KR101938167B1 - 분체 이송시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분체용 필터유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시추작업에 이용되는 머드에 이용되는 분체를 효과적으로 필터링하는 분체용 필터유닛 및 이를 포함하는 분체 이송시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 분체용 필터유닛은 내부에 액체가 일정수위로 저장된 필터하우징; 및 상기 필터하우징의 중량을 측정하는 하나 이상의 중량 측정소자;를 포함하고, 상기 필터하우징에는 공기 이송라인과 공기 벤트라인이 연결되며, 상기 공기 이송라인의 하단부는 상기 액체의 수면 아래까지 인입되고, 상기 공기 벤트라인은 상기 액체의 수면 위에서 외부로 연장되는 것을 특징으로 한다.

Description

분체 이송시스템{PARTICLES FEEDING SYSTEM}

본 발명은 분체 이송시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시추작업에 이용되는 머드에 이용되는 분체를 효과적으로 필터링하는 분체용 필터유닛 및 이를 포함하는 분체 이송시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 드릴쉽(drillship), FPSO 등과 같은 해양 구조물에서는 시추 작업 시에 드릴비트의 냉각과 윤활, 웰(well)의 압력을 안정시키기 위해 드릴파이프내로 머드가 지속적으로 공급된다. 이러한 머드는 벤토나이트(bentonite), 베어라이트(barite), 시멘트(cement) 등의 분체와 물이 혼합되어 이루어진다.

이러한 분체 이송시스템은 시작탱크인 벌크탱크로부터 벤토나이트, 베어라이트, 시멘트 등의 분체를 압축공기에 의해 목적지탱크인 서지탱크로 이송하도록 구성되고, 서지탱크로 유입된 공기와 분체의 혼합물은 밀도차에 의해 분체는 아래에 쌓이고 공기는 벤트라인을 통해 외부로 배출되는데, 공기 중에는 분체가 많이 포함되어 있는바, 이러한 분체가 포함된 공기를 바로 외부로 배출하는 경우 환경오염의 문제가 생기게 된다.

따라서, 분체 이송시스템에서 외부로 배출되는 공기에 포함된 분체를 미세한 수준까지 제거할 수 있는 장치의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 분체를 이송하는 과정에서 분체 또는 기타 이물질이 함유되지 않은 청정한 공기를 배출할 수 있는 분체 이송시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 액체가 일정수위로 저장된 필터하우징; 및 상기 필터하우징의 중량을 측정하는 하나 이상의 중량 측정소자;를 포함하고, 상기 필터하우징에는 공기 이송라인과 공기 벤트라인이 연결되며, 상기 공기 이송라인의 하단부는 상기 액체의 수면 아래까지 인입되고, 상기 공기 벤트라인은 상기 액체의 수면 위에서 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 분체용 필터유닛을 제공한다.

상기 필터하우징의 하단에는 재활용 이송라인이 연결되고, 상기 재활용 이송라인은 머드 탱크 측으로 연장되며, 상기 재활용 이송라인에는 개폐밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 중량 측정소자 및 상기 개폐밸브에는 제어부가 전기적으로 접속되고, 상기 중량 측정소자가 상기 필터하우징의 중량이 설정치 이상임을 감지하면 상기 제어부는 상기 개폐밸브의 개방작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 분체가 저장된 벌크탱크; 상기 벌크탱크로부터 분체 이송라인을 통해 연결된 서지탱크; 및 상기 서지탱크로부터 공기 이송라인을 통해 연결된 분체용 필터유닛;을 포함하고,상기 분체용 필터유닛은 내부에 액체가 일정수위로 저장된 필터하우징을 가지며, 상기 필터하우징에는 상기 공기 이송라인이 접속되고, 상기 공기 이송라인의 하단부는 상기 액체의 수면 아래까지 인입되며, 상기 필터하우징의 상측에는 공기 벤트라인이 연결되고, 상기 공기 벤트라인은 상기 액체의 수면 위에서 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 분체 이송시스템을 제공한다.

상기 필터하우징의 외측에는 하나 이상의 중량 측정소자가 접촉되게 설치되고, 상기 중량 측정소자은 상기 필터하우징의 중량을 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 필터하우징의 하단에는 재활용 이송라인이 연결되고, 상기 재활용 이송라인은 머드 탱크 측으로 연장되며, 상기 재활용 이송라인에는 개폐밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 중량 측정소자 및 상기 개폐밸브에는 제어부가 전기적으로 접속되고, 상기 중량 측정소자가 상기 필터하우징의 중량이 설정치 이상임을 감지하면 상기 제어부는 상기 개폐밸브의 개방작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기 이송라인을 통해 공기와 분체의 혼합물이 상기 필터하우징으로 공급되며, 상기 액체는 상기 분체보다 비중이 낮은 것을 특징으로 한다.

상기 액체는 물인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 분체가 저장된 벌크탱크로부터 분체를 받아 밀도차에 의해 공기와 분체를 1차적으로 분리하는 서지탱크;를 포함하되, 상기 서지탱크로부터 미분리된 공기와 분체의 혼합물을 받고, 상기 혼합물이 상기 분체의 비중보다 낮은 액체를 저장하고 있는 탱크 내부의 액체를 통과하도록 하여 상기 분체를 상기 혼합물로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 분체용 필터유닛을 제공한다.

