KR101238629B1 - 해저 유정유체 분리 및 저장장치 - Google Patents

해저 유정유체 분리 및 저장장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101238629B1
KR101238629B1 KR1020110005505A KR20110005505A KR101238629B1 KR 101238629 B1 KR101238629 B1 KR 101238629B1 KR 1020110005505 A KR1020110005505 A KR 1020110005505A KR 20110005505 A KR20110005505 A KR 20110005505A KR 101238629 B1 KR101238629 B1 KR 101238629B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tank
storage facility
component
crude oil
water
Prior art date
Application number
KR1020110005505A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120084141A (ko
Inventor
장대준
쥐. 베르간 팔
장광필
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020110005505A priority Critical patent/KR101238629B1/ko
Priority to PCT/KR2011/009968 priority patent/WO2012099344A2/ko
Publication of KR20120084141A publication Critical patent/KR20120084141A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101238629B1 publication Critical patent/KR101238629B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
    • B01D17/0211—Separation of non-miscible liquids by sedimentation with baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
    • B01D17/0214—Separation of non-miscible liquids by sedimentation with removal of one of the phases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/78—Large containers for use in or under water

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Removal Of Floating Material (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

본 발명은 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체를 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분으로 분리하는 장치에 있어서, 설계와 제어가 용이하고, 부유체의 부피를 축소시킬 수 있으며, 해저의 압력을 견디기 용이한 구조의 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것이다.

