KR20130062941A - 수집 컨테이너, 수집 컨테이너와 다상 펌프를 포함한 시스템 및 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 탱크에 관한 것으로서, 상기 수집 탱크는 다상의 혼합물을 수집 탱크(10)로 유도하기 위한 적어도 하나의 입구(20)를 구비하고, 복수의 출구 컨넥터(30)를 구비하며, 상기 출구 컨넥터는 상기 다상의 혼합물이 펌프되는 펌프(3)와 연결될 수 있으며, 상기 출구 컨넥터(30)는 수집-탱크 베이스(11)를 넘어 상향으로 돌출한 내측을 향한 내장부(40)에 할당되고 제1의, 상부 개구(42) 및 제2의, 하부 개구(41)를 구비하고, 상기 하부 개구(41)의 유동 단면은 상기 상부 개구(42)의 유동 단면보다 더 작다.

Description

수집 컨테이너, 수집 컨테이너와 다상 펌프를 포함한 시스템 및 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법{COLLECTING TANK, SYSTEM COMPRISING COLLECTING TANK AND MULTI-PHASE PUMPS, AND METHOD FOR SEPARATING AND DIVIDING UP A MULTI-PHASE MIXTURE}

본 발명은 탄화수소 발생원(source)으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너와, 적어도 하나의 수집 컨테이너 및 상기 수집 컨테이너에 연결된 복수의 다상 펌프를 포함한 시스템과, 복수의 다상 펌프 중에서 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법에 관한 것으로서, 상기 수집 컨테이너는 다상의 혼합물을 상기 수집 컨테이너로 안내하기 위해 적어도 하나의 입구를 구비한다.

다상의 혼합물의, 특히 탄화수소의 추출 시, 추출 상태가 변한다. 탄화수소가 일반적으로 혼합물에서 추출되는데, 이 경우 상이한 결집 상태가 존재한다. 고상(solid phase), 예를 들면 모래에 더하여, 액상(liquid phase) 및 가스상(gas phase)이 존재한다. 이들 상은 상이한 비율로 존재하고, 이 경우 다상의 혼합물의 성분이 넓은 범위 내에서 변하여, 다상의 혼합물의 각각의 성분이 추출될 때와 얼마나 오래 추출되는지를 예측하는 것은 불가능하다. 따라서, 현저한 액상 분류를 갖는 비교적 긴 기간의 추출 이후에, 때때로 가스상이 예외적으로 추출될 때까지, 가스상 분류가 긴 기간 동안 추출된다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 다상의 혼합물의 분류가 추출될 순간뿐만 아니라, 상기 추출 기간과 상기 비율의 비(ratio)가 알려지지 않았고, 이는 추출 공정을 방해한다.

탄화수소 발생원을 개발할 때, 자본 지출은 엄청나게 크게 된다. 이와 같은 경우에, 예를 들면, 필요한 펌프 크기가 이용가능하지 않기 때문에, 또는 필요한 크기가 기술적인 관점이나 또는 경제적인 관점으로 적당하지 않기 때문에, 예를 들면 이송될 볼륨이 특별한 펌프 크기를 사용하여 적당하게 이송될 수 없다면, 복수의 이송 펌프를 제공할 필요가 있다.

덜 개발된(Young) 생산 분야는 단지 수년 이후에 그 최대 생산량을 향상시키고, 이에 따라 추출이 개시될 때, 비교적 작은 펌프 크기가 충분할 수 있다는 문제점이 있지만, 그러나 이는 시동시 충분한 펌프 크기가 다른 작동의 진행 도중 더 이상 충분하지 않을 때 문제점을 야기시킬 수 있다. 따라서 평행하게 배치된 복수의 펌프 유닛이 필요한 여분과 고장-안전(fail-safe) 작동에 더하여 이송율의 다양성을 제공하도록 작동할 필요성이 있다. 논리학적 관점으로부터, 상이한 많은 평행한 다상 펌프에 의해 또는 개별 다상 펌프에 대응하는 생산 적용에 의해, 상이한 생산 요구를 만족하고 단지 하나의 펌프 크기가 설정되도록 고려될 수 있다.

