상기 제2(부스터) 펌프는 상기 LCD가 상기 주입온도로 가열되는 동안 상기 버블점(bubble point)으로부터 이탈되도록 유지되는 것을 보장하는 유출 압력을 가져야 한다. 상기 도관 내에 있는 LCD는 상기 주입펌프 또는 펌프들(예를 들어 일련적인 1개, 2개, 3개, 또는 4개의 펌프들)로 피드되어 그 것을 주입을 위하여 원하는 압력, 바람직하게는 약 150 내지 350bar, 예를 들어 200 내지 300 bar로 된다. 하나 또는 그 이상의 이들 펌프들은 LCD 주입이 발생하지 않을 때 하부-홀 물 주입(down-hole water injection)을 위하여 배열될 수 있다; 그러나 보다 많은 일반적으로 다른 펌핑 시스템은 펌핑 후 그리고 더욱 바람직하게는 다중-시추 플랫폼에서의 다른 시추공들에 대하여 의도된 주입 유체의 분리를 위한 집배 후에 연결하기 위한 도관 시스템들과 함께 물 및 LCD 주입을 위하여 사용될 것이다.

LCD 주입이 일반적으로, 연속하는 물 위를 가는 LCD 이송 베셀로부터 LCD주입 사이에 발생하는 물주입(water injection)과 배치방식(batchwise)으로 수행될 것이고, 상기 주입 유정은 물과 LCD 주입 사이의 전환(changeover) 동안에 가압이 유지될 것이고, 상기 최대 LCD 주입 속도(full LCD injection rate)가 달성되기 전에 시간지연(time delay)이 있을 것이므로, 상기 주입펌프 스타트업 상(start-up phase)에서, 상기 주입펌프의 하류측으로부터 유입되는 이산화탄소는, 선택적으로 이러한 냉각과 리사이클링 동안, 상기 주입펌프 이산화탄소 흐름(flow)으로 리사이클된다.

특히 바람직한 실시예에서, 상기 물 위를 가는 LCD 이송 베셀 위에 있는 상기 펌프들 및 가열기는 LCD를, 상기 이산화탄소가 액체 상태에 있고 공동화(cavitation)가 방지되는 -50 내지 0℃의 온도 및 압력의 범위 내에서 상기 플렉서블한 도관의 침지된 부분으로 도입하도록 배열된다. 그러나 보다 바람직하게는 상기 부스터 펌프는 상기 이산화탄소가 상기 플랫폼에 도달할 때까지 이산화탄소 기체상태(CO₂ gas phase)가 방지되는 것을 보장하는 압력에서 작동된다; 이 경우에, 이산화탄소의 일부분은 상기 주된 LCD 플로우로부터 분리, 증발 및 리사이클되어 상기 LCD 저장용기로 돌아가서, LCD 저장용기의 내용물(contents)이 방출될 때 상기 LCD 저장용기 내의 압력을 유지한다. 그러한 환류 라인은 상기 배출 펌프의 압축된 면으로부터, 또는 상기 부스터 펌프의 압축된 면으로부터 유래한다. 그러나, 바람직하게는 상기 배출 펌프의 하류측 및 상기 부스터 펌프의 하류측으로부터 유래하는 환류 라인이 존재할 것이다. 상기 제1환류라인이 시동되기 전에 상기 부스터펌프의 유입구에 유속과 압력이 적합하게 하여 상기 제1환류라인의 시동 시에 상기 도관 내의 액체를 기체상태로 전환되는 것을 방지한다. 상기 제2환류라인이 시동 되기 전에 상기 플랫폼에 유속과 압력이 적합하게 하여 상기 제2환류라인의 시동 시에 다시 상기 도관 내의 액체가 기체 상태로의 원치않는 전환을 방지하는 것을 도와준다.

상기 플랫폼은 바람직하게는 LCD 주입들 사이의 기간(period)에서 LCD를 축적할 수 있는 팽창 탱크를 가진다. 이 탱크는 바람직하게는 상기 도관 내의 이산화탄소가 주위에 의해 가열될 때 이산화탄소 부피 증가를 수용하도록 가압 활성화된(pressure activated) 밸브에 의해 도관으로부터 분리될 수 있고, 그 도관에 부착될 수 있다. 이러한 방법으로 이산화탄소의 대기중으로의 원하지 않는 방출이 방지되거나 최소화될 수 있다. 대안적으로 상기 이산화탄소는 직접 대기 중으로 방출될 수 있다.