Description

해저 유정유체 분리 및 저장장치 {A subsea petroleum processing and storage system}
본 발명은 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체를 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분으로 분리하는 장치에 있어서, 설계와 제어가 용이하고, 부유체의 부피를 축소시킬 수 있으며, 해저의 압력을 견디기 용이한 구조의 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것이다.
심해 유전 개발에 따라 해저에서 유정유체를 처리해야 하는 필요성이 증가하고 있으며, 현재 해저에서 유정유체를 처리하는 시스템이 설치 및 운용되고 있다.
도1은 종래의 해저 유정유체를 처리하는 시스템의 구성도이다.
도1을 참조하면, 해저 생산 유정으로부터 뽑아낸 유정유체는 3상 분리기(10)를 거친다. 상기 3상 분리기(10)는 내부에 격벽(11)이 형성되고, 상기 격벽(11)을 경계면으로 제1탱크(20)와 제2탱크(30)로 나누어지며, 상부에 빈공간이 형성된다. 상기 3상 분리기(10) 내부의 제1탱크(20)에 유입된 유정유체는 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분으로 분리된다. 상기 3상 분리기(10) 상부의 빈 공간에 유정유체에 포함된 가스성분이 분리되고, 유정유체가 상기 제1탱크(20)의 수용량을 초과하면 물 성분보다 밀도가 작은 원유성분이 흘러 넘쳐 상기 제2탱크(30)에 분리된다. 상기 3상 분리기(10)에서 분리된 가스성분은 압축기(40)를 거쳐 가스 주입유정으로 이송되고, 물 성분은 물 펌프(21)에 의해 물 주입 유정으로 이송되며, 원유 성분은 원유 펌프(31)에 의해 부유체(50)로 이송된다. 상기 부유체(50)는 원유 저장 설비(51)가 구비된다.
상기와 같은 유정유체를 처리하는 시스템은 상기 3상 분리기(10)가 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분을 적절한 순도까지 분리하도록 정교하게 설계되고, 적절하게 제어 되어야만 한다.
또한, 상기 유정유체를 처리하는 시스템은 해저에 별도의 원유가 저장되는 설비가 없기 때문에 상기 부유체에 반드시 원유 저장 설비(51)가 구비되어야 하며 상기 원유 저장 설비(51)가 구비된 부유체(50)는 부피가 크기 때문에 원유를 운반하는 선박과의 충돌 위험이 있다.
또한, 상기 유정유체를 처리하는 시스템은 해저의 압력을 견디기 위해 고압 압력 용기를 사용하여야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 설계와 제어가 용이하고, 부유체의 부피를 축소시킬 수 있으며, 해저의 압력을 견디기 용이한 구조로 형성되는 해저 유정유체 분리 및 저장장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체가 유입되어 밀도차에 의해 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되는 2상 분리기; 상기 2상 분리기에서 분리된 액체가 유입되어 밀도차에 의해 물 성분과 원유 성분으로 분리되는 해저 저장 설비; 상기 해저 저장 설비와 연결되며, 수면상에 부유하도록 배치되는 부유체; 상기 해저 저장 설비에서 분리된 물 성분을 물 주입 유정으로 배출시키는 물 펌프; 및 상기 해저 저장 설비에서 분리된 원유 성분을 상기 부유체로 배출시키는 원유 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해저 저장 설비는, 내부에 격벽이 형성되어 제1탱크와 제2탱크로 나누어지며, 상기 2상 분리기에서 분리된 액체가 상기 제1탱크에 유입 저장되고, 상기 제1탱크에 유입된 액체가 상기 제1탱크의 수용량을 초과하면 물 성분보다 밀도가 작은 원유 성분이 상기 제1탱크에서 넘쳐흘러 상기 제2탱크에 유입 저장될 수 있다.
또한, 상기 해저 저장 설비는, 각각 독립 형성되는 제1탱크와 제2탱크로 구성되며, 상기 2상 분리기에서 분리된 액체가 상기 제1탱크에 유입 저장된 후 상기 제1탱크에 유입 저장된 액체가 상기 제1탱크의 수용량을 초과하면 물 성분과 원유 성분의 밀도차에 의해 분리된 원유 성분이 상기 제2탱크로 유입 저장될 수 있다.
상기와 같은 해저 저장 설비는, 상기 제2탱크의 바닥이 상기 해저 저장 설비 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비의 내부의 압력을 균일하게 유지시키는 압력균형수단으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 해저 저장 설비는, 상기 압력균형수단에 의해 상기 제2탱크 하측의 개구부로 해수가 유출입 되어 압력이 균일하게 유지될 수 있다.
이때, 상기 압력균형수단은, 원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가지는 이동식 분리판으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 압력균형수단은, 수축 및 팽창이 가능한 분리막으로 형성될 수 있다.
본 발명은 2상 분리기를 사용함으로써 설계와 제어가 용이하며, 부피를 작게 형성할 수 있다.
또한, 해저에 구비되는 해저 저장 설비에 원유 성분을 저장함으로써, 부유체의 크기를 대폭 줄일 수 있으므로 원유를 운반하는 선박과 부유체의 충돌 위험을 제거할 수 있으며, 원유를 운반하는 선박과 부유체간의 계류 작업이 용이하다.
또한, 제2탱크의 바닥을 이동식 분리판이나 분리막으로 형성함으로써 해저에서의 압력에 견디기 용이하다.
도1은 종래의 해저 유정유체를 처리하는 시스템 구성도.
도2는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 1의 구성도.
도3은 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 2의 구성도.
도4는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 3의 구성도.
도5는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 4의 구성도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 고안의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체를 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분으로 분리하는 장치에 있어서, 설계와 제어가 용이하고, 부유체의 부피를 축소시킬 수 있으며, 해저의 압력을 견디기 용이한 구조의 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것이다.
