KR101739456B1 - Equipments and method for treating dust from bulk powder for making drilling mud - Google Patents

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Abstract

드릴링 머드를 만드는 동안 벌크 분말로부터 발생한 벌크 분말 더스트를 처리하는 장치가 개시된다. 개시된 장치는, 벌크 분말 더스트를 먼저 걸러내는 더스트 포집기와, 상기 더스트 포집기에 의해 걸러지지 않은 벌크 분말 더스트가 통과하는 벤트라인과, 상기 벤트라인을 통해 받은 벌크 분말 더스트를 물로 녹여 머드로 저장하는 저수조를 포함한다.Disclosed is an apparatus for treating bulk powder dust resulting from bulk powder during the making of drilling mud. The disclosed apparatus includes a dust collector that first filters bulk powder dust, a vent line through which bulk powder dust not filtered by the dust collector flows, and a reservoir for dissolving the bulk powder dust received through the vent line into a mud .

Description

드릴링 머드 제조용 벌크 분말의 더스트 처리장치 및 방법{EQUIPMENTS AND METHOD FOR TREATING DUST FROM BULK POWDER FOR MAKING DRILLING MUD} FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for dust processing bulk powder for drilling mud,

본 발명은 드릴링 머드(drilling mud)의 제조기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 드릴링 머드를 만드는 벌크 분말로부터 발생한 더스트를 처리하는 기술에 관한 것이며, 더욱 더 상세하게는, 그와 같은 더스트를 재생하여 드릴링 머드의 재료로 재이용하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a drilling mud, and more particularly to a technique for treating dust generated from a bulk powder making a drilling mud, and more particularly, To a device for reuse as a material for a drilling mud.

드릴쉽(drill ship) 또는 세미-리그(semi-rig)는 드릴링 머드를 석유 또는 가스 등의 해저자원을 시추하는데 이용하고 있다. 드릴링 머드는 시추 과정에서 드릴 비트에 유압 동력을 전달하고 시추 후의 암석들을 시추 설비인 케이싱 파이프와 드릴 파이프 사이를 통해 이송시키며, 시추홀 주변의 포어 압력과 파괴 압력 사이에서 시추홀을 안정적으로 유지시켜 케이싱 파이프가 설치되어 있지 않은 시추홀 부분이 붕괴되거나 또는 블로우 아웃되는 것과 같은 사고를 막는 역할을 한다.Drill ships or semi-rigs use drilling muds to drill marine resources such as oil or gas. The drilling mud transfers hydraulic power to the drill bits during drilling and transports the drilled rocks between the casing pipe and the drill pipe, and maintains the drilling hole stably between the pore pressure and the breaking pressure around the drilling hole It serves to prevent accidents such as drilling holes that are not installed with casing pipes collapsing or blowing out.

도 1은 드릴링 머드를 만드는데 이용되어 온 종래의 드릴링 머드 제조 시스템을 도시한 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a conventional drilling mud manufacturing system that has been used to produce a drilling mud.

