KR102665450B1 - 다중 플런저 리프트 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생산 라인의 일부를 공유하는 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시키는 다중 플런저 리프트 제어 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치는 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지가 충돌하지 않도록 상기 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하기 위한 플런저리프트 동기 설정부, 상기 복수의 플런저 리프트의 현재 생산 스테이지를 감시하는 플런저리프트 별 스테이지 감시부 및 상기 플런저리프트 동기 설정부에 의해 설정된 동작 우선순위와 상기 플런저리프트 별 스테이지 감시부로부터 전달받은 스테이지 감시정보에 따라 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어하는 플런저리프트 로직 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 복수의 플런저 리프트가 설치된 복수의 유정(oil and/or gas well)에서 생산된 원유 및/또는 가스를 원격지의 저장소로 이송하기 위한 생산라인을 공유하는 환경에서, 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시킬 수 있다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치는 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지가 충돌하지 않도록 상기 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하기 위한 플런저리프트 동기 설정부, 상기 복수의 플런저 리프트의 현재 생산 스테이지를 감시하는 플런저리프트 별 스테이지 감시부 및 상기 플런저리프트 동기 설정부에 의해 설정된 동작 우선순위와 상기 플런저리프트 별 스테이지 감시부로부터 전달받은 스테이지 감시정보에 따라 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어하는 플런저리프트 로직 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 복수의 플런저 리프트가 설치된 복수의 유정(oil and/or gas well)에서 생산된 원유 및/또는 가스를 원격지의 저장소로 이송하기 위한 생산라인을 공유하는 환경에서, 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시킬 수 있다.
Description
본 발명은 다중 플런저 리프트 제어 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 생산라인을 공유하는 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시키는 다중 플런저 리프트 제어 장치에 관한 것이다.
플런저 리프트(Plunger Lift)는 유정(Oil and/or Gas Well)으로부터 원유 및/또는 가스를 생산하는 인공회수(Artificial Lift) 방식의 하나이다.
이러한 플런저 리프트를 이용한 생산방식을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 플런저 리프트의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 플런저 리프트 제어 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 플런저 리프트 방식은 유정으로부터 원유 및/또는 가스가 매립 저장되어 있는 저류층(Reservoir)까지 천공한 후, 천공된 공간에 생산 파이프(Tubing, Casing)를 설치하여 원유 및/또는 가스를 생산하는 방식으로서, 시간이 지남에 따라 생산 파이프 내부에 적재되어 생산을 저해하는 원유, 지하수, 진흙 등의 이물질들을 플런저(Plunger)를 이용해 주기적으로 지상으로 추출해가며 원유 및/또는 가스를 생산하는 방식이다.
지하로부터 끌어올려진 원유, 가스 등은 저장 탱크와 연결된 생산 라인(Production Line)을 통해 이송되어 저장 탱크에 저장된다.
이러한 플런저 리프트는 생산 라인에 설치된 생산 밸브(Production Valve)를 폐쇄하여 플런저를 중력에 의해 저류층 바닥까지 떨어지도록 하는 드롭(Drop) 단계와, 저류층과 생산 파이프(Tubing) 내부 압력이 생산에 필요한 만큼 상승하기까지 대기하는 셧-인(Shut-In) 단계와, 생산 밸브를 개방하여 생산 파이프와 생산 라인의 압력 차이에 의해 플런저를 상승시켜 지상으로 도달하기까지 대기하는 리프팅(Lifting) 단계와, 최종적으로 생산 파이프 내의 원유, 물, 진흙 등을 지상의 저장 탱크로 이송시키는 애프터플로우(Afterflow) 단계의 순환으로 동작한다.
단일 웰 패드(Wellpad)에 여러 개의 생산 파이프를 천공하여 다중 플런저리프트 유정을 구성한 경우, 플런저리프트들을 제어하는 각 제어장치는 다른 제어장치의 동작상태와 무관하게 독립적인 생산 사이클(Cycle)을 수행하거나, 단일 생산라인을 공유하는 경우, 다수의 플런저 리프트 제어기와 연결된 중앙의 제어장치로부터 밸브 개방 제어명령을 수신할 때까지 대기하며 생산 사이클을 수행한다.
