KR102110407B1 - Apparatus for storing carbon dioxide in ground using single horizontal well - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치에 관한 것으로, 단일 수평정을 이용한 초임계 상태의 이산화탄소를 지중 또는 해상 지중에 저장하는 이산화탄소 지중 저장장치에 있어서, 지면의 하부 또는 해상의 지면의 하부에 지면 또는 해상의 지면의 수평방향을 따라 시추되는 수평정; 수평정 내부에 배치되고 초임계 상태의 이산화탄소를 운송하여 지중 또는 해상 지중에 배출하는 제1 수평정; 수평정 내부에 배치되고 초임계 상태의 이산화탄소가 배출될 지중 또는 해상 지중의 공간 주변에서 물을 추출하여 초임계 상태의 이산화탄소가 배출될 지중 또는 해상 지중의 공간 주변의 압력을 낮추는 제2 수평정; 그리고, 수평정 내부에 배치되고 제1 수평정에서 초임계 상태의 이산화탄소를 배출하는 부분과 제2 수평정에서 물을 추출하는 부분 사이를 밀폐하는 패킹부재;를 포함한다. 이로 인해, 해상 지중에 수직정인 감압정 및 주입정을 각각 시추하기 위해 해상 플랜트 건설에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well, in a carbon dioxide underground storage device for storing carbon dioxide in a supercritical state using the single horizontal well in the ground or the sea, the bottom of the ground or the bottom of the ground of the sea A horizontal well being drilled along the horizontal direction of the ground or the surface of the sea; A first horizontal well disposed inside the horizontal well and transporting carbon dioxide in a supercritical state to discharge it into the ground or the sea; A second horizontal well disposed inside the horizontal well and lowering the pressure around the space of the underground or marine underground where supercritical carbon dioxide is to be discharged by extracting water from the surrounding area of the underground or marine underground where supercritical carbon dioxide will be discharged; And a packing member disposed inside the horizontal well and sealing between a portion that discharges supercritical carbon dioxide from the first horizontal well and a portion that extracts water from the second horizontal well. For this reason, it is possible to reduce the cost required for the construction of the offshore plant to drill the pressure-reducing and injection wells, which are vertical wells in the sea, respectively.

Description

단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치{APPARATUS FOR STORING CARBON DIOXIDE IN GROUND USING SINGLE HORIZONTAL WELL}Carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well{APPARATUS FOR STORING CARBON DIOXIDE IN GROUND USING SINGLE HORIZONTAL WELL}

본 발명은 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치에 관한 것으로, 좀더 자세하게는 초임계 이산화탄소를 지중에 저장하거나 해상의 지중에 저장하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well, and more particularly, to a device for storing supercritical carbon dioxide in the ground or in the ocean floor.

고온 고압의 초임계(super-critical) 상태의 이산화탄소를 800m 이하의 지중에 저장하는 종래의 이산화탄소 지중저장 시스템의 경우, 파이프라인을 통해 초임계 상태의 이산화탄소를 운반 및 지중에 저장한다. In the case of a conventional carbon dioxide underground storage system that stores high-temperature and high-pressure super-critical carbon dioxide in the sub-800 m underground, supercritical carbon dioxide is transported and stored in the underground through a pipeline.

이때, 이산화탄소가 저장될 공간의 압력을 줄여, 지중에 이산화탄소를 효과적으로 주입하기 위해서, 이산화탄소의 저장을 위한 수직정과는 별도의 수직정을 감압정으로서 구비할 수 있는데, 감압정은 이산화탄소 저장을 위한 수직정이 시추되는 공간과 별도의 공간에 시추되어, 지중에 포함된 물을 제거하여 이산화탄소의 지중 저장 효율을 향상시킨다.At this time, in order to reduce the pressure of the space in which carbon dioxide is stored, and effectively inject carbon dioxide into the ground, a vertical well for storing carbon dioxide may be provided as a pressure reducing well. It is drilled in a separate space from the space being drilled, thereby removing the water contained in the ground to improve the underground storage efficiency of carbon dioxide.

그러나, 이와 같이 이산화탄소 지중 저장을 위한 주입정과 물 제거를 위한 감압정을 구비하는 경우 각각의 수직정을 시추해야 하므로, 해양 지중에 적용시 주입정 및 감압정에 대해 각각 해상 플랜트를 건설해야 함에 따른 비용 발생의 문제점이 있다.However, when the injection well for carbon dioxide underground storage and the pressure-reducing well for water removal are provided, each vertical well must be drilled. Therefore, when applied to the ocean, the marine plant must be built for the injection well and the pressure-reducing well. There is a problem of cost incurred.

