KR101637453B1 - 드릴 커팅 처리시스템 및 그 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치의 설치구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드릴 커팅 처리시스템 및 그 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치의 설치구조에 관한 것으로, 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud)을 처리함에 있어서 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라 오일 함유량이 5% 미만 규정의 경우에는 커팅 드라이어를 거쳐서 해상으로 배출하고, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에는 커팅 블로워를 거친 후 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 통해서 클리닝하여 처리함으로써 친환경적이며 경제적일 뿐만 아니라, 그 커팅 밀 장치를 선체의 캣워크 데크의 직 하방에 최적 배치함으로써, 기존 배관라인이나 장비의 설계 변경을 최소화하면서 유성 머드 커팅을 효율적으로 처리할 수 있다.
Description
본 발명은 드릴 커팅 처리시스템 및 그 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치의 설치구조에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud)을 처리함에 있어서 오일 함유량이 1% 미만 규정(OOC 수치 1% 미만)의 경우에는 커팅 블로워를 거친 후 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 이용하여 클리닝하여 처리함으로써 친환경적이며 경제적일 뿐만 아니라, 그 커팅 밀 장치를 선체의 캣워크 데크의 직 하방에 최적 배치함으로써 기존 배관라인이나 장비의 설계 변경을 최소화할 수 있는 드릴 커팅 처리시스템 및 그 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치의 설치구조에 관한 것이다.
최근 유가의 급격한 상승으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 근래에 접어들어 국제적으로 급격한 산업화 현상 및 공업 발전 추이에 따라 한정된 지구 자원은 점차 바닥을 내보이고 있으며, 이에 따른 자원의 안정적인 생산과 공급은 대단히 중요한 사안이 되고 있다.
최근에는 해저에 있는 석유 채굴 기술의 발달과 더불어 지금까지 경제성을 상실했던 군소 한계 유정(Marginal Field)이나 심해 유전의 개발이 더욱 활발하게 진행되고 있다.
도 1은 종래 해수면에서 시추작업을 수행하고 있는 시추선을 도시한 측면도이다.
도 1을 참조하면, 작업자는 라이저(4) 및 드릴 파이프(5)를 시추선(1)의 중앙에 형성된 문풀(3)을 통해 하향 전진시킴으로써 해저(sea bed)(6) 아래의 암반(12)에 위치하는 유정(Well)(13)에 저장되어 있는 해저자원을 시추한다.
라이저(4)는 드릴 파이프(5)를 유정(13)까지 전진시키기 전에 미리 해저(6)까지 전진하는 부재로서 드릴 파이프(5)가 해수에 노출되는 것을 방지 및 회수 머드의 이송경로가 된다. 라이저(4)가 설치되면 라이저(4) 내부로 드릴 파이프(5)가 해저 지층(11)을 통해 유정(13)까지 하향 전진한다.
이와 같이 라이저(4)를 해저바닥(6)까지 하향 전진시키거나, 드릴 파이프(5)를 유정(13)까지 전진시킬 경우, 다수의 라이저(4)나 다수의 드릴 파이프(5)를 각각 길게 연결하여 하향 전진시킨다.
해저(6)에는 이상 고압이 드릴 파이프(5)를 타고 올라오는 것을 차단하기 위해 비오피(Blowout Preventer: BOP)(7)가 설치된다.
해저지층(11)에서는 시멘트에 의해 케이싱(8)을 고정한 후, 케이싱(8) 내부로는 드릴비트(10)가 장착된 드릴 파이프(5)를 삽입하여 해저자원을 시추한다.
드릴비트(10)가 땅을 뚫을 때 발생하는 열에 의해 드릴비트(10)가 과열되는 것을 방지하고 윤활작용을 하여 드릴링을 더욱 쉽게 하기 위해, 드릴 파이프(5) 속으로는 머드(9)가 삽입된다.
머드는 드릴비트(10)를 통해 빠져나가 케이싱(8) 내부에 채워지며 라이저 안쪽을 통해 시추선으로 회수된다. 시추 작업이 종료되면, 드릴 파이프(5)는 문풀(3)을 통해 드릴 플로어(Drill Floor)로 운반되어 해체된 후 적재장소로 운반된다.