이와 같이, 단일 웰 패드(Wellpad)에 여러 개의 생산 파이프를 천공하여 다중 플런저리프트 유정을 구성하여 둘 이상의 플런저 리프트가 저류층으로부터 끌어올린 원유, 가스 등을 저장 탱크로 이동시키기 위한 생산 라인을 공유하는 생산 환경에서, 둘 이상의 플런저 리프트가 동시에 생산 밸브를 개방하여 생산을 시작하는 경우, 각 플런저 리프트에 의해 생산 라인에 압력이 집중되어 생산 라인의 압력이 급증하거나, 각 플런저 리프트 생산 파이프의 압력 차이로 인해 한 유정에서 생산된 원유 및/또는 가스가 다른 유정의 생산 라인으로 역류될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 복수의 플런저 리프트가 설치된 복수의 유정(oil and/or gas well)에서 생산된 원유 및/또는 가스를 원격지의 저장소로 이송하기 위한 생산라인을 공유하는 환경에서, 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시킬 수 있는 다중 플런저 리프트 제어 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써, 복수의 플런저 리프트가 공유하는 생산라인의 비정상적인 압력 상승을 방지하고, 공유 생산라인에서 개별 유정으로의 역류를 방지할 수 있는 다중 플런저 리프트 제어 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 생산 라인의 일부를 공유하는 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시키는 다중 플런저 리프트 제어 장치로서, 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지가 충돌하지 않도록 상기 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하기 위한 플런저리프트 동기 설정부, 상기 복수의 플런저 리프트의 현재 생산 스테이지를 감시하는 플런저리프트 별 스테이지 감시부 및 상기 플런저리프트 동기 설정부에 의해 설정된 동작 우선순위와 상기 플런저리프트 별 스테이지 감시부로부터 전달받은 스테이지 감시정보에 따라 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어하는 플런저리프트 로직 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치에 있어서, 상기 생산 스테이지는 플런저를 생산 파이프를 통해 원유(oil) 및/또는 가스(gas)가 저장된 저류층의 바닥까지 낙하시키는 드롭(Drop) 단계, 상기 생산 파이프의 내부압력이 설정된 생산가능압력에 도달하기까지 대기하는 셧-인(Shut-In) 단계, 상기 생산 파이프와 외부의 저장소를 연결하는 지상의 생산 라인에 설치된 생산 밸브를 개방함으로써 상기 생산 파이프와 상기 생산 라인의 내부 압력 차이를 이용하여 상기 플런저를 지상으로 상승시키는 리프팅(Lifting) 단계, 상기 생산 파이프 내의 이물질을 배출하는 애프터플로우(Afterflow) 단계를 포함하고, 상기 플런저리프트 로직 제어부는 상기 복수의 플런저 리프트 중에서 2개 이상의 플런저 리프트가 동일 시점에 상기 리프팅 단계와 상기 애프터플로우 단계를 수행하지 않도록 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치에 있어서, 상기 플런저리프트 로직 제어부는 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어함으로써, 상기 복수의 플런저 리프트가 공유하는 공유 생산라인의 과도한 압력 상승을 방지하고 상기 공유 생산라인과 상기 복수의 플런저 리프트가 공유하지 않는 비공유 생산라인의 압력 차이로 인한 역류를 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치에 있어서, 상기 플런저리프트 로직 제어부는, 상기 플런저리프트 동기 설정부에 의해 설정된 동작 우선순위에 따라 상기 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직을 생성하고, 상기 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직에는 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지 중에서 적어도 상기 리프팅 단계 및 상기 애프터플로우 단계의 우선순위가 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치에 있어서, 상기 플런저리프트 로직 제어부는 상기 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직을 수행하고, 상기 플런저리프트 로직 제어부에 포함된 특정 플런저 리프트의 제어 로직은 상기 리프팅 단계 및 상기 애프터플로우 단계의 수행을 위하여 자신이 제어하는 특정 생산 밸브를 개방하기 전에 다른 플런저 리프트의 제어 로직을 참조하여 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어함으로써 상기 복수의 플런저 리프트 간의 