여분의 다상 펌프의 배치는 고장 위험, 특히 전반적인 고장 위험성을 감소시킨다. 통상의 경우에 있어서, 대응 설계에 의해 감소된 속도에서의 마모-감소 작동이 가변-속도의 다상 펌프의 사용을 통해 가능한 반면, 펌프가 고장 난 경우에, 나머지 조립체 또는 나머지 조립체들은 증가된 작동 속도에 의한 생산 고장을 상당히 보상할 수 있다.

상기 기재한 바와 같이, 탄화수소를 추출할 때, 다상의 혼합물은 상이한 결집 상태의 상이한 물질, 예를 들어 가능하다면 모래가 첨가된 물, 가스 응축물, 미정제 오일, 천연 가스 또는 부수 석유 가스(associated petroleum gas)로 이루어지며, 이들은 특정 중량을 갖고 서로 분리된다(deviate). 다상의 혼합물이 복수의 다상 펌프 중에서 나뉘어진다면, 액체와 같은 무거운 물질은 바람직하게 하부에 배치된 출구로 떨어지고 바람직하게 상기 면에 배치된 출구를 지나 유동하기 때문에, 일정한 분리를 보장해야 한다는 문제가 있다. 따라서, 분기되는 경우에 있어서, 추출된 성분의 일정한 분리가 보장되고, 이에 따라 가스 분류로 현저하게 충전된 펌프에 증가된 온도 부하를 방지해야 한다는 문제점이 있다.

생성 유동물의 일정한 이송 분리를 달성하기 위한 하나의 가능성은 분배 지점의 수평방향으로, 엄격하게 대칭인 배치에 있다. 이러한 구성은 큰 공간의 요구조건, 고 중량 및 관련 고 비용과 같은 단점을 가지며, 그리고 2^x 수의 펌프가 일정한 분리를 달성하도록 또한 항상 반드시 제공되어야 한다. 펌프의 고장, 상이한 펌프 타입의 배치, 개별 펌프의 단절이나 또는 여러 중단에 의해, 분배가 일정하지 않게 되며, 이는 개별 다상 펌프의 과부하를 야기시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 충분한 액체 볼륨으로 다상 펌프의 매우 일정하고 오래도록 지속가능한 공급 가능성을 보장하여, 긴 기간의 가스상 추출 동안에서도, 온도 부하를 감소시키는 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 메인 청구항의 특징을 갖는 수집 컨테이너와, 제2 독립청구항의 특징을 갖는 시스템과, 제3 독립청구항의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 변형예가 종속청구항, 상세한 설명 및 도면에 나타나 있다.

탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용의 본 발명에 따른 수집 컨테이너의 경우에, 상기 수집 컨테이너는 다상의 혼합물을 상기 수집 컨테이너로 안내하기 위한 적어도 하나의 입구와 복수의 출구 컨넥터를 구비하고, 상기 출구 컨넥터는 펌프와 연결될 수 있으며, 상기 펌프를 통해 다상의 혼합물이 펌프되고, 상기 출구 컨넥터는 수집 컨테이너 베이스를 넘어 상향 돌출한 내측을 향한 내장부(internal)에 할당되고 제1의, 상부 개구 및 제2의, 하부 개구를 구비하는데, 이 경우 상기 하부 개구의 유동 단면은 상기 상부 개구의 유동 단면보다 더 작다. 수집 컨테이너에 제공된 내장부의 결과로서, 액상 및 가스상, 특히 미정제 석유 및 천연 가스의 특정 중량에 의한 상이한 특징이 사용되어 계량 효과 및 소망의 생성물 분배가 달성된다. 가스상은 비교적 방해받지 않는 상부 개구를 통해 유동할 수 있는 반면, 수집 컨테이너의 베이스에서의 액상 침전물이 수집되고 비교적 작은, 하부 개구를 통해, 단지 느리게 펌프로 이송되며, 상기 펌프는 다상의 혼합물을 멀리 이송한다. 공통의 입구나 또는 많은 입구가 제공되어, 다상의 혼합물이 수집 컨테이너로 유동할 수 있다. 다상의 혼합물은 보어 구멍으로부터 예를 들면 수집 컨테이너로 직접적으로 유동할 수 있다. 가스상 및 액상의 중력-유도식 분리는 수집 컨테이너에서 발생한다. 액상은 수집 컨테이너의 베이스에 위치하는 반면에, 가스상은 수집 컨테이너 내에서 액상 위에 분배된다. 가스상은 상부의, 큰 개구를 통해 개별 펌프로 방해받지 않게 이송될 수 있으며, 상기 펌프는 그 입구 측에서 수집 컨테이너와 연결된다. 이와 같이, 수집 컨테이너 내의 충전 레벨로 제공된, 상부 개구를 통해 방해받지 않은 액상의 유동은 충분히 높아서 상부 개구에 도달한다. 액상 분류 및 가능하다면 고체 분류으로 충전된 섬프(sump)는 상부 개구 아래에서 형성된다. 섬프는 내장부에 위치한 제2의, 하부 개구를 통해 드레인되고, 상기 내장부는 바람직하게 수집 컨테이너 베이스에 배치되거나 또는 수집 컨테이너 베이스 바로 위에 배치된다. 따라서, 액상은 하부 개구를 통해 수집 컨테이너로부터 드레인될 수 있고 각각의 펌프에 도달할 수 있으며, 상기 펌프는 출구 컨넥터와 연결된다. 따라서 긴 기간 동안, 즉 액체 섬프가 비워질 때까지, 액상이 수집 컨테이너로부터 각각의 출구 컨넥터를 통해 각각의 펌프로 일정하게 배출되는 것이 보장된다. 긴 기간 동안 최소한의 필요한 액체 볼륨이 제공되는 결과로서, 출구 컨넥터와 연결된 펌프의 열적 안정성이 입구 파이프를 통한 가스상의 예외적인 추출 동안에서도 보장된다는 것을 알 수 있을 것이다. 펌프 내에서 발생된, 가스상에 대한 압축열이 기본적으로 펌프에 공급된 액상을 통해 멀리 이송된다. 스크류-타입의 펌프처럼 설계된 펌프에 있어서, 예를 들면, 스크류 스핀들 사이에 있는 갭은 또한 윤활되고 시일된다. 따라서, 온도 안정성, 추출된 생성물의 푸쉬-백(push-back)과 관련된 스크류 스핀들의 조임 및 펌프의 사용 수명이 증가된다.

출구 컨넥터 또는 출구 컨넥터들은 바람직하게 경사진 방식으로 하향 정위되거나 또는 수직 상향으로 정위된다. 따라서, 출구 컨넥터를 통한 액상의 먼 이송이 용이하게 된다. 더욱이, 내장부가 출구 컨넥터에 배치되거나 또는 상기 컨넥터 내에 배치되고, 이에 따라 내장부에 있는 하부 개구가 각각의 출구 컨넥터로 용이하게 할당될 수 있고 이에 따라 각각의 출구 채널 및 상기 출구 채널과 연결된 펌프에 할당될 수 있다.

수집 컨테이너의 다른 실시예가 가능할지라도, 상기 수집 컨테이너는 수집 파이프로 설계되거나 또는 수집 탱크로 설계되는게 바람직할 수 있다.

내장부의 상부 개구가 수직 상향을 향하도록 상기 내장부가 배치되기 때문에, 개구 레벨 위의 액상만이 상부의 큰 개구를 통과할 수 있다는 것이 기본적으로 보장된다.

하부 개구를 통해 유체 유동을 변경하기 위하여, 상기 하부 개구는 조정가능한 쓰로틀 장치 또는 폐쇄 장치에 할당될 수 있고, 이 장치를 통해 유동 단면이 감소되거나 또는 개구가 폐쇄될 수 있다. 또한, 원칙적으로 상부 개구가 쓰로틀 장치나 또는 폐쇄 장치를 구비하여, 소정의 방식으로 유동 작동에 영향을 미치거나 특정 출구를 차단할 수 있다.

