KR101672448B1 - 시추용 머드 샘플링 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시추용 머드 샘플링 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 개 종류의 머드가 각각 저장되는 복수 개의 저장 탱크를 갖는 저장 탱크부; 및 상기 머드를 상기 저장 탱크로부터 샘플링 공간으로 이송시키는 이송부를 포함하고, 상기 저장 탱크에는 상기 머드를 흡입하여 상기 이송부로 전달하는 복수 개의 흡입 노즐이 서로 다른 높이에 설치되는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 개 종류의 머드가 각각 저장되는 복수 개의 저장 탱크를 갖는 저장 탱크부; 및 상기 머드를 상기 저장 탱크로부터 샘플링 공간으로 이송시키는 이송부를 포함하고, 상기 저장 탱크에는 상기 머드를 흡입하여 상기 이송부로 전달하는 복수 개의 흡입 노즐이 서로 다른 높이에 설치되는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 시추용 머드 샘플링 장치에 관한 것이다.
최근 에너지 자원 개발이 확대되면서, 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 이에 따라 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 유전의 개발에 적합한 시추 설비를 구비한 시추선이 개발되고 있다.
종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 지점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용 리그선(Rig Ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 시추선이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.
시추선에는 각종 시추장비가 집약된 데릭(Derrick)이 설치되며, 데릭에 의한 시추 시에는 시추 작업을 원활하게 하기 위한 시추용 머드가 사용될 수 있다. 이러한 시추용 머드는 여러 종류의 머드를 혼합하여 제조될 수 있는데, 시추용 머드를 제조하기 이전에 시추 환경에 적합한 머드를 혼합한 시추용 머드 샘플을 제작하는 것이 일반적이다. 하지만 종래에는 작업자가 머드가 저장된 저장 탱크로부터 머드를 직접 취출하여 머드 샘플을 제조하는 게 일반적이었다.
그러나 이 경우, 시추용 머드 샘플이 일정한 성분 및 비율로 제조되지 못하였으며, 머드에 유해 물질이 포함되어 작업자의 건강을 해치는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예들은, 시추용 머드를 샘플링할 수 있는 시추용 머드 샘플링 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 개 종류의 머드가 각각 저장되는 복수 개의 저장 탱크를 갖는 저장 탱크부; 및 상기 머드를 상기 저장 탱크로부터 샘플링 공간으로 이송시키는 이송부를 포함하고, 상기 저장 탱크에는 상기 머드를 흡입하여 상기 이송부로 전달하는 복수 개의 흡입 노즐이 서로 다른 높이에 설치되는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 이송부는, 상기 흡입 노즐과 연결된 흡입관과 연결되는 제1 이송관; 상기 제1 이송관과 연결되어 상기 머드를 상기 샘플링 공간으로 이송시키는 제2 이송관; 및 상기 제2 이송관에 설치되는 이송 펌프를 포함하는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 이송부는, 상기 샘플링 공간으로 공급되지 못한 머드를 상기 저장 탱크부로 다시 순환시키는 리턴관을 더 포함하는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 이송관이 상기 샘플링 공간에 이르는 지점에는 상기 머드를 취출할 수 있는 취출 밸브가 제공되는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 이송관은 상기 복수 개의 저장 탱크에 각각 제공된 복수 개의 흡입관에 각각 제공되는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 흡입관 상에서의 상기 흡입 노즐의 높이를 조절하는 높이 조절부를 더 포함하는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 높이 조절부는, 상기 흡입 노즐의 몸체와 결합되는 제1 높이 조절 부재; 및 상기 제1 높이 조절 부재를 승강시키는 제2 높이 조절 부재를 포함하는 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 높이 조절 부재는 랙 기어이고, 상기 제2 높이 조절 부재는 피니언 기어인 시추용 머드 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 시추용 머드를 샘플링할 수 있는 시추용 머드 샘플링 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 시추용 머드 샘플링 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2은 본 발명의 다른 측면에 따른 시추용 머드 샘플링 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 2은 본 발명의 다른 측면에 따른 시추용 머드 샘플링 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 도면이다.