도 1을 참조하면, 드릴링 머드 제조 시스템은 벌크 분말 저장탱크(2), 드릴링 머드 저장 탱크(4), 머드 믹서(6), 더스트 포집기(8) 및 더스트 사이클론(9) 등을 포함한다. 벌크 분말 저장탱크(2)에는 드릴링 머드를 만드는데 필요한 바라이트(또는, 중정석; barite) 또는 벤토나이트(bentonite) 등의 벌크 분말이 저장된다. 벌크 분말 저장탱크(2) 내의 벌크 분말은 머드 믹서(6)로 이동되어 벌크 믹서(6) 내에서 드릴링 머드로 만들어져 드릴링 머드 저장 탱크(4)에 저장된다. 이때 전술한 벌크 분말은 공압 컨베이어 시스템(conveying system)에 의해 이송되는데, 이 과정에서 다량의 더스트가 발생된다. 이와 같이 발생된 더스트는 더스트 포집기(8) 및/또는 더스트 사이클론(9)을 통해 걸러진다. 그러나, 더스트 포집기(8)와 더스트 사이클론(9)에 의한 더스트 포집율이 70~80%정도밖에 안되기 때문에, 상당량의 벌크 분말을 포함하는 더스트가 벤트라인을 통해 공기 중으로 방출된다. 이는 벤트라인 근처에서 작업 중인 승무원의 안전을 위협하고, 환경오염을 초래하며, 고가의 벌크 분말 낭비로 인해 많은 비용 손실을 야기한다. Referring to FIG. 1, a drilling mud manufacturing system includes a bulk powder storage tank 2, a drilling mud storage tank 4, a mud mixer 6, a dust collector 8, and a dust cyclone 9. The bulk powder storage tank 2 stores bulk powder such as barite (or barite) or bentonite necessary for making the drilling mud. The bulk powder in the bulk powder storage tank 2 is transferred to the mud mixer 6 and made into a drilling mud in the bulk mixer 6 and stored in the drilling mud storage tank 4. At this time, the above-mentioned bulk powder is conveyed by a conveying system of pneumatic conveying, in which a large amount of dust is generated. The dust thus generated is filtered through the dust collector 8 and / or the dust cyclone 9. However, since the dust collecting rate by the dust collecting device 8 and the dust cyclone 9 is only about 70 to 80%, a dust containing a considerable amount of bulk powder is discharged into the air through the vent line. This threatens the safety of working crews near the vent line, causes environmental pollution, and causes a lot of cost loss due to expensive bulk powder waste.

따라서, 본 발명이 해결하려는 하나의 과제는 드릴링 머드 제조용 벌크 분말의 더스트 포집율을 높인 드릴링 머드 제조용 벌크 분말의 더스트 처리장치 및 방법을 제공하는 것이다.Therefore, one object to be solved by the present invention is to provide an apparatus and a method for dust treatment of bulk powder for manufacturing drilling mud, which increases the dust collecting rate of bulk powder for drilling mud manufacturing.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 드릴링 머드 제조용 벌크 분말의 더스트 포집율을 높이고 이렇게 포집된 벌크 분말 더스트를 효율적으로 재생하여 드릴링 머드로 이용하는 드릴링 머드 제조용 벌크 분말의 더스트 처리장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object to be solved by the present invention is to provide an apparatus and a method for dust treatment of a bulk powder for drilling mud, which increases the dust collection rate of the bulk powder for drilling mud production and efficiently recovers the collected bulk powder dust as a drilling mud.

본 발명의 일측면에 따라 드릴링 머드를 만드는 동안 벌크 분말로부터 발생한 벌크 분말 더스트를 처리하는 장치가 제공된다. 이 장치는, 벌크 분말 더스트를 먼저 걸러내는 더스트 포집기와, 상기 더스트 포집기에 의해 걸러지지 않은 벌크 분말 더스트가 통과하는 벤트라인과, 상기 벤트라인을 통해 받은 벌크 분말 더스트를 물로 녹여 머드로 저장하는 저수조를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention there is provided an apparatus for treating bulk powder dust resulting from bulk powder during the making of a drilling mud. The apparatus includes a dust collector for filtering out bulk powder dust first, a vent line through which bulk powder dust not filtered by the dust collector flows, and a reservoir for dissolving the bulk powder dust received through the vent line into water and storing it as a mud .

일 실시예에 따라, 상기 장치는 상기 저수조 내에 저장된 머드를 드릴링 머드 저장탱크로 이송하기 위한 머드 회수라인을 더 포함한다.According to one embodiment, the apparatus further comprises a mud recovery line for transferring the mud stored in the reservoir to a drilling mud storage tank.

일 실시예에 따라, 상기 머드 회수라인의 일단은 상기 저수조의 바닥에 연결된다.According to one embodiment, one end of the mud recovery line is connected to the bottom of the reservoir.

