KR20130010161A - 원유 파이프라인 디오일링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원유 파이프라인 디오일링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물이 하부에서 상부로 차오르는 수압을 이용해 물에 비해 비중이 낮은 원유를 상방으로 배출시켜 원유 파이프라인 내의 원유가 깨끗하게 제거될 수 있도록 한 원유 파이프라인 디오일링(de-oiling) 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 해저에 설치되며 원유를 해상으로 공급하기 위한 밸브 설비와, 이 밸브설비에 연결되어 해상으로 원유를 공급하기 위한 부유식 원유공급설비와 상기 부유식 원유공급설비와 밸브설비를 연결하는 수중호스의 내부에 차있는 원유를 빼내기 위한 원유 파이프라인 디오일링 방법에 있어서,밸브설비에서 위치가 가장 낮은 밸브에 유입호스를 연결한 후, 밸브설비의 하부에 물을 유입하여 물이 차오르는 힘에 의하여 파이프라인 내부의 원유가 물과 함께 해상으로 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 원유 파이프라인 디오일링 방법을 제공한다.

Description

원유 파이프라인 디오일링 방법{Oil pipeline de-oiling method}

본 발명은 원유 파이프라인 디오일링(de-oiling) 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원유와 물의 비중 차(差)를 이용하여 파이프라인 내부의 원유를 제거하는 원유 파이프라인 클리닝 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 송유관, 가스관, 상수도관 등은 육상에서뿐만 아니라, 하천이나 강 또는 바다를 횡단하여 강바닥이나 해저에 파이프라인을 부설하게 된다.

이와 같이 부설되는 송유관, 가스관, 상수도관, 발전소 취수관 등에 사용되는 파이프라인은 통상 지름이 0.2 ~ 1.2 m 또는 그 이상이고 그 길이가 대략 수백 미터에서 수십 킬로미터에 달하는 규모가 크고 수상 또는 해상에서 작업이 이루어지므로 자연조건에 의하여 부설되는 작업에 많은 제약이 뒤따르게 된다.

특히, 원유의 해상운송(수입 또는 수출)은 해상에 설치된 부유식 원유공급설비로부터 해저파이프라인을 통해서 육상 정유공장이나 해상 유조선으로 공급을 하게 된다.

첨부된 도 1a 및 도 1b를 참조하여 원유의 해상 운송설비에 대하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

원유의 해상 운송설비는, 도 1a에 도시된 바와 같이 해저에 설치된 밸브설비(PLEM, Manifold)(11), 수중호스(Under buoy hose)(10), 부유식 원유공급설비(CALM Buoy, SPM)(20)와 플로팅호스(Floating hose)(21)로 구성된다.

부유식 원유공급설비(20)는 앵커파일(Anchor pile)과 체인(Chain) 등으로 해상에 고정되고, 유조선이 정박(Mooring)할 수 있는 설비를 갖추고 있다.

밸브설비(11)는 중력(Weight)방식이나 파일(Pile)방식으로 해저에 고정되고, 해저 파이프라인과 해상으로 연결되는 수중호스(10)가 연결되며, 복수의 크고 작은 밸브(12) 등으로 구성되어 원유공급을 통제(control)할 수 있는 해저구조물이다.

이때, 해저의 파이프라인과 밸브설비(11)를 통해서 원유가 공급되고, 수중호스(10), 부유식 원유공급설비(20)를 거쳐 플로팅호스(21)가 유조선과 연결되어 원유가 운송된다.

그리고, 도 1b에 도시된 파이프 라인은 직선의 원유 파이프라인(30)으로서, 원유 파이프라인의 전체 구성이라기보다는 원유 파이프라인의 단위 구성이다.

이때, 단위를 구성하는 원유 파이프라인은 양측이 관통되고, 일측은 원유가 유입되고 타측은 원유가 배출되는 유로를 형성한다.

