KR101411642B1 - 라이저 가이드 장치 - Google Patents
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Abstract
라이저 가이드 장치가 개시된다. 원유를 채굴하는 라이저를 가이드하는 라이저 가이드 장치로서, 상기 라이저가 삽입되며 상기 라이저와의 사이에 해수가 채워지는 가이드튜브; 및 상기 가이드튜브 내부의 해수를 전기분해하여, 해양생물이 가이드튜브에 부착되는 것을 방지하는 전기분해부를 포함한다.
Description
본 발명은 라이저 가이드 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 내부의 해양생물이 감소되고 해양생물이 부착되는 것이 방지되는 라이저 가이드 장치에 관한 것이다.
원유생산설비를 이용하여 해저로부터 원유를 채굴 할 때, 원유는 라이저를 통해 해상구조물로 올려진다. 이러한 작업 과정에서 라이저에 파단이 발생하는 등 사고가 발생할 때 원유가 바다에 노출되어 오염을 일으키는 것을 2차적으로 방지하기 위해 라이저의 외측에 라이저 가이드 장치가 설치된다.
라이저 가이드 장치는 내부 및 외부의 압력 유지를 위하여 내측으로 라이저와의 사이에 해수가 채워지는데, 해수가 필터링이 이루어지지 않고 채워지기 때문에 해양생물도 함께 존재한다.
라이저 가이드 장치는 금속 재료로 이루어져 있어, 표면에 상기 해양생물이 부착되면서 틈부식이 발생되는 문제가 있다. 특히, 원유 채굴 시 라이저가 고온으로 상승한 상태에서, 해류에 의해 라이저와 라이저 가이드 장치가 서로 접촉되기도 하는데, 이러한 과정에서 고온으로 인해 부식 속도가 증가된다.
한편, 고온인 해수에서 공식에 견딜 수 있는 재료는 다수 있으나 틈부식에 견딜 수 있는 재료는 매우 제한적이고 고가이다. 따라서, 공식과 틈부식을 모두 견딜 수 있는 재료를 선택하여 라이저 가이드 장치를 구축하려면 제조단가가 상승하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 내측의 해수에 존재하는 해양생물을 감소시키며 해양생물의 부착이 방지되는 라이저 가이드 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 틈부식은 고려하지 않고 공식에 견딜 수 있는 재료를 선택하여 라이저 가이드 장치를 구축할 수 있는 라이저 가이드 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 원유를 채굴하는 라이저를 가이드하는 라이저 가이드 장치로서, 상기 라이저가 삽입되며 상기 라이저와의 사이에 해수가 채워지는 가이드튜브; 및 상기 가이드튜브 내부의 해수를 전기분해하여, 해양생물이 가이드튜브에 부착되는 것을 방지하는 전기분해부를 포함하는 라이저 가이드 장치가 제공된다.
상기 전기분해부는, 상기 가이드튜브에 전기적으로 연결되는 캐소드; 및 상기 가이드튜브의 내면과 상기 라이저의 외면 사이에 배치되는 애노드을 포함할 수 있다.
상기 가이드튜브의 상단의 해수와 상기 가이드튜브의 하단의 해수를 순환시키는 순환부를 더 포함할 수 있다.
상기 전기분해부는, 상기 가이드튜브의 외부에 구비되며, 상기 가이드튜브 내의 해수가 유입되는 처리조; 상기 가이드튜브에 전기적으로 연결되는 캐소드; 상기 처리조 내의 상기 해수에 배치되는 애노드; 상기 가이드튜브 내의 해수를 상기 처리조에 공급하는 유입부; 및 상기 처리조에서 전기분해된 해수를 상기 가이드튜브로 재공급하는 유출부를 포함할 수 있다.
상기 애노드는, 전류를 인가받아 구리 이온을 발생시키는 구리전극봉; 또는 수산화알루미늄 침전물을 발생시키는 알루미늄전극봉을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 가이드튜브 내의 해수를 전기분해함으로써, 가이드튜브 내의 해양생물이 감소되고 해양생물이 가이드튜브에 부착되는 것이 방지되는 효과가 있다.