일 실시예에 따라, 상기 드릴링 머드 저장탱크의 저장 공간의 여력에 맞추어 상기 머드를 드릴링 머드 저장탱크로 이송시킬 수 있도록, 상기 머드 회수라인에는 온/오프 밸브 또는 유량 조절 밸브가 설치된다.According to one embodiment, an on / off valve or a flow rate control valve is provided on the mud recovery line so as to transfer the mud to the drilling mud storage tank in accordance with the availability of the storage space of the drilling mud storage tank.

본 발명의 다른 측면에 따라, 드릴링 머드를 만드는 동안 벌크 분말로부터 발생한 벌크 분말 더스트를 처리하는 방법이 제공된다. 이 방법은 더스트 포집기를 이용하여 벌크 분말 더스트를 제1 포집 단계와, 상기 더스트 포집기에 의해 걸러지지 않고 벤트라인을 통과한 벌크 분말 더스트를 머드화하여 포집하는 제2 포집단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of treating bulk powder dust generated from bulk powder during the making of a drilling mud. The method includes a first collecting step of collecting the bulk powder dust using a dust collector, and a second collecting step of collecting and collecting the bulk powder dust that has passed through the vent line without being filtered by the dust collector.

상기 방법은, 상기 제2 포집단계를 거쳐 생긴 머드를 드릴링 머드 저장탱크로 이송시키는 재생 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further comprise a regeneration step of transferring the mud generated through the second collecting step to the drilling mud storage tank.

일 실시예에 따라, 상기 제2 포집 단계는 상기 벤트라인 말단을 통해 나온 벌크 분말 더스트를 저수조의 물에 넣어 녹여 처리한다. 이때, 상기 벤트라인의 말단은 상기 저소조에 담긴 물에 잠기는 것이 좋으며, 이때 생기는 공기 거품은 벤트라인의 클로깅 현상을 방지한다. According to one embodiment, in the second collecting step, the bulk powder dust discharged through the end of the vent line is dissolved in the water of the water storage tank and treated. At this time, it is preferable that the end of the vent line is submerged in the water contained in the low-temperature bath, and air bubbles generated at this time prevent clogging of the vent line.

본 발명에 따르면, 벌크 분말이 물에 잘 녹는 특성을 이용하여, 벌크 분말로부터 발생한 더스트를 물로 녹여 포집함으로써 더스트 포집율을 크게 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 물에 녹아 만들어진 액상 머드를 드릴링 머드 저장탱크로 보내 예컨대 드릴쉽 또는 세미-리그에 의한 해저 천연자원 시추시 드릴링 유체로 활용할 수 있다.According to the present invention, the dust collecting rate can be greatly increased by dissolving the dust generated from the bulk powder with water by using the characteristic that the bulk powder dissolves well in water. Further, according to the present invention, it is possible to send the liquid molten mud to a drilling mud storage tank, for example, as a drilling fluid when drilling a subsea natural resource by a drill ship or a semi-rig.

도 1은 드릴링 머드를 만드는데 이용되어 온 종래의 드릴링 머드 제조 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 드릴링 머드를 만드는 시스템에 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 분말 더스트 처리장치 및 방법을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 1 is a view showing a conventional drilling mud manufacturing system used for making a drilling mud,
2 is a block diagram for explaining an apparatus and method for processing bulk powder dust according to an embodiment of the present invention applied to a system for producing a drilling mud.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 드릴링 머드를 만드는 시스템에 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 분말 더스트 처리장치 및 방법을 설명하기 위한 구성도이다.2 is a block diagram for explaining a bulk powder dust processing apparatus and method applied to a system for producing a drilling mud according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 벌크 분말 저장탱크(2O), 드릴링 머드 저장 탱크(40), 머드 믹서(60), 더스트 포집기(108), 더스트 사이클론(9O) 및 더스트 벤트라인(101) 등을 포함하는 드릴링 머드 시스템이 보여진다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 분말 더스트 처리장치(100)는 상기 더스트 포집기(108), 상기 더스트 사이클론(109) 및 더스트 벤트라인(101)을 포함하는 한편, 상기 더스트 벤트라인(101)과 연결되어 실질적으로 벌크 분말 더스트에 대한 주요 처리를 하는 저수조(110)를 포함한다. 상기 벌크 분말 더스트 처리장치(100)에 대해서는 이후 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 2, there is shown an embodiment of a vacuum cleaner including a bulk powder storage tank 20, a drilling mud storage tank 40, a mud mixer 60, a dust collector 108, a dust cyclone 90 and a dust vent line 101, The drilling mud system is shown. The dust powder processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes the dust collector 108, the dust cyclone 109 and the dust vent line 101 while the dust vent line 101 ) To provide a substantial treatment for bulk powder dust. The bulk powder dust treating apparatus 100 will be described later in more detail.