원유 시추시, 시추 지점으로부터 시추선으로 순수한 원유만 올라오는 것이 아니라, 원유 혼합물과 머드나 자갈 및 해수 등이 혼합된 상태의 혼합물, 즉 커팅(Cutting)이 올라온다. 따라서, 시추선에서는 커팅 처리장치를 운용하여, 드릴 커팅에 포함된 암석을 제거하고, 해수와 원유와 머드를 분리하여, 해수를 선체 외부로 배출하는 작업을 한다.
전술한 바와 같이, 반잠수식 리그나 시추선의 드릴링 작업에서는 드릴 비트 (Drill Bit)를 식혀주는 냉각제로, 때로는 드릴링을 원활하게 해주는 윤활제로 그리고, 드릴링 시 나오게 되는 커팅을 운반시켜주는 매개체로 머드(Mud)를 사용하는데, 가격이 매우 비싸서, 드릴링 작업 후 회수된 머드에 포함된 드릴 커팅을 분리한 후 이를 다시 재처리하여 사용한다.
커팅에는 원유 가운데 휘발성 물질은 날아가고 무거운 성분이 뭉쳐 생기는 오일 볼을 생성하고, 오일 볼이 풍화 과정을 거쳐 단단히 굳어진 '타르 볼'을 포함한다.
타르 볼은 원유의 휘발성분이 날아가고 난 뒤 남은 무겁고 끈적끈적한 아스팔트 성분이 모래ㆍ개흙ㆍ먼지와 엉겨붙어 둥글게 뭉쳐 해양을 떠다니는 물질을 말하는 것으로, 탁구공, 야구공 크기의 오일 볼, 타르 볼은 수온이 상승하면 수면 위로 떠오른 뒤 터져 해양에 큰 피해를 줄 수 있다. 따라서 시추선에서 발생한 드릴 커팅을 소정의 환경 기준에 부합하도록 정화 처리하기 위해서 시추선 자체에 드릴 커팅을 처리하는 시스템을 구비한다.
도 2는 종래 시추선의 드릴 커팅 처리시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 시추선의 드릴 커팅 처리시스템에서는, 시추공에서 회수되는 머드, 즉 드릴 커팅(Drill Cutting)은 일단 검보 박스로 공급된 후 드릴 커팅 처리라인으로 이송되어 처리된다. 드릴 커팅 처리라인에는 검보 박스(Gumbo Box) 뿐만 아니라, 플로우 디바이더, 셰일 세이커가 구비된다.
검보 박스는 드릴 커팅에 포함된 자갈이나 굵은 돌과 같은 큰 암석 조각을 걸러 내는 역할을 하며, 플로우 디바이더는 드릴 커팅을 각각의 셰일 세이커로 분배하는 역할을 하며, 셰일 세이커(Shale Shaker)는 드릴 커팅에 포함된 작은 암석 조각을 분리하는 역할을 한다.
셰일 세이커를 거친 드릴 커팅은, 머드(Mud)와, 수성 머드 커팅(WBM: Water Based Mud)과, 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud)으로 분리된다.
머드는 머드 탱크로 공급된 후, 리사이클 시스템을 거쳐 시추공으로 재공급되고, 수성 머드 커팅(WBM)은 커팅 슈트를 통해 해상으로 배출된다.
그리고, 유성 머드 커팅(OBM)은 커팅 컨베이어를 통하여 이송된다. 이때, 해당 구역의 OOC(Oil on Cutting) 수치 규정에 따라 커팅 블로워에 의해 커팅 박스로 저장된 후에 육상으로 이송되어 처리되거나, 커팅 드라이어에서 유성 머드 커팅에 있는 유성 머드와 커팅을 분리하여 유성 머드는 리사이클링 시스템으로 커팅은 선체 외부로 배출한다.
이와 같이 종래 드릴쉽에서의 유성 머드 커팅 처리 방식은 커팅 블로워(Cutting Blower)를 통해서 커팅 박스(Cutting Box)에 저장 후 육상(Onshore)으로 이송 처리하는 방식(OOC 수치 1% 미만)과, 커팅 드라이어(Cutting Dryer)를 통해서 커팅의 잔여 머드를 회수한 후에 커팅을 선체 외부로 배출하는 방식(OOC 수치 5% 미만) 등이 있다. 첫 번째 방식과 두 번째 방식은 택일적으로 또는 동시에 진행할 수 있다.
그러나, 종래의 두 번째 방식은 커팅 드라이어를 거친 커팅의 OOC 수치가 1% 미만 규정을 요구하는 해역(North East Atlantic, India)에서는 해양 배출(Overboard)이 불가능하다.