생산 스테이지 충돌을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치는 상기 복수의 플런저 리프트의 시간 흐름에 따라 변화하는 제어운용환경 데이터, 생산 데이터를 비교 분석하여 사용자가 상기 플런저리프트 동기 설정부를 통하여 상기 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하도록 지원하기 위한 통계 정보를 생성하는 플런저리프트 통계 정보 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치에 있어서, 상기 통계 정보는 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 주기 별 생산량 정보, 일별 생산량 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치에 있어서, 상기 통계 정보는 상기 복수의 플런저 리프트의 단위기간 동안의 생산주기 및 각 생산 스테이지 별 점유시간, 현재 생산 스테이지 진행 시간 및 진척도에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치에 있어서, 상기 통계정보는 하나의 화면에 상기 복수의 플런저 리프트 별로 상호 비교할 수 있도록 제공되어 상기 사용자가 상기 플런저리프트 동기 설정부를 통하여 상기 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하도록 지원하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치에 있어서, 상기 통계정보는 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 주기 별 플런저 리프팅 속도 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복수의 플런저 리프트가 설치된 복수의 유정(oil and/or gas well)에서 생산된 원유 및/또는 가스를 원격지의 저장소로 이송하기 위한 생산라인을 공유하는 환경에서, 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써, 복수의 플런저 리프트가 공유하는 생산라인의 비정상적인 압력 상승을 방지하고, 공유 생산라인에서 개별 유정으로의 역류를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 생산 라인을 공유하는 복수의 플런저 리프트 유정 생산 제어 환경에서, 플런저 리프트들에 대한 효율적인 제어 로직 동기화를 구성하여 최소의 생산 설비 환경에서도 지속적인 원유 및/또는 가스 생산 프로세스를 수행하고, 유정을 최적으로 운용하기 위한 다양한 운용 상태 및 생산 데이터 통계 정보를 비교 제공하여 최적의 생산 제어를 수행할 수 있도록 지원할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 플런저 리프트의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 2는 종래 기술에 따른 플런저 리프트 제어 방식을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치가 설치되는 시스템 환경을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 플런저 리프트 제어 방식을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치가 설치되는 시스템 환경을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치(10)가 설치되는 시스템 환경을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 단일 웰 패드(Wellpad)에 여러 개의 생산 파이프를 천공하여 다중 플런저리프트 유정을 구성하여 둘 이상의 플런저 리프트가 저류층으로부터 끌어올린 원유, 가스 등을 저장 탱크로 이동시키기 위한 생산 라인의 일부, 즉, 공유 생산라인을 공유하는 생산 환경에서, 둘 이상의 플런저 리프트가 동시에 생산 밸브를 개방하여 생산을 시작하는 경우, 각 플런저 리프트에 의해 공유 생산라인에 압력이 집중되어 공유 생산라인의 압력이 급증하거나, 각 플런저 리프트 생산 파이프의 압력 차이로 인해 한 유정에서 생산된 원유 및/또는 가스가 다른 유정의 개별 생산라인으로 역류될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이며, 그 세부 구성을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치(10)를 나타낸 도면이다.
도 4를 추가로 참조하면, 본 발명의 일 실시 예는 생산 라인의 일부를 공유하는 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시키는 다중 플런저 리프트 제어 장치(10)로서, 플런저리프트 동기 설정부(100), 플런저리프트 별 스테이지 감시부(200), 플런저리프트 로직 제어부(300), 플런저리프트 통계 정보 생성부(400) 및 장치 제어부(500)를 포함한다.