내장부가 수집 컨테이너에 교체가능하게 및/또는 회전가능하게 장착될 수 있어 상이한 요구조건에 맞춰진다. 내장부의 교체가능한 장착에 의해 액체 레벨을 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있고; 수집 컨테이너 내에서의 회전가능한 실시예의 내장부에도 동일하게 적용된다. 내장부의 경사진 배치로써, 하부 개구의 단면이나 또는 레벨은 예를 들면, 회전의 결과로 변경될 수 있고; 이는 수집 컨테이너의 내장부의 교체가능한 배치에도 동일하게 적용된다.

액체 섬프가 수집 컨테이너에서 형성되고 수집 컨테이너 베이스 부근의 내장부 내의 개구를 통해 배출 제어될 수 있도록, 내장부가 예를 들면, 배스킷형 조정가능한 삽입부와 같은 삽입부로 설계되거나, 또는 중공의 섹션이나, 배플 플레이트나 또는 변류기(deflector) 플레이트로 설계될 수 있다.

내장부는 조정 장치에 할당될 수 있고, 상기 조정 장치를 통해 내장부에서의 상부 개구 및/또는 하부 개구의 자유 유동 단면은 수집 컨테이너 외측으로부터 변할 수 있다. 이러한 조정 장치의 결과로서, 이송 장치가 작동하는 동안에 파라미터를 변경시켜서, 예를 들면 개별 펌프를 단절시키거나, 보다 많은 볼륨의 액상을 공급하거나 또는 공급된 액상의 볼륨을 감소시킬 수 있다.

수집 컨테이너는 추출 공정에 도움이 되도록 내측 압력을 사용하기 위하여 폐쇄된 방식으로 바람직하게 설계된다. 압력 릴리프 밸브는 최대 압력이 초과되는 경우에 컨테이너 구조체의 파손을 방지하도록 배치될 수 있다.

셧-오프 장치는 내장부, 출구 컨넥터 및/또는 출구 파이프라인 상에 배치되어 개별 펌프를 셧 오프할 수 있으며, 상기 개별 펌프는 수집 컨테이너의 하류에 배치된다. 따라서 이들 펌프는 어렵지 않게 사용(service)될 수 있다. 이와 같이 개별 이송 펌프를 셧 오프함으로써, 이송 율을 소정의 생산에 적용할 수 있다.

분리 장치는 수집 컨테이너에 배치될 수 있고, 액상으로부터 가스상을 분리시킬 수 있다. 이들 분리 장치는 분기(diverting) 장치, 미로(labyrinth), 분리기 또는 유동 차단부(obstacle)일 수 있다. 이와 같이 분리 장치는 중력-유도식 분리를 용이하게 하기 위하여, 팽창 유동 단면으로 형성될 수 있다. 기껏해야 초당 0.5 m의 유동율이 수집 컨테이너에서 달성되는 것이 바람직하고, 다상의 혼합물의 이러한 유동율을 유지하기 위해 대응하는 장치가 예를 들면, 쓰로틀 등에 제공될 수 있다. 최대 속도는 저장 컨테이너의 입구 측에서의 유동율을 한정함으로써 조정될 수 있다. 이러한 유동율을 유지하기 위하여, 수집 컨테이너는 이에 따라 크게 되도록 치수화된다.

출구 컨넥터로부터 펌프까지, 특히 다상 펌프까지 유도된 출구 라인은 파이프라인 내에서의 분리를 방지하기 위하여, 적어도 초당 3 m의 비교적 큰 유동율을 사용되는 방식으로 크기화된다.

수집 컨테이너와 상기 수집 컨테이너에 연결된 복수의 다상 펌프를 포함하는 본 발명에 따른 시스템은 생산 시의 다양성과 표준화된 크기의 연관된 다상 펌프를 사용함으로써, 고 재료 유동과 평행한 작동을 가능하게 한다. 출력 한계치로 작동되지 않는 잉여 펌프의 결과로서, 평행하게 연결된 펌프가 고장이라면, 이러한 고장이 다른 펌프에 의한 것이라 할 수 있으므로, 전반적인 시스템의 유용성이 최대화될 수 있다.