이하에서는 본 기술 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예들에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 아울러, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 시추용 머드 샘플링 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
시추선과 같은 부유식 구조물은 시추 작업을 보다 원활하게 수행하기 위해서 시추용 머드를 데릭(Derrick)에 제공된 라이저(Riser)로 공급할 수 있다. 시추용 머드는 회전하는 드릴 비트의 윤활 및 냉각 작용을 하고, 시추 시 발생하는 암석 알갱이를 제거할 수 있으며, 시추공의 압력을 안정화하는 등의 다양한 기능을 수행할 수 있다.
일반적으로 시추용 머드는 벌크 시멘트, 벤토 나이트 점토(Bentonite Clay)와 같은 벌크 분체 등을 포함하는 머드와 다양한 화학 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 그리고 제조된 시추용 머드는 서로 다른 성분 및 서로 다른 비율을 가질 수 있으며, 시추 환경 및 유정(Well)의 상태에 따라 그에 적합한 시추용 머드가 공급되어야 한다. 따라서 시추 환경 및 유정의 상태에 적합한 시추용 머드를 제조하기 위해서 다양한 종류를 머드를 혼합하여 시추용 머드 샘플을 제조할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 시추용 머드 샘플링 장치(10)는 머드가 저장되는 복수 개의 저장 탱크(110,120,130,140)를 갖는 저장 탱크부(100), 머드를 저장 탱크부(100)로부터 샘플링 공간(20)으로 이송시키는 이송부(200)를 포함한다.
저장 탱크부(100)는 복수 개의 저장 탱크(110,120,130,140)를 포함하는데, 저장 탱크 (110,120,130,140)는 일 예로 제1 저장 탱크(110), 제2 저장 탱크(120), 제3 저장 탱크(130) 및 제4 저장 탱크(140)를 포함할 수 있다. 하지만 저장 탱크(110,120,130,140)의 수량은 혼합하고자 하는 머드의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이하에서는, 제1 저장탱크(110)의 설명으로 다른 저장 탱크(120,130,140)의 설명을 대신하겠다.
제1 저장 탱크(110)는 머드가 수용되어 저장될 수 있는 탱크로, 복수 개의 흡입 노즐(111,112,113)이 서로 다른 높이에 제공된다. 제1 저장 탱크(100)에 저장된 머드는 불균일한 혼합물이므로 제1 저장 탱크(100)의 높이에 따라 머드의 조성이 변경될 수 있다.
복수 개의 흡입 노즐(111,112,113)은 흡입관(114)으로부터 여러 개로 분기된 배관의 단부에 설치될 수 있다. 복수 개의 흡입 노즐(111,112,113)은 일 예로 제1 저장 탱크(110)의 저면에서부터 상측으로 제1 저장 탱크(100) 전체 높이의 75% 지점에 설치되는 제1 흡입 노즐(111), 50% 지점에 설치되는 제2 흡입 노즐(112), 25% 지점에 설치되는 제3 흡입 노즐(113)을 포함할 수 있다. 이러한 흡입 노즐(111,112,113)의 설치 높이는 제1 저장 탱크(100)로부터 취출하고자 하는 머드의 종류 및 성분에 따라 변경될 수 있다.이러한 흡입 노즐(111,112,113)로 흡입된 머드는 흡입관(114)를 거쳐 이송부(200)로 이송될 수 있으며, 흡입관(114)과 이송부(200)의 제1 이송관(210) 사이에는 흡입관 밸브(115)가 제공되어 머드의 이송 여부가 조절될 수 있다. 그리고 흡입관 밸브(115)의 개폐는 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다.