플런저리프트 동기 설정부(100)는 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지가 충돌하지 않도록 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하기 위한 구성요소이다.
구체적인 예로, 플런저리프트 동기 설정부(100)는 사용자의 통계정보 분석과 운용경험을 통한 플런저 리프트의 우선순위를 결정하고, 플런저 리프트 생산단계 조정을 설정한다. 즉, 사용자는 플런저리프트 동기 설정부(100)를 통하여 복수의 플런저 리프트에 대하여 각 플런저 리프트 제어로직의 생산 스테이지가가 충돌없이 조화롭게 진행될 수 있도록 설정할 수 있다.
예를 들어, 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지는 플런저를 생산 파이프를 통해 원유(oil) 및/또는 가스(gas)가 저장된 저류층의 바닥까지 낙하시키는 드롭(Drop) 단계, 생산 파이프의 내부압력이 설정된 생산가능압력에 도달하기까지 대기하는 셧-인(Shut-In) 단계, 생산 파이프와 외부의 저장소를 연결하는 지상의 생산 라인에 설치된 생산 밸브를 개방함으로써 생산 파이프와 생산 라인의 내부 압력 차이를 이용하여 플런저를 지상으로 상승시키는 리프팅(Lifting) 단계, 생산 파이프 내의 이물질을 배출하는 애프터플로우(Afterflow) 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
플런저리프트 별 스테이지 감시부(200)는 복수의 플런저 리프트의 현재 생산 스테이지를 감시하고 그 결과를 저장하는 구성요소이다.
구체적인 예로, 플런저리프트 별 스테이지 감시부(200)는 복수의 플런저 리프트의 생산 제어로직 상태를 감시하고 각각의 플런저 리프트 제어 로직에서 생산 밸브 개폐 및 다음 생산 스테이지 진행여부 결정시 참조하는 타 플런저 리프트의 생산 스테이지에 대한 정보를 제공한다.
플런저리프트 로직 제어부(300)는 플런저리프트 동기 설정부(100)에 의해 설정된 동작 우선순위와 플런저리프트 별 스테이지 감시부(200)로부터 전달받은 스테이지 감시정보에 따라 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어하는 구성요소이다.
예를 들어, 플런저리프트 로직 제어부(300)는 복수의 플런저 리프트 중에서 2개 이상의 플런저 리프트가 동일 시점에 리프팅 단계와 애프터플로우 단계를 수행하지 않도록 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 플런저리프트 로직 제어부(300)는 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어함으로써, 복수의 플런저 리프트가 공유하는 공유 생산라인의 과도한 압력 상승을 방지하고 공유 생산라인과 복수의 플런저 리프트가 공유하지 않는 비공유 생산라인, 즉, 개별 생산라인의 압력 차이로 인한 역류를 방지하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 플런저리프트 로직 제어부(300)는 플런저리프트 동기 설정부(100)에 의해 설정된 동작 우선순위에 따라 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직을 생성하고, 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직에는 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지 중에서 적어도 리프팅 단계 및 애프터플로우 단계의 우선순위가 포함되도록 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 플런저리프트 로직 제어부(300)는 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직을 수행하되, 플런저리프트 로직 제어부(300)에 포함된 특정 플런저 리프트의 제어 로직은 리프팅 단계 및 애프터플로우 단계의 수행을 위하여 자신이 제어하는 특정 생산 밸브를 개방하기 전에 다른 플런저 리프트의 제어 로직을 참조하여 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어함으로써 복수의 플런저 리프트 간의 생산 스테이지 충돌을 방지하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적인 예로, 플런저리프트 로직 제어부(300)는 종래의 기본적인 생산 밸브 개방과 폐쇄의 플런저리프트 제어 로직에서, 생산 밸브 개방 시 플런저리프트 별 스테이지 감시부(200)에서 관리하는 우선순위가 높은 플런저리프트 제어 로직의 생산 단계를 확인하고 다음 단계로 진행하도록 한다.