대한민국 등록특허공보 제10-1034249(에너지회수장치를 구비한 이산화탄소 지중저장 시스템)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1034249 (CO2 underground storage system equipped with an energy recovery device)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저비용으로 지중, 또는 해상 지중에 초임계 상태의 이산화탄소를 효과적으로 저장하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to effectively store supercritical carbon dioxide in the ground or in the sea at low cost.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 저비용으로 지중, 또는 해상 지중에 초임계 상태의 이산화탄소를 저장함에 있어서, 지중, 또는 해상 지중으로부터 추출한 물을 처리하는 데 발생하는 비용을 절감하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the cost incurred in treating water extracted from the ground or offshore underground in storing supercritical carbon dioxide in the ground or offshore at a low cost.

본 발명의 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치는 단일 수평정을 이용하여 초임계 상태의 이산화탄소를 지중 또는 해상 지중에 저장하는 이산화탄소 지중 저장장치에 있어서, 지면의 하부 또는 해상의 지면의 하부에 상기 지면 또는 상기 해상의 지면의 수평방향을 따라 시추되는 수평정; 상기 수평정 내부에 배치되고 상기 초임계 상태의 이산화탄소를 운송하여 상기 지중 또는 상기 해상 지중에 배출하는 제1 수평정; 상기 수평정 내부에 배치되고 상기 초임계 상태의 이산화탄소가 배출될 상기 지중 또는 상기 해상 지중의 공간 주변에서 물을 추출하여 상기 초임계 상태의 이산화탄소가 배출될 상기 지중 또는 상기 해상 지중의 공간 주변의 압력을 낮추는 제2 수평정; 그리고, 상기 수평정 내부에 배치되고 상기 제1 수평정에서 상기 초임계 상태의 이산화탄소를 배출하는 부분과 상기 제2 수평정에서 물을 추출하는 부분 사이를 밀폐하는 패킹부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to an embodiment of the present invention is a carbon dioxide underground storage device that stores carbon dioxide in a supercritical state using the single horizontal well in the ground or in the sea. A horizontal well drilled along the horizontal direction of the ground or the ground at the bottom of the ground; A first horizontal well disposed inside the horizontal well and transporting carbon dioxide in the supercritical state to discharge it into the ground or the sea bottom; The pressure around the space of the submarine or the submarine under which the carbon dioxide in the supercritical state is to be discharged by extracting water from the subsurface or the subsurface of the submarine where the supercritical carbon dioxide is to be discharged. Lowering the second horizontal well; And a packing member disposed inside the horizontal well and sealing between a portion for discharging the supercritical carbon dioxide in the first horizontal well and a portion for extracting water from the second horizontal well; do.

상기 패킹부재는 상기 수평정의 내부 직경에 대응되도록 형성되고, 상기 제2 수평정의 직경과 대응되는 관통공을 구비하여, 상기 제2 수평정이 상기 관통공을 통해 배치되는 것을 특징으로 한다.The packing member is formed to correspond to the inner diameter of the horizontal tablet, and has a through hole corresponding to the diameter of the second horizontal tablet, characterized in that the second horizontal tablet is disposed through the through hole.

상기 수평정 내부에 배치되고 상기 제2 수평정에서 추출한 물을 상기 지중 또는 상기 해상 지중에 재배출하는 제3 수평정;과, 상기 제3 수평정에서 물을 재배출하는 부분과 상기 제1 수평정에서 상기 초임계 상태의 이산화탄소를 배출하는 부분 및 상기 제2 수평정에서 물을 추출하는 부분 사이를 밀폐하는 제2 패킹부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A third horizontal well disposed inside the horizontal well and redistributing water extracted from the second horizontal well into the underground or the sea bottom; and a portion and the first water re-distributing water from the third horizontal well. It characterized in that it further comprises a second packing member for sealing between the portion for extracting water from the second horizontal well and the portion for discharging the supercritical carbon dioxide in the well.

상기 수평정 및 상기 제1 내지 제3 수평정은 상기 지면 또는 상기 해상의 지면으로부터 경사를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The horizontal well and the first to third horizontal wells are characterized by being formed to have a slope from the ground or the ground of the sea.