상기 플랫폼은 또한 바람직하게는 상기 주입펌프의 압축된 면으로부터 상기 주입펌프의 유입구면으로의 환류 라인을 가진다. 이것은 설계된 주입 압력 및 흐름속도가 달성되기 전까지 스타트업 동안 원하는 흐름속도와 압력을 보장하도록 행해질 수 있다. 높은 환류 속도에서 온도 증가를 방지하기 위하여, 상기 환류 라인은 바람직하게는 예를 들어 열교환기 등의 냉각기를 가진다.

바람직하게는 선박에 선적된(board ship) 상기 LCD를 위한 이송 압력 및 온도는 -57 내지 -40℃의 온도에 상응하여 5.2 내지 10 bar A이다; 그리고 LCD가 선박을 떠날 때 LCD의 압력은 바람직하게는 -50 내지 O℃의 온도에 상응하여 30 내지 70 bar A이다. 상기 LCD가 상기 주입 펌프를 떠날 때 상기 LCD의 압력은 특별한 유정에 의존하지만, 전형적으로 10 내지 2O℃의 온도에 상응하여 100 내지 300 bar A일 수 있다.

그러므로 상기 사용되는 저장용기들, 도관들, 결합체들(couplings), 펌프들은 이들 온도 및 압력을 지탱할 수 있어야 한다.

본 발명의 다른 관점으로, 본 발명은 LCD 이송 시스템으로서, 상기 시스템은 물 위를 가는 LCD 이송 베셀, 주입유정으로 연결된 표면 플랫폼, 및 상기 베셀에 연결된 도관, 그리고 상기 플랫폼 위에 있는 LCD 주입 펌프를 포함하여 이루어지며, 상기 베셀은 압축 및 냉각 LCD 저장용기, LCD를 상기 도관을 따라 상기 저장용기의 외부로 펌핑하기 위한, 상기 저장용기 내에 있는 배출 펌프; LCD를 상기 도관을 따라 상기 플랫폼으로 펌핑하기 위한 부스터 펌프, 상기 배출 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제1 환류 라인, 상기 부스터 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제2 환류 라인, 및 선택적으로 상기 베셀로부터 상기 도관을 따라 흐르는 LCD를 가열하도록, 바람직하게는 상기 부스터 펌프의 하류측에 위치된 제1 가열기를 가지고, 그리고 상기 플랫폼은 LCD를 상기 주입유정 아래로 주입시키기 위한 주입 펌프, 상기 주입 펌프의 상류측에 있는 상기 도관 내 LCD의 압력을 조절하도록 배치되는 팽창탱크, 상기 주입펌프의 하류측으로부터의 제3 환류 라인, 선택적으로 상기 주입 펌프의 상류 측에 있는 도관 내 LCD를 가열하도록 배치되는 제2 가열기, 및 선택적으로 상기 제3 환류 라인 내 이산화탄소를 냉각하도록 배치되는 냉각기를 가지고; 상기 제1 및 제2 가열기들 중에서 적어도 하나는 상기 시스템에 존재하는 것인, LCD 이송 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 관점으로, 본 발명은 압축 및 냉각 LCD 저장용기, LCD를 상기 도관을 따라 상기 저장용기의 외부로 펌핑하기 위한, 상기 저장용기 내에 있는 배출 펌프; LCD를 상기 도관을 따라 상기 플랫폼으로 펌핑하기 위한 부스터 펌프, 상기 화물 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제1 환류 라인, 상기 부스터 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제2 환류 라인, 및 선택적으로 상기 베셀로부터 상기 도관을 따라 흐르는 LCD를 가열하기 하도록, 바람직하게는 상기 부스터 펌프의 하류측에 위치된 제1 가열기를 포함하여 이루어지는, 물 위를 가는 이송 베셀을 제공한다.

여기에서 표면 플랫폼(surface platform)은 상기 물 표면에 또는 물표면 위에 있는 플랫폼, 예를 들어 고정(fixed)되거나 부유(floating)하는 플랫폼을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 LCD 이송 시스템의 개괄도이다.