도2는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 1의 구성도를, 도3은 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 2의 구성도를, 도4는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 3의 구성도를, 도5는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 4의 구성도를 나타낸다.
도2를 참조하면, 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 2상 분리기(100)가 구비된다. 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체가 상기 생산 유정과 2상 분리기(100)를 연결하는 해저 파이프라인(400)을 따라 상기 2상 분리기(100)에 유입되면 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스성분을 포함하는 기체로 분리된다. 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체는 가스 성분을 포함하는 기체보다 밀도가 크기 때문에 액체는 상기 2상 분리기(100)의 하측에 분리되고 기체는 상기 2상 분리기의 상측에 분리된다. 상기와 같은 2상 분리기(100)는 유정유체를 물 성분과, 원유 성분 및 가스 성분으로 분리하는 3상 분리기를 사용하는 것에 비해 상대적으로 설계나 제어가 용이하며, 부피를 축소시킬 수 있다.
도2를 참조하면, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체는 상기 2상 분리기(100)의 하부와 해저 저장 설비(200)를 연결하는 해저 파이프라인(400)을 따라 상기 해저 저장 설비(200)로 이송되며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 기체는 상기 2상 분리기(100)의 상부와 가스 주입 유정을 연결하는 해저 파이프라인(400)을 따라 가스 주입 유정으로 이송된다. 상기와 같은 구조는 서로 이격된 해저 파이프라인(400)을 이용함으로써 다상유동을 방지할 수 있다.
상기와 같이 2상 분리기(100)에서 분리된 액체는 중력으로 인해 상기 해저 저장 설비(200)로 이송될 수 있고, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 이송되는 상기 해저 파이프라인(400)에 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체를 강제 이송하며 역류를 방지하는 펌프가 구비될 수도 있으며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 기체는 밀도차로 인해 상기 가스 주입 유정으로 이송될 수 있고, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 기체가 이송되는 상기 해저 파이프라인(400)에 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 기체를 압축하여 강제 이송하며 역류를 방지하는 압축기가 구비될 수도 있다.
도2를 참조하면, 상기와 같은 해저 유정유체 분리 및 저장 장치는 부유체(300)를 포함한다. 상기 부유체(300)는 상기 해저 저장 설비(200)와 연결되며, 수면 상에 부유하도록 배치된다. 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체는 상기 해저 저장 설비(200)에 유입되어 밀도차에 의해 물 성분과 원유 성분으로 분리된다. 상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 물 성분은 물 펌프(211)의 작동에 의해 상기 해저 저장 설비(200)와 물 주입 유정을 연결하는 해저 파이프라인(400)을 따라 물 주입 유정으로 이송된다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 원유 성분은 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 해저 저장 설비(200)와 상기 부유체(300)를 연결하는 해저 파이프라인(400)을 따라 상기 부유체(300)로 이송된다. 상기 부유체(300)로 이송된 원유 성분은 원유를 운반하는 선박에 옮겨 실려 운반될 수 있다.
상기와 같은 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 해저 저장 설비(200)에 원유 성분이 저장됨으로써 상기 부유체(300)에 원유 성분을 저장하는 설비를 갖출 필요가 없다. 따라서 상기 부유체(300)의 부피를 축소시킬 수 있으므로 원유를 운반하는 선박과 상기 부유체(300)의 충돌 위험을 제거할 수 있으며 원유를 운반하는 선박과 상기 부유체(300)의 계류 작업이 용이하다.
이하, 상기와 같은 해저 유정유체 저장장치의 해저 저장 설비(200) 내부에서 물 성분과 원유 성분을 분리하기 위한 구조와, 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력을 균일하게 하기 위한 구성의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 2상 분리기(100)와 해저 저장 설비(200)가 구비된다. 해저에서 뽑아낸 유정유체가 상기 2상 분리기(100)에서 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되며 분리된 액체가 상기 해저 저장 설비(200)에 유입된다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는, 내부에 격벽이 형성되어 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 나누어질 수 있으며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)로 유입될 수 있다. 상기와 같은 구조는 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 계속해서 유입되어 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 액체에 포함된 물 성분과 원유 성분 중 밀도가 작은 원유 성분이 상기 제1탱크(210)에서 넘쳐흘러 상기 제2탱크(220)로 저장된다. 이때, 상기 제1탱크(210)에서 물 성분의 수위가 높아지면 상기 제2탱크(220)에 물 성분이 유입될 수 있다. 