상기 수평정은 그 외경에, 상기 초임계 상태의 이산화탄소가 배출되어 저장되는 부분을 향해 형성된 배출공;과, 상기 제2 수평정으로 물을 통과시키기 위한 흡입공;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The horizontal well is characterized in that it further comprises a discharge hole formed toward a portion where the supercritical carbon dioxide is discharged and stored at an outer diameter thereof; and a suction hole for passing water through the second horizontal well. .

상기 수평정은 하나의 해상 플랜트로부터 상기 해상의 지면에 시추되는 것을 특징으로 한다.The horizontal well is characterized by drilling on the surface of the sea from one offshore plant.

이러한 특징에 따르면, 본원 발명의 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치는 물을 제거하기 위한 감압정과 이산화탄소 저장을 위한 주입정을 내부에 포함하는 수평정을 지중 또는 해상 지중에 시추하는 구조를 가지므로, 해상 지중에 수직정인 감압정 및 주입정을 각각 시추하기 위해 해상 플랜트 건설에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to this feature, the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to an embodiment of the present invention drills a horizontal well including a decompression well for removing water and an injection well for carbon dioxide storage therein to the ground or the sea. Since it has a structure, it is possible to reduce the cost required for the construction of the offshore plant to drill the pressure-reducing and injection wells, which are vertical wells, respectively.

그리고, 본원 발명의 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치는 감압정으로부터 생산된 물을 지중 또는 해상 지중으로 재배출하는 물 주입정을 수평정 내에 더 포함하여, 지중 또는 해상지중의 감압을 위해 추출된 물을 지상 또는 해상 플랜트에서 처리하는 데 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to an embodiment of the present invention further includes a water well well in the horizontal well to redistribute the water produced from the pressure-reduced well into the ground or the sea floor, and the underground or the sea floor. It has the effect of reducing the cost of processing the extracted water in the ground or offshore plant for the decompression of.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic structure of a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a schematic structure of a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing a schematic structure of a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic structure of a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to another embodiment of the present invention. 3 is a view showing a schematic structure of a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to another embodiment of the present invention.

이하의 명세서에서, 본 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치는 초임계 상태의 이산화탄소를 지중 또는 해상 지중에 저장하는 장치로서, 초임계 상태의 이산화탄소를 파이프를 통해 운반하거나 이를 지중 또는 해상 지중 800m 이하에 저장하기 위한 구성과, 이산화탄소를 지중 저장효율을 높이기 위해 이산화탄소 저장공간 주변의 물을 추출하는 구성을 포함하여 형성되는 것을 바탕으로 하여 설명하도록 한다. 이때, 이산화탄소의 운반 및 저장, 지중 또는 해상 지중으로부터 물을 추출하는 구조 및 동작은 공지기술이므로, 본 명세서 상에서 이를 자세히 기재하지 않더라도 당업자의 범위에서 이해되어야 할 것이다. 그리고, 본 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치는 육상의 지중뿐 아니라 해상 플랜트를 통해 해상 지중에 적용될 수 있으며, 이를 한정하지 않으며, 이때, 해상 플랜트에서 해상 지중에 이산화탄소를 저장하기 위한 구성 등을 설치하기 위한 구조도 공지기술이므로 당업자의 수준에서 이해되어야 할 것이다.In the following specification, a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to the present embodiment is a device for storing carbon dioxide in a supercritical state in the ground or in the sea, and transports the carbon dioxide in the supercritical state through a pipe or the underground or It will be described on the basis of the formation including the configuration for storing the water under 800m below the sea, and the configuration for extracting water around the carbon dioxide storage space to increase the carbon dioxide storage efficiency. At this time, the structure and operation of transporting and storing carbon dioxide, and extracting water from the ground or the sea, are well-known technologies, and should be understood in the scope of those skilled in the art even if not described in detail in this specification. In addition, the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to the present embodiment can be applied to not only the underground soil but also the marine underground through an offshore plant, and is not limited thereto. The structure for installing the configuration for the above is also a known technique, and should be understood at the level of those skilled in the art.