생산 밸브를 개방한 생산 단계인 리프팅 단계, 애프터플로우 단계에서도, 다른 플런저리프트 제어 로직의 생산단계를 확인하여, 지속적인 생산 밸브 개방을 통해 생산을 지속해야 할지, 아니면 다른 우선순위가 높은 플런저리프트 제어 로직으로 생산라인 사용권한을 이양할지 여부를 판단한다.
우선순위가 높은 플런저리프트의 생산 밸브 개방에 의한 생산라인 점유로 중간에 생산 밸브를 폐쇄해야 하는 경우, 생산 밸브의 폐쇄조건을 충족하지는 않지만 즉시 생산 밸브를 폐쇄하고 드롭 단계로 진행하여 다음 생산 사이클을 진행하도록 한다.
단일 제어기내에서 복수의 플런저리프트 제어기의 스테이지를 감시, 관리하기 위해서는 각 플런저리프트 제어 로직과 생산단계 진행상태를 내부통신(IPC)으로 전달하거나, 동일한 시스템 메모리 영역을 사용하는 경우 공유 메모리 또는 내부 데이터베이스를 사용할 수 있다.
플런저리프트 통계 정보 생성부(400)는 복수의 플런저 리프트의 시간 흐름에 따라 변화하는 제어운용환경 데이터, 생산 데이터를 비교 분석하여 사용자가 플런저리프트 동기 설정부(100)를 통하여 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하도록 지원하기 위한 통계 정보를 생성하고, 생성된 통계 정보를 사용자에게 제공하는 구성요소이다.
예를 들어, 통계 정보는 복수의 플런저 리프트의 생산 주기 별 생산량 정보, 일별 생산량 정보, 복수의 플런저 리프트의 단위기간 동안의 생산주기 및 각 생산 스테이지 별 점유시간, 현재 생산 스테이지 진행 시간 및 진척도에 대한 정보를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 통계정보는 하나의 화면에 복수의 플런저 리프트 별로 상호 비교할 수 있도록 제공되어 사용자가 플런저리프트 동기 설정부(100)를 통하여 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하도록 지원할 수 있다.
또한, 예를 들어, 각 플런저 리프트의 우선순위를 판단하고, 시설안전과 효율적인 운전을 위해, 통계정보는 복수의 플런저 리프트의 생산 주기 별 플런저 리프팅 속도 정보를 포함하도록 구성될 수 있다.
장치 제어부(500)는 실제 플런저 리프트 유정의 제어로직 수행을 위한 각 센서와, 생산 밸브 제어에 필요한 인터페이스를 제공한다.
이하에서는 도 5를 추가로 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치(10)의 동작을 예시적이고 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 플런저 리프트 제어 장치(10)의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 추가로 참조하면, 단계 S100에서는, 생산 사이클의 시작과 함께 생산 밸브가 폐쇄되는 과정이 수행된다.
단계 S110에서는, 생산 밸브의 폐쇄 이후 플런저를 생산 파이프를 통해 원유(oil) 및/또는 가스(gas)가 저장된 저류층의 바닥까지 낙하시키는 드롭 단계가 수행된다.
단계 S120에서는, 플런저 드롭 이후, 생산 파이프의 내부압력이 설정된 생산가능압력에 도달하기까지 대기하는 셧-인 단계가 수행된다.
단계 S130에서는, 셧-인 단계가 수행된 이후, 원유(oil) 및/또는 가스(gas)를 지상으로 끌어올리기 위한 생산 밸브 개방 명령을 확인하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 이 과정은 플런저리프트 로직 제어부(300)에 포함된 특정 플런저 리프트의 제어 로직에 의해 수행될 수 있다.