상기 벌크 분말 저장탱크(20)에는 드릴링 머드를 만드는데 필요한 바라이트(또는, 중정석; barite) 또는 벤토나이트(bentonite) 등의 벌크 분말이 저장된다. 이러한 벌크 분말은 물에 잘 녹는 특성이 있으며, 본 실시예에 따른 벌크 분말 더스트 처리장치(100)는 물에 잘 녹는 벌크 분말의 특성을 이용하는 처리를 통해 더스트의 포집율을 높인다. 또한, 상기 벌크 분말 더스트 처리장치(100)는 이하에서 자세히 설명되는 바와 같이 물로 벌크 분말을 포집하므로 그 포집된 벌크 분만을 드릴링 머드를 바로 만드는 재생이 가능하다. The bulk powder storage tank 20 stores bulk powder such as barite (or barite) or bentonite necessary for making a drilling mud. The bulk powder dust treating apparatus 100 according to the present embodiment increases the dust collecting rate through the treatment using the characteristics of the bulk powder that is well soluble in water. Further, the bulk powder dust treating apparatus 100 collects the bulk powder in water as will be described in detail below, so that it is possible to regenerate the collected bulk powder directly to the drilling mud.

전술한 벌크 분말 저장탱크(20) 내의 벌크 분말은 벌크 믹서(60)로 이동되어 머드 믹서(60) 내에서 드릴링 머드로 만들어져 드릴링 머드 저장 탱크(40)에 저장된다. 이때 전술한 벌크 분말은 공압 컨베이어 시스템(conveying system)에 의해 이송될 수 있다. 이 과정에서 다량의 벌크 분말 더스트가 발생된다. 발생된 벌크 분말 더스트는 더스트 포집기(108) 및/또는 더스트 사이클론(109)을 통해 1차로 걸러진다. 1차로 걸러진 벌크 분말 더스트는 다시 벌크 분말 저장탱크(20)로 이송되어 그곳에 저장된다.The bulk powder in the aforementioned bulk powder storage tank 20 is transferred to the bulk mixer 60 and made into a drilling mud in the mud mixer 60 and stored in the drilling mud storage tank 40. Wherein the bulk powder described above can be conveyed by a pneumatic conveying system. In this process, a large amount of bulk powder dust is generated. The generated bulk powder dust is primarily filtered through the dust collector 108 and / or the dust cyclone 109. The primary filtered powder dust is again transferred to the bulk powder storage tank 20 and stored there.

본 실시예예 따른 벌크 분말 더스트 처리장치(100)는 상기 더스트 포집기(108)에 의해 걸러지지 않은 벌크 분말 더스트를 벤트라인(101)을 통해 받아 처리한다. 벌크 분말 더스트 처리장치(100)는 물이 담긴 저수조(110)를 포함한다. 상기 벤트라인(101)의 말단은 상기 저수조(110)에 담긴 물에 잠기도록 배치되는 것이 바람직하다. 벌크 분말 더스트는 물에 녹아 머드 상태로 변화된다. The bulk powder dust treatment apparatus 100 according to the present embodiment receives and processes bulk powder dust not filtered by the dust collector 108 through the vent line 101. The bulk powder dust treatment apparatus 100 includes a water storage tank 110 containing water. The end of the vent line 101 is preferably arranged to be submerged in the water contained in the water storage tank 110. Bulk powder dust is dissolved in water and transformed into a mud state.