그러면, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치가 해상 지중에 이산화탄소를 저장하도록 설치되는 일 예를 참조하여 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 구조에 대해 설명하면, 수면(11) 위에 설치된 해상 플랜트(1)에서 해상 지면(12)의 하부에 지면의 수평방향을 따라 시추하는 수평정(100)을 포함하여 형성된다.Then, referring to FIGS. 1 to 3, the structure of the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well is described with reference to an example in which the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to the present embodiment is installed to store carbon dioxide in the sea. Referring to the description, in the offshore plant 1 installed on the water surface 11, the bottom of the offshore ground 12 is formed including a horizontal well 100 for drilling along the horizontal direction of the ground.

수평정(100)은 그 내부에, 초임계 상태의 이산화탄소를 해상 지중(2)에 저장하는 제1 수평정(110)과, 해상 지중(2) 근처에 저장된 물을 해상 플랜트(1) 방향으로 제거하는 제2 수평정(120), 그리고 제1 수평정(110)의 토출부와 제2 수평정(120)의 흡입부 사이를 밀폐하는 패킹부재(130)를 포함한다.The horizontal well 100 has a first horizontal well 110 storing supercritical carbon dioxide therein in the marine submarine 2 and water stored near the marine submarine 2 in the direction of the offshore plant 1. It includes a second horizontal well 120 to be removed, and a packing member 130 that seals between the discharge part of the first horizontal well 110 and the suction part of the second horizontal well 120.

수평정(100)은 내부에 제1 수평정(110)과 제2 수평정(120)을 포함하는 직경을 갖는 시추공으로서, 제1 수평정(110)에서 배출되는 초임계 상태의 이산화탄소를 화살표 방향을 따라 수평정(100) 외부로 배출하기 위한 배출공(101)과, 제2 수평정(120)에서의 물 흡입동작에 따라 해상 지중에서 제2 수평정(120)으로 흡입되는 물을 화살표 방향을 따라 수평정(100) 내부로 통과시키기 위한 흡입공(102)을 수평정(100)의 외경 부분에 각각 포함한다.The horizontal well 100 is a borehole having a diameter including a first horizontal well 110 and a second horizontal well 120 therein, and the direction of the supercritical carbon dioxide discharged from the first horizontal well 110 is arrowed. In accordance with the discharge hole 101 for discharging to the outside of the horizontal well 100 along the water suction action in the second horizontal well 120, the water sucked into the second horizontal well 120 in the sea underwater in the direction of the arrow Each of the suction holes 102 for passing through the horizontal well 100 is included in the outer diameter portion of the horizontal well 100.

한 예에서, 배출공(101) 및 흡입공(102)은 해상 지중(2) 부분을 향하도록 수평정(100)의 외경에 형성되고, 각각 복수 개로 형성될 수 있으며 이를 한정하지는 않는다.In one example, the discharge hole 101 and the suction hole 102 is formed on the outer diameter of the horizontal well 100 so as to face the part of the sea underground (2), each of which may be formed in a plurality, but is not limited thereto.

패킹부재(130)는 수평정(100)의 내경에 대응되는 직경으로 형성되어, 수평정(100)의 내부에 빈틈없이 배치된다. 패킹부재(130)는 제2 수평정(120)의 직경에 대응되는 관통공(131)을 포함함으로써, 제2 수평정(120)이 관통공(131)을 따라 배치되어 제2 수평정(120)의 흡입공(102)이 수평정(100) 내부에서 제1 수평정(110)의 배출공(101)과 서로 차폐되는 구조를 갖는다.The packing member 130 is formed to a diameter corresponding to the inner diameter of the horizontal well 100, and is disposed without gaps inside the horizontal well 100. The packing member 130 includes a through hole 131 corresponding to the diameter of the second horizontal well 120, so that the second horizontal well 120 is disposed along the through hole 131 and the second horizontal well 120 ) Has a structure in which the suction hole 102 of the horizontal well 100 is shielded from the discharge hole 101 of the first horizontal well 110.

패킹부재(130)는 두께를 갖는 원통형상일 수 있고, 관통공(131)과 제2 수평정(120)간 배치와, 패킹부재(130)가 수평정(100)의 내부에 밀착 배치될 때 실리콘 처리 등의 마감처리를 더 수행하여 패킹부재(130)의 밀폐 효과를 향상할 수 있다.The packing member 130 may have a cylindrical shape having a thickness, and is disposed between the through hole 131 and the second horizontal well 120, and when the packing member 130 is closely placed inside the horizontal well 100, silicone The sealing effect of the packing member 130 may be improved by further performing a finishing treatment such as treatment.