또한, 해양생물이 억제되어 틈부식은 고려하지 않고 공식에 견딜 수 있는 재료만 고려하여 선택할 수 있으므로 재료 선택의 범위가 넓어지면서 가격경쟁력이 있는 라이저 가이드 장치를 구축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 가이드 장치가 구비된 원유생산설비를 간략히 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 가이드 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이저 가이드 장치가 구비된 원유생산설비를 간략히 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이저 가이드 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 가이드 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이저 가이드 장치가 구비된 원유생산설비를 간략히 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이저 가이드 장치를 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 라이저 가이드 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 가이드 장치가 구비된 원유생산설비를 간략히 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이저 가이드 장치를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에는 해상구조물(2), 라이저(10), 원유(6), 해저면(4), 가이드튜브(12), 가이드튜브 내부의 해수(8), 애노드(22), 전원부(14), 연결케이블(16), 순환파이프(24), 순환펌프(26), 굴착장비(34)가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 원유생산설비는 원유(6)를 저장하는 해상구조물(2), 해저면(4)에 매장된 원유(6)가 해상구조물(2)로 이송되는 통로인 라이저(10), 및 라이저(10)를 가이드하는 라이저 가이드 장치를 포함한다.
해상구조물(2)은 하부에 라이저(10)의 상단이 결합되어, 라이저(10)를 통해 해저로부터 끌어올려진 원유(6)를 정제하고 저장해서 이송 장소에 하역할 수 있다. 본 실시예의 도면에서 해상구조물(2)은 원유생산저장하역설비(Floating Production Storage and Offloading) 등의 선박 형태로 도시한다.
라이저(10)는, 해저면(4)의 굴착장비(34)와 해상구조물(2)을 연결하여 굴착장비(34)에서 시추된 원유(6)가 이동하는 이동통로를 제공한다.
원유(6)의 시추 과정에서 라이저의 파단 등에 의한 원유 누출을 방지하기 위해 라이저는 후술할 가이드튜브(12)에 의해 둘러싸이게 된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 라이저 가이드 장치는, 원유(6)를 채굴하는 라이저(10)를 가이드하는 라이저 가이드 장치로서, 라이저(10)가 삽입되며 라이저(10)와의 사이에 해수가 채워지는 가이드튜브(12), 및 가이드튜브 내부의 해수(8)를 전기분해하여 해양생물이 가이드튜브(12)에 부착되는 것을 방지하는 전기분해부를 포함하며, 가이드튜브 내부의 해수(8)를 전기분해함으로써 가이드튜브(12) 내부의 해양생물을 감소시킬 수 있고, 해양생물이 가이드튜브(12)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
가이드튜브(12)는 금속으로 이루어진다. 특히, 가이드튜브(12)에 삽입되는 라이저(10)의 내부에는 고온의 원유(6)가 채워지는데, 해류에 의해 라이저(10)와 가이드튜브(12)가 서로 접촉될 수 있으므로, 가이드튜브(12)는 고온에서도 공식이 방지될 수 있는 금속 재료로 제조될 수 있다. 한편, 가이드튜브(12)에는 내측과 외측의 압력을 맞추기 위하여 라이저(10)와의 사이에 해수(8)가 채워지며, 해수(8)에는 가이드튜브(12)의 틈부식을 초래하는 해양생물이 포함된다.
그러나 해양생물은 전기분해부에 의해 소멸되거나 가이드튜브(12)에 부착되지 못하게 되어, 가이드튜브(12)의 틈부식이 방지될 수 있다. 따라서, 가이드튜브(12)의 재료 선정에 있어 틈부식에 대한 고려를 제외시킬 수 있다.
전기분해부는, 가이드튜브(12)에 전기적으로 연결되는 캐소드, 및 가이드튜브(12)의 내면과 라이저(10)의 외면 사이에 배치되는 애노드(22)를 포함한다. 가이드튜브(12) 내의 해수를 전기분해하기 위해서는 해수를 전해질로 하여 캐소드(cathode)와 애노드(anode)가 해수와 접해야 하는데, 본 실시예에서는 캐소드는 가이드튜브에 전기적으로 연결되고, 애노드는 가이드튜브(12)의 내면과 라이저(10)의 외면 사이에 존재하는 해수에 설치된 형태를 제시한다. 이러한 캐소드와 애노드는 전원부(14)에 연결되고 전원부(14)에서 전류를 인가함에 따라 가이드튜브 내의 해수(8)에서 전기분해가 일어나게 된다.
전원부(14)는 해상구조물(2)에 구비되는 배전반, 및 배전반으로부터 공급되는 교류전류를 직류전류로 변환하는 정류기를 포함할 수 있으며, 정류된 전류는 애노드(22)를 거쳐 전해액 역할을 하는 해수를 통해 캐소드인 가이드튜브(12)로 이동한다. 이때 애노드(22)에서 산화반응이 일어나면서 해양생물을 억제하는 금속 이온이 방출된다.
