KR101994675B1 - 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈에 관한 것으로, 오일샌드의 인입 및 배출이 이루어지는 이송라인; 상기 이송라인의 후방에 위치하며, 인입된 상기 오일샌드에 유화제를 투입하는 제1유화제 공급라인; 상기 제1유화제 공급라인의 후방에 위치하고, 상기 오일샌드의 표면으로 유화제가 흡착될 수 있도록 혼합하는 제1믹싱라인; 상기 제1믹싱라인을 통해 1차 혼합된 오일샌드에 유화제를 분사하는 제2유화제 공급라인; 일측부가 상기 이송라인과 제2유화제 공급라인에 연결되고, 상기 오일샌드의 이송 및 가압이 이루어지도록 소정의 이송 압력 및 가압 압력을 제공하는 이송펌프 라인; 상기 제2유화제 공급라인의 후방부에 위치하며, 상기 오일샌드로 희석제를 공급하는 희석제 공급라인; 상기 희석제 공급라인의 후방부에 위치하며, 유화제 및 희석제가 1차 혼합된 오일샌드의 표면에 흡착이 이루어지도록 2차 혼합하는 제2믹싱라인; 고온의 세척수를 분사하여 상기 이송라인 및 이송펌프 라인 내 비튜멘 유동 촉진화 및 세척 기능을 수행하는 세척라인; 및 복수의 웰 또는 비투멘 인입 메인라인 및 오일샌드 처리 설비와 분리 가능하게 결합되도록 상기 각각의 라인들이 모두 내부에 내장되고, 상기 각각의 라인들의 작동을 제어하는 제어장치가 내장되는 컨테이너 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈{Emulsifier injection apparatus for High Density Oil sand in Container}

본 발명은 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오일샌드의 점도 및 응집력을 낮추기 위해 제공하는 유화제 및 희석제의 공급라인 및 이송되는 오일샌드와 상기 유화제 및 희석제의 믹싱이 이루어지는 믹싱라인이 내부에 구성되며, 복수의 웰(Well)로 이루어지는 관정(管井)들에 시공된 다수개의 파이프 라인들, 또는 비투멘 인입 메인라인과 분리 가능하게 결합되는 컨테이너 모듈을 제공함으로써, 해당 관정에서 오일샌드 추출이 종료된 후 상기 컨테이너 모듈만을 별도로 분리하여 다른 관정 또는 비투멘 인입 메인라인에 재설치가 가능함에 따라 신규 관정 또는 비투멘 인입 메인라인에 대한 공사기간을 획기적으로 단축시킬 수 있음은 물론, 친환경적이면서 경제성을 향상시킬 수 있는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 오일샌드란 오일성분에 해당하는 비투맨(bitumen) 이외에 모래(quartz sand) 혹은 사암, 점토(clay), 물 및 미량의 각종 미네랄이 물리화학적으로 혼합되어 이루어진 것으로서, 그 매장된 위치에 따라 다소 성분이 다를 수 있으나, 일반적으로 75 ~ 85%의 무기물질(모래, 점토, 미네랄 등), 3~5%의 물, 1~18%의 비투맨으로 이루어져 있으며, 비투멘(Bitumen, 석유로 변환되는 타르(Tar)와 같은 물질)과 같은 중질유가 10%정도 함유되어 있다.

또한, 오일샌드에 함유된 비투멘은 검은색의 무겁고 끈적끈적한 형태의 점성질 원유로서, 8~14˚의 API값을 가지며, 점성도는 최대 수천~수백만 cP로서, 자연 상태에서는 시추공이나 송유관 내에서 흐르지 않기 때문에, 열을 가하거나 희석계(초경질원유 혹은 경질석유제품)와 혼합해 비중과 점성도를 낮춘 후 송유관으로 수송하게 된다.

이와 같은 오일샌드는 이송 중 낮은 외부온도로 인하여 파이프 외부에 스팀트래싱으로 열을 가하더라도 파이프 내부에 흐르는 오일샌드의 점도가 증가하는 현상이 발생된다.