이처럼, 본 발명의 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치가 제1 수평정(110)과 제2 수평정(120) 및 패킹부재(130)를 포함하는 수평정(100)을 구비하도록 형성됨에 따라, 이산화탄소 주입을 위한 수직정과 이산화탄소 저장 공간 주변의 감압을 위해 물을 추출하는 수직정을 각각 시추하는 데 소요되는 비용을, 하나의 수평정(100)을 시추함으로써 효과적으로 절감할 수 있다.As described above, the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to an embodiment of the present invention comprises a horizontal well 100 including a first horizontal well 110 and a second horizontal well 120 and a packing member 130. As it is formed to be provided, it is possible to effectively reduce the cost of drilling a vertical well for extracting water and a vertical well for extracting water for decompression around the carbon dioxide storage space, respectively, by drilling one horizontal well 100. have.

특히, 본 발명의 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치가 해상 플랜트에 적용되는 경우, 하나의 해상 플랜트(1)에서 수평정(100)을 시추하더라도 이산화탄소 주입을 위한 수직정과 물 추출을 위한 수직정을 각각 시추하는 동작 및 효과를 기대할 수 있어, 종래에 이산화탄소 주입정 및 물 추출을 위한 감압정을 서로 다른 해상 플랜트에서 시추함에 따른 해상 플랜트 건설비용도 효과적으로 절감할 수 있다.Particularly, when the carbon dioxide underground storage device using the single horizontal well of the present invention is applied to a marine plant, even if the horizontal well 100 is drilled in one marine plant 1, the vertical well for carbon dioxide injection and the vertical well for water extraction Since each of the operations and effects of drilling can be expected, it is possible to effectively reduce the cost of constructing an offshore plant by drilling a carbon dioxide injection well and a decompression well for water extraction in different offshore plants.

한 예에서, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치는 수평정(100a) 내부에 제3 수평정(140)과, 제3 수평정(140)을 제1 및 제2 수평정(110, 120)으로부터 차폐하기 위한 제2 패킹부재(130a)를 더 포함하고, 수평정(100a)의 외경에 제3 수평정(140)으로부터 배출되는 물을 지중으로 배출하는 재배출공(103)을 더 포함할 수 있다.In one example, the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well according to another embodiment of the present invention includes the first and third third horizontal wells 140 and 140 inside the horizontal well 100a. Further comprising a second packing member (130a) for shielding from the second horizontal well (110, 120), ash to discharge the water discharged from the third horizontal well 140 to the outer diameter of the horizontal well (100a) to the ground A discharge hole 103 may be further included.

제3 수평정(140)은 제2 수평정(120)에 의해 지중으로부터 지면 방향으로 추출된 물을 순환시켜 지중으로 재배출하는 수평정으로서, 도면에 도시하지는 않았으나 제2 수평정(120)에서 추출된 이후 지상 또는 해상 플랜트 상에서 순환된 물을 지중으로 재배출하는 구조로 형성되거나, 또는 제2 수평정(120)에 연결되는 구조로 형성되어 제2 수평정(120)에서 추출한 물을 바로 지중으로 재배출하는 구조로 형성될 수 있으며, 이를 한정하지는 않는다.The third horizontal well 140 is a horizontal well that circulates water extracted from the ground in the direction of the ground by the second horizontal well 120 and redistributes it to the ground. Although not shown in the drawing, the second horizontal well 120 After extraction, the water circulated on the ground or offshore plant is formed with a structure for re-discharging to the ground, or it is formed with a structure connected to the second horizontal well 120 to directly extract the water extracted from the second horizontal well 120. It may be formed of a structure to be re-released, it is not limited.

제2 패킹부재(130a)는 제3 수평정(140)에서 지중으로 물을 재배출하는 제3 수평정(140)의 토출부를 제1 수평정(110)의 토출부 및 제2 수평정(120)의 흡입부와 각각 밀폐하는 구성으로서, 제1 수평정(110)이 관통할 수 있도록 제1 수평정(110)의 직경과 대응되는 제1 관통공(131a)과 제2 수평정(120)이 관통할 수 있도록 제2 수평정(120)의 직경과 대응되는 제2 관통공(132a)을 포함하는 원통 구조일 수 있다.The second packing member 130a includes the discharge portion of the third horizontal tablet 140 for re-distributing water from the third horizontal tablet 140 to the ground, and the discharge portion of the first horizontal tablet 110 and the second horizontal tablet 120 ), each of which is sealed with the suction portion of the first horizontal hole 110 so that the first horizontal hole 110 penetrates the first through hole 131a and the second horizontal hole 120 corresponding to the diameter of the first horizontal hole 110. It may be a cylindrical structure including a second through-hole (132a) corresponding to the diameter of the second horizontal well 120 to penetrate.