한편, 상기와 같은 부유식 원유공급설비(20)는 주기적으로 보수나 교체작업을 진행해야 하는데, 이 작업을 수행하기 위해서는 원유의 누출에 따른 해양 오염을 방지하기 위하여 파이프라인 내부에 차있는 원유를 모두 빼내는 이른바 디오일링(de-oiling) 작업을 실시해야 한다.

디오일링 작업은 통상, 파이프라인에 설치된 밸브를 모두 잠근 상태에서 파이프라인의 일측에 피그(미도시)를 투입하여 압송시키면 상기 피그는 파이프라인의 타측을 통해 배출되면서 파이프라인 내부의 원유 및 스케일 등을 토출시키게 된다.

하지만, 상기와 같이 피그를 투입하여 디오일링 작업을 수행하기 위해서는 피그를 투입하기 위한 피그발사장치 등 제반 되는 추가장치가 필요하고, 상기 추가장치를 설치하기 위한 상황이 제공되지 못할 경우에는 피그를 이용한 디오일링 작업을 적용할 수 없게 된다.

이러한 경우에는 파이프라인 내로 물을 압송하여 오일을 빼내게 되는데, 이러한 디오일링 방법에 대하여 첨부된 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 원유 파이프라인 전체의 디오일링 방법을 나타낸 순서도로서, 먼저 파이프라인에 설치된 밸브를 모두 잠가 파이프라인 내의 기밀을 유지시킨다. (S10)

이후, 해상의 플로팅호스(21)를 통해 물을 유입하여 부유식 원유공급설비(20) 및 원유가 공급되는 관로를 형성하는 수중호스(10)내로 물을 압송시킨다.(S20)

이때, 고압으로 압송되는 물은(S30) 수중호스(10)를 거쳐 해저의 밸브설비(11)와 파이프라인을 통해 배출되면서 파이프라인 내의 원유를 빼내게 된다.(S40)

그리고, 도 2b는 원유 파이프라인의 단위 파이프라인의 디오일링 방법을 나타낸 순서도로서, 일측의 유입 유로를 통해 물을 유입시킨다.(T10)

이에 따라, 물은 일측의 유로를 통해 타측의 유로로 배출됨(T20)과 동시에 원유를 타측의 유로로 배출시키게 된다.(T30)

하지만, 상기한 도 1a 내지 도 2b는 부적절한 디오일링 방법으로서 다음과 같은 문제가 있었다.

파이프라인 내로 물을 압송하더라도, 물과 원유의 비중 차로 인해 상기 파이프라인 내부의 상단에는 상당량의 원유가 남아있기 때문에 디오일링 작업이 제대로 이루어지지 못하는 문제가 있었다.

즉, 원유보다 비중이 큰 물은 파이프라인 내부의 하단 부위만 터널 형태로 만들며 토출되기 때문에, 파이프라인 내부의 상부에 배치된 원유의 상당량을 배출시키지 못하였던 것이다.

특히, 내경이 큰 파이프라인일수록 더 많은 원유가 파이프라인 내부의 상단에 남아 있음은 당연하다.

이와 같이, 디오일링 작업이 제대로 이루어지지 않은 상태에서 부유식 원유공급설비 보수나 교체 작업은 파이프라인 내부에 남아 있는 원유가 바다로 누출되어 해양 오염을 유발할 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 해저 파이프라인의 하부로부터 물이 차오르게 함으로써 물의 수압과 비중을 이용해 물에 비해 비중이 낮은 원유가 상방으로 배출되도록 하여 보수나 교체 작업 등을 위한 원유 파이프라인 디오일링 방법을 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 해저에 설치되며 원유를 해상으로 공급하기 위한 밸브 설비와, 이 밸브설비에 연결되어 해상으로 원유를 공급하기 위한 부유식 원유공급설비와 상기 부유식 원유공급설비와 밸브설비를 연결하는 수중호스의 내부에 차있는 원유를 빼내기 위한 원유 파이프라인 디오일링 방법에 있어서,밸브설비에서 위치가 가장 낮은 밸브에 유입호스를 연결한 후, 밸브설비의 하부에 물을 유입하여 물이 차오르는 힘에 의하여 파이프라인 내부의 원유가 물과 함께 해상으로 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 원유 파이프라인 디오일링 방법을 제공한다.