이러한 이유로 1% 미만 규정을 요구하는 해역에서는 유성 머드 커팅(OBM)을 처리(Disposal) 하기 위해서 도 3에 도시된 바와 같이 육상의 커팅 처리 제반시설을 필요로 하며, 필요에 따라서는 잔여물을 운반선(20)으로 운반하여 육상에서 처리하여야 하므로 많은 처리 비용이 필연적으로 발생한다.
이러한 육상 처리 비용을 절감하기 위하여 커팅 밀 장치(Cutting Mill System)를 드릴쉽에 적용할 필요성이 있지만, 종래의 드릴쉽 Layout에서는 커팅 밀 장치의 부피가 너무 커서 선체의 설치공간 제약으로 인하여 커팅 밀 장치의 설치 자체가 불가능하였다.
다시 말해서, 대부분 드릴 커팅 자체의 중력을 이용하여 이송 처리하는 커팅 밀 장치의 특성상, 커팅 블로워는 커팅 밀 장치의 가장 하부, 통상 메인 데크(Main Deck)에 설치되는데, 커팅 블로워와 가까우면서도 많은 공간을 차지하는 커팅 밀 장치를 선체의 적절한 공간에 설치하는 것 자체가 종래의 드릴쉽의 Layout에서는 불가능하였다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud)을 처리함에 있어서 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라 오일 함유량이 5% 미만 규정의 경우에는 커팅 드라이어를 거쳐서 해상으로 배출하고, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에는 커팅 블로워를 거친 후 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 이용하여 클리닝하여 처리함으로써 해양에서 폐기까지 모든 작업의 완료까지 중간 이동 등의 추가 작업이 불필요하므로 친환경적이며 경제적인 드릴 커팅 처리시스템 및 그 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치의 설치구조를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 캣워크 데크의 필라 일부를 삭제 및 보강하고 캣워크 데크의 직 하방에 커팅 밀 장치를 최적 배치함으로써 기존 배관라인이나 장비의 설계 변경을 최소화하면서도 드릴 커팅 처리 효율성을 높일 수 있는 드릴 커팅 처리시스템 및 그 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치의 설치구조를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 시추공에서 회수되는 드릴 커팅(Drill Cutting)을 처리하기 위하여 드릴 커팅 처리라인에 셰일 세이커가 구비되며, 상기 셰일 세이커는 드릴 커팅을 처리하여 머드와 유성 머드 커팅과 수성 머드 커팅으로 분리하고, 상기 분리된 머드는 머드 탱크로 공급된 후, 리사이클 시스템을 거쳐 시추공으로 재공급되고, 상기 수성 머드 커팅(WBM: Water Based Mud)은 커팅 슈트를 통해서 해상으로 배출되며, 상기 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud)은 커팅 컨베이어를 통하여 이송되며, 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라 오일 함유량이 5% 미만 규정의 경우에는 커팅 드라이어를 거쳐서 해상으로 배출하고, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에는 커팅 블로워를 거친 후 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 통해서 클리닝하여 처리하는 것을 특징으로 하는 드릴 커팅 처리시스템을 제공한다.
상기 드릴 커팅 처리라인에는 드릴 커팅에 포함된 자갈이나 굵은 돌과 같은 큰 암석 조각을 걸러 내는 검보 박스(Gumbo Box)와, 상기 드릴 커팅을 각각의 상기 셰일 세이커로 분배하는 플로우 디바이더가 더 구비된다.
상기 드릴 커팅 처리라인에는 상기 검보 박스 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 타르 볼을 감지하고 분리하는 타르 분리유닛; 및 상기 검보 박스의 출구 측에는 배출되는 타르 볼을 고형화한 후에 연료용 펠릿으로 제조하는 연료용 펠릿 제조장치가 더 구비된다.
상기 타르 분리유닛은 타르 볼을 감지하도록 상기 검보 박스의 입구 측에 설치되는 타르 볼 센서; 상기 검보 박스의 출구 측에 회동 가능하게 설치되는 타르 볼 처리 플랩; 및 상기 타르 볼 센서가 타르 볼을 감지하는 경우에, 타르 볼을 분리할 수 있도록 상기 타르 볼 처리 플랩을 작동시키는 플랩 제어부를 포함한다.