상기 분리된 분체를 포함하는 액체의 중량을 측정하여 설정치 이상인 경우 상기 분체를 포함한 액체를 별도의 저장소로 보내 저장하는 것을 특징으로 한다.

상기 액체는 물인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 분체 이송시스템의 서지탱크로부터 공기를 배출하는 과정에 이 배출공기 내의 분체를 효과적으로 제거한 상태로 배출시킴으로써 환경문제 및 위해한 작업환경의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 서지탱크에서 이송되는 공기 내의 분체를 액체와 함께 혼합하여 머드 탱크로 공급함으로써 분체의 재활용성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체 이송시스템 및 분체용 필터유닛을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 분체용 필터유닛을 확대하여 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 분체 이송시스템의 다른 실시예를 도시한 도면.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체 이송시스템 및 분체용 필터유닛을 도시한다.

도 3에는 분체 이송시스템에서 외부로 배출되는 공기 중에 포함된 분체를 제거하기 위해 벌크탱크(1) 및 서지탱크(2)를 거친 분체가 포함된 공기를 더스트 컬렉터(dust collector)로 보내고, 더스트 컬렉터(dust collector)에서 공기 중에 포함된 분체를 걸러준 후에 외부로 공기를 배출하는 시스템을 도시한 것이다.

그러나, 이러한 시스템에서도 아주 가벼운 분체의 경우, 더스트 컬렉터를 거쳐도 정화되지 않은 상태로 외부로 배출되어 심각한 환경문제를 야기함과 더불어 작업자에게 위해한 환경이 초래할 수 있다.

따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 분체 이송시스템은 분체가 저장된 벌크탱크(1), 벌크탱크(1)로부터 분체 이송라인(3)을 통해 연결된 서지탱크(2) 및 서지탱크(2)로부터 공기 이송라인(4)을 통해 연결된 분체용 필터유닛(10)을 포함한다.

벌크탱크(1)는 시작탱크로서, 내부에 벤토나이트(bentonite), 베어라이트(barite), 시멘트(cement) 등의 분체가 저장되어 있다.

서지탱크(2)는 그 상단 측에 공기 이송라인(4)의 상단이 접속되며, 벌크탱크(1)의 하측에는 분체 이송라인(3)의 일단이 접속되고, 분체 이송라인(3)의 타단은 서지탱크(2)의 상단 측에 접속된다.

이러한 구성에 의해, 압축공기에 의해 벌크탱크(1)로부터 분체 이송라인(3)을 통해 분체가 서지탱크(2)로 공급되고, 서지탱크(2) 내에서는 밀도차에 의해 분체는 하부에 적층되고 공기는 상측의 공기 이송라인(4)을 통해 이송된다.

분체용 필터유닛(10)은 내부에 물과 같은 액체(13)가 일정수위로 저장된 필터하우징(11) 및 필터하우징(11)의 중량을 측정하는 하나 이상의 중량 측정소자(14)를 가진다.

필터하우징(11)에는 공기 이송라인(4)과 공기 벤트라인(5)이 연결되며, 공기 이송라인(4)의 하단은 액체(13)의 수면(13a) 아래까지 인입되고, 공기 벤트라인(5)은 액체(13)의 수면(13a) 위에서 외부로 연장된다. 특히, 공기 벤트라인(5)은 필터하우징(11)의 상단 측에서 연장되도록 설치되어 필터하우징(11) 내의 공기를 외부로 효과적으로 배출하도록 구성된다.

중량 측정소자(14)는 필터하우징(11)의 하측에 접촉되게 설치된 로드셀(load cell)로 구성되어, 필터하우징(11)의 중량을 측정하도록 구성된다. 특히, 중량 측정소자(14)는 필터하우징(11)의 중량이 설정치 이상이 됨을 감지할 수 있다. 예컨대, 중량 측정소자(14)는 필터하우징(11)의 중량을 분석하여 액체와 분체의 혼합물의 밀도가 물 보다 정해진 값 이상이 됨을 감지할 수 있다(분체가 물의 비중 보다 2~3배 더 높음).

이러한 구성에 의해, 공기 이송라인(4)을 통해 분체가 함유된 공기가 액체(13) 내로 유입되어 필터하우징(11) 내에서 분체와 물이 서로 혼합되고, 이에 분체가 제거된 청정공기가 공기 벤트라인(5)을 통해 외부로 배출된다.

액체(13)는 분체와 밀도가 다른 액체를 사용할 수 있는데, 액체(13) 내로 들어온 분체에 의해 액체의 밀도가 달라지는 것을 중량 측정소자(14)로 측정하여 분체가 제거되는 양을 측정하도록 하는데, 예를 들어 분체보다 밀도가 작은 액체(예를 들어, 물)를 사용한다면 분체가 액체로 들어오는 경우 분체가 액체 내에 가라앉게 되어 분리된 분체를 필터하우징(11)으로부터 제거하는 것이 용이해 질 것이다.

필터하우징(11)의 하단에는 재활용 이송라인(6)이 연결되고, 재활용 이송라인(6)은 머드 탱크(12) 측으로 연장되며, 재활용 이송라인(6)에는 개폐밸브(15)가 설치된다.

한편, 중량 측정소자(14) 및 개폐밸브(15)에는 제어부(미도시)가 전기적으로 접속되고, 중량 측정소자(14)가 필터하우징(11)의 중량이 설정치 이상임을 감지하면 제어부(미도시)는 개폐밸브(15)를 개방시켜 액체와 분체의 혼합물을 머드 탱크(12) 측으로 이송시켜 분체를 재활용시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분체용 필터유닛은 분체가 저장된 벌크탱크(1)로부터 분체를 받아 밀도차에 의해 공기와 분체를 1차적으로 분리하는 서지탱크(2)를 포함하되, 서지탱크(2)로 부터 미분리된 공기와 분체의 혼합물을 받고, 혼합물이 분체의 비중보다 낮은 액체(13)를 저장하고 있는 탱크 내부의 액체(13)를 통과하도록 하여 분체를 혼합물로부터 분리할 수 있는데, 이렇게 분리된 분체를 포함하는 액체(13)의 중량을 측정하여 설정치 이상인 경우 분체를 포함한 액체(13)를 별도의 저장소로 보내 저장하여 재활용할 수 있다.

이러한 액체(13)로는 물을 사용할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 분체 이송시스템의 서지탱크(2)로부터 공기를 배출하는 과정에 이 배출공기 내의 분체를 효과적으로 제거한 상태로 배출시킴으로써 환경문제 및 위해한 작업환경의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 서지탱크(2)에서 이송되는 공기 내의 분체를 액체와 함께 혼합하여 머드 탱크로 공급함으로써 분체의 재활용성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

1: 벌크탱크 2: 서지탱크
10: 분체용 필터유닛 11: 필터하우징
12: 머드 탱크 14: 중량 측정소자
15: 개폐밸브

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 분체가 저장된 벌크탱크(1);
   상기 벌크탱크(1)로부터 분체 이송라인(3)을 통해 연결된 서지탱크(2); 및
   상기 서지탱크(2)로부터 공기 이송라인(4)을 통해 연결된 분체용 필터유닛(10);을 포함하고,
   상기 분체용 필터유닛(10)은 내부에 액체(13)가 일정수위로 저장된 필터하우징(11)을 가지며, 상기 필터하우징(11)에는 상기 공기 이송라인(4)이 접속되고, 상기 공기 이송라인(4)의 하단부는 상기 액체(13)의 수면(13a) 아래까지 인입되며, 상기 필터하우징(11)의 상측에는 공기 벤트라인(5)이 연결되고, 상기 공기 벤트라인(5)은 하단부가 하부로 돌출되지 않고, 상기 액체의 수면(13a) 위에서 외부로 연장하되,
   상기 서지탱크(2)는 그 상단 측에 상기 공기 이송라인(4)의 상단이 접속되며, 상기 벌크탱크(1)의 하측에는 상기 분체 이송라인(3)의 일단이 접속되고, 상기 분체 이송라인(3)의 타단은 상기 서지탱크(2)의 상단 측에 접속됨으로써, 압축공기에 의해 상기 벌크탱크(1)로부터 상기 분체 이송라인(3)을 통해 분체가 상기 서지탱크(2)로 공급되고, 상기 서지탱크(2) 내에서는 밀도차에 의해 분체는 하부에 적층되고 공기는 상기 필터하우징(11) 안에 잔류하지 않고 상기 공기 이송라인(4)을 통해 이송하는 것을 특징으로 하는 분체 이송시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 필터하우징(11)의 외측에는 하나 이상의 중량 측정소자(14)가 접촉되게 설치되고, 상기 중량 측정소자(14)는 상기 필터하우징(11)의 중량을 측정하는 것을 특징으로 하는 분체 이송시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 필터하우징(11)의 하단에는 재활용 이송라인(6)이 연결되고, 상기 재활용 이송라인(6)은 머드 탱크(12) 측으로 연장되며, 상기 재활용 이송라인(6)에는 개폐밸브(15)가 설치되는 것을 특징으로 하는 분체 이송시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 중량 측정소자(14) 및 상기 개폐밸브(15)에는 제어부가 전기적으로 접속되고, 상기 중량 측정소자(14)가 상기 필터하우징(11)의 중량이 설정치 이상임을 감지하면 상기 제어부는 상기 개폐밸브(15)의 개방작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 분체 이송시스템.
8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분체용 필터유닛(10)은 상기 공기 이송라인(4)을 통해 공기와 분체의 혼합물이 상기 필터하우징(11)으로 공급되며, 상기 액체는 상기 분체보다 비중이 낮은 것을 특징으로 하는 분체 이송시스템.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 액체는 물인 것을 특징으로 하는 분체 이송시스템.
   
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제

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