단계 S140에서는, 플런저리프트 로직 제어부(300)에 포함된 특정 플런저 리프트의 제어 로직이 리프팅 단계 및 애프터플로우 단계의 수행을 위하여 자신이 제어하는 특정 생산 밸브를 개방하기 전에 다른 플런저 리프트의 제어 로직을 참조하여 복수의 플런저 리프트의 생산 동작 동기화 조건이 충족되는지 여부를 판단하는 과정이 수행된다.
단계 S150에서는, 복수의 플런저 리프트 간의 생산 스테이지 충돌을 방지하기 위한 생산 동작 동기화 조건이 충족되는 경우, 특정 플런저 리프트의 제어 로직이 리프팅 단계 및 애프터플로우 단계의 수행을 위하여 자신이 제어하는 특정 생산 밸브를 개방하는 과정이 수행된다.
단계 S160에서는, 생산 파이프와 외부의 저장소를 연결하는 지상의 생산 라인에 설치된 생산 밸브가 개방된 이후, 생산 파이프와 생산 라인의 내부 압력 차이를 이용하여 플런저를 지상으로 상승시키는 리프팅 단계가 수행되며, 이 리프팅 단계를 통하여 원유(oil) 및/또는 가스(gas)가 생산되어 저장소에 저장된다.
단계 S170에서는, 생산 파이프 내의 이물질을 배출하는 애프터플로우 단계가 수행된다.
단계 S180에서는, 플런저가 지상의 특정 위치에 도달하고, 복수의 플런저 리프트의 생산 동작 동기화 조건이 충족되는지 여부를 판단하는 과정이 수행된다.
만약, 단계 S180에서의 판단 결과, 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지 충돌을 방지하기 위한 생산 동작 동기화 조건이 충족되지 않는 경우, 생산 밸브 폐쇄 명령과 무관하게 생산 밸브는 즉시 폐쇄됨으로써, 다른 플런저 리프트와의 생상 스테이지 충돌이 방지된다.
단계 S190에서는, 플런저가 지상의 특정 위치에 도달하고, 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지 충돌을 방지하기 위한 생산 동작 동기화 조건이 충족되는 상태에서, 생산 밸브 폐쇄 명령을 확인하는 과정이 수행된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 플런저 리프트가 설치된 복수의 유정(oil and/or gas well)에서 생산된 원유 및/또는 가스를 원격지의 저장소로 이송하기 위한 생산라인을 공유하는 환경에서, 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써 장치 내구성과 생산 효율성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어함으로써, 복수의 플런저 리프트가 공유하는 생산라인의 비정상적인 압력 상승을 방지하고, 공유 생산라인에서 개별 유정으로의 역류를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 생산 라인을 공유하는 복수의 플런저 리프트 유정 생산 제어 환경에서, 플런저 리프트들에 대한 효율적인 제어 로직 동기화를 구성하여 최소의 생산 설비 환경에서도 지속적인 원유 및/또는 가스 생산 프로세스를 수행하고, 유정을 최적으로 운용하기 위한 다양한 운용 상태 및 생산 데이터 통계 정보를 비교 제공하여 최적의 생산 제어를 수행할 수 있도록 지원할 수 있는 효과가 있다.