또한, 오일샌드를 채취하여 수송관으로 이송할 때 고점도 오일샌드가 오일샌드 토출관 내벽에 스케일이 부착되어 마찰력이 증가하면서 토출유량을 감소시킬 뿐만 아니라, 오일샌드와 오일샌드 토출관 간의 마찰력에 의해 오일샌드 토출관의 압력을 올리는 현상이 발생되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1481459호

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, 오일샌드의 점도 및 응집력을 낮추기 위해 제공하는 유화제 및 희석제의 공급라인 및 이송되는 오일샌드와 상기 유화제 및 희석제의 믹싱이 이루어지는 믹싱라인이 내부에 구성되며, 복수의 웰(Well)로 이루어지는 관정들에 시공된 다수개의 파이프 라인들 또는 비투멘 인입 메인라인과 분리 가능하게 결합되는 컨테이너 모듈을 제공함으로써, 해당 관정에서 오일샌드 추출이 종료된 후 상기 컨테이너 모듈만을 별도로 분리하여 다른 관정 또는 비투멘 인입 메인라인에 재설치가 가능함에 따라 신규 관정에 대한 공사기간을 획기적으로 단축시킬 수 있음은 물론, 친환경적이면서 경제성을 향상시킬 수 있는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 오일와 모래들에 소정의 압력으로 유화제를 투입하여 오일의 점성은 낮추면서 모래와의 응집력을 저하시켜 오일샌드 이송시 이송배관의 내벽과 충돌 에너지를 최소화하고 유체흐름을 원활하게 함으로써 이송배관의 사용수명을 현저히 높일 수 있는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 후단 공정 설비 중, Free Water Knock-out vessel에서 채굴한 오일샌드로부터 오일, 물 및 샌드 등을 분리하는 분리 효율을 증가시킬 수 있는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 컨테이너 모듈 내부에 세정라인을 구성하여 오일샌드가 이송되는 이송배관의 세정 작업이 이루어지도록 함으로써, 이송배관의 세정을 위한 별도의 세정공정을 수행하지 않더라도 지속적으로 오일샌드를 이송할 수 있음은 물론, 이송배관의 마모를 방지할 수 있는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 일측 선단부에 구성되며, 오일샌드의 인입이 이루어지는 비투멘 공급부와, 타측 선단부에 구성되며, 유화제와 1차 혼합된 오일샌드를 배출하는 비투멘 배출부를 포함하며, 오일샌드의 이송이 이루어지도록 구성되는 이송라인; 상기 비투멘 공급부의 후방에 위치하며, 인입된 상기 오일샌드에 유화제를 투입하여 오일의 점도는 낮추고 모래와의 응집력을 저하시키는 제1유화제 공급라인; 상기 제1유화제 공급라인의 후방에 위치하고, 상기 오일샌드의 표면으로 유화제가 흡착될 수 있도록 혼합하는 제1믹싱라인; 상기 제1믹싱라인을 통해 1차 혼합된 오일샌드에 유화제를 분사하는 제2유화제 공급라인; 일측부가 상기 비투멘 배출부와 연결되며, 타측부가 상기 제2유화제 공급라인과 연결되고, 상기 오일샌드의 이송 및 가압이 이루어지도록 소정의 이송 압력 및 가압 압력을 제공하는 이송펌프가 구성된 이송펌프 라인; 상기 제2유화제 공급라인의 후방부에 위치하며, 희석제 공급펌프와 연결되는 희석제 공급부와, 상기 희석제 공급펌프로부터 공급되는 희석제의 공급량을 제어하는 희석제 공급 제어밸브를 포함하고, 상기 제2유화제 공급부를 통과한 오일샌드로 일정량의 희석제를 주입하는 희석제 공급라인; 상기 희석제 공급라인의 후방부에 위치하며, 유화제 및 희석제가 1차 혼합된 오일샌드의 표면에 흡착이 이루어지도록 2차 혼합하는 제2믹싱라인; 고온의 세척수를 상기 제1 및 제2믹싱라인으로 공급하여 오일샌드 후처리 고정에서 오일, 물 및 샌드의 분리를 활성화시키고, 상기 이송라인 및 이송펌프 라인을 세척하는 세척라인; 및 상기 제1 및 제2유화제 공급라인, 제1 및 제2믹싱라인, 이송펌프 라인 및 희석제 공급라인이 모두 내부에 내장될 수 있도록 소정의 공간이 형성되고, 상기 각각의 라인들과 복수의 웰 또는 비투멘 인입 메인라인 및 오일샌드 처리 설비와 분리 가능하게 결합되도록 구성되며, 상기 각각의 라인들의 작동을 제어하는 제어장치가 내장되는 컨테이너 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이송라인은, 상기 이송펌프 라인의 전방측에 형성되며, 양단부에 상기 비투멘 공급부 및 비투멘 배출부가 형성되고, 상기 제1유화제 공급라인 및 제1믹싱라인이 구성되는 제1이송배관라인과, 상기 이송펌프 라인의 후방측에 형성되며, 상기 제2유화제 공급라인, 희석제 공급라인, 제2믹싱라인이 각각 설치되는 제2이송배관라인으로 구성되고, 상기 이송펌프로부터 공급되는 