이제 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 설명되어질 것이며, 도 1은 본 발명에 따른 LCD 이송 시스템의 개괄도이다.

도 1을 참조하면 도관(3)을 경유하여 표면 플랫폼(4)으로 연결된 냉각 및 가압 LCD 탱크(2)를 가지는 물 위를 가는 LCD 이송 베셀(1)이 제시되어 있다.

상기 LCD 저장용기 내에 LCD를 부스터 펌프(6)로 이송하는 배출 펌프(5)가 존재하여, 상기 배출 펌프(5)는 그 자체로 LCD를 STL(7)을 경유하여 상기 플랫폼으로 이송한다. 상기 배출 및 부스터 펌프들(5, 6)의 하류측에는 각각 이산화탄소를 상기 LCD 저장용기로 피드백시키는 환류 라인들(8, 9)이 있다.

상기 선박은 또한 상기 선박을 떠나는 LCD를 가열하는 가열기(10)을 가진다. 플랫폼(4) 위에 도착하는 상기 도관은 외부(surroundings)에 의한 가열로 인한 LCD의 팽창을 수용하기 위하여 팽창탱크(11)을 가진다. 상기 팽창 탱크(11)에 후속하여, 상기 도관은 가열기(12)를 경유하여 LCD를 홀(hole) 아래로 주입하는 역할을 하는 주입펌프(13)로 인도된다. 주입펌프(13)의 하류측에 상기 도관은 과량의 이산화탄소를 상기 가열기(12)의 상류측에 있는 위치로 피드백시키는 환류 라인(14)을 가진다. 스타트업 동안 주입펌프(13)의 과열을 방지하기 위하여, 환류 라인(14)은 그 자체로 열교환기(15)를 가진다.

본 발명에 따라 사용되는 상기 이송 베셀l 위에 있는 LCD 저장용기는 안전하 고 효율적으로 LPG, LNG 또는 PLNG를 근해 생산 유정(offshore producer well)으로부터 해안(shore)까지 이송하는데 사용될 수 있다.