따라서 상기 제2탱크(220)에 물 성분이 유입되지 않도록 상기 물 펌프(211)를 작동시켜 상기 제1탱크(210)에 저장되어 있는 물 성분의 수위를 낮출 수 있도록 한다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)는, 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입 될 수 있도록 압력균형수단이 구비될 수 있다. 상기 압력균형수단은 상기 제2탱크(220)의 바닥에 구비되는 이동식 분리판(223)일 수 있다. 상기 이동식 분리판(222)은 원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가진다. 상기와 같은 구조는 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력을 동일하게 하면서, 상기 제2탱크(220)에 저장된 원유성분이 해수와 섞이지 않도록 할 수 있다. 상기 이동식 분리판(223)이 해수와 원유 성분 사이에 구비되어 밀도 차에 의해 경계면을 형성한다. 상기 해저 저장 설비(200) 내부에 물 성분과 원유 성분이 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 높아지면 상기 이동식 분리판(223)이 하강하며, 상기 해저 저장 설비(200)에서 물 성분이 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 이송되거나 원유 성분이 상기 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 부유체(300)로 이송되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 낮아지면 상기 이동식 분리판(223)이 상승하여 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 일체형으로 형성하여 별도의 연결부재가 필요 없기 때문에 구성이 간편하다.
도3을 참조하면, 본 발명의 실시예 2의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 2상 분리기(100)와 해저 저장 설비(200)가 구비된다. 해저에서 뽑아낸 유정유체가 상기 2상 분리기(100)에서 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되며, 분리된 액체가 상기 해저 저장 설비(200)에 유입된다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는, 내부에 격벽이 형성되어 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 나누어질 수 있으며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)로 유입될 수 있다. 상기와 같은 구조는 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 계속해서 유입되어 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 액체에 포함된 물 성분과 원유 성분 중 밀도가 작은 원유 성분이 상기 제1탱크(210)에서 넘쳐흘러 상기 제2탱크(220)로 저장된다. 이때, 상기 물 성분의 수위가 높아지면 상기 제2탱크(220)에 물 성분이 유입될 수 있다. 따라서 상기 제2탱크(220)에 물 성분이 유입되지 않도록 상기 물 펌프(211)를 작동시켜 상기 제1탱크(210)에 저장되어 있는 물 성분의 수위를 낮출 수 있도록 한다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)는, 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입 될 수 있도록 압력균형수단이 구비될 수 있다. 상기 압력균형수단은 상기 제2탱크(220)의 바닥에 구비되는 분리막(224)일 수 있다. 상기 분리막(224)은 수축 및 팽창이 가능하다. 상기 해저 저장 설비(200) 내부에 물 성분과 원유 성분이 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 높아지면 상기 분리막(224)이 팽창하며, 상기 제2탱크(220) 하부의 해수를 밀어내어 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)에서 물 성분이 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 이송되거나 원유 성분이 상기 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 부유체(300)로 이송되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 낮아지면 상기 분리막(224)이 축소되며 상기 제2탱크(220)의 하부에 해수가 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 일체형으로 형성하여 별도의 연결부재가 필요 없기 때문에 구성이 간편하다.
도4를 참조하면, 본 발명의 실시 예3의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 2상 분리기(100)와 해저 저장 설비(200)가 구비된다. 해저에서 뽑아낸 유정유체가 상기 2상 분리기(100)에서 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되며 분리된 액체가 상기 해저 저장 설비(200)에 유입된다. 상기 해저 저장 설비(200)는, 각각 독립 형성되는 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 구성될 수 있으며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)로 유입될 수 있다. 상기와 같은 구조는 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 유입된 후 물 성분과 원유 성분이 밀도차에 의해 분리된다. 상기 물 성분보다 원유 성분의 밀도가 작기 때문에 원유 성분이 상기 제1탱크(210)의 상측에 분리된다. 상기 제1탱크(210)로 유입된 액체가 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 밀도차에 의해 분리된 원유 성분이 상기 제1탱크(210)의 상부와 상기 제2탱크(220)를 연결하는 해저 파이프라인(400)을 통해 상기 제2탱크(220)로 유입되어 저장될 수 있으며, 상기 제1탱크(210)에 남아 있는 물 성분은 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하지 않도록 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 보내질 수 있다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)는, 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입 될 수 있도록 압력균형수단이 구비될 수 있다. 