또한, 상기 벌크 분말 더스트 처리장치(100)는 머드 회수라인(120)을 포함하며, 상기 머드 회수라인(120)은 상기 저수조(110)와 상기 드릴링 머드 저장탱크(40) 사이를 연결한다. 상기 저수조(110)에 대한 상기 머드 회수라인(120)의 연결 위치는 상기 저수조(110)의 바닥인 것이 바람직하다. 저수조(110) 바닥에 형성된 개구부를 통해 머드가 머드 회수라인(120)으로 들어가는 구조는 저수조(110)에 존재하는 머드를 모두 회수할 수 있도록 해준다. 도시하지는 않았지만, 상기 머드 회수라인(120)의 온/오프 밸브 및/또는 유량 조절 밸브를 두어, 상기 드릴링 머드 저장탱크(40)의 저장 공간의 여력에 맞추어 머드를 드릴링 머드 저장탱크(40)로 이송시킬 수 있다. 상기 저수조(110)로부터 상기 드릴링 머드 저장탱크(40)로 이송된 머드는 해저 천연자원 시추를 위한 드릴링 유체로 재활용될 수 있다.The bulk powder dust treatment apparatus 100 also includes a mud recovery line 120 which connects the water storage tank 110 and the drilling mud storage tank 40. The connection position of the mud recovery line 120 to the water storage tank 110 is preferably the bottom of the water storage tank 110. The structure in which the mud enters the mud recovery line 120 through the opening formed in the bottom of the water reservoir 110 allows for the recovery of all the muds present in the water reservoir 110. Although not shown, an on / off valve and / or a flow rate control valve of the mud recovery line 120 may be provided to adjust the mud to the drilling mud storage tank 40 in accordance with the capacity of the storage space of the drilling mud storage tank 40 . The mud transferred from the reservoir 110 to the drilling mud storage tank 40 may be recycled as a drilling fluid for subsea natural resource drilling.

한편, 상기 벤트라인(101)의 말단 부근에서 발생하는 공기 거품은 머드에 의해 벤트라인(101)이 막히는 클로깅(clogging) 현상을 방지한다.Air bubbles generated near the end of the vent line 101 prevent the clogging phenomenon that the vent line 101 is clogged by the mud.

드릴링 머드 생산 중 발생하는 벌크 분말 더스트를 전술한 장치를 이용하여 처리하는 본 실시예에 따른 방법을 차례로 설명하면 다음과 같다.The method according to the present embodiment, in which the bulk powder dust generated during drilling mud production is processed using the above-described apparatus, will be described in turn.

벌크 분말로부터 발생한 더스트, 즉, 벌크 분말 더스트를 더스트 포집기(108)를 이용해 1차로 포집한다. 이때, 더스트 사이클론(109)이 추가로 이용될 수 있다. 더스트 포집기(108)에 의해 포집되지 않은 벌크 분말 더스트를 벤트라인(101)을 이용하여 저수조(110)에 잠긴 물 내로 이동시켜 그곳에서 2차로 포집한다. 더스트가 포함된 공기는 상기 벤트라인(101)을 통과한 후 상기 저수조(110) 내에서 더스트를 버리고 정화된 공기가 되어 외부로 방출된다. The dust generated from the bulk powder, that is, the bulk powder dust, is primarily collected by using the dust collector 108. At this time, the dust cyclone 109 may be further used. The bulk powder dust not collected by the dust collector 108 is moved into the water contained in the water storage tank 110 by using the vent line 101 and is collected there. The dust-containing air passes through the vent line 101, and then the dust is discarded in the water storage tank 110, and purified air is discharged to the outside.

저수조(110) 내에서 분말상으로부터 액체 상태로 변화한 머드를 머드 회수라인(120)을 통해 드릴링 머드 저장 탱크(40)로 이송시킨다. And transfers the mud that has changed from the powder phase to the liquid phase in the water storage tank 110 to the drilling mud storage tank 40 through the mud recovery line 120.