상기 검보 박스는 시추공에서 회수되는 드릴 커팅(drill Cutting)이 들어오고 나가는 입구와 출구가 형성되는 검보 박스 본체; 상기 검보 박스 본체 내부에 설치되며, 드릴 커팅에 포함된 큰 암석을 걸러내어 상기 출구 쪽으로 이송시키는 체인 컨베이어; 및 상기 입구를 통해서 유입된 드릴 커팅을 상기 체인 컨베이어 또는 상기 셰일 세이커 쪽으로 선택적으로 분리하는 바이패스 플랩을 포함한다.
본 발명의 드릴 커팅 처리시스템은 타르 볼 이송라인의 막힘을 감지하도록 타르 볼 배출라인에 설치되는 센서 부; 및 상기 타르 볼 배출라인의 막힘이 감지되는 경우에 상기 타르 볼 배출라인을 가열하여 막힘을 방지할 수 있도록 상기 타르 볼 배출라인에 설치되는 가열유닛을 포함한다.
상기 센서 부는, 초음파 센서, 레이저 도플러 속도계, 광센서 중 어느 하나일 수 있다.
상기 연료용 펠릿 제조장치는 상기 타르 볼을 230℃-330℃ 온도에서 0.5-1 시간 동안 가열하는 가열기; 상기 타르 볼을 공기 취입하에 열처리하여 고형화된 타르 고형물을 얻고, 상기 타르 고형물을 일반 탄과 전체 중량기준으로 30-35 중량%로 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합기; 상기 혼합물을 불활성 분위기 하에서 탄화시켜서 연료용 펠릿을 제조하는 탄화기를 포함한다.
시추공에서 회수되는 드릴 커팅(drill Cutting)을 상기 검보 박스 안으로 유입하면, 상기 검보 박스 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 암석들을 분리하며, 상기 검보 박스 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 타르 볼을 감지하고, 타르 볼을 감지하는 경우에 상기 검보 박스의 출구 측에 설치된 타르 볼 처리 플랩이 타르 볼을 분리하며, 상기 검보 박스의 출구 측으로 배출되는 타르 볼을 감지하고, 상기 타르 볼의 막힘을 감지하는 경우, 상기 타르 볼을 가열하여 막힘을 방지하고, 상기 검보 박스의 출구 측으로 배출되는 타르 볼을 고형화한 후에 연료용 펠릿으로 제조한다.
상기 검보 박스 본체 내부에 설치된 체인 컨베이어가 드릴 커팅에 포함된 큰 암석을 걸러내어 상기 검보 박스의 출구 쪽으로 이송시키고, 복수의 셰일 세이커가 상기 검보 박스 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 작은 암석을 분리한다.
상기 타르 볼을 230℃-330℃ 온도에서 0.5-1시간 동안 공기 취입하에 열처리하고, 상기 타르 볼을 공기 취입하에 열처리하여 고형화된 타르 고형물을 얻고, 상기 타르 고형물을 일반 탄과 전체 중량기준 30-35 중량%로 혼합하여 혼합물을 제조하며, 상기 혼합물을 불활성 분위기 하에서 탄화시켜서 연료용 펠릿을 제조한다.
상기 탄화는 500℃-600℃에서 1-2 시간 동안 열처리할 수 있다.
한편, 본 발명은 유성 머드 커팅을 커팅 컨베이어로 이송하되, 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에 커팅 블로워를 거친 드릴 커팅을 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 통해서 클리닝하여 처리하는 오일 머드 커팅 처리시스템에서, 상기 커팅 밀 장치는 캣워크 데크의 하방에 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치 설치구조를 제공한다.
상기 캣워크 데크의 하부에 상기 커팅 밀 장치 배치를 위한 공간 확보를 위해서 알 밸브 스테이션과 커팅 블로워가 상기 캣워크 데크의 직 하방으로부터 벗어나 사이드에 위치된다.
상기 캣워크 데크를 지지하는 다수의 필라 중에서 일부 필라는 상기 커팅 밀 장치의 배치를 위해서 하단부가 삭제되고, 삭제된 필라의 상부에는 스탠천과 연결 브래킷으로 연결되어 구조적 취약성이 보강될 수 있다.
상기 커팅 밀 장치는 피딩유닛, 커팅 밀 유닛, 드라이브 유닛, 및 세퍼레이션 유닛을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud)을 처리함에 있어서 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라 오일 함유량이 5% 미만 규정의 경우에는 커팅 드라이어를 거쳐서 해상으로 배출하고, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에는 커팅 블로워를 거친 후 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 이용하여 클리닝하여 처리함으로써 해양에서 폐기까지 모든 작업의 완료까지 중간 이동 등의 추가 작업이 불필요하므로 친환경적이며 경제적이다.