상기 압력균형수단은 상기 제2탱크(220)의 바닥에 구비되는 이동식 분리판(223)일 수 있다. 상기 이동식 분리판(223)은 원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가진다. 상기와 같은 구조는 상기 제2탱크(220) 주변의 해수와 상기 제2탱크(200) 내부의 압력을 동일하게 하면서, 상기 제2탱크(220)에 저장된 원유 성분이 해수와 섞이지 않도록 할 수 있다. 상기 이동식 분리판(223)이 해수와 원유 성분 사이에 구비되어 밀도 차에 의해 경계면을 형성한다. 상기 해저 저장 설비(200) 내부에 물 성분과 원유 성분이 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 높아지면 상기 이동식 분리판(223)이 하강하며, 상기 해저 저장 설비(200)에서 물 성분이 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 이송되거나 원유 성분이 상기 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 부유체(300)로 이송되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 낮아지면 상기 이동식 분리판(223)이 상승하여 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 각각 독립 형성함으로써, 물 성분과 원유 성분의 분리를 확실히 할 수 있다.
도5를 참조하면, 본 발명의 실시 예4의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 2상 분리기(100)와 해저 저장 설비(200)가 구비된다. 해저에서 뽑아낸 유정유체가 상기 2상 분리기(100)에서 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되며 분리된 액체가 상기 해저 저장 설비(200)에 유입된다. 상기 해저 저장 설비(200)는, 각각 독립 형성되는 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 구성될 수 있으며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)로 유입될 수 있다. 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 유입된 후 물 성분과 원유 성분이 밀도차에 의해 분리된다. 상기 물 성분보다 원유 성분의 밀도가 작기 때문에 원유 성분이 상기 제1탱크(210)의 상측에 분리된다. 상기 제1탱크(210)에 유입된 액체가 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 밀도차에 의해 분리된 원유 성분이 상기 제1탱크(210)의 상부와 상기 제2탱크(220)를 연결하는 해저 파이프라인(400)을 통해 상기 제2탱크(220)로 유입되어 저장될 수 있으며, 상기 제1탱크(210)에 남아 있는 물 성분은 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하지 않도록 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 보내질 수 있다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)는, 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(224)로 해수가 유출입 될 수 있도록 압력균형수단이 구비될 수 있다. 상기 압력균형수단은 상기 제2탱크(220)의 바닥에 구비되는 분리막(224)일 수 있다. 상기 분리막은 수축 및 팽창이 가능하다. 상기 해저 저장 설비(200) 내부에 물 성분과 원유 성분이 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 높아지면 상기 분리막(224)이 팽창하며, 상기 제2탱크(220) 하부의 해수를 밀어내어 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)에서 물 성분이 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 이송되거나 원유 성분이 상기 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 부유체(300)로 이송되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 낮아지면 상기 분리막(224)이 축소되며 상기 제2탱크(220)의 하부에 해수가 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 각각 독립 형성함으로써, 물 성분과 원유 성분의 분리를 확실히 할 수 있다.
상기와 같은 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 해저에서 뽑아낸 유정유체를 액체와 기체로 분리하는 상기 2상 분리기(100)를 사용하여 물 성분과, 원유 성분 및 가스 성분으로 분리하는 3상 분리기에 비해 상대적으로 설계와 제어가 용이하며, 부피를 축소시킬 수 있다.
또한, 상기 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 해저 저장 설비(200)에 원유 성분을 저장함으로써 상기 부유체(300)의 부피를 축소시킬 수 있으므로 상기 부유체(300)와 원유를 운반하는 선박과의 충돌 위험을 제거할 수 있고, 상기 부유체(300)와 원유를 운반하는 선박과의 계류 작업이 용이하다.
또한, 상기 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 원유 성분이 저장되는 상기 제2탱크(220)의 바닥을 상기 이동식 분리판(223) 또는 분리막(224)으로 형성함으로써, 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력을 균일하게 하여 해저의 높은 압력을 견디기 용이하다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 2상 분리기
200 : 해저 저장 설비 201 : 격벽
210 : 제1탱크 211 : 물 펌프
220 : 제2탱크 221 : 원유 펌프
222 : 개구부 223 : 이동식 분리판
224 : 분리막
300 : 부유체
400 : 해저 파이프라인