이송 압력 및 가압 압력에 의해 이송이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1유화제 공급라인은 상기 오일샌드에 유화제를 공급하는 유화제 공급부; 상기 제어장치의 제어에 의해 구동하며, 상기 오일샌드의 유입량에 따라 유화제의 투입량을 제어하는 유화제 공급 개폐밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이송펌프 라인은, 상기 이송펌프로부터 토출되는 이송 압력 정보를 표시하고, 이송 압력량을 조절하는 제1이송 압력 제어부와, 상기 제2유화제 공급라인측으로 토출되는 가압 압력 정보를 표시하고, 가압 압력량을 조절하는 제2이송 압력 제어부로 구성되는 이송 압력 제어부; 상기 제1 및 제2이송배관라인을 연결하고, 상기 제1믹싱라인을 통과한 오일샌드에 상기 이송펌프로부터 토출되는 가압 압력을 제공하는 이송 압력 순환라인; 상기 이송 압력 및 가압 압력을 제공하는 이송펌프를 냉각 및 실링시키기 위해 냉각수를 공급하는 냉각수 공급라인; 및 상기 이송펌프에 구성되는 이물질들을 배출하는 실-드레인(Seal-drain) 라인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 세척라인은, 상기 컨테이너 모듈의 내부에 연결 구성되며, 세척수의 이송이 이루어지는 세척 메인라인; 상기 세척 메인라인을 세척수 공급장치와 분리 가능하게 결합하는 세척수 공급부; 상기 세척 메인라인으로부터 분기되게 구성되며, 상기 제1믹싱라인과 연결되어 제1이송배관라인을 세척하는 제1세척수 공급라인; 상기 제2유화제 공급라인의 전방측에 연결되며, 상기 제2이송배관라인을 세척하는 제2세척수 공급라인; 및 세척수의 공급 압력, 공급량을 제어하고, 일정량 이상의 세척수가 공급되는 경우, 이를 순환시키는 복수의 세척수 순환라인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 오일샌드 추출이 종료된 후 컨테이너 모듈만을 별도로 분리하여 다른 관정 또는 비투멘 인입 메인라인에서 재설치가 가능함에 따라 신규 관정에 대한 공사기간을 획기적으로 단축시킬 수 있음은 물론, 친환경적이면서 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 오일와 모래들에 소정의 압력으로 유화제를 투입하여 오일의 점성은 낮추면서 모래와의 응집력을 저하시켜 오일샌드 이송시 이송배관의 내벽과 충돌 에너지를 최소화하고 유체흐름을 원활하게 함으로써 이송배관의 사용수명을 현저히 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 후단 공정 설비 중, Free Water Knock-out vessel에서 채굴한 오일샌드로부터 오일, 물 및 샌드 등을 분리하는 분리 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 컨테이너 모듈 내부에 세정라인을 구성하여 오일샌드가 이송되는 이송배관의 세정 작업이 이루어지도록 함으로써, 이송배관의 세정을 위한 별도의 세정공정을 수행하지 않더라도 지속적으로 오일샌드를 이송할 수 있음은 물론, 이송배관의 마모를 방지할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈을 나타낸 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈의 내부 구성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈을 나타낸 공정도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈을 나타낸 도면, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈의 내부 구성을 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈을 나타낸 공정도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈은 지하에서부터 채굴된 오일샌드를 후 처리 시설로 이송하도록 구성되며, 이송의 효율을 높이기 위하여 이송되는 오일샌드측으로 소정의 압력으로 유화제 및 희석제를 공급하고, 상기 유화제 및 희석제와 오일샌드 간의 믹싱(Mixing)을 통해 오일샌드를 이루는 오일, 물 및 모래 등의 분리가 이루어지도록 하고, 오일샌드의 점도를 저하시켜 오일샌드의 원활한 이송이 이루어지도록 구성되는 것으로, 이송라인(100), 제1유화제 공급라인(110), 제1믹싱라인(120), 이송펌프 라인(130), 제2유화제 공급라인(140), 희석제 공급라인(150), 제2믹싱라인(160), 세척라인(170) 및 컨테이너 모듈(200)을 포함하여 구성된다.

이송라인(100)은 컨테이너 모듈(200)의 내부에 구성되며, 오일샌드에 해당하는 비투멘(Bitumen)의 인입, 이송 및 배출이 이루어지는 배관 라인으로, 비투멘 공급부(102) 및 비투멘 배출부(104)를 포함하여 구성된다.

비투멘 공급부(102)는 이송라인(100)의 일측 선단부에 구성되며, 컨테이너 모듈(200)의 전방측 프레임에 구성되어 오일샌드에 해당하는 비투멘(Bitumen)의 공급이 이루어지도록 복수의 웰(또는 복수의 관정) 또는 비투멘 인입메인라인에 시공되어 지하에 매립된 오일샌드를 지상으로 이송시키는 오일샌드 파이프 라인과 분리 가능하게 연결된다.

이러한 비투멘 공급부(102)는 상기 컨테이너 모듈(200)의 외면으로 노출이 이루어지도록 구성되어 상기 관정들과 직접 연결이 이루어지도록 결합 플랜지가 구성될 수 있으며, 바람직하게는 컨테이너 모듈(200)에 상기 비투멘 공급부(102)의 선단부와 상기 관정 또는 비투멘 인입메인라인을 연결하는 연결 플랜지(210)로 구성되어 상기 연결 플랜지(210)에 의해 비투멘 공급부(102)와 관정들 또는 비투멘 인입메인라인 간의 결합이 이루어지도록 구성될 수도 있을 것이다.

또한, 비투멘 배출부(104)는 이송라인(100)의 상측 선단부에 구성되며, 컨테이너 모듈(200)의 내부에서 이송펌프 라인(130)과 연결되는 것으로, 이송펌프 라인(130)으로부터 제공되는 이송 압력(예를 들어 흡입 압력)이 이송라인(100)의 내부로 공급되도록 함과 동시에 비투멘 공급부(102)로 유입된 오일샌드가 상기 이송 압력에 의해 이송라인(100)을 따라 이송이 이루어지도록 한다.

한편, 본 발명에 기재된 이송라인(100)은 이송펌프 라인(130)의 전방측에 형성되며, 제1유화제 공급라인(110) 및 제1믹싱라인(120)이 구성되는 제1이송배관라인과, 상기 이송펌프 라인(130)의 후방측에 형성되며, 제2유화제 공급라인(140), 희석제 공급라인(150), 제2믹싱라인(160)이 각각 설치되는 제2이송배관라인으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1 및 제2이송배관라인은 이송펌프 라인(130)에 구성되는 이송펌프(130a)와 연결되게 구성되어 이송되는 오일샌드가 이송펌프로부터 공급되는 이송 압력 및 가압 압력에 의해 이송이 이루어지도록 구성될 수 있다.

하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 제2이송배관라인은 이송펌프 라인에 구성되는 배관으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.

제1유화제 공급라인(110)은 통상의 파이프로 이루어지는 배관라인으로 이루어지며, 오일샌드의 이송이 이루어지는 이송라인(100)의 전방측에 위치하는 비투멘 공급부(102)의 후방에 위치하도록 구성되는 것으로, 오일샌드를 이루는 성분 중 오일와 모래들 사이에 소정의 압력으로 유화제를 투입하여 상기 오일의 점도는 낮추면서 고체성의 모래와의 응집력을 저하시켜 오일샌드의 이송시 이송라인(100)의 배관 내벽과 오일샌드 간의 충돌 에너지를 최소화하고 유체흐름을 원활하게 함으로써, 상기 오일샌드의 원활한 이송이 이루어지도록 한다.

이러한 제1유화제 공급라인(110)은 상기 비투멘 공급부(102)를 통해 유입되는 오일샌드에 유화제를 공급하는 유화제 공급부(114)가 구성된다.

유화제 공급부(114)는 제1유화제 공급라인(110)으로부터 분기되게 구성되며, 컨테이너 모듈(200)의 외부에 구성되는 유화제 공급장치(미도시)와 연결되어 일정량의 유화제의 공급이 이루어지도록 구성된다.

이때, 제1유화제 공급라인(110)에는 상기 비투멘 공급부(102)를 통해 오일샌드의 유입이 이루어지는 경우, 상기 유화제 공급부(114)로 일정량의 유화제가 투입이 이루어질 수 있도록 제어할 수 있도록 유화제 공급장치(미도시), 상기 유화제 공급장치에 구성되는 제어밸브 및 유화제 공급 개폐밸브(116)가 더 구성될 수 있다.

이때, 유화제 공급 제어장치는 상기 오일샌드의 유입량에 따라 유화제의 투입량을 제어하도록 구성될 수 있으며, 컨테이너 모듈(200)의 일면에 구성되는 제어장치(미도시)의 제어에 의해 상기 유화제 공급부(114)의 개폐량을 제어하여 유화제의 공급량에 대한 제어가 이루어지도록 구성될 수 있다.

제1믹싱라인(120)은 상기 유화제 공급 개폐밸브(116)의 후방부에 위치하도록 구성되어 제1유화제 공급라인(110)을 통과한 오일샌드의 표면으로 유화제가 균일하게 흡착이 이루어지도록 혼합하며, 상기 제어장치의 제어에 따라 구동이 제어된다.

또한, 제1믹싱라인(120)은 후술할 세척라인(170)의 제1세척수 공급라인(172)과 연결되어 내부 세척 공정 및 고온의 물을 비투멘과 함께 이송하도록 구성된다.

이송펌프 라인(130)은 이송라인(100)에 구성되는 비투멘 배출부(104)와 연결되어 비투멘 공급부(102)를 통해 인입되는 오일샌드가 이송펌프(130a)측으로 이송이 이루어질 수 있도록 소정의 이송 압력을 상기 이송라인(100)측으로 제공하고, 이와 동시에 제1믹싱라인(120)을 통과한 오일샌드가 제2유화제 공급라인(140)측으로 이송될 수 있도록 소정의 가압력을 제공한다.

이러한 이송펌프 라인(130)은 이송라인(100)측으로 제공하는 이송 압력에 대한 정보와 제2유화제 공급라인(140)측으로 제공하는 가압 압력에 대한 정보를 각각 제공하는 이송 압력 제어부(132)가 구성된다.

이때, 이송 압력 제어부(132)는 상기 제어장치에 의해 상기 이송 압력 및 가압 압력의 조절이 이루어지도록 구성된다.

이송 압력 제어부(132)는 이송라인(100)의 비튜멘 배출부(104)측에 구성되어 상기 이송펌프 라인(130)에 구성되는 이송펌프로부터 토출되는 이송 압력 정보를 표시하고, 제공되는 이송 압력량을 조절하여 일정한 압력으로 제공이 이루어지도록 하는 제1이송 압력 제어부(132a)와, 제2유화제 공급라인(140)과 연결되는 이송펌프 라인(130) 상에 구성되며, 제2유화제 공급라인(140)측으로 토출되는 가압 압력 정보를 표시함과 동시에 제어장치(250)의 제어에 따라 상기 가압 압력량을 조절하여 일정한 압력으로 제공될 수 있도록 하는 제2이송 압력 제어부(132b)로 구성될 수 있다.

또한, 이송펌프 라인(130)에는 일단이 이송펌프(130a)와 제2유화제 공급라인(140) 사이에 연결되고, 타단이 이송라인(100)에 구성되며 제1믹싱라인(120)의 후방측에 연결되도록 구성되는 이송 압력 순환라인(134)이 구성된다.

이송 압력 순환라인(134)은 이송라인(100)의 압력이 상승하여 이송펌프(130a)에서 가압할 필요가 없을 경우 사용하도록 구성되고, 상기 이송펌프(130a)로부터 가압 압력이 제공되지 않는다 하더라도 제1믹싱라인(120)을 통과한 오일샌드가 비튜멘 배출부(104)측으로 상기 오일샌드를 이송시켜 제2세척수 공급라인(174)의 전단과 연결되는 이송라인(100)측으로 이송이 이루어지도록 구성된다.

또한, 본 발명의 이송펌프 라인(130)에는 상기 이송 압력 및 가압 압력을 제공하는 이송펌프(130a)를 냉각시키기 위해 냉각수를 공급하는 냉각수 공급라인(136)과, 상기 이송펌프(130a)의 내부에 구성되는 각종 이물질들, 또는 상기 이송펌프(130a)와 이송펌프 라인(130)의 연결부에 구성되는 실링부에 구성되는 이물질들 및 냉각수 공급라인(136)을 통해 공급되는 냉각수를 배출하는 실-드레인(Seal-drain) 라인(138)이 더 구성될 수 있다.

이때, 실-드레인 라인(138)은 과공급되는 이송 압력, 또는 가압 압력의 배출이 이루어지도록 구성될 수도 있을 것이다.

제2유화제 공급라인(140)은 제1믹싱라인(120)을 통해 유화제와 1차 혼합된 오일샌드에 추가 유화제를 분사하여 이송펌프 라인(130)을 통해 가압되는 1차 혼합 상태의 오일샌드의 응집력을 저하시켜 오일샌드의 더욱 원활한 이송이 이루어지도록 한다.

이러한 제2유화제 공급라인(140)은 전술한 제1유화제 공급라인(110)과 동일하게 구성됨이 바람직하다. 즉, 제1유화제 공급라인(110)과 마찬가지로 유화제 공급부(114), 유화제 공급장치, 유화제 공급 개폐밸브(116) 등이 구성되는 것이다.

희석제 공급라인(150)은 제2유화제 공급라인(140)의 후방부에 위치하며, 상기 제2유화제 공급부를 통과한 오일샌드의 성분 분리를 촉진시키기 위해 일정량의 희석제를 주입하는 구성요소이다.

이러한 희석제 공급라인(150)은 희석제 공급장치에 구성되는 희석제 제어밸브(미도시)의 제어에 따라 일정량의 희석제를 이송펌프(130a)의 후방부에 연결되는 이송라인(100)측으로 공급한다. 이때, 희석제 공급라인(150)은 공급되는 희석제의 공급 여부를 제어하는 희석제 공급 개페밸브(152)가 구성된다.

이때, 희석제 공급라인(150)은 상기 제어장치의 제어에 따라 일정량의 희석제의 공급이 이루어지도록 제어될 수도 있을 것이다.

또한, 희석제 공급라인(150)은 컨테이너 모듈(200)의 일면에 구성되며, 희석제 공급펌프(156)와 연결되게 구성되어 일정량의 희석제를 희석제 공급라인(150)측으로 주입하는 희석제 공급부(154)가 구성된다. 희석제 공급부(154)는 통상의 결합 플랜지로 이루어질 수 있다.

이때, 희석제 공급펌프(156) 및 희석제 드럼(158)은 컨테이너 모듈(200)의 외부에 구성되며, 복수의 웰 또는 비투멘 인입메인라인로부터 컨테이너 모듈(200)을 분리하여 이동할 때 희석제 공급라인(150)의 희석제 공급부(154)와 분리가 이루어지도록 구성되며, 상기 컨테이너 모듈(200)과는 독립적으로 이동이 이루어지도록 구성되거나, 또는 각 복수의 웰 또는 비투멘 인입메인라인이 시공된 위치 마다 설치가 이루어질 수도 있을 것이다.

제2믹싱라인(160)은 상기 희석제 공급라인(150)의 후방부에 위치하며, 희석제 공급라인(150)을 통과한 오일샌드와, 제2유화제 공급라인(140) 및 희석제 공급라인(150)을 통해 공급된 각각의 유화제 및 희석제가 오일샌드의 표면에 골고루 분포되어 흡착이 이루어지도록 하는 구성요소이다.

이러한 제2믹싱라인(160)은 상기 제2믹싱라인(160)을 통과한 오일샌드를 컨테이너 모듈(200)의 외부에 구성되는 오일샌드 처리시설(미도시)로 이송하는 오일샌드 배출라인(164)이 구성된다. 오일샌드 배출라인(164)은 통상의 결합 플랜지로 이루어질 수 있다.

세척라인(170)은 고온의 물을 제1믹싱라인(120)과 제2믹싱라인(160)으로 공급하여 후공정에서 오일, 물 및 샌드의 분리가 활성화를 이루도록 하며, 고밀도 오일샌드를 이송할 때 이송라인(100)의 배관 내벽에 쌓여지는 스케일 등과 같은 이물질로 인해 발생하는 압력손실을 최소화하고, 오일샌드의 처리를 위한 후공정에서 유수분리를 촉진시키고, 이송라인(100) 및 이송펌프 라인(130) 등의 세척을 위해 상기 각각의 라인들(110, 120, 130, 140, 150, 160)을 이루는 다수개의 배관들을 해체할 필요없이 세척이 이루어지도록 한다.

이에, 별도의 세정공정을 수행하지 않더라도 지속적으로 오일샌드를 이송할 수 있다.

이때, 세척라인(170)은 제1, 또는 제2유화제 공급라인(110, 140), 희석제 공급라인(150)과 각각 연결되어 고온의 세척수의 공급시 유화제 및 희석제를 일정량 추가 투입하여 오일샌드의 유동성 확보 및 세척이 이루어지도록 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

세척라인(170)은 컨테이너 모듈(200)의 내부에 연결 구성되며, 세척수의 이송이 이루어지는 세척 메인라인과, 상기 세척 메인라인을 세척수 공급장치와 분리 가능하게 결합하는 세척수 공급부(176)와, 상기 세척 메인라인으로부터 분기되게 구성되며, 제1믹싱라인(120)에 구성되는 1차 믹싱장치와 연결되는 제1세척수 공급라인(172)과, 제2이송배관라인에 연결되며, 제2유화제 공급라인(140)의 전방측에 연결되는 제2세척수 공급라인(174)이 구성되어 이송라인(100)에 대한 유동성 확보 및 세척 공정이 이루어지도록 구성된다.

이때, 상기 제어장치는 제1믹싱라인(120)으로부터 혼합이 완료된 오일샌드가 이송펌프 라인(130)측으로의 이송이 완료되는 경우에만, 제1세척수 공급라인(172)의 개방 작동이 이루어지도록 제어할 수 있다.

또한, 제어장치는 이송펌프 라인(130)으로부터 제2유화제 공급라인(140)측으로 오일샌드의 이송이 완료된 경우에만, 제2세척수 공급라인(174)의 개방 작동이 이루어지도록 제어할 수 있다.

아울러, 본 발명의 세척라인(170)에는 세척수의 공급 압력, 공급량을 제어하고, 일정량 이상의 세척수가 공급되는 경우, 이를 순환시키는 복수의 세척수 순환라인이 더 구성될 수 있다.

컨테이너 모듈(200)은 전술한 제1 및 제2유화제 공급라인(110, 140), 제1 및 제2믹싱라인(120, 160), 이송펌프 라인(130) 및 희석제 공급라인(150)이 모두 내부에 내장될 수 있도록 소정의 공간이 형성되는 함체로 이루어지며, 상기 각각의 라인들(110, 120, 130, 140, 150, 160)과 복수의 웰 또는 비투멘 인입메인라인 및 오일샌드 처리 설비와 분리 가능하게 결합이 이루어지도록 구성된다.

이러한 컨테이너 모듈(200)은 내부에 상기 각각의 라인들(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 유지 보수 작업을 수행할 수 있도록 상기 내부 공간을 개폐하는 도어 프레임이 더 구성되고, 유화제 및 희석제의 공급량, 이송펌프의 이송 압력 및 가압 압력의 공급값의 설정 등이 이루어지도록 하는 제어장치가 더 구성될 수 있다.

또한, 컨테이너 모듈(200)은 상기 각각의 라인들(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 단부를 이루며, 결합 플랜지 및 매체의 공급 및 배출의 기능을 수행하는 비투멘 공급부(102), 냉각수 공급라인(136), 실-드레인 라인(138), 희석제 공급부(154), 오일샌드 배출라인(164) 등의 매체 공급 및 배출부와 연결되는 연결 플랜지(210)가 구성되어 상기 매체 공급 및 배출부와 복수의 웰 및 오일샌드 처리 설비 간의 용이한 분리 및 결합이 이루어지도록 구성될 수 있다.

또한, 컨테이너 모듈(200)에는 각각의 라인들(110, 120, 130, 140, 150, 160)이 컨테이너 모듈(200)의 내부에 장착될 수 있도록 바닥 프레임의 역할을 하는 지지 프레임(220)과, 상기 지지 프레임(220)의 상부에 상향 연장되게 형성되며, 상기 각각의 라인들(110, 120, 130, 140, 150, 160)이 지지 프레임(220)의 상부로부터 소정 간격 이격되게 구성될 수 있도록 하는 배관 지지 프레임(222)을 더 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 복수의 웰(Well)로 이루어지는 관정(管井)들에 시공된 다수개의 파이프 라인들 또는 비투멘 인입메인라인과 컨테이너 모듈(200)을 연결하거나, 또는 상기 컨테이너 모듈(200) 만을 상기 다수개의 파이프 라인들 또는 비투멘 인입메인라인과 분리가 이루어지도록 함으로써, 오일샌드 추출이 종료된 관정에서는 간단하게 오일샌드 유화제 주입장치의 분해 작업을 완료할 수 있고, 신규공장에 상기 오일샌드 유화제 주입장치의 설치시 컨테이너 모듈(200) 만을 연결하면 되므로, 설치에 대한 공사기간을 획기적으로 단축시킬 수 있을 것이다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 이송라인 102: 비투멘 공급부
104: 비투멘 배출부 110: 제1유화제 공급라인
114: 유화제 공급부 116: 유화제 공급 개폐밸브
120: 제1믹싱라인 130: 이송펌프 라인
130a: 이송펌프 132: 이송 압력 제어부
134: 이송 압력 순환라인 136: 냉각수 공급라인
138: 실-드레인 라인 140: 제2유화제 공급라인
150: 희석제 공급라인 152: 희석제 공급 개폐밸브
154: 희석제 공급부 156: 희석제 공급펌프
158: 희석제 드럼 160: 제2믹싱라인
170: 세척라인 172: 제1세척수 공급라인
174: 제2세척수 공급라인 200: 컨테이너 모듈
210: 연결 플랜지 220: 지지 프레임
222: 배관 지지 프레임

Claims (4)

1. 일측 선단부에 구성되며, 오일샌드의 인입이 이루어지는 비투멘 공급부와, 타측 선단부에 구성되며, 유화제와 1차 혼합된 오일샌드를 배출하는 비투멘 배출부를 포함하며, 오일샌드의 이송이 이루어지도록 구성되는 이송라인;
   상기 비투멘 공급부의 후방에 위치하며, 인입된 상기 오일샌드에 유화제를 투입하여 오일의 점도는 낮추고 모래와의 응집력을 저하시키는 제1유화제 공급라인;
   상기 제1유화제 공급라인의 후방에 위치하고, 상기 오일샌드의 표면으로 유화제가 흡착될 수 있도록 혼합하는 제1믹싱라인;
   상기 제1믹싱라인을 통해 1차 혼합된 오일샌드에 유화제를 분사하는 제2유화제 공급라인;
   일측부가 상기 비투멘 배출부와 연결되며, 타측부가 상기 제2유화제 공급라인과 연결되고, 상기 오일샌드의 이송 및 가압이 이루어지도록 소정의 이송 압력 및 가압 압력을 제공하는 이송펌프가 구성된 이송펌프 라인;
   상기 제2유화제 공급라인의 후방부에 위치하며, 희석제 공급펌프와 연결되는 희석제 공급부와, 상기 희석제 공급펌프로부터 공급되는 희석제의 공급량을 제어하는 희석제 공급 제어밸브를 포함하고, 상기 제2유화제 공급라인를 통과한 오일샌드로 일정량의 희석제를 주입하는 희석제 공급라인;
   상기 희석제 공급라인의 후방부에 위치하며, 유화제 및 희석제가 1차 혼합된 오일샌드의 표면에 흡착이 이루어지도록 2차 혼합하는 제2믹싱라인;
   고온의 세척수를 상기 제1 및 제2믹싱라인으로 공급하여 오일샌드 후처리 고정에서 오일, 물 및 샌드의 분리를 활성화시키고, 상기 이송라인 및 이송펌프 라인을 세척하는 세척라인; 및
   상기 제1 및 제2유화제 공급라인, 제1 및 제2믹싱라인, 이송펌프 라인 및 희석제 공급라인이 모두 내부에 내장될 수 있도록 소정의 공간이 형성되고, 상기 각각의 라인들과 복수의 웰 또는 비투멘 인입 메인라인 및 오일샌드 처리 설비와 분리 가능하게 결합되도록 구성되며, 상기 각각의 라인들의 작동을 제어하는 제어장치가 내장되는 컨테이너 모듈;을 포함하고,
   상기 이송라인은, 상기 이송펌프 라인의 전방측에 형성되며, 양단부에 상기 비투멘 공급부 및 비투멘 배출부가 형성되고, 상기 제1유화제 공급라인 및 제1믹싱라인이 구성되는 제1이송배관라인과, 상기 이송펌프 라인의 후방측에 형성되며, 상기 제2유화제 공급라인, 희석제 공급라인, 제2믹싱라인이 각각 설치되는 제2이송배관라인으로 구성되고, 상기 이송펌프로부터 공급되는 이송 압력 및 가압 압력에 의해 이송이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1유화제 공급라인은
   상기 오일샌드에 유화제를 공급하는 유화제 공급부;
   상기 제어장치의 제어에 의해 구동하며, 상기 오일샌드의 유입량에 따라 유화제의 투입량을 제어하는 유화제 공급 개폐밸브;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 이송펌프 라인은,
   이송펌프;
   상기 이송펌프로부터 토출되는 이송 압력 정보를 표시하고, 이송 압력량을 조절하는 제1이송 압력 제어부와, 상기 제2유화제 공급라인측으로 토출되는 가압 압력 정보를 표시하고, 가압 압력량을 조절하는 제2이송 압력 제어부로 구성되는 이송 압력 제어부;
   상기 제1 및 제2이송배관라인을 연결하고, 상기 제1믹싱라인을 통과한 오일샌드에 상기 이송펌프로부터 토출되는 가압 압력을 제공하는 이송 압력 순환라인;
   상기 이송 압력 및 가압 압력을 제공하는 이송펌프를 냉각시키기 위해 냉각수를 순환시키는 냉각수 공급라인; 및
   상기 냉각수와 이송라인 내부의 이물질들을 배출하는 실-드레인(Seal-drain) 라인;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 세척라인은,
   상기 컨테이너 모듈의 내부에 연결 구성되며, 세척수의 이송이 이루어지는 세척 메인라인;
   상기 세척 메인라인을 세척수 공급장치와 분리 가능하게 결합하는 세척수 공급부;
   상기 세척 메인라인으로부터 분기되게 구성되며, 상기 제1믹싱라인과 연결되어 제1이송배관라인을 세척하는 제1세척수 공급라인;
   상기 제2유화제 공급라인의 전방측에 연결되며, 상기 제2이송배관라인을 세척하는 제2세척수 공급라인; 및
   세척수의 공급 압력, 공급량을 제어하고, 일정량 이상의 세척수가 공급되는 경우, 이를 순환시키는 복수의 세척수 순환라인;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일샌드 유화제 주입장치가 내장된 컨테이너 모듈.
   

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