이송부(200)는 복수 개의 흡입관(114,124,134,144)이 연결되는 제1 이송관(210) 및 제1 이송관(210)과 샘플링 공간(20)을 연결하는 제2 이송관(230)을 포함하며, 제2 이송관(230)에는 이송 펌프(220)가 제공될 수 있다. 그리고 제1 이송관(210)과 이송 펌프(220) 사이에는 이송관 밸브(211)가 제공될 수 있으며, 제2 이송관(230)의 단부에도 취출 밸브(240)가 제공될 수 있다. 그리고 이송 펌프(220), 이송관 밸브(211) 역시 제어부에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
저장 탱크부(100)에서 샘플링 공간(20)까지 머드를 이송시키는 흡입관(114,124,134,144), 제1 이송관(210), 제2 이송관(230)에는 도시한 밸브 이외에도 본 실시예에 따른 시추용 머드 샘플링 장치의 운전 및 유지 보수를 위해 그 목적에 따라 다양한 밸브가 다양한 지점에 제공될 수 있다.
한편, 샘플링 공간(20)은 이송부(200)에 의해 이송된 머드를 채취하여 혼합시키는 공간으로 일 예로, 실험실 또는 연구실일 수 있다. 샘플링 공간(20)에서는 작업자가 취출 밸브(240)를 개방하여 머드를 취출한 후 교반기 등을 이용하여 머드를 혼합시킴으로써 시추용 머드 샘플이 제조될 수 있다.
이하 본 발명의 일 측면에 따른 시추용 머드 샘플링 장치의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
본 실시예에 따른 시추용 머드 샘플링 장치(10)는 샘플링 공간(20)의 작업자가 시추용 머드 샘플을 제조하기 위해서 취출 밸브(240)를 개방하면, 제어부에 의해 이송관 밸브(211), 흡입관 밸브(115,125,135,145)가 순차적으로 개방되고, 이송 펌프(220)가 구동하게 된다. 이에 따라 복수 개의 저장 탱크(110,120,130,140)로부터 복수 개 종류의 머드가 흡입관(114,124,134,144)을 통해 제1 이송관(210)으로 유입된 후 제2 이송관(230)을 통해 샘플링 공간(20)으로 이송될 수 있다.
또한, 저장 탱크(110,120,130,140)에 설치된 서로 다른 높이의 흡입 노즐(111,112,113,121,122,123,131,132,133,141,142,143)에 의해 일정 조성의 머드를 자동으로 취출할 수 있으므로, 시추용 머드 샘플의 신뢰도가 향상될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 측면에 따른 시추용 머드 샘플링 장치에 대해 설명한다.
도 2은 본 발명의 다른 측면에 따른 시추용 머드 샘플링 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 시추용 머드 샘플링 장치(10')는 전술된 실시예와 비교하여 제2 이송관이 각각의 저장 탱크(110,120,130,140)에 제공되고, 복수 개의 리턴관(251,252,253,254)이 제공되는 것에 차이가 있다이하, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 상기 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
본 실시예에 따른 시추용 머드 샘플링 장치(10')는 각각의 저장 탱크(110,120,130,140), 즉 각각의 흡입관(114,124,134,144)에 제2 이송관(231,232,233,234)이 제공되어 서로 다른 종류의 머드가 이송부(200)에서 혼합되지 않고 샘플링 공간(20)으로 이송될 수 있다. 또한, 취출 밸브(241,242,243,244)에서 취출되지 않은 머드는 리턴관(251,252,253,254)을 통해 다시 저장 탱크부(100)로 순환될 수 있다. 그리고 리턴관(251,252,253,254) 단부에는 머드를 저장 탱크부(100)로 배출시키는 배출 노즐(261,262,263,264)이 제공될 수 있다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입 노즐은 그 높이가 높이 조절부(300)에 의해 조절될 수 있으며, 각각의 흡입 노즐에 높이 조절부(300)가 제공될 수 있다.
복수 개의 흡입 노즐 중 제1 저장 탱크(110)의 제2 흡입 노즐(112)을 일 예로 설명하면, 높이 조절부(300)는 흡입 노즐(112)의 높이를 조절하기 위한 것으로, 흡입관(114) 상에 흡입 노즐 몸체(112a)가 상하로 이동할 수 있는 개방부(114a)가 형성될 수 있으며, 흡입 노즐 몸체(112a)는 제1 높이 조절 부재(310) 및 제2 높이 조절 부재(320)에 의해 그 높이가 조절될 수 있다.