제2 패킹부재(130a)는 패킹부재(130)와 마찬가지로, 제1 관통공(131a)과 제1 수평정(110)간 배치, 제2 관통공(132a)과 제2 수평정(120)간 배치, 그리고 제2 패킹부재(130a)가 수평정(100)의 내부에 밀착 배치될 때 실리콘 처리 등의 마감처리를 더 수행하여 제2 패킹부재(130a)의 밀폐 효과를 향상할 수 있다.The second packing member 130a, like the packing member 130, is disposed between the first through hole 131a and the first horizontal well 110, and between the second through hole 132a and the second horizontal well 120. When the placement and the second packing member 130a are closely placed inside the horizontal well 100, a finishing treatment such as silicon treatment may be further performed to improve the sealing effect of the second packing member 130a.

이처럼, 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 수평정(100) 내부에 제3 수평정(140) 과 재배출공(103), 그리고 제2 패킹부재(130a)를 더 포함함에 따라, 제2 수평정(120)에서 지중으로부터 추출한 물을 지중으로 재배출할 수 있어, 지중으로부터 추출한 물을 지상에서 처리하는 비용을 효과적으로 절감할 수 있다.As described above, the third horizontal well 140, the re-discharge hole 103, and the second packing member 130a are further included in the horizontal well 100 of the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well. Water extracted from the ground in the horizontal well 120 can be redistributed to the ground, thereby effectively reducing the cost of treating the water extracted from the ground on the ground.

이때, 본 발명의 다른 한 실시예에서 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치의 수평정(100b)은 도 3에 도시한 것처럼, 지면 또는 해상 지면(12)에 수평보다 기울어지도록 경사지게 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 수평정(100b) 내부에 형성되는 제1 내지 제3 수평정(110a, 120a, 140a)은 수평정(100b)과 마찬가지로 경사를 갖도록 수평정(100b) 내부에 배치된다.At this time, in another embodiment of the present invention, the horizontal well 100b of the carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well may be formed to be inclined to be inclined to the ground or offshore ground 12, as shown in FIG. . In this embodiment, the first to third horizontal wells 110a, 120a, and 140a formed inside the horizontal well 100b are disposed inside the horizontal well 100b to have an inclination similar to the horizontal well 100b.

본 실시예에서, 수평정(100b)이 지면 또는 해상 지면(12)으로부터 경사를 갖는 구조로 형성됨에 따라, 제3 수평정(140a)을 통해 지중으로 물이 재배출에 의해 제1 수평정(110a)에서 배출되는 이산화탄소가 저장된 공간의 압력 상승을 방지할 수 있다.In the present embodiment, as the horizontal well 100b is formed in a structure having an inclination from the ground or the marine ground 12, the first horizontal well (by re-watering to the ground through the third horizontal well 140a) It is possible to prevent an increase in pressure in a space in which carbon dioxide emitted from 110a) is stored.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

1 : 해상 플랜트 2 : 해상 지중
11 : 수면 12 : 해상 지면
100 : 수평정 101 : 배출공
102 : 흡입공 103 : 재배출공
110 : 제1 수평정 120 : 제2 수평정
130 : 패킹부재 131 : 관통공
140 : 제3 수평정1: Offshore plant 2: Underground
11: Water surface 12: Sea surface
100: horizontal well 101: discharge hole
102: suction hole 103: rearrangement hole
110: 1st horizontal well 120: 2nd horizontal well
130: packing member 131: through hole
140: third horizontal well

Claims (6)

