KR20110135677A

KR20110135677A - 원유 유출 방지장치

Info

Publication number: KR20110135677A
Application number: KR1020100055538A
Authority: KR
Inventors: 쥬트라스 피에르
Original assignee: 주식회사 타이가; 쥬트라스 피에르
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-19
Also published as: KR101165828B1

Abstract

본 발명은 원유 유출 방지장치에 관한 것으로, 하측으로 개방되고 해수에 잠기게 형성되어 심해저로부터 분출되는 원유와 가스와 해수를 포집하는 플렉시블한 재질의 커렉터, 이 커렉터의 상측에 연결되고 해수에 잠김 상태를 유지한 채 포집된 원유와 가스와 해수의 상승을 안내하는 플렉시블한 재질의 라이저, 및 해수면에 부유하며 라이저의 상측에 위치하고 라이저의 상부로 분출되는 원유와 가스가 외측으로 유출되는 것을 방지하는 플렉시블한 재질의 세퍼레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 원유와 가스의 포집 시스템을 향상시키고, 해수면에서 해수와 가스와 원유를 원유선에 퍼 올리기 전에 분리할 수 있다.

Description

원유 유출 방지장치{DEVICE OF PREVENTING OIL-LEAKS}

본 발명은 원유 유출 방지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원유와 가스의 포집 시스템을 향상시키고, 해수면에서 해수와 가스와 원유를 원유선에 퍼 올리기 전에 분리할 수 있는 원유 유출 방지장치에 관한 것이다.

최근, 멕시코만 해저에서 원유와 가스의 거대한 유출을 막기 위한 시도가 제시되고 있다.

그 중 하나는 크고 하측으로 개방된 스틸박스를 심해저에 설치된 송유파이프의 유출 부위를 덮는 것이다. 그 박스의 상측에 튜브를 연결함으로써, 박스 내부로 유입되는 원유는 튜브를 통해 수면 위로 상승하게 되며, 이 수면위로 뜨는 원유는 펌프로 펌핑 후 원유선에 실어 이송된다.

기존에 원유 유출을 차단하기 위한 시도는 작은 직경의 튜브를 사용함으로써 박스와 튜브 내부에 형성되는 메탄액화아이스에 의한 막힘 현상으로 튜브를 통한 원유와 가스의 흐름에 상당한 제한이 있기 때문에 실패했다.

그리고, 막대한 원유가 박스 내부에 축적되기 때문에, 박스는 내부에 수용되는 원유와 가스에 의한 부력 발생으로 상승함으로써 정위치에 고정되기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 심해로부터 유출되는 원유와 가스를 차단하여 유출되는 원유로 인해 해수가 오염되는 것을 최소화하고자 하는 원유 유출 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 원유 유출 방지장치는: 하측으로 개방되고 해수에 잠기게 형성되어 심해저로부터 분출되는 원유와 가스와 해수를 포집하는 플렉시블한 재질의 커렉터, 이 커렉터의 상측에 연결되고 해수에 잠김 상태를 유지한 채 포집된 원유와 가스와 해수의 상승을 안내하는 플렉시블한 재질의 라이저, 및 해수면에 부유하며 라이저의 상측에 위치하고 라이저의 상부로 분출되는 원유와 가스가 외측으로 유출되는 것을 방지하는 플렉시블한 재질의 세퍼레이터를 포함한다.

상기 커렉터는 멤브레인 재질이고, 상협하광(上狹下廣) 형상으로 함이 바람직하다.

커렉터는 하측에 해수보다 비중이 큰 링부재를 형성하고, 라이저는 공기를 함유한 에어탱크를 둘레면에 구비함이 바람직하다.

커렉터는 상측에 리프팅부재를 구비하고, 링부재는 리프팅부재에 연결되는 어태치 케이블을 형성하며, 리프팅부재는 해수면 상측에서 당겨지는 로어케이블에 연결됨이 바람직하다.