또한, 본 발명은 캣워크 데크의 필라 일부를 삭제 및 보강하고 캣워크 데크의 직 하방에 커팅 밀 장치를 최적 배치함으로써 기존 배관라인이나 장비의 설계 변경을 최소화하면서도 드릴 커팅 처리 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 종래 해수면에서 시추작업을 수행하고 있는 시추선을 도시한 측면도
도 2는 종래 시추선의 드릴 커팅 처리시스템을 개략적으로 나타낸 개념도
도 3은 오일 머드 커팅을 육상에서 처리하기 위해 선박으로 운반하는 도면
도 4는 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템을 개략적으로 나타낸 개념도
도 5는 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 암석 분리를 보인 도면
도 6은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 분리를 보인 도면
도 7은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 처리 플랩의 회동을 보인 도면
도 8은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 배출라인의 막힘 방지를 위한 센서 부와 가열유닛의 설치를 보인 구성도
도 9는 가열유닛의 다른 예를 보인 단면도
도 10은 본 발명의 연료용 펠릿 제조장치 구성을 보인 도면
도 11은 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 측면도
도 12는 본 발명의 커팅 밀 장치 적재경로를 보인 평면도
도 13은 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 사시도
도 14는 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 정면도
도 2는 종래 시추선의 드릴 커팅 처리시스템을 개략적으로 나타낸 개념도
도 3은 오일 머드 커팅을 육상에서 처리하기 위해 선박으로 운반하는 도면
도 4는 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템을 개략적으로 나타낸 개념도
도 5는 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 암석 분리를 보인 도면
도 6은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 분리를 보인 도면
도 7은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 처리 플랩의 회동을 보인 도면
도 8은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 배출라인의 막힘 방지를 위한 센서 부와 가열유닛의 설치를 보인 구성도
도 9는 가열유닛의 다른 예를 보인 단면도
도 10은 본 발명의 연료용 펠릿 제조장치 구성을 보인 도면
도 11은 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 측면도
도 12는 본 발명의 커팅 밀 장치 적재경로를 보인 평면도
도 13은 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 사시도
도 14는 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 정면도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드릴 커팅 처리시스템 및 그 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치의 설치구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드릴 커팅 처리시스템을 보인 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 머드 커팅 처리시스템은 시추공에서 회수되는 드릴 커팅(Drill Cutting)(머드와 암석이 섞인 혼합물)을 처리하기 위하여 드릴 커팅 처리라인에 셰일 세이커가 구비되며, 상기 셰일 세이커는 드릴 커팅을 처리하여 머드와 유성 머드 커팅과 수성 머드 커팅으로 분리하고, 상기 분리된 머드는 머드 탱크로 공급된 후, 리사이클 시스템을 거쳐 시추공으로 재공급되고, 상기 수성 머드 커팅(WBM: Water Based Mud)은 커팅 슈트를 통해서 해상으로 배출되며, 상기 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud and Cutting)은 커팅 컨베이어를 통하여 이송되며, 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라 오일 함유량이 5% 미만 규정의 경우에는 커팅 드라이어를 거쳐서 해상으로 배출하고, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에는 커팅 블로워를 거친 후 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 통해서 클리닝하여 처리한다.
도 5는 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 암석 분리를 보인 도면이고, 도 6은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 분리를 보인 도면이며, 도 7은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 처리 플랩의 회동을 보인 도면이고, 도 8은 본 발명의 드릴 커팅 처리시스템에서 타르 볼 배출라인의 막힘 방지를 위한 센서 부와 가열유닛의 설치를 보인 구성도이며, 도 9는 가열유닛의 다른 예를 보인 단면도이고, 도 10은 본 발명의 연료용 펠릿 제조장치 구성을 보인 도면이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드릴 커팅 처리시스템은 시추공에서 회수되는 드릴 커팅(drill Cutting)(머드와 암석이 섞인 혼합물을 의미함)이 공급되며 드릴 커팅에 포함된 큰 암석을 분리하는 검보 박스(120), 상기 검보 박스(120) 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 작은 암석을 분리하는 복수의 셰일 세이커(130), 상기 드릴 커팅을 상기 각 셰일 세이커(130)로 분배하는 복수의 플로우 디바이더(140), 상기 검보 박스(120) 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 타르 볼을 감지하고 분리하는 타르 분리유닛(150), 및 상기 검보 박스(120)의 출구 측에는 배출되는 타르 볼을 고형화한 후에 연료용 펠릿으로 제조하는 연료용 펠릿 제조장치(160)를 포함한다. 시추공에서 회수되는 드릴 커팅은 선체의 데크 상에 구비된 드릴 커팅 저장탱크에 일시적으로 보관 저장할 수도 있다.