단일 수평정을 이용하여 초임계 상태의 이산화탄소를 지중 또는 해상 지중에 저장하는 이산화탄소 지중 저장장치에 있어서,
지면의 하부 또는 해상의 지면의 하부에 상기 지면 또는 상기 해상의 지면의 수평방향을 따라 시추되는 수평정;
상기 수평정 내부에 배치되고 상기 초임계 상태의 이산화탄소를 운송하여 상기 지중 또는 상기 해상 지중에 배출하는 제1 수평정;
상기 수평정 내부에 배치되고 상기 초임계 상태의 이산화탄소가 배출될 상기 지중 또는 상기 해상 지중의 공간 주변에서 물을 추출하여 상기 초임계 상태의 이산화탄소가 배출될 상기 지중 또는 상기 해상 지중의 공간 주변의 압력을 낮추는 제2 수평정;
상기 수평정 내부에 배치되고 상기 제1 수평정에서 상기 초임계 상태의 이산화탄소를 배출하는 부분과 상기 제2 수평정에서 물을 추출하는 부분 사이를 밀폐하는 패킹부재;
상기 수평정 내부에 배치되고 상기 제2 수평정에서 추출한 물을 상기 지중 또는 상기 해상 지중에 재배출하는 제3 수평정; 및
상기 제3 수평정에서 물을 재배출하는 부분과 상기 제1 수평정에서 상기 초임계 상태의 이산화탄소를 배출하는 부분 및 상기 제2 수평정에서 물을 추출하는 부분 사이를 밀폐하는 제2 패킹부재;를 포함하되,
상기 패킹부재는, 상기 수평정의 내부 직경에 대응되도록 원통형상으로 구성되고,
상기 제2 수평정의 직경과 대응되는 관통공을 구비하여,
상기 제2 수평정이 상기 관통공을 통해 배치되어 제2 수평정의 흡입공이 상기 수평정 내부에서 상기 제1 수평정의 배출공과 서로 차폐하도록 구성되되,
상기 관통공과 제2 수평정간 또는 상기 수평정의 내부에 밀착 배치될 때 실리콘으로 마감처리되고,
상기 제2 패킹부재는,
상기 제1 수평정의 직경과 대응되는 제1 관통공과, 상기 제2 수평정의 직경과 대응되는 제2 관통공을 포함하는 원통 구조를 형성하고,
상기 수평정 및 상기 제1 내지 제3 수평정은 상기 지면 또는 상기 해상의 지면으로부터 경사를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치.In the carbon dioxide underground storage device for storing the supercritical carbon dioxide in the ground or seabed using a single horizontal well,
A horizontal well drilled along a horizontal direction of the ground or the ground at the bottom of the ground or at the bottom of the ground of the sea;
A first horizontal well disposed inside the horizontal well and discharging the supercritical state of carbon dioxide to the underground or the sea bottom;
The pressure around the space of the submarine or the submarine under which the carbon dioxide in the supercritical state is to be discharged by extracting water from the subsurface or the subsurface of the submarine where the supercritical carbon dioxide is to be discharged. Lowering the second horizontal well;
A packing member disposed inside the horizontal well and sealing between a portion for discharging the supercritical carbon dioxide from the first horizontal well and a portion for extracting water from the second horizontal well;
A third horizontal well disposed inside the horizontal well and redistributing water extracted from the second horizontal well into the underground or the seabed; And
A second packing member that seals between a portion for re-discharging water in the third horizontal well, a portion for discharging the supercritical carbon dioxide in the first horizontal well, and a portion for extracting water in the second horizontal well; Including,
The packing member is composed of a cylindrical shape to correspond to the inner diameter of the horizontal well,
It is provided with a through hole corresponding to the diameter of the second horizontal tablet,
The second horizontal well is disposed through the through hole, so that the suction hole of the second horizontal well is configured to shield each other from the discharge hole of the first horizontal well inside the horizontal well,
When it is disposed in close contact with the inside of the through hole and the second horizontal well or the horizontal well, it is finished with silicone,
The second packing member,
Forming a cylindrical structure including a first through hole corresponding to the diameter of the first horizontal tablet and a second through hole corresponding to the diameter of the second horizontal tablet,
The horizontal well and the first to third horizontal wells are carbon dioxide underground storage devices using a single horizontal well, characterized in that formed to have a slope from the ground or the surface of the sea. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수평정은 하나의 해상 플랜트로부터 상기 해상의 지면에 시추되는 것을 특징으로 하는 단일 수평정을 이용한 이산화탄소 지중 저장장치.
According to claim 1,
The horizontal well is a carbon dioxide underground storage device using a single horizontal well characterized in that it is drilled on the surface of the sea from one offshore plant.
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