세퍼레이터는, 해수면 상측으로 볼록하게 형성되어 라이저를 통해 유입되는 가스를 임시 포집하고 가스의 배출을 위한 이그조스트슬리브를 구비한 돔, 및 이 돔의 가장자리에서 하측으로 연장되어 해수 내부에 잠김으로써 라이저를 통해 유입되는 원유의 유출을 방지하는 스커트를 포함한다.

돔은 해수에 부유하도록 둘레면에 에어튜브를 형성함이 바람직하다.

스커트 내측에는 해수면에 부유하는 원유를 유입 안내하는 스키머가 형성되고, 스키머에는 원유를 빨아들이도록 사이펀이 구비됨이 바람직하다.

스커트는 해수보다 비중이 큰 재질의 캘리버를 구비함이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원유 유출 방지장치는 종래 기술과 달리 심해로부터 유출되는 원유와 가스를 차단하여 유출되는 원유로 인해 해수가 오염되는 것을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 유출 방지장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 유출 방지장치의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 원유 유출 방지장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 유출 방지장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 유출 방지장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 유출 방지장치는 커렉터(collector,100), 라이저(riser,200) 및 세퍼레이터(separator,300)를 포함한다.

커렉터(100)는 해수(海水)에 잠기도록 무거운 멤브레인(membrane) 재질로 이루어지고, 깔대기(funnel)를 엎어놓은 형상이다. 즉, 커렉터(100)는 상협하광(上狹下廣) 형상이다.

그리고, 뒤집어 놓은 깔대기 형상인 커렉터(100)의 하측 가장자리에는 링부재(perimeter ring,110)가 형성된다. 이 링부재(110)는 해수보다 비중이 큰 재질로 이루어져 커렉터(100)가 해수 내부로 하강 가능하도록 하는 역할을 하고, 하강할 때 커렉터(100)의 형상을 유지하는 역할을 한다.

아울러, 어태치 케이블(attach cables,222)은 링부재(110)를 따라 일정 간격 유격된 상태로 연결되고, 커렉터(100)의 상측에 형성되는 리프팅부재(lifting device,220)에 연결된다.

더욱 상세히, 커렉터(collector,100)는 하측으로 개방되고, 해수에 잠기게 형성되어 심해저로부터 분출되는 원유와 가스와 해수를 포집하는 역할을 한다.

이때, 커렉터(100)는 포집되는 원유와 가스의 양에 따라 이완과 수축 가능하도록 플렉시블한 재질로 이루어짐으로써 터지거나 찢어지지 않도록 함이 바람직하다.

그래서, 커렉터(100)는 멤브레인 재질로 함이 바람직하다.

특히, 커렉터(100)는 개방된 하측을 최대한 넓게 하여 해수 내부의 넓은 범위에서 분출되는 원유와 가스 및 해수를 포집하기 위해 상협하광(上狹下廣) 형상으로 함이 바람직하다.

물론, 커렉터(100)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

일례로, 원유와 가스는 해저에 배치되는 원유수송관(도시하지 않음)의 터짐으로 인해 분출되는 것으로 한다.

또한, 커렉터(100)는 해수 내부로 쉽게 하강하며 잠기지 않고, 해수면에 부유하려고 한다.

그래서, 커렉터(100)는 해수보다 비중이 큰 링부재(perimeter ring,110)를 하측에 형성한다.

특히, 링부재(110)는 스틸 등 다양한 재질로 적용 가능하고, 커렉터(100)의 하측 가장자리에 형성된다.

이때, 링부재(110)는 다양한 방식에 의해 커렉터(100)의 하측에 형성된다.

아울러, 해수 내부에 잠긴 링부재(110)와 커렉터(100)는 원유와 가스를 분출하는 지점의 상측에 위치 고정됨이 바람직하다.

그래서, 커렉터(100)는 상측에 리프팅부재(lifting device,220)를 구비하고, 링부재(110)는 리프팅부재(220)에 연결되는 어태치 케이블(222)을 형성하며, 리프팅부재(220)는 해수면 상측에서 당겨지는 로어케이블(lowering cable,224)에 연결된다.

즉, 커렉터(100)는 상측 둘레면에 리프팅부재(220)를 형성한다. 이 리프팅부재(220)는 다양한 형상으로 이루어지고, 다양한 방식에 의해 커렉터(100)에 고정 형성된다.

그리고, 어태치 케이블(222)은 일측이 리프팅부재(220)에 연결되고, 타측이 링부재(110)에 연결된다. 특히, 어태치 케이블(222)은 링부재(110)의 원주 방향을 따라 다수 개 배치된다.

이때, 어태치 케이블(222)은 쉽게 접히지 않는 재질로 이루어진다.

그래서, 어태치 케이블(222)은 해수 내부에 잠기는 커렉터(100)가 형상을 유지하도록 하는 역할을 한다.

아울러, 로어케이블(lowering cable,224)은 일측이 링부재(perimeter ring,110)에 연결되고, 타측이 해수면 상측으로 연장 형성된다.

도시하지는 않았지만, 이 로어케이블(224)의 타측은 바다에 세워진 원유시추선이나 선박 및 부표 등에 묶여짐이 바람직하다.

따라서, 커렉터(100)와 링부재(110)는 로어케이블(224)에 의지한 채 해수 내부에 잠겨진 상태를 유지하게 된다.

한편, 플렉시블한 재질의 멤브레인 튜브(membrane tube)나 1.5m 직경의 슬리브를 구비한 라이저(riser,200)의 하측은 커렉터(100)의 상측에 연결되고, 리프팅부재(lifting device,220)를 구비한다.

라이저(200)는 커렉터(100)에 연결되고, 해수면 아래에 위치한다. 라이저(200)의 상측은 로어케이블(lowering cable,224)에 연결됨에 따라 로어케이블(224에 의해 세워진 상태를 유지하게 된다. 게다가, 소정의 부력을 갖는 에어탱크(210)는 라이저(200)에 형성되어 라이저(200)의 부유한 상태를 유지하고 구김이 가지 않는 상태를 유지하는 역할을 한다. 라이저(200)의 상측에 형성된 플로테이션칼라(flotation collar,202)는 해수면 소정 아래에 위치하게 된다.

더욱 상세히, 라이저(200)는 커렉터(100)의 상측에 연결되고 해수에 잠김 상태를 유지한 채 포집된 원유와 가스와 해수의 상승을 안내하는 역할을 한다.

이에 따라, 커렉터(100)는 상측 일부가 개방되고, 라이저(200)는 커렉터(100)의 개방된 부위에 연결된다.

이때, 라이저(200)는 진동융착이나 접착 또는 꿰맴 등 다양한 방식에 의해 커렉터(100)에 연결된다.

그리고, 라이저(200)는 고압으로 유동하는 원유와 가스에 의해 터지거나 찢어지지 않도록 플렉시블한 재질로 함이 바람직하다.

이때, 라이저(200)는 멤브레인 재질로 함이 바람직하다.

물론, 라이저(200)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

특히, 라이저(200)는 해수보다 비중이 낮아 가라앉으려는 링부재(perimeter ring,110)를 해수 내부에 부유시키기 위해 공기를 함유한 에어탱크(210)를 둘레면에 구비함이 바람직하다.

즉, 에어탱크(210)는 라이저(200)와 커렉터(100) 및 링부재(110)가 해수 내부에 떠 있는 상태를 유지하는 역할을 한다.

물론, 에어탱크(210)는 라이저(200)의 둘레면에 묶임 등 다양한 방식에 의해 고정된다.

아울러, 에어탱크(210)의 상측에는 플로테이션칼라(flotation collar,202)가 형성된다.

이 플로테이션칼라(202)는 로어케이블(lowering cable,224)에 의해 해수면에 인접되도록 해수 내부에 떠 있는 상태를 유지하게 된다.

한편, 세퍼레이터(300)는 라이저(200)를 통해 분출되는 해수에 포함되는 원유와 가스를 포집하여 자연적으로 분리하는 역할을 한다. 이 분리된 원유와 가스는 펌핑되어 원유선박에 싣겨지게 된다. 특히, 세퍼레이터(300)는 해수면 상측으로 볼록하게 형성되고 원유나 가스의 불침투성(impervious)을 갖는 돔(dome,302), 및 돔(302)의 하측 가장자리에서 연장되어 해수 내부에 잠기는 스커트(skirt,304)를 포함한다. 이때, 스커트(304)는 해수 내부에 잠긴 상태를 유지하기 위해 스틸 체인(steel chain)과 같은 캘리버(caliber,305)를 구비한다. 돔(302)과 스커트(304)의 연결부위 외측에는 에어튜브(air tube,310)가 형성되어 돔(302)과 스커트(304)의 부유 상태를 유지하게 한다. 라이저(200)로부터 분출되는 가스는 돔(302) 내부에 수용되고, 이그조스트슬리브(exhaust sleeve,303)는 적절한 설비로 배출되는데, 이 적절한 설비는 가스를 압축탱크 내부에서 압축하여 저장하거나 안전한 원거리에서 태우도록 이송하는 역할을 한다. 원유는 스키머(skimmer,320)를 통해 회수되는데, 스키머(320)는 원유선에 연결되는 사이펀(siphon,330)과 접속됨으로써 원유를 원유선으로 회수하게 된다.

더욱 상세히, 세퍼레이터(300)는 해수면에 부유하며 라이저(200)의 상측에 위치하고, 라이저(200)의 상부로 분출되는 원유와 가스가 외측으로 유출되는 것을 방지하는 역할을 하며, 플렉시블한 재질로 이루어진다.

특히, 세퍼레이터(300)는 멤브레인 재질로 이루어짐이 바람직하다.

이때, 세퍼레이터(300)는 돔(302) 및 스커트(304)를 포함한다.

돔(302)은 해수면 상측으로 볼록하게 형성되고, 내부에 공간을 구비한다.

그리고, 돔(302)은 라이저(200)의 상측에 위치하게 된다. 그래서, 돔(302)은 라이저(200)를 통해 유입되는 가스와 원유를 포집하는 역할을 한다.

아울러, 로어케이블(lowering cable,224)은 리프팅부재(lifting device,220)에서 연장되어 돔(302)과 스커트(304)의 외측을 통해 해수면 밖으로 연장될 수 있으나, 원유와 유출을 방지하기 위해 돔(302)과 스커트(304)의 내측으로 연장된 후 돔(302)을 통과하여 설치됨이 바람직하다.

이때, 원유와 가스는 돔(302) 내부에서 자연 분리된다.

특히, 돔(302)은 이그조스트슬리브(exhaust sleeve,303)를 형성한다. 이 이그조스트슬리브(303)는 돔(302) 내부에 가득 차는 가스를 외측으로 배출하는 역할을 한다.

이 이그조스트슬리브(303)는 원유의 배출을 방지하기 위해 돔(302)의 상측에 형성됨이 바람직하다.

그리고, 스커트(304)는 돔(302)의 가장자리에서 하측으로 연장되어 해수 내부에 잠김으로써 라이저(200)를 통해 유입되는 원유의 유출을 방지하는 역할을 한다.

즉, 라이저(200)의 플로테이션칼라(202)는 스커트(304) 내측에 위치하게 된다.

한편, 돔(302)은 해수에 부유하도록 둘레면에 에어튜브(310)를 형성함이 바람직하다.

에어튜브(310)는 내부가 에어로 차 있기 때문에 해수면에 부유하게 되고, 돔(302)의 둘레면에 형성됨으로써 돔(302)이 해수면에 부유하도록 하는 역할을 한다.

아울러, 스커트(304) 내측에는 해수면에 부유하는 원유를 유입 안내하는 스키머(320)가 형성되고, 스키머(320)에는 원유를 빨아들이도록 사이펀(330)이 구비된다.

즉, 해수면에 떠 있는 원유는 외부로부터 빨아들이는 힘에 의해 스키머(320)와 사이펀(330)을 통해 회수된다.

한편, 스커트(304)는 해수보다 비중이 큰 재질의 캘리버(305)를 구비함이 바람직하다.

즉, 스커트(304)는 가장자리에 비교적 무거운 캘리버(305)를 형성함으로써 해수 내부에 잠긴 상태를 유지할 수 있게 된다.

물론, 캘리버(305)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 다양하게 스커트(304)에 연결될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 커렉터 110: 링부재(perimeter ring)
200: 라이저 202: 플로테이션칼라
210: 에어탱크 220: 리프팅부재
222: 어태치 케이블(attach cables)
224: 로어케이블(lowering cable)
300: 세퍼레이터 302: 돔
303: 이그조스트슬리브 304: 스커트
305: 캘리버 310: 에어튜브
320: 스키머 330: 사이펀

Claims

하측으로 개방되고, 해수에 잠기게 형성되어 심해저로부터 분출되는 원유와 가스와 해수를 포집하는 플렉시블한 재질의 커렉터(collector);
상기 커렉터의 상측에 연결되고, 해수에 잠김 상태를 유지한 채 포집된 원유와 가스와 해수의 상승을 안내하는 플렉시블한 재질의 라이저(riser); 및
해수면에 부유하며 상기 라이저의 상측에 위치하고, 상기 라이저의 상부로 분출되는 원유와 가스가 외측으로 유출되는 것을 방지하는 플렉시블한 재질의 세퍼레이터(separator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원유 유출 방지장치.
제 1항에 있어서,
상기 커렉터는 멤브레인 재질이고, 상협하광(上狹下廣) 형상인 것을 특징으로 하는 원유 유출 방지장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 커렉터는 하측에 해수보다 비중이 큰 링부재(perimeter ring)를 형성하고;
상기 라이저는 공기를 함유한 에어탱크(air tanks)를 둘레면에 구비하는 것을 특징으로 하는 원유 유출 방지장치.
제 3항에 있어서,
상기 커렉터는 상측에 리프팅부재(lifting device)를 구비하고;
상기 링부재는 상기 리프팅부재에 연결되는 어태치 케이블(Attach Cables)을 형성하며;
상기 리프팅부재는 해수면 상측에서 당겨지는 로어케이블(lowering cable)에 연결되는 것을 특징으로 하는 원유 유출 방지장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 세퍼레이터는,
해수면 상측으로 볼록하게 형성되어 상기 라이저를 통해 유입되는 가스를 임시 포집하고, 상기 가스의 배출을 위한 이그조스트슬리브(exhaust sleeve)를 구비한 돔(dome); 및
상기 돔의 가장자리에서 하측으로 연장되어 해수 내부에 잠김으로써 상기 라이저를 통해 유입되는 원유의 유출을 방지하는 스커트(skirt)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원유 유출 방지장치.
제 5항에 있어서,
상기 돔은 해수에 부유하도록 둘레면에 에어튜브(air tube)를 형성하는 것을 특징으로 하는 원유 유출 방지장치.
제 5항에 있어서,
상기 스커트 내측에는 해수면에 부유하는 원유를 유입 안내하는 스키머(skimmer)가 형성되고;
상기 스키머에는 상기 원유를 빨아들이도록 사이펀(siphon)이 구비되는 것을 특징으로 하는 원유 유출 방지장치.
제 5항에 있어서,
상기 스커트는 해수보다 비중이 큰 재질의 캘리버(caliber)를 구비하는 것을 특징으로 하는 원유 유출 방지장치.