Claims

액체 이산화탄소를, 물 위를 가는 이송 베셀(이하 "선박"이라함) 위에 있는 압축 및 냉각 액화 기체 저장용기로부터 표면 플랫폼에 연결된 근해 주입 유정으로 이송하는 방법으로서, 상기 방법은 상기 저장용기 및 상기 플랫폼을 도관, 제1 펌프, 제2 펌프, 가열기, 팽창탱크 및 제3 펌프와 연결하는 단계(상기 단계에서 상기 도관은 그 일부가 상기 선박 및 상기 플랫폼 사이의 물속에 잠기게 되는 플렉서블(flexible)한 부분을 포함함); 상기 제1 펌프를 사용하여 액체 이산화탄소를 상기 저장용기로부터 상기 도관을 따라 상기 제2 펌프로 펌핑하는 단계; 상기 제2 펌프를 사용하여 상기 도관을 따라 상기 액체 이산화탄소를 펌핑하고 상기 가열기 및 상기 도관의 플렉서블(flexible)한 부분을 통과시켜 상기 제3 펌프로 펌핑하는 단계; 상기 가열기를 사용하여 상기 제3 펌프에 도달하기 전에 상기 액체 이산화탄소를 가열하는 단계; 상기 제3 펌프를 사용하여 상기 액체 이산화탄소를 상기 주입유정 아래로 펌핑하는 단계; 상기 팽창탱크를 사용하여 상기 제3 펌프의 상기 액체 이산화탄소를 상기 주입유정 아래로 펌핑하는 상기 제3 펌프를 작동하기 전 단계에서 상기 제3 펌프의 상기 도관 상류측 및 상기 플렉서블한 부분의 상승하는 부분의 끝에서 하류측에 있는 상기 도관 내의 압력을 조절하는 단계; 및 펌프 또는 압축 기체를 사용하여, 상기 제3 펌프의 상기 액체 이산화탄소를 상기 주입유정 아래로 펌핑하는 작동 전에, 상기 팽창 탱크 내에 수집된 액체 이산화탄소를 상기 도관으로 이송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 펌프는 상기 저장용기내에 배치된 배출 펌프이고, 상기 제2 펌프는 상기 저장용기 외부에 배치된 부스터 펌프인 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법.
제2항에 있어서, 상기 베셀은 물 안에 침지된 상기 도관의 부분으로 들어가기 전에, 액체 이산화탄소의 적어도 일부분을 가열하도록 배치된 가열기를 가지는 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법.
제3항에 있어서, 상기 가열기는 상기 배출 및 부스터 펌프의 하류측에 배치된 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장용기의 압력을 유지하기 위하여 상기 제1 또는 제2 펌프에서 이산화탄소의 일부분이 상기 저장용기로 유출되고, 증발되고, 되돌아가는, 액체 이산화탄소의 이송방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장용기에 있는 상기 액화된 이산화탄소는 삼중점보다 위에서 유지되는 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프들과 가열기들은 액화된 이산화탄소를, 상기 이산화탄소가 액체상으로 있는 온도 및 압력에서, 상기 플렉서블한 도관의 침지된 부분으로 전달하도록 배치되는 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법.
제7항에 있어서, 상기 펌프들과 가열기들은 액화된 이산화탄소를, -50℃ 내지 0℃에서, 상기 플렉서블한 도관의 침지된 부분으로 전달하도록 배치되는 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법.
LCD 이송 시스템으로서, 상기 시스템은 물 위를 가는 LCD 이송 베셀, 주입유정으로 연결된 표면 플랫폼, 및 상기 베셀에 연결된 도관, 그리고 상기 플랫폼 위에 있는 LCD 주입 펌프를 포함하여 이루어지며, 상기 베셀은 압축 및 냉각 LCD 저장용기, LCD를 상기 도관을 따라 상기 저장용기의 외부로 펌핑하기 위한, 상기 저장용기 내에 있는 배출 펌프; LCD를 상기 도관을 따라 상기 플랫폼으로 펌핑하기 위한 부스터 펌프, 상기 배출 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제1 환류 라인, 상기 부스터 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제2 환류 라인, 및 선택적으로 상기 베셀로부터 상기 도관을 따라 흐르는 LCD를 가열하도록 제1 가열기를 가지고, 그리고 상기 플랫폼은 LCD를 상기 주입유정 아래로 주입시키기 위한 주입 펌프, 상기 주입 펌프의 상류측에 있는 상기 도관 내 LCD의 압력을 조정하도록 배치되는 팽창탱크, 상기 주입펌프의 하류측으로부터의 제3 환류 라인, 선택적으로 상기 주입 펌프의 상류측에 있는 도관 내 LCD를 가열하도록 배치되는 제2 가열기, 및 선택적으로 상기 제3 환류 라인 내 이산화탄소를 냉각하도록 배치되는 냉각기를 가지고; 상기 제1 및 제2 가열기들 중에서 적어도 하나는 상기 시스템에 존재하는 것인, LCD 이송 시스템.
압축 및 냉각 LCD 저장용기, LCD를 도관을 따라 상기 저장용기의 외부로 펌핑하기 위한, 상기 저장용기 내에 있는 배출 펌프; LCD를 상기 도관을 따라 플랫폼으로 펌핑하기 위한 부스터 펌프, 상기 배출 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제1 환류 라인, 상기 부스터 펌프의 하류측으로부터 상기 저장용기로 가는 제2 환류 라인, 및 선택적으로 베셀로부터 상기 도관을 따라 흐르는 LCD를 가열하도록 제1 가열기를 포함하여 이루어지는, 물 위를 가는 LCD 이송 베셀.
제 1항에 있어서, 상기 가열하는 단계는 그 액체 이산화탄소가 물 안에 잠기는 상기 플렉서블한 부분에 들어가지 전에 행해지는 것인, 액체 이산화탄소의 이송방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장용기의 압력을 유지하기 위하여 상기 제1 및 제2 펌프에서 이산화탄소의 일부분이 상기 저장용기로 유출되고, 증발되고, 되돌아가는(return), 액체 이산화탄소의 이송방법.
제9항에 있어서, 상기 제1 가열기는 상기 부스터 펌프의 하류측에 위치되는 것인, LCD 이송 시스템.
제10항에 있어서, 상기 제1 가열기는 상기 부스터 펌프의 하류측에 위치되는 것인, 물 위를 가는 LCD 이송 베셀.