Claims (8)

  1. 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체가 유입되어 밀도차에 의해 물성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되는 2상 분리기(100);
    상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 유입되어 밀도차에 의해 물 성분과 원유 성분으로 분리되는 해저 저장 설비(200);
    상기 해저 저장 설비(200)와 연결되며, 수면 상에 부유하도록 배치되는 부유체(300);
    상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 물 성분을 물 주입 유정으로 배출시키는 물 펌프(211); 및
    상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 원유 성분을 상기 부유체(300)로 배출시키는 원유 펌프(221);를 포함하며,
    상기 해저 저장 설비(200)는
    내부에 격벽(201)이 형성되어 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 나누어지며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 유입 저장되고, 상기 제1탱크(210)에 유입된 액체가 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 물 성분보다 밀도가 작은 원유 성분이 상기 제1탱크(210)에서 넘쳐흘러 상기 제2탱크(220)에 유입 저장되며,
    상기 제2탱크(220)의 바닥이 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200)의 내부의 압력을 균일하게 유지시키는 압력균형수단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 해저 저장 설비(200)는
    상기 압력균형수단에 의해 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입 되어 압력이 균일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 압력균형수단은
    원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가지는 이동식 분리판(223)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 압력균형수단은
    수축 및 팽창이 가능한 분리막(224)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  5. 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체가 유입되어 밀도차에 의해 물성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되는 2상 분리기(100);
    상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 유입되어 밀도차에 의해 물 성분과 원유 성분으로 분리되는 해저 저장 설비(200);
    상기 해저 저장 설비(200)와 연결되며, 수면 상에 부유하도록 배치되는 부유체(300);
    상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 물 성분을 물 주입 유정으로 배출시키는 물 펌프(211); 및
    상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 원유 성분을 상기 부유체(300)로 배출시키는 원유 펌프(221);를 포함하며,
    상기 해저 저장 설비(200)는
    각각 독립 형성되는 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 구성되며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 유입 저장된 후 상기 제1탱크(210)에 유입 저장된 액체가 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 물 성분과 원유 성분의 밀도차에 의해 분리된 원유 성분이 상기 제2탱크(220)에 유입 저장되며,
    상기 제2탱크(220)의 바닥이 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200)의 내부의 압력을 균일하게 유지시키는 압력균형수단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 해저 저장 설비(200)는
    상기 압력균형수단에 의해 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입 되어 압력이 균일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 압력균형수단은
    원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가지는 이동식 분리판(223)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 압력균형수단은
    수축 및 팽창이 가능한 분리막(224)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
KR1020110005505A 2011-01-19 2011-01-19 해저 유정유체 분리 및 저장장치 KR101238629B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110005505A KR101238629B1 (ko) 2011-01-19 2011-01-19 해저 유정유체 분리 및 저장장치
PCT/KR2011/009968 WO2012099344A2 (ko) 2011-01-19 2011-12-22 해저 유정유체 분리 및 저장장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110005505A KR101238629B1 (ko) 2011-01-19 2011-01-19 해저 유정유체 분리 및 저장장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120084141A KR20120084141A (ko) 2012-07-27
KR101238629B1 true KR101238629B1 (ko) 2013-02-28