이때, 상기 원유 파이프라인 디오일링 방법은, 밸브설비 내부의 기밀을 유지하는 기밀 유지단계;밸브설비 내부에 물을 유입하는 물 유입단계;밸브설비로부터 부유식 원유공급설비로 물이 차오르는 물 상승단계;차오르는 물의 수압에 의해 밸브설비, 수중호스, 부유식 원유공급설비 내부의 원유가 외부로 배출되는 원유 배출단계:를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 예로써, 양측이 관통된 직선의 원유 파이프라인 디오일링 방법에 있어서,원유 파이프라인의 양측을 폐쇄하고 일측에만 유입구와 배출구를 형성하되,상기 배출구는 유입구에 비해 상방에 위치되도록 하고,상기 유입구에 물을 유입하여 차오르는 물의 역류되는 힘에 의해 상방의 배출구를 통해 원유가 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 원유 파이프라인 디오일링 방법을 제공한다.

이때, 상기 원유 파이프라인 디오일링 방법은, 원유 파이프라인의 일측에는 배출구가 유입구에 비해 높게 위치된 출입 플랜지를 설치하고, 원유 파이프라인의 타측에는 원유 파이프라인의 내부를 폐쇄시키는 차폐 플랜지를 설치하는 플랜지 설치단계;상기 유입구를 통해 원유 파이프라인 내부로 물을 유입하는 물 유입단계;원유 파이프라인 내로 유입된 물이 파이프라인 내에서 차오름과 더불어 차폐 플랜지에 부딪힌 후 역류하는 물 역류단계;역류된 물이 배출구를 통해 배출되면서 원유를 배출시키는 원유 배출단계:를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 원유 파이프라인 디오일링 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

원유 파이프라인의 하부에 물을 유입하여 상부로 물이 배출되도록 함으로써, 물의 차오르는 압력 또는 물이 역류하는 압력에 의해 원유가 배출되게 한다.

즉, 물과 원유의 비중 차에 따른 특성을 이용하여 원유를 배출시킴으로써, 원유가 용이하게 배출될 수 있는 것이다.

따라서, 원유 파이프라인에 대한 디오일링이 간편하고 깨끗하게 이루어지는 효과가 있다.

나아가, 원유 파이프라인을 구성하는 부유식 원유공급설비, 밸브설비와 수중호스의 보수나 교체 작업시 원유가 해양으로 누출된 염려가 없기 때문에 해양 오염을 방지할 수 있게 된다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 원유 파이프라인 및 물의 흐름을 나타낸 개략도
도 2a 및 도 2b는 종래의 원유 파이프라인 디오일링 방법을 나타낸 순서도
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원유 파이프라인 및 물의 흐름을 나타낸 개략도
도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원유 파이프라인 디오일링 방법을 나타낸 순서도
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원유 파이프라인 및 물의 흐름을 나타낸 개략도
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원유 파이프라인 디오일링 방법을 나타낸 순서도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원유 파이프라인 디오일링 방법에 대하여 설명하도록 한다.

원유 파이프라인은 해저에서 시추된 원유를 해상으로 공급하는 역할을 하며, 도 3a에 도시된 바와 같이 해저에 설치된 밸브설비(11)와, 해상에 배치된 부유식 원유공급설비(20)와, 상기 밸브설비(11)와 부유식 원유공급설비(20)를 연결하는 수중호스(10)로 구성된다.

이때, 부유식 원유공급설비(20)에는 수중호스(10)를 통해 유입된 원유가 배출되는 플로팅호스(21)이 설치된다.

이때, 원유 파이프라인 중, 수중호스(10)의 하부에는 복수의 밸브(12)가 설치된다.

밸브설비(11)을 통해 시추된 원유는 수중호스(10)을 따라 부유식 원유공급설비(20)를 거쳐 해상의 플로팅호스(21)로 배출이 된다.

한편, 상기한 원유 파이프라인 중, 부유식 원유공급설비(20)에 대한 보수나 교체 작업을 수행하기 위해서는 원유 파이프라인 내에 차있는 원유를 모두 빼내야함은 당연하다.

만약, 원유를 빼내지 않고 보수나 교체 작업을 수행하는 경우, 원유 파이프라인으로부터 원유가 배출되어 해양을 오염시키기 때문이다.

즉, 원유 파이프라인에 대한 보수 및 교체 작업을 위해서는, 원유 파이프라인 내에 차있는 원유를 빼내는 디오일링(de-oiling) 작업을 수행하여야 한다.

이하, 첨부된 도 3b를 참조하여 디오일링 방법에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 원유 파이프라인 내의 기밀을 유지시킨다.(S10)

이를 위해, 밸브설비(11)의 내부를 폐쇄시킨다.

다음으로, 외부에 설치된 수압펌프(미도시)에 연결된 유입호스를 밸브설비(11)에서 가장 낮은 위치의 밸브(12)에 연결한 후, 물을 밸브설비(11) 내로 유입시킨다.(S20)

이후, 밸브설비(11) 내로 유입된 물은 밸브설비(11)로부터 차오르기 시작하여 수중호스(10)의 유로를 통해 상방으로 차오른다.(S30)

이때, 밸브설비(11) 및 수중호스(10) 내에 있던 원유는 물에 비해 비중이 낮으므로 물과 함께 상방으로 상승하게 된다.

이후, 물은 해상 부유식 원유공급설비(20)를 거쳐 플로팅호스(21)로 배출된다.(S40)

이때, 물과 함께 원유도 배출됨으로써, 원유 파이프라인 내의 디오일링 작업이 완료된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원유 파이프라인 디오일링 방법은, 물을 원유 파이프라인의 하부에 유입하여 물이 상승하도록 한 것을 기술적 특징으로 한다.

이에 따라, 물에 비해 비중이 낮은 원유는 물과 함께 상승된 후, 상방의 배출관을 통해 배출될 수 있는 것이다.

한편, 다른 방법을 통한 디오일링 방법이 제시될 수 있다.

직선의 파이프라인의 경우, 물이 유입되는 부위와 물이 배출되는 부위의 방향을 동일하게 함으로써 물이 역류되는 힘을 이용한 것이다.

이를 본 발명의 다른 실시예로 제시하며, 첨부된 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하도록 한다.

도 4a에 도시된 직선의 파이프라인(30)은 도 3a에 도시된 원유 파이프라인의 밸브설비(11)일 수도 있고, 다른 구조의 원유 파이프라인에 설치되는 단위 파이프라인일 수도 있다.

이와 같은 직선의 파이프라인(30)을 디오일링 하기 위해서는 먼저, 양측이 관통된 파이프라인의 양측을 폐쇄하되, 파이프라인의 일측에만 유입구 및 배출구를 형성한다.

이를 위해, 파이프라인의 양측에 각각 플랜지를 설치하는 것이 바람직하다.(T10)

즉, 파이프라인의 일측에는 유입구(31a)와 배출구(31b)가 형성된 출입 플랜지(31)를 설치시킨다.

이때, 유입구(31a)의 위치는 배출구(31b)의 위치보다 하방에 위치된다.

그리고, 파이프라인(30)의 타측에는 파이프라인(30)의 내부를 차폐시키는 차폐플랜지(32)를 설치한다.

상기 차폐플랜지(32)는 파이프라인(30)의 내부와 외부를 차단시키게 된다.

이와 같이 파이프라인(30)에 출입플랜지(31) 및 차폐플랜지(32)가 결합되면, 유입구(31a)를 통해 물을 유입시킨다.(T20)

이후, 물은 파이프라인(30) 내로 유입되어 파이프라인(30)의 하부를 따라 유송한 후, 차폐플랜지(32)에 부딪혀 역류하게 된다.(T30)

이때, 파이프라인(30) 내로 물이 지속적으로 유입됨에 따라, 물은 파이프라인(30) 내에서 차오름과 동시에 역류하면서 출입플랜지(31)의 배출구(31b)를 통해 배출된다.(T40)

이때, 물에 비해 비중이 낮은 원유는 파이프라인(30) 내에서 상승된 물과 함께 배출구(31b)를 통해 배출된다.

이로써, 직선의 파이프라인에 대한 디오일링 작업이 완료된다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원유 파이프라인 디오일링 방법은 물이 유입되는 유입구(31a)와 물이 배출되는 배출구(31b)가 모두 한 방향에 형성되되, 배출구(31b)의 위치가 유입구(31a)의 위치에 비해 상방에 있는 것을 기술적 특징으로 한다.

이에 따라, 물이 차오름과 동시에 역류되는 힘을 이용해 물보다 비중이 낮아 상부에 위치한 원유를 밀어내어 파이프라인 외부로 배출시킬 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 수중호스(Under buoy hose) 11 : 밸브설비(PLEM,Manifold)
12 : 밸브 20 : 부유식 원유공급설비(CALM Buoy,SPM)
21 : 플로팅호스 30 : 직선 파이프라인
31 : 출입플랜지 31a : 유입구
31b : 배출구 32 : 차폐플랜지

Claims (4)

1. 해저에 설치되며 원유를 해상으로 공급하기 위한 밸브 설비와, 이 밸브설비에 연결되어 해상으로 원유를 공급하기 위한 부유식 원유공급설비와 상기 부유식 원유공급설비와 밸브설비를 연결하는 수중호스의 내부에 차있는 원유를 빼내기 위한 원유 파이프라인 디오일링 방법에 있어서,
   밸브설비에서 위치가 가장 낮은 밸브에 유입호스를 연결한 후, 밸브설비의 하부에 물을 유입하여 물이 차오르는 힘에 의하여 파이프라인 내부의 원유가 물과 함께 해상으로 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 원유 파이프라인 디오일링 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 원유 파이프라인 디오일링 방법은,
   밸브설비 내부의 기밀을 유지하는 기밀 유지단계;
   밸브설비 내부에 물을 유입하는 물 유입단계;
   밸브설비로부터 부유식 원유공급설비로 물이 차오르는 물 상승단계;
   차오르는 물의 수압에 의해 밸브설비, 수중호스, 부유식 원유공급설비 내부의 원유가 외부로 배출되는 원유 배출단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 원유 파이프라인 디오일링 방법.
3. 양측이 관통된 직선의 원유 파이프라인 디오일링 방법에 있어서,
   원유 파이프라인의 양측을 폐쇄하고 일측에만 유입구와 배출구를 형성하되,
   상기 배출구는 유입구에 비해 상방에 위치되도록 하고,
   상기 유입구에 물을 유입하여 차오르는 물의 역류되는 힘에 의해 상방의 배출구를 통해 원유가 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 원유 파이프라인 디오일링 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 원유 파이프라인 디오일링 방법은,
   원유 파이프라인의 일측에는 배출구가 유입구에 비해 높게 위치된 출입 플랜지를 설치하고, 원유 파이프라인의 타측에는 원유 파이프라인의 내부를 폐쇄시키는 차폐 플랜지를 설치하는 플랜지 설치단계;
   상기 유입구를 통해 원유 파이프라인 내부로 물을 유입하는 물 유입단계;
   원유 파이프라인 내로 유입된 물이 파이프라인 내에서 차오름과 더불어 차폐 플랜지에 부딪힌 후 역류하는 물 역류단계;
   역류된 물이 배출구를 통해 배출되면서 원유를 배출시키는 원유 배출단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 원유 파이프라인 디오일링 방법.
   
   

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