상기 검보 박스(120)는 검보 트랩이라고도 불리며, 드릴 커팅 이송 라인(L)에 설치되어 드릴 커팅에 포함된 큰 암석을 분리하는 역할을 한다.
상기 셰일 세이커(130)는 데크의 여러 위치, 예를 들어 6곳의 적정한 위치에 설치되어 상기 검보 박스(120) 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 작은 암석을 분리하는 역할을 한다.
상기 플로우 디바이더(140)는 드릴 커팅을 각 셰일 세이커(130)로 분배하는 것으로, 검보 박스(120) 안에서 셰일 세이커(130)와 동일한 갯수로 설치된다.
여기서, 상기 드릴 커팅은 회수되는 머드, 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud and Cutting), 및 수성 머드 커팅(WBM: Water Based Mud and Cutting)을 포함한다.
상기 타르 분리유닛(150)은 타르 볼을 감지하도록 상기 검보 박스(120)의 입구 측에 설치되는 타르 볼 센서(151), 상기 검보 박스(120)의 출구 측에 회동 가능하게 설치되는 타르 볼 처리 플랩(152), 및 상기 타르 볼 센서(151)가 타르 볼을 감지하는 경우에 타르 볼을 분리할 수 있도록 상기 타르 볼 처리 플랩(152)을 작동시키는 플랩 제어부(153)를 포함한다.
상기 타르 볼 처리 플랩(152)은 모터(152b)의 회동 축(152a)을 중심으로 회동할 수 있도록 구성되며, 플랩 제어부(153)는 모터(152b)를 구동하여 상기 회동 축(152a)을 중심으로 상기 타르 볼 처리 플랩(152)을 회동시켜서 타르 볼의 배출을 제어하도록 구성된다.
상기 검보 박스(120)의 출구(120b) 측에는 타르 볼 저장탱크(T)가 연결된다.
상기 검보 박스(120)는 시추공에서 회수되는 드릴 커팅이 들어오고 나가는 입구(120a)와 출구(120b)가 형성되는 검보 박스 본체(121), 상기 검보 박스 본체(121) 내부에 설치되며 드릴 커팅에 포함된 큰 암석을 걸러내어 상기 출구(120b) 쪽으로 이송시키는 체인 컨베이어(122), 및 상기 입구(120a)를 통해서 유입된 드릴 커팅을 상기 체인 컨베이어(122) 또는 상기 셰일 세이커(130) 쪽으로 선택적으로 분리하는 바이패스 플랩(Bypass Flap)(123)을 포함한다. 바이패스 플랩(123)은 회동축(123a)을 기준으로 선택적으로 회동하도록 구성된다.
상기 검보 박스(120)의 출구 측은 타르 볼 이송라인(L 2)을 통해서 상기 타르 볼 저장탱크(T)와 연결된다.
상기 타르 볼 배출라인(L 2)의 막힘을 감지하도록 상기 타르 볼 배출라인(L 2)에 센서 부(S)가 설치되고, 상기 타르 볼 배출라인(L 2)의 막힘이 감지되는 경우에 상기 타르 볼 배출라인(L 2)을 가열하여 막힘을 방지할 수 있도록 상기 타르 볼 배출라인(L 2)에 가열유닛(170)이 설치된다.
가열유닛(170)의 종류로는 열선을 이용한 가열장치 등을 사용할 수 있으며, 가열유닛(170)은 밴드형 히터로서 상기 타르 볼 배출라인(L 2) 외주 면에 설치될 수도 있고(도 8 참조), 매립형 히터로서 상기 타르 볼 배출라인(L 2) 안에 내장될 수도 있다(도 9 참조).