Family

ID=46516196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110005505A KR101238629B1 (ko) 2011-01-19 2011-01-19 해저 유정유체 분리 및 저장장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101238629B1 (ko)
WO (1) WO2012099344A2 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014178596A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 한국과학기술원 해저 저압분리기를 이용한 원유가스 생산시스템
KR101507226B1 (ko) 2013-06-05 2015-03-30 현대중공업 주식회사 해저 생산플랜트의 생산성 향상을 위한 듀얼 파이프 시스템
KR20160018173A (ko) * 2014-08-08 2016-02-17 한국과학기술원 대용량 해저저장탱크 내의 유체 순환을 통한 수송배관 가열 시스템
KR20160078164A (ko) 2014-12-24 2016-07-04 대우조선해양 주식회사 해저 브리지 시스템
KR20170031279A (ko) 2015-09-10 2017-03-21 현대중공업 주식회사 유정유체 분리장비

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2509167B (en) 2012-12-21 2015-09-02 Subsea 7 Norway As Subsea processing of well fluids
GB2509165B (en) 2012-12-21 2018-01-24 Subsea 7 Norway As Subsea processing of well fluids
KR101959877B1 (ko) 2013-03-28 2019-03-19 현대중공업 주식회사 해저 생산플랜트의 생산성 향상을 위한 가스 부스팅 및 가스 리프팅 시스템
NO337004B1 (no) * 2013-07-10 2015-12-21 Kværner Concrete Solutions As Fremgangsmåte og system for dypvanns oljeproduksjon
KR101987020B1 (ko) * 2014-12-12 2019-06-11 현대중공업 주식회사 자원 이송 시스템
GB2561570B (en) * 2017-04-18 2020-09-09 Subsea 7 Norway As Subsea processing of crude oil
CN114412435B (zh) * 2022-03-29 2022-07-15 四川华气清源科技股份有限公司 一种井口分离计量装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197095B1 (en) * 1999-02-16 2001-03-06 John C. Ditria Subsea multiphase fluid separating system and method
WO2004004863A1 (en) 2002-07-04 2004-01-15 Accentus Plc Seperation of oil from sand
WO2010052108A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-14 Sulzer Chemtech Ag Separation method and apparatus for immiscible fluids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197095B1 (en) * 1999-02-16 2001-03-06 John C. Ditria Subsea multiphase fluid separating system and method
WO2004004863A1 (en) 2002-07-04 2004-01-15 Accentus Plc Seperation of oil from sand
WO2010052108A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-14 Sulzer Chemtech Ag Separation method and apparatus for immiscible fluids

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014178596A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 한국과학기술원 해저 저압분리기를 이용한 원유가스 생산시스템
KR101463726B1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-21 한국과학기술원 해저 저압분리기를 이용한 원유가스 생산 시스템
KR101507226B1 (ko) 2013-06-05 2015-03-30 현대중공업 주식회사 해저 생산플랜트의 생산성 향상을 위한 듀얼 파이프 시스템
KR20160018173A (ko) * 2014-08-08 2016-02-17 한국과학기술원 대용량 해저저장탱크 내의 유체 순환을 통한 수송배관 가열 시스템
KR101631060B1 (ko) 2014-08-08 2016-06-17 한국과학기술원 대용량 해저저장탱크 내의 유체 순환을 통한 수송배관 가열 시스템
KR20160078164A (ko) 2014-12-24 2016-07-04 대우조선해양 주식회사 해저 브리지 시스템
KR20170031279A (ko) 2015-09-10 2017-03-21 현대중공업 주식회사 유정유체 분리장비

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012099344A2 (ko) 2012-07-26
KR20120084141A (ko) 2012-07-27
WO2012099344A3 (ko) 2012-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101238629B1 (ko) 해저 유정유체 분리 및 저장장치
US6907933B2 (en) Sub-sea blow case compressor
US7278543B2 (en) Device for separating multi-phase fluids
EP2149673A1 (en) Method and system for subsea processing of multiphase well effluents
RU2655011C2 (ru) Система глубоководной добычи нефти
US10253471B2 (en) Hydrocarbon production and storage facility
CN104747162B (zh) 深海多相多级分离回注系统
KR101959877B1 (ko) 해저 생산플랜트의 생산성 향상을 위한 가스 부스팅 및 가스 리프팅 시스템
BR112019019216A2 (pt) processamento submarino de óleo cru
EP3612714B1 (en) Subsea processing of crude oil
US9416632B2 (en) Containment system
KR101463726B1 (ko) 해저 저압분리기를 이용한 원유가스 생산 시스템
GB2566551A (en) Subsea storage of crude oil
KR101507226B1 (ko) 해저 생산플랜트의 생산성 향상을 위한 듀얼 파이프 시스템
KR20170031279A (ko) 유정유체 분리장비
GB2578232A (en) Subsea storage of crude oil
NO20170632A1 (en) Subsea processing of crude oil
KR101824390B1 (ko) 다상 혼합물 분리장치
NO20171505A1 (en) Subsea storage of crude oil
KR20170052227A (ko) 해저의 유수분리를 이용한 중질오일 생산 시스템
KR20170061380A (ko) 다상 혼합물 분리장치
KR20170110860A (ko) 다상 혼합물 분리장치
BR112016016083B1 (pt) Instalação submarina modular, dispositivo unitário de separação líquido/gás, método de realização de uma instalação modular e método de separação de duas fases
KR20140118238A (ko) 해양플랜트용 해양자원 생산장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151216

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee