KR102017208B1 - 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치 - Google Patents

천부 가스전의 천부 가스 생산 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 시추홀에서 천부 가스 생산이 가능한 저류층 구간의 상하부를 패커로 차단하고 해당 구간의 이수만을 제거하는 동시에 지표에서부터 상부 패커까지 구간에 이수를 지속적으로 순환시켜, 천부 가스전 생산 및 생산 테스트 간 갑작스러운 가스 분출 또는 가스 폭발에 의한 위험 요소를 제어하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는, 지하에 위치하는 저류층의 높이에 대응하도록 높이가 조절되는 본체부; 상기 본체부의 상부에 연결되는 제 1 패커; 및 상기 본체부의 하부에 연결되는 제 2 패커;를 갖는 천부 가스 생산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

천부 가스전의 천부 가스 생산 장치{DEVICE FOR PRODUCING SHALLOW GAS OF SHALLOW GAS FIELD}
본 발명은 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하 1,000 미터 이하의 천부 가스전에서 천부 가스의 분출 또는 천부 가스의 폭발에 의한 위험 요소를 제어함과 아울러 천부 가스를 생산하거나 또는 천부 가스의 생산을 테스트하기 위한 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 천부 가스전(Shallow Gas Field)은 전 세계적으로 광범위하게 분포하고 있지만 전통 가스전에 비해 상대적으로 작은 규모이며, 낮은 저류층 압력을 가지고 있다.
천부 가스의 정확한 정의는 없지만 앞서 진행된 여러 연구에서 1,000 미터 이하의 심도에 매장되어 있는 가스로 정의하고 있다.
천부 가스는 열기원(Thermogenic)과 생물기원(Biogenic) 과정에 의해 생성되지만 대부분 생물 기원 가스이다(도 1 참조).
열기원 가스는 120 ℃ 이상의 고온, 고압 조건의 심부 가스 근원암으로부터 생성된 가스가 지층 균열과 단층(Fault)을 통해 천부로 이동(Migration)하여 저류층에 집적되며, 생물 기원 가스는 75 ℃ 이하의 저온, 저압 조건의 낮은 심도에서 미생물 활성(Microbial Activity)에 의해 생성된다.
천부 가스 저류층은 전통 가스전과 달리 상부 퇴적물에 의한 압력(Overburden Pressure)이 낮기 때문에, 저류층 내 공극률(Porosity)과 유체 투과도(Permeability)가 큰 경우가 많다.
하지만, 저류층의 퇴적 시기가 길어질수록 고결되어 낮은 공극률과 유체 투과도를 갖는 경우도 있다.
최근 신규 가스전 발견이 줄어들고 가스 수요는 지속적으로 증가하고 있으며(도 2 참조), 2014 년부터 이어진 저유가로 인해 상대적으로 비용 및 리스크가 낮은 천부 가스전 개발에 대한 관심이 증가하고 있다.
최근에는 포항에서도 천부 가스가 발견됨에 따라 개발 가능성에 대한 기대가 증가하고 있어 천부 가스전 개발 연구에 대한 필요성이 부각되고 있다.
2018 년 3 월 포항 해당 지역에 대한 시추 및 물리 검층이 수행되었으며, 이를 통해 천부 가스 부존층으로 추정되는 지층을 확인하였다.
포항 천부 가스는 도심 지역 하부 약 200 미터에 위치한 지층에 부존되어 있는 것으로 추정된다.
해양 부유성의 미고결 퇴적물로 채워져 있는 포항 지역은 1970년대부터 석유 가스 부존 가능성이 높은 지역으로 많은 주목을 받았으며, 해당 발견은 국내 천부가스 개발 기술 및 연구 발전에 많은 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
일반적인 가스전 시추에서는 시추가 이루어진 시추 공벽을 케이싱으로 차단하여 시추 공내 압력을 유지한 상태에서, 비중을 조절할 수 있는 이수(Drilling Mud)를 주입하여 저류층에서 발생하는 가스 압력에 의한 유정 폭발을 방지한다.
그러나, 상대적으로 저비용으로 시추가 가능한 천부 가스전에서 시추공 내 압력을 제어하기 위해 시추공 전체 구간에 케이싱을 설치할 경우 비용 증가와 함께 시공 시간이 증가하는 문제점이 존재하며, 케이싱 설치가 이루어지지 않은 경우 시추공 내에 주입된 이수가 균열이 다른 저류층을 따라 유출됨에 따라 시추공 내 정수압을 유지하기 어려운 문제점이 있다.
2017 년 3 월 포항 대잠동의 지하수 시추 과정에서 발생한 가스 누출의 경우 시추공 내 정수압을 유지하기 위한 이수가 충분하지 않았으며, 이로 인해 가스가 지표로 유출되어 폭발 사고가 발생하였고(도 3 참조), 발견 당시 불길은 현재까지 타오르고 있다(도 4 참조).
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0096653호 (2016.08.16. 공개)
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시추홀에서 천부 가스 생산이 가능한 저류층 구간의 상하부를 패커로 차단하고 해당 구간의 이수만을 제거하는 동시에 지표에서부터 상부 패커까지 구간에 이수를 지속적으로 순환시켜, 천부 가스전 생산 및 생산 테스트 간 갑작스러운 가스 분출 또는 가스 폭발에 의한 위험 요소를 제어하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는, 지하에 위치하는 저류층의 높이에 대응하도록 높이가 조절되는 본체부; 상기 본체부의 상부에 연결되는 제 1 패커; 및 상기 본체부의 하부에 연결되는 제 2 패커;를 갖는 천부 가스 생산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 상기 제 1 패커는, 상부에 존재하는 이수의 수압을 제어함과 아울러 상기 본체부의 압력 강하를 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 상기 제 2 패커는, 상기 본체부의 압력 강하를 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는, 지표에 설치되는 제어부를 포함하며, 상기 제어부로부터 시추공 내로 삽입되어 상기 제 1 패커까지 연결되며 외벽이 격자 형태의 그물망을 갖는 스크린으로 형성되는 튜빙을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 상기 튜빙은, 동심원 형태로 연결부에 의해 연결되는 내부관과 외부관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 상기 본체부는, 상기 저류층으로부터 시추되는 천부 가스의 물성 정보를 측정하기 위한 압력 센서와, 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 상기 제어부는, 상기 본체부 내부와 상기 튜빙의 내부관 내의 잔류 이수와, 상기 본체부 내의 지층수와, 천부 가스를 지표로 뽑아내는 제 1 콤프레서; 상기 제 1 콤프레서에 의해 뽑아낸 상기 잔류 이수와, 상기 지층수와, 상기 천부 가스의 양을 측정하는 제 1 유량계; 및 상기 본체부의 내부를 따라 이동한 상기 지층수와, 상기 천부 가스의 지표 압력을 측정하는 제 1 압력계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체부 내부와 상기 튜빙 내 이수와 상기 천부 가스를 지표로 뽑아내는 제 1 콤프레서; 상기 제 1 콤프레서에 의해 뽑아낸 상기 튜빙의 내부관 내 기존 이수와, 지층수와, 상기 천부 가스의 양을 측정하는 제 1 유량계; 및 상기 본체부의 내부를 따라 이동한 유체와 가스의 지표 압력을 측정하는 제 1 압력계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 상기 제어부는, 상기 튜빙의 외부관을 따라 이수를 주입하는 제 2 콤프레서; 상기 튜빙의 외부관으로 주입되고 있는 이수의 양을 측정하는 제 2 유량계; 및 상기 튜빙의 외부관으로 주입되고 있는 이수의 주입 압력을 측정하는 제 2 압력계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는, 상기 제 1 패커를 이동시켜서 상기 본체부의 높이를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는, 상기 본체부를 복수개 결합하여 상기 본체부의 높이를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 상기 제 1 패커와 상기 제 2 패커는, 부풀려져서 시추공의 측벽에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 상기 본체부의 측벽은, 상기 저류층으로부터 유입되는 지층수 또는 천부 가스가 상기 천부 가스 생산부 내로 유입될 수 있도록 격자 형태의 그물망을 갖는 스크린으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
본 발명에 의하면, 시추홀에서 천부 가스 생산 구간의 상하부 구간을 패커로 차단하고 해당 구간의 이수를 제거함과 동시에 저류층 상부 구간의 이수 압력을 유지함으로써, 천부 가스전에서 가스 분출 또는 가스 폭발에 의한 위험 요소를 제어함과 아울러 천부 가스를 안전하게 생산하거나 또는 천부 가스의 생산을 테스트할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 탄화수소의 생성을 나타내는 개요도.
도 2는 글로벌 천연 가스의 소비량을 나타내는 그래프.
도 3은 포항에서 천부 가스전의 위치를 나타내는 지도.
도 4는 포항에서 천부 가스의 화재를 나타내는 사진.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치의 전체 구성을 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서 튜빙의 구성을 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서 제 1 패커가 이동함으로써 본체부의 높이를 조절하는 구성을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서 본체부를 복수개 결합하여 본체부의 높이를 조절하는 구성을 나타내는 도면.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치의 전체 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는 제 1 패커(100)와, 제 2 패커(200)와, 본체부(300)를 갖는 천부 가스 생산부(10)와, 제어부(400)와, 튜빙(500)을 포함한다.
우선, 본체부(300)는 지하에 위치하는 저류층(R)의 높이에 대응하도록 높이가 조절되는 구성을 가진다.
이러한 본체부(300)는 압력 센서(310)와, 온도 센서(320)를 더 포함한다.
압력 센서(310)는 저류층(R)으로부터 시추되는 천부 가스의 압력을 센싱하고, 온도 센서(320)는 저류층(R)에 대비되는 시추공 내 온도를 센싱한다.
본 발명에서는 설명의 용이함을 위해, 본체부(300)가 압력 센서(310)와, 온도 센서(320)를 더 포함하는 것으로 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 본체부(300)는 저류층(R)으로부터 시추되는 천부 가스의 물성 정보를 측정하기 위한 다양한 센서를 더 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서, 본체부(300)의 측벽은 격자 형태의 그물망을 갖는 스크린(330)으로 형성된다. 이에 의해, 저류층(R)으로부터 유입되는 지층수 또는 천부 가스가 스크린(330)을 통과하여 천부 가스 생산부(10) 내로 유입될 수 있다.
다음, 제 1 패커(100)는 본체부(300)의 상부에 연결된다.
이와 같이, 본체부(300)의 상부에 연결되는 제 1 패커(100)는, 제 1 패커(100)의 상부에 존재하는 이수(W1)의 수압을 제어한다.
아울러, 제 1 패커(100)는 본체부(300)의 압력 강하를 유지하는 역할도 수행한다.
또한, 제 2 패커(200)는 본체부(300)의 하부에 연결된다.
이와 같이, 본체부(300)의 하부에 연결되는 제 2 패커(200)는 본체부(300)의 압력 강하를 유지하는 역할을 수행한다.
한편, 제 1 패커(100)와 제 2 패커(200)는 부풀려져서 시추공의 측벽에 밀착하게 된다.
이에 의해, 제 1 패커(100)와 제 2 패커(200) 사이의 구간에 위치하는 이수를 제거한 후, 본체부(300)에서 천부 가스의 생산을 진행할 수 있다.
다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는 지표에 설치되는 제어부(400)를 포함한다.
이러한 제어부(400)는 제 1 콤프레서(Compressor)와, 제 2 콤프레서와, 제 1 유량계 및 제 2 유량계와, 제 1 압력계 및 제 2 압력계를 더 포함한다.
제 1 콤프레서는 본체부(300) 내부와 튜빙(500)의 내부관 내의 잔류 이수와, 본체부(300) 내의 지층수와, 천부 가스를 지표로 뽑아내는 역할을 수행한다.
제 1 콤프레서의 제 1 압력계는 본체부(300)의 내부를 따라 이동한 지층수와 천부 가스의 지표 압력을 측정한다.
또한, 제 1 콤프레서의 제 1 유량계는 제 1 콤프레서에 의해 뽑아낸 잔류 이수와, 지층수와, 천부 가스의 양을 측정한다.
제 2 콤프레서는 튜빙(500)의 외부관(520)을 따라 이수(Drilling Mud)를 주입하는 역할을 수행한다.
제 2 콤프레서의 제 2 압력계는 튜빙 외부관(520)으로 주입되고 있는 이수의 주입 압력을 측정한다.
또한, 제 2 콤프레서의 제 2 유량계는 튜빙 외부관(520)으로 주입되고 있는 이수의 양을 측정한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는 튜빙(500)을 포함한다.
여기서, 튜빙(500)은 제어부(400)로부터 시추공 내로 삽입되어 본체부(300)까지 연결된다.
이러한 튜빙(500) 내에는 제어 라인(L)이 삽입된다.
이러한 튜빙(500)은 후술하는 도 6을 통해 좀더 상세히 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서 튜빙의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서 튜빙(500)은 내부관(510)과 외부관(520)을 더 포함한다.
내부관(510)과 외부관(520)은 동심원 형태로 형성되며, 연결부(530)에 의해 연결된다.
이러한 내부관(510)에는, 제어부(400)와 연결되는 제어 라인(L)이 삽입된다.
이러한 제어 라인(L)은 제어부(400)가 압력 센서(310)와, 온도 센서(320)와, 튜빙(500)을 제어하기 위한 명령 신호를 전달한다.
한편, 내부관(510)은 본체부(300)로 유입된 지층수 또는 천부 가스가 이동하는 이동관으로서의 역할을 수행한다.
외부관(520)은 제어부(400)와 연결되어 시추공 압력 유지를 위한 이수를 주입하는 역할을 수행한다.
한편, 튜빙(500)은 단일 길이로 형성될 수도 있고, 복수개의 튜빙(500)이 연결되어 형성될 수도 있다.
특히, 복수개의 튜빙(500)이 연결되어 형성되는 경우를 위해, 튜빙(500)의 양단이 나사 형상으로 형성될 수도 있다.
물론 나사결합을 위해, 튜빙(500)의 일단 내측이 나사 형상으로 형성될 경우, 튜빙(500)의 타단 외측이 이에 대응하는 나사 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 튜빙(500)의 일단 외측이 나사 형성으로 형성될 경우, 튜빙(500)의 타단 내측이 나사 형상으로 형성된다.
이에 의해, 복수개의 튜빙(500)을 연결시켜서 연장된 하나의 장(長) 튜빙(500)을 형성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서 제 1 패커가 이동함으로써 본체부의 높이를 조절하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는 제 1 패커(100)를 이동시켜서 본체부(300)의 높이를 조절할 수 있다.
본 발명에서, 지하에 위치하는 저류층(R)의 높이와 본체부(300)의 높이를 대응시켜야 한다.
이러한 저류층(R)의 높이는 일정하지 않고, 다양한 높이로 지하에 위치할 수 있기 때문에, 본체부(300)의 높이를 조절하는 것이 매우 중요하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는 제 1 패커(100)를 상부 또는 하부로 이동시키면서 본체부(300)의 높이를 조절함으로써, 본체부(300)의 높이를 저류층(R)의 높이에 대응시키게 된다.
이때, 제 1 패커(100)를 상부 또는 하부로 이동시키기 위해서는, 예를 들면 제 1 패커(100) 내부 또는 튜빙(500)의 외부에 슬라이딩 구조를 설치하여, 제 1 패커(100)가 튜빙(500)의 외부를 슬라이딩하며 가이드되도록 형성할 수도 있다.
하지만, 본 발명에서는 이러한 슬라이딩 구조에 의해 한정되는 것은 아니며, 제 1 패커(100)를 상부 또는 하부로 이동시킬 수 있도록 다양한 구조로 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치에서 본체부를 복수개 결합하여 본체부의 높이를 조절하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 천부 가스전의 천부 가스 생산 장치는 본체부(300)를 복수개 결합하여 본체부(300)의 높이를 조절할 수 있도록 형성된다.
이는 본체부(300)의 높이를 조절하는 방안 중 하나이며, 본체부(300-2)를 복수개 결합시에는 상부의 본체부(300-1)와, 하부의 본체부(300-3)를 나사결합에 의해 결합시킬 수도 있고, 접착 재료에 의해 상부의 본체부(300-1)와, 하부의 본체부(300-3)를 결합시킬 수도 있다.
하지만, 본 발명에서는 이러한 결합 방식에 의해 한정되는 것은 아니며, 본체부(300)의 높이를 조절하기 위해, 다수의 본체부를 다양한 방식으로 복수개 결합할 수 있다.
천부 가스전은 1000 미터 이내의 가스 함유 사암 저류층(R)에 존재하는 가스전이다.
이러한 천부 가스전의 저류층(R) 압력이 정수압 이내일 경우, 시추공을 이수로 충전함으로써 정수압으로 저류층(R)의 가스 분출을 방지할 수 있다.
그러나, 일반적으로 천부 가스 생산 또는 생산 테스트 동안 시추공 내에 주입된 이수가 지층 또는 균열대 등에 의해 손실되는 경우, 시추공 내 이수의 수위가 유지되지 않아 시추공 내 압력이 강하될 수 있다.
이때, 시추공이 압력이 강하된 상태에서 천부 가스 생산을 진행할 경우, 천부 가스전에서 가스 분출 또는 가스 폭발이 발생할 수 있는 위험 요소가 있었다.
이러한 위험 요소를 제거하기 위해 본 발명은 본체부(300)의 상부 구간을 제 1 패커(100)로 차단하고, 본체부(300)의 하부 구간을 제 2 패커(200)로 차단한 후, 제 1 패커(100)와, 제 2 패커(200) 사이의 본체부(300) 구간 내의 이수를 제거하고 동시에 제 1 패커(100) 상부의 이수를 순환시키면서 천부 가스 생산을 진행함으로써, 천부 가스전에서 가스 분출 또는 가스 폭발에 의한 위험 요소를 제어함과 아울러 천부 가스를 안전하게 생산하거나 또는 천부 가스의 생산을 테스트하는 효과가 있다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
100 : 제 1 패커
200 : 제 2 패커
300 : 본체부
310 : 압력 센서
320 : 온도 센서
330 : 스크린
400 : 제어부
410 : 제 1 콤프레서
420 : 제 2 콤프레서
500 : 튜빙
510 : 내부관
520 : 외부관
L : 제어 라인
R : 저류층
W1 : 이수

Claims (12)

  1. 지하에 위치하는 저류층의 높이에 대응하도록 높이가 조절되는 본체부;
    상기 본체부의 상부에 연결되는 제 1 패커; 및
    상기 본체부의 하부에 연결되는 제 2 패커;를 갖는 천부 가스 생산부를 포함하며,
    지표에 설치되는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부로부터 시추공 내로 삽입되어 상기 제 1 패커까지 연결되며 외벽이 격자 형태의 그물망을 갖는 스크린으로 형성되는 튜빙을 더 포함하며,
    상기 튜빙은,
    동심원 형태로 연결부에 의해 연결되는 내부관과 외부관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패커는,
    상부에 존재하는 이수의 수압을 제어함과 아울러 상기 본체부의 압력 강하를 유지하는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 패커는,
    상기 본체부의 압력 강하를 유지하는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부는,
    상기 저류층으로부터 시추되는 천부 가스의 물성 정보를 측정하기 위한 압력 센서와, 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체부 내부와 상기 튜빙의 내부관 내의 잔류 이수와, 상기 본체부 내의 지층수와, 천부 가스를 지표로 뽑아내는 제 1 콤프레서;
    상기 제 1 콤프레서에 의해 뽑아낸 상기 잔류 이수와, 상기 지층수와, 상기 천부 가스의 양을 측정하는 제 1 유량계; 및
    상기 본체부의 내부를 따라 이동한 상기 지층수와, 상기 천부 가스의 지표 압력을 측정하는 제 1 압력계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 튜빙의 외부관을 따라 이수를 주입하는 제 2 콤프레서;
    상기 튜빙의 외부관으로 주입되고 있는 이수의 양을 측정하는 제 2 유량계; 및
    상기 튜빙의 외부관으로 주입되고 있는 이수의 주입 압력을 측정하는 제 2 압력계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패커를 이동시켜서 상기 본체부의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부를 복수개 결합하여 상기 본체부의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패커와 상기 제 2 패커는,
    부풀려져서 시추공의 측벽에 밀착되는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부의 측벽은,
    상기 저류층으로부터 유입되는 지층수 또는 천부 가스가 상기 천부 가스 생산부 내로 유입될 수 있도록 격자 형태의 그물망을 갖는 스크린으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    천부 가스전의 천부 가스 생산 장치.
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