상기 연료용 펠릿 제조장치(160)는, 타르 볼을 230℃-330℃ 온도에서 0.5-1 시간 동안 가열하는 가열기(161)와, 상기 타르 볼을 공기 취입하에 열처리하여 고형화된 타르 고형물을 얻고 상기 타르 고형물을 일반 탄과 전체 중량기준으로 35중량% 이상으로 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합기(162), 상기 혼합물을 불활성 분위기 하에서 탄화시켜서 연료용 펠릿을 제조하는 탄화기(163)를 포함한다.
한편, 도 11은 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 측면도이고, 도 12는 본 발명의 커팅 밀 장치 적재경로를 보인 평면도이며, 도 13은 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 사시도이고, 도 14는 본 발명의 커팅 밀 장치의 설치구조를 보인 정면도이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 오일 머드 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치 설치구조에서는, 유성 머드 커팅을 커팅 컨베이어(180)로 이송하되, 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에 커팅 블로워(190)를 거친 드릴 커팅을 별도의 육상처리 과정 없이 캣워크 데크(300)의 하방에 배치된 커팅 밀 장치(200)를 이용하여 효율적으로 처리한다.
상기 캣워크 데크(300)의 하방에 상기 커팅 밀 장치 배치를 위한 공간 확보를 위해서 알 밸브 스테이션(400)과 커팅 블로워(190)가 상기 캣워크 데크(300)의 직하방으로부터 벗어나 위치된다. 다시 말해서, 알 밸브 스테이션(400)과 커팅 블로워(190)가 상기 캣워크 데크(300)의 직 하방으로부터 벗어나 사이드로 배치됨으로써, 그 캣워크 데크(300)의 직 하방에 상기 커팅 밀 장치(200) 배치를 위한 공간 확보가 가능하다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 커팅 밀 장치(200)는 피딩유닛(210), 커팅 밀 유닛(220), 드라이브 유닛(230), 세퍼레이션 유닛(240), 및 제어유닛(250)을 포함하는데, 상기 캣워크 데크(300)를 지지하는 다수의 필라(Pillar) 중에서 일부 필라는 상기 커팅 밀 장치(200)의 배치 경로 확보를 위해서 하단부가 삭제된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 삭제된 필라의 상부에는 스탠천(320)과 연결 브래킷(310)이 연결되어 필라의 구조적 취약성이 보강될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 오일 머드 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치 설치구조에서는, 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud)을 처리함에 있어서 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라 오일 함유량이 5% 미만 규정의 경우에는 커팅 드라이어를 거쳐서 해상으로 배출하고, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에는 커팅 블로워를 거친 후 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 이용하여 클리닝하여 처리함으로써 해양에서 폐기까지 모든 작업의 완료까지 중간 이동 등의 추가 작업이 불필요하므로 친환경적이며 경제적이다.
또한, 본 발명은 캣워크 데크의 필라 일부를 삭제 및 보강하고 캣워크 데크의 직 하방에 커팅 밀 장치를 최적 배치함으로써 기존 배관라인이나 장비의 설계 변경을 최소화하면서도 드릴 커팅 처리 효율성을 높일 수 있다.
그리고, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
120: 검보 박스
130: 셰일 세이커
140: 플로우 디바이더
150: 타르 분리유닛
160: 연료용 펠릿 제조장치
161: 가열기
162: 혼합기
163: 탄화기
170: 가열유닛
180: 커팅 컨베이어
190: 커팅 블로워
200: 커팅 밀 장치
300: 캣워크 데크
310: 연결 브래킷
320: 스탠천
400: 알 밸브 스테이션
L: 드릴 커팅 이송 라인
T: 타르 볼 저장탱크
130: 셰일 세이커
140: 플로우 디바이더
150: 타르 분리유닛
160: 연료용 펠릿 제조장치
161: 가열기
162: 혼합기
163: 탄화기
170: 가열유닛
180: 커팅 컨베이어
190: 커팅 블로워
200: 커팅 밀 장치
300: 캣워크 데크
310: 연결 브래킷
320: 스탠천
400: 알 밸브 스테이션
L: 드릴 커팅 이송 라인
T: 타르 볼 저장탱크
Claims (9)
- 시추공에서 회수되는 드릴 커팅(Drill Cutting)을 처리하기 위하여 드릴 커팅 처리라인에 셰일 세이커가 구비되며, 상기 셰일 세이커에서 분리된 유성 머드 커팅(OBM: Oil Based Mud)은 커팅 컨베이어를 통하여 이송하되, 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에 커팅 블로워를 거친 드릴 커팅을 별도의 육상처리 과정 없이 캣워크 데크의 하부에 설치된 커팅 밀 장치를 통해서 클리닝하여 처리하는 오일 머드 커팅 처리시스템에서, 상기 커팅 밀 장치는 캣워크 데크의 하방에 배치되며,
상기 드릴 커팅 처리라인에는 드릴 커팅에 포함된 자갈이나 굵은 돌과 같은 큰 암석 조각을 걸러 내는 검보 박스(Gumbo Box)와, 상기 드릴 커팅을 각각의 상기 셰일 세이커로 분배하는 플로우 디바이더가 구비되고,
상기 검보 박스 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 타르 볼을 감지하고 분리하는 타르 분리유닛; 및 상기 검보 박스의 출구 측에는 배출되는 타르 볼을 고형화한 후에 연료용 펠릿으로 제조하는 연료용 펠릿 제조장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치 설치구조. - 청구항 1에 있어서,
상기 캣워크 데크의 하부에 상기 커팅 밀 장치 배치를 위한 공간 확보를 위해서 알 밸브 스테이션과 커팅 블로워가 상기 캣워크 데크의 직 하방으로부터 벗어나 사이드에 위치되는 것을 특징으로 하는 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치 설치구조. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 캣워크 데크를 지지하는 다수의 필라 중에서 일부 필라는 상기 커팅 밀 장치의 배치를 위해서 하단부가 삭제되고, 삭제된 필라의 상부에는 스탠천과 연결 브래킷으로 연결되어 구조적 취약성이 보강되는 것을 특징으로 하는 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치 설치구조. - 청구항 1에 있어서,
상기 커팅 밀 장치는 피딩유닛, 커팅 밀 유닛, 드라이브 유닛, 및 세퍼레이션 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치 설치구조. - 시추공에서 회수되는 드릴 커팅(Drill Cutting) 중에서 오일이 함유된 드릴 커팅 처리에 대한 각 해역의 규정에 따라 오일 함유량이 5% 미만 규정의 경우에는 커팅 드라이어를 거쳐서 해상으로 배출하고, 오일 함유량이 1% 미만 규정의 경우에는 커팅 블로워를 거친 후 별도의 육상처리 과정 없이 선체에 설치된 커팅 밀 장치를 통해서 클리닝하여 처리하며,
드릴 커팅 처리라인에는 드릴 커팅에 포함된 자갈이나 굵은 돌과 같은 큰 암석 조각을 걸러 내는 검보 박스(Gumbo Box)와, 상기 드릴 커팅을 각각의 셰일 세이커로 분배하는 플로우 디바이더가 구비되고,
상기 검보 박스 안으로 유입된 드릴 커팅에 포함된 타르 볼을 감지하고 분리하는 타르 분리유닛; 및 상기 검보 박스의 출구 측에는 배출되는 타르 볼을 고형화한 후에 연료용 펠릿으로 제조하는 연료용 펠릿 제조장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 드릴 커팅 처리시스템. - 삭제
- 삭제
- 청구항 5에 있어서,
상기 타르 분리유닛은
타르 볼을 감지하도록 상기 검보 박스의 입구 측에 설치되는 타르 볼 센서;
상기 검보 박스의 출구 측에 회동 가능하게 설치되는 타르 볼 처리 플랩; 및
상기 타르 볼 센서가 타르 볼을 감지하는 경우에, 타르 볼을 분리할 수 있도록 상기 타르 볼 처리 플랩을 작동시키는 플랩 제어부;를 포함하는 드릴 커팅 처리시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 검보 박스는
시추공에서 회수되는 드릴 커팅(drill Cutting)이 들어오고 나가는 입구와 출구가 형성되는 검보 박스 본체;
상기 검보 박스 본체 내부에 설치되며, 드릴 커팅에 포함된 큰 암석을 걸러내어 상기 출구 쪽으로 이송시키는 체인 컨베이어; 및
상기 입구를 통해서 유입된 드릴 커팅을 상기 체인 컨베이어 또는 상기 셰일 세이커 쪽으로 선택적으로 분리하는 바이패스 플랩;을 포함하는 드릴 커팅 처리시스템.
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| KR1020140192039A KR101637453B1 (ko) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | 드릴 커팅 처리시스템 및 그 드릴 커팅 처리시스템의 커팅 밀 장치의 설치구조 |
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