20: 벌크 분말 저장탱크 40: 드릴링 머드 저장탱크
60: 머드 믹서 101: 벤트라인
108: 더스트 포집기 109: 더스트 사이클론
110: 저수조 120: 머드 회수라인20: bulk powder storage tank 40: drilling mud storage tank
60: Mud mixer 101: Vent line
108: Dust collector 109: Dust cyclone
110: Water tank 120: Mud recovery line

Claims (8)

드릴링 머드를 만드는 동안 벌크 분말로부터 발생한 벌크 분말 더스트를 처리하는 장치에 있어서,
벌크 분말 더스트를 먼저 걸러내는 더스트 포집기;
상기 더스트 포집기에 의해 걸러지지 않은 벌크 분말 더스트가 통과하는 벤트라인;
상기 벤트라인을 통해 받은 벌크 분말 더스트를 물로 녹여 머드로 저장하는 저수조를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 분말 더스트 처리장치.An apparatus for treating bulk powder dust resulting from bulk powder during the making of a drilling mud,
A dust collector for first filtering the bulk powder dust;
A vent line through which bulk powder dust not filtered by the dust collector passes;
And a water tank for dissolving the bulk powder dust received through the vent line with water and storing the dust powder into a mud. 청구항 1에 있어서, 상기 저수조 내에 저장된 머드를 드릴링 머드 저장탱크로 이송하기 위한 머드 회수라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 분말 더스트 처리장치.The apparatus of claim 1, further comprising a mud recovery line for transferring the mud stored in the reservoir to a drilling mud storage tank. 청구항 2에 있어서, 상기 머드 회수라인의 일단은 상기 저수조의 바닥에 연결된 것을 특징으로 하는 벌크 분말 더스트 처리장치.The apparatus of claim 2, wherein one end of the mud recovery line is connected to the bottom of the reservoir. 청구항 2에 있어서, 상기 드릴링 머드 저장탱크의 저장 공간의 여력에 맞추어 상기 머드를 드릴링 머드 저장탱크로 이송시킬 수 있도록, 상기 머드 회수라인에는 온/오프 밸브 또는 유량 조절 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 벌크 분말 더스트 처리장치.  The mud recovery line according to claim 2, wherein an on / off valve or a flow rate control valve is installed on the mud recovery line so as to transfer the mud to the drilling mud storage tank in accordance with the capacity of the storage space of the drilling mud storage tank. Powder dust processing apparatus. 드릴링 머드를 만드는 동안 벌크 분말로부터 발생한 벌크 분말 더스트를 처리하는 방법에 있어서,
더스트 포집기를 이용하여 벌크 분말 더스트를 제1 포집 단계; 및
상기 더스트 포집기에 의해 걸러지지 않고 벤트라인을 통과한 벌크 분말 더스트를 머드화하여 포집하는 제2 포집단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 분말 더스트 처리방법.A method of treating bulk powder dust resulting from bulk powder during the making of a drilling mud,
A first collecting step of bulk powder dust using a dust collector; And
And a second collecting step of collecting and collecting the bulk powder dust that has passed through the vent line without being filtered by the dust collector. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 포집단계를 거쳐 생긴 머드를 드릴링 머드 저장탱크로 이송시키는 재생 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 분말 더스트 처리방법.The method according to claim 5, further comprising a regeneration step of transferring the mud generated through the second collecting step to a drilling mud storage tank. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 포집 단계는 상기 벤트라인 말단을 통해 나온 벌크 분말 더스트를 저수조의 물에 넣어 녹이는 것을 특징으로 하는 벌크 분말 더스트 처리방법. [Claim 6] The method of claim 5, wherein the second collecting step comprises dissolving the bulk powder dust discharged through the end of the vent line into the water of the water storage tank. 청구항 7에 있어서, 상기 벤트라인 말단 상기 저수조에 담긴 물에 잠기는 것을 특징으로 하는 벌크 분말 더스트 처리방법. The method according to claim 7, wherein the end of the vent line is immersed in the water contained in the water reservoir.
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