애노드(22)은 가이드튜브(12)의 내면과 라이저(10)의 외면 사이에 배치되고, 연결케이블(16)에 의해 전원부(14)와 연결되어 가이드튜브(12)의 내측에서 상하측으로 이동이 가능하다. 이에 따라 길게 형성된 가이드튜브(12)와 라이저(10)의 사이의 해양생물을 골고루 억제시킬 수 있다.
애노드(22)은 구리전극봉(18) 및 알루미늄전극봉(20) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 가이드튜브 내에 구리전극봉(18)과 알루미늄 전극봉(20)이 함께 배치된 형태를 제시한다.
구리전극봉(18)은 전류를 인가받아 구리 이온을 발생시키며, 구리 이온은 각종 미생물, 조류, 세균 등 해양생물에 형성된 음이온에 정전대를 형성하여 해양생물을 무력화시키는 작용으로 살균 처리한다.
알루미늄전극봉(20)은 전류를 인가받아 알루미늄 이온을 발생시켜 가이드튜브(12)에 수산화알루미늄 막을 형성함으로써, 해양생물이 가이드튜브(12)에 부착되지 못하게 되어 가이드튜브(12)의 틈부식이 방지된다.
즉, 구리전극봉(18)에 의해 해양생물이 살균되고 알루미늄전극봉(20)에 의해 가이드튜브(12)에 막이 형성되어 해양생물의 부착이 방지됨으로써, 해양생물에 의한 틈부식은 고려하지 않고 공식에 견딜 수 있는 재료만 고려하여 가이드튜브(12)를 제조할 수 있으므로 재료 선택의 범위가 넓어지면서 가격경쟁력이 있는 라이저 가이드 장치를 구축할 수 있다.
한편, 가이드튜브(12)에는 가이드튜브(12)의 상단의 해수와 하단의 해수를 순환시키기 위한 순환부가 연결될 수 있으며, 가이드튜브(12) 내에서 해수를 순환시킴으로써 해양생물 억제를 위한 전기분해부의 작동 효율을 향상시킬 수 있다.
순환부는 양단이 가이드튜브(12)의 상단 및 하단에 연결되어 가이드튜브(12)의 해수(8)가 유동되는 순환파이프(24)을 포함한다. 또한, 가이드튜브(12)의 하측의 해수를 상측으로 보내기 위하여 순환파이프(24)에 순환펌프(26)가 설치될 수도 있다. 예를 들어, 순환펌프(26)에 의해 가이드튜브(12)의 하측의 해수는 순환파이프(24)을 통하여 가이드튜브(12)의 상측으로 이동된 후 중력에 의해 가이드튜브(12)의 하측으로 이동되면서 해수의 순환이 이루어진다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이저 가이드 장치가 구비된 원유생산설비를 간략히 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이저 가이드 장치를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에는 해상구조물(2), 라이저(10), 원유(6), 가이드튜브(12), 가이드튜브 내부의 해수(8), 애노드(22), 처리조(28), 유입부(30), 유출부(32), 순환펌프(26)가 도시되어 있으며, 상기 제1 실시예와 같은 구성은 동일한 도면번호로 설명한다.
본 실시예에 따른 라이저 가이드 장치는, 상기 일 실시예와 달리 가이드튜브 내의 해수를 가이드튜브의 외측에서 전기분해하여 다시 가이드튜브에 순환시키는 구조이다.
본 실시예의 전기분해부는 가이드튜브의 외부에 구비되며 가이드튜브 내의 해수가 유입되는 처리조(28), 가이드튜브(12)에 전기적으로 연결되는 캐소드, 처리조(28) 내의 해수에 배치되는 애노드(22), 가이드튜브(12) 내의 해수를 처리조(28)에 공급하는 유입부(30), 및 처리조(28)에서 전기분해된 해수를 가이드튜브(12)로 재공급하는 유출부(32)를 포함한다.
처리조(28)는 가이드튜브(12)의 외부에 구비되는데, 본 실시예에서는 해상구조물(2)에 설치되는 것으로 설명한다. 처리조(28)에는 유입부(30)와 유출부(32)가 연결되어 가이드튜브(12)의 해수가 유입되고 애노드(22)에 의해 전기분해된 후 다시 가이드튜브(12)로 유출된다.
애노드(22)은 본 발명의 일 실시예의 애노드와 마찬가지로 구리전극봉(18) 및 알루미늄전극봉(20) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 가이드튜브 내에 구리전극봉(18)과 알루미늄 전극봉(20)이 함께 배치된 형태를 제시한다.