10: 다중 플런저 리프트 제어 장치
100: 플런저리프트 동기 설정부
200: 플런저리프트 별 스테이지 감시부
300: 플런저리프트 로직 제어부
400: 플런저리프트 통계 정보 생성부
500: 장치 제어부
100: 플런저리프트 동기 설정부
200: 플런저리프트 별 스테이지 감시부
300: 플런저리프트 로직 제어부
400: 플런저리프트 통계 정보 생성부
500: 장치 제어부
Claims (10)
- 생산 라인의 일부를 공유하는 복수의 플런저 리프트의 동작상태를 동기화시켜 제어하는 다중 플런저 리프트 제어 장치로서,
상기 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지를 제어하는 명령이 충돌하지 않도록 상기 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하기 위한 플런저리프트 동기 설정부;
상기 복수의 플런저 리프트의 현재 생산 스테이지를 감시하는 플런저리프트 별 스테이지 감시부; 및
상기 플런저리프트 동기 설정부에 의해 설정된 동작 우선순위와 상기 플런저리프트 별 스테이지 감시부로부터 전달받은 스테이지 감시정보에 따라 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어하는 플런저리프트 로직 제어부를 포함하고,
상기 생산 스테이지는 플런저를 생산 파이프를 통해 원유(oil) 및/또는 가스(gas)가 저장된 저류층의 바닥까지 낙하시키는 드롭(Drop) 단계, 상기 생산 파이프의 내부압력이 설정된 생산가능압력에 도달하기까지 대기하는 셧-인(Shut-In) 단계, 상기 생산 파이프와 외부의 저장소를 연결하는 지상의 생산 라인에 설치된 생산 밸브를 개방함으로써 상기 생산 파이프와 상기 생산 라인의 내부 압력 차이를 이용하여 상기 플런저를 지상으로 상승시키는 리프팅(Lifting) 단계, 상기 생산 파이프 내의 이물질을 배출하는 애프터플로우(Afterflow) 단계를 포함하고,
상기 플런저리프트 로직 제어부는 상기 복수의 플런저 리프트 중에서 2개 이상의 플런저 리프트가 동일 시점에 상기 리프팅 단계와 상기 애프터플로우 단계를 수행하지 않도록 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어하고,
상기 플런저리프트 로직 제어부는,
상기 플런저리프트 동기 설정부에 의해 설정된 동작 우선순위에 따라 상기 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직을 생성하고,
상기 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직에는 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 스테이지 중에서 적어도 상기 리프팅 단계 및 상기 애프터플로우 단계의 우선순위가 포함되어 있고,
상기 플런저리프트 로직 제어부는 상기 복수의 플런저 리프트 각각에 대한 제어 로직을 수행하고,
상기 플런저리프트 로직 제어부에 포함된 특정 플런저 리프트의 제어 로직은 상기 리프팅 단계 및 상기 애프터플로우 단계의 수행을 위하여 자신이 제어하는 특정 생산 밸브를 개방하기 전에 다른 플런저 리프트의 제어 로직을 참조하여 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어함으로써 상기 복수의 플런저 리프트 간의 생산 스테이지를 제어하는 명령의 충돌을 방지하는, 다중 플런저 리프트 제어 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 플런저리프트 로직 제어부는,
상기 복수의 플런저 리프트의 생산 동작을 동기화시켜 제어함으로써, 상기 복수의 플런저 리프트가 공유하는 공유 생산라인의 과도한 압력 상승을 방지하고 상기 공유 생산라인과 상기 복수의 플런저 리프트가 공유하지 않는 비공유 생산라인의 압력 차이로 인한 역류를 방지하는 것을 특징으로 하는, 다중 플런저 리프트 제어 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 플런저 리프트의 시간 흐름에 따라 변화하는 제어운용환경 데이터, 생산 데이터를 비교 분석하여 사용자가 상기 플런저리프트 동기 설정부를 통하여 상기 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하도록 지원하기 위한 통계 정보를 생성하는 플런저리프트 통계 정보 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 플런저 리프트 제어 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 통계 정보는 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 주기 별 생산량 정보, 일별 생산량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 플런저 리프트 제어 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 통계 정보는 상기 복수의 플런저 리프트의 단위기간 동안의 생산주기 및 각 생산 스테이지 별 점유시간, 현재 생산 스테이지 진행 시간 및 진척도에 대한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 플런저 리프트 제어 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 통계정보는 하나의 화면에 상기 복수의 플런저 리프트 별로 상호 비교할 수 있도록 제공되어 상기 사용자가 상기 플런저리프트 동기 설정부를 통하여 상기 복수의 플런저 리프트의 동작 우선순위를 설정하도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 다중 플런저 리프트 제어 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 통계정보는 상기 복수의 플런저 리프트의 생산 주기 별 플런저 리프팅 속도 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 플런저 리프트 제어 장치.
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