제1 높이 조절 부재(310)는 흡입 노즐 몸체(112a)와 연결되고 일면에 랙 기어가 형성된 부재일 수 있으며, 제2 높이 조절 부재(320)는 상기 제2 높이 조절 부재(320)와 치합되어 상기 제1 높이 조절 부재(310)를 승강시킬 수 있는 것으로, 일 예로 피니언 기어일 수 있다.
이러한 높이 조절부(300)는 제어부에 의해 그 구동이 제어될 수 있으며, 높이 조절부(300)의 구동에 따라 흡입 노즐(112)의 높이가 조절될 수 있다. 따라서 기 설정된 높이 이외의 높이에서도 머드를 취출할 수 있다. 즉, 저장 탱크부(100)로부터 머드를 취출하는 취출 높이가 조절될 수 있으며, 이에 따라 취출하고자 하는 머드의 조성이 조절될 수 있다.
전술된 것과 같이 본 실시예에 따른 시추용 머드 샘플링 장치(10,10')는 시추용 머드 샘플을 자동으로 취출하여 제조할 수 있으므로 인체에 유해한 머드로부터 작업자의 안전이 보장될 수 있으며, 시추용 머드 샘플의 신뢰도가 향상될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 기술 사상의 일부 예를 설명한 것에 불과하고, 본 기술 사상의 범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 기술 사상의 범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이고, 그와 같은 실시는 모두 본 기술 사상의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 시추용 머드 샘플링 장치 20: 샘플링 공간
100: 저장 탱크부 110,120,130,140: 저장 탱크
111,112,113,114: 흡입 노즐 200: 이송부
210: 제1 이송관 220: 이송 펌프
230: 제2 이송관 300: 높이 조절부
100: 저장 탱크부 110,120,130,140: 저장 탱크
111,112,113,114: 흡입 노즐 200: 이송부
210: 제1 이송관 220: 이송 펌프
230: 제2 이송관 300: 높이 조절부
Claims (8)
- 머드가 저장되는 복수 개의 저장 탱크를 갖는 저장 탱크부;
상기 머드를 흡입하도록 상기 저장 탱크에 서로 다른 높이로 설치되는 복수 개의 흡입 노즐; 및
상기 흡입 노즐에 의해 흡입된 상기 머드를 상기 저장 탱크로부터 샘플링 공간으로 이송시키는 이송부를 포함하고,
상기 흡입 노즐이 장착되는 흡입관에는 상기 흡입관 상에서의 상기 흡입 노즐의 높이를 조절하는 높이 조절부가 구비되는 시추용 머드 샘플링 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 흡입 노즐과 연결된 상기 흡입관과 연결되는 제1 이송관;
상기 제1 이송관과 연결되어 상기 머드를 상기 샘플링 공간으로 이송시키는 제2 이송관; 및
상기 제2 이송관에 설치되는 이송 펌프를 포함하는 시추용 머드 샘플링 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 샘플링 공간으로 공급되지 못한 머드를 상기 저장 탱크부로 다시 순환시키는 리턴관을 더 포함하는 시추용 머드 샘플링 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제2 이송관이 상기 샘플링 공간에 이르는 지점에는 상기 머드를 취출할 수 있는 취출 밸브가 제공되는 시추용 머드 샘플링 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제2 이송관은 상기 복수 개의 저장 탱크에 각각 제공된 복수 개의 흡입관에 각각 제공되는 시추용 머드 샘플링 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 높이 조절부는,
상기 흡입 노즐의 몸체와 결합되는 제1 높이 조절 부재; 및
상기 제1 높이 조절 부재를 승강시키는 제2 높이 조절 부재를 포함하는 시추용 머드 샘플링 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1 높이 조절 부재는 랙 기어이고, 상기 제2 높이 조절 부재는 피니언 기어인 시추용 머드 샘플링 장치.
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