구리전극봉(18)에서 방출되는 구리 이온은 처리조(28)의 내부의 해수를 살균하고 해수와 함께 가이드튜브(12)에 공급되어 가이드튜브 내의 해수(8)를 살균한다. 그리고, 알루미늄전극봉(20)에서 방출되는 알루미늄 이온도 해수와 함께 가이드튜브(12)로 공급되며, 캐소드가 연결된 가이드튜브(12)의 내벽에 막을 형성하여 해양생물의 부착을 방지할 수 있다.
유입부(30)와 유출부(32)는 일단이 처리조(28)와 연결되고 타단이 각각 가이드튜브(12)의 상단과 하단에 연결되는데, 본 실시예에서는 가이드튜브(12)의 상단에 유출부(32)가 연결되고 가이드튜브(12)의 하단에 유입부(30)가 연결되는 것으로 설명한다.
유입부(30)에는 순환펌프(26)가 설치될 수 있으며, 순환펌프(26)에 의해 가이드튜브(12)의 하측의 해수가 유입부(30)를 통해 해상구조물(2)에 설치되는 처리조(28)로 끌어올려진다. 처리조(28)에서 구리 이온과 알루미늄 이온이 포함된 해수는 가이드튜브(12)의 상측으로 재공급되고 하측으로 유동되면서 지속적으로 순환이 이루어질 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
2 : 해상구조물 4 : 해저면
6 : 원유 8 : 해수
10 : 라이저 12 : 가이드튜브
14 : 전원부 16 : 연결케이블
18 : 구리전극봉 20 : 알루미늄전극봉
22 : 애노드 24 : 순환부
26 : 순환펌프 28 : 처리조
30 : 유입부 32 : 유출부
6 : 원유 8 : 해수
10 : 라이저 12 : 가이드튜브
14 : 전원부 16 : 연결케이블
18 : 구리전극봉 20 : 알루미늄전극봉
22 : 애노드 24 : 순환부
26 : 순환펌프 28 : 처리조
30 : 유입부 32 : 유출부
Claims (5)
- 원유를 채굴하는 라이저를 가이드하는 라이저 가이드 장치로서,
상기 라이저가 삽입되며 상기 라이저와의 사이에 해수가 채워지는 가이드튜브;
상기 가이드튜브 내부의 해수를 전기분해하여, 해양생물이 가이드튜브에 부착되는 것을 방지하는 전기분해부; 및
상기 가이드튜브의 상단의 해수와 상기 가이드튜브의 하단의 해수를 순환시키는 순환부를 포함하는 라이저 가이드 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기분해부는,
상기 가이드튜브에 전기적으로 연결되는 캐소드; 및
상기 가이드튜브의 내면과 상기 라이저의 외면 사이에 배치되는 애노드를 포함하는, 라이저 가이드 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 전기분해부는,
상기 가이드튜브의 외부에 구비되며, 상기 가이드튜브 내의 해수가 유입되는 처리조;
상기 가이드튜브에 전기적으로 연결되는 캐소드;
상기 처리조 내의 상기 해수에 배치되는 애노드;
상기 가이드튜브 내의 해수를 상기 처리조에 공급하는 유입부; 및
상기 처리조에서 전기분해된 해수를 상기 가이드튜브로 재공급하는 유출부를 포함하는, 라이저 가이드 장치. - 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 애노드는,
전류를 인가받아 구리 이온을 발생시키는 구리전극봉; 및
수산화알루미늄 침전물을 발생시키는 알루미늄전극봉 중 어느 하나 이상을 포함하는 하는, 라이저 가이드 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020120108252A KR101411642B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 라이저 가이드 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120108252A KR101411642B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 라이저 가이드 장치 |
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| KR101411642B1 true KR101411642B1 (ko) | 2014-06-25 |
Family
ID=50651071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120108252A KR101411642B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 라이저 가이드 장치 |
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| KR (1) | KR101411642B1 (ko) |
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| KR20170001042U (ko) | 2015-09-11 | 2017-03-21 | 대우조선해양 주식회사 | 스틸 라이저를 보강하기 위한 스틸 라이저 보강 유닛과 이를 포함하는 스틸 라이저 유닛 |
Citations (4)
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| US4466484A (en) * | 1981-06-05 | 1984-08-21 | Syminex (Societe Anonyme) | Electrical device for promoting oil recovery |
| JPH05321561A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Ohbayashi Corp | バケット式掘削機による地盤掘削方法 |
| JPH06323080A (ja) * | 1993-03-18 | 1994-11-22 | Seiko Kogyo Kk | 掘削方法 |
| US7950452B2 (en) | 2005-11-02 | 2011-05-31 | S & N Pump Company | Anti-fouling system for offshore drilling structures |
-
2012
- 2012-09-27 KR KR1020120108252A patent/KR101411642B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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