출구 측 상에 평행하게 연결된 펌프를 통한 직접적인 이송 외에도, 적어도 하나의 입구 다상 펌프가 수집 컨테이너의 입구 측 상에 배치될 수 있으며, 상기 수집 컨테이너로부터 상기 입구 다상 펌프의 입구 측까지의 라인이 적어도 하나의 컨넥터로부터 배치되어 펌프의 입구 측 상에서 액상의 재순환을 가능하게 한다. 입구 다상 펌프의 열적 안정성이 이에 따라 증가될 수 있다.

제어 장치가 제공될 수 있으며, 상기 제어 장치는 다상 펌프 상에 배치된 조정 장치 및 센서와 연결되고, 센서 값에 기초하여 하부 개구의 유동 단면을 조정한다. 예를 들면, 매우 높은 온도가 개별 다상 펌프에서 결정되면, 증가된 액체 비율이 하부 개구의 유동 단면을 증가시킴으로써 이송될 다상의 혼합물에 공급될 수 있어 펌프 시스템으로부터 다상 펌프 내에 축적하는 열 에너지를 제거할 수 있다. 선택적으로 또는 동시에, 가스 분류는 새롭게 발생된 압축 열의 볼륨을 감소시키기 위하여 감소될 수 있다.

복수의 다상 펌프 중에서 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법에 따르면, 상기 다상의 혼합물은 수집 컨테이너로 이송되고 분리 장치에 의해 분리되며, 이 경우 분리된 액상은 계량된 방식으로 개별 다상 펌프에 공급된다. 수집 컨테이너는 별도의 수집 컨테이너로 형성될 수 있고, 상기 수집 컨테이너로 다상의 혼합물은 발생원으로부터 직접적으로 안내된다. 선택적으로, 다상의 혼합물은 하나의 펌프로부터 별도의 수집 컨테이너로 안내되고, 또 다른 펌프를 통해 펌프되며, 최종적으로 다상 펌프의 부품으로 설계될 수집 컨테이너와 분리된 액상이 이후 계량된 방식으로 상기 수집 컨테이너로부터 다른 펌프로 공급될 수 있다. 따라서, 평행하게 배치된 펌프의 횡방향 연결을 통해, 충분한 액상이 하나의 펌프 내에 수집되고 이후 보다 적은 액체 분류를 이송하는 다른 펌프에 제어된 방식으로 이송된다면, 최소 공급의 액상이 보장될 수 있다. 이송될 액체 분류은 센서를 통해 만들어져, 펌프의 이송측으로부터 요청되는(requesting) 펌프의 유입측까지의 분리된 액상의 공급이 예를 들면, 온도, 가스 또는 액체 볼륨, 압력 등을 포함하는 센서 데이터에 기초하여 조정될 수 있다.

다상의 혼합물은 유입하는 다상의 혼합물의 유동율을 감소시킴으로써, 예를 들면 유동 단면을 증가시킴으로써 수집 컨테이너에서 분리될 수 있다. 액상 및 가스상의 중력-유도식 분리가 이에 따라 발생한다.

분리된 액상은 이송 방향에 있어서 수집 컨테이너 이전에 배치된 입구 측상의 펌프에 공급되어, 재순환이 발생할 수 있다. 공급된 액상의 볼륨은 예를 들면, 이송된 액상에 기초하거나 또는 온도 값에 기초하여, 센서 파라미터에 따라 설정될 수 있다.

도 1은 전반적인 추출 설비를 도시한 도면이고;
도 2는 관형 수집 컨테이너를 도시한 도면이고;
도 3 내지 도 6은 상이한 수집 컨테이너의 단면도이고;
도 7은 배럴-형상의 수집 컨테이너 도면이고;
도 8은 경사진 출구 컨넥터를 도시한 도면이고;
도 9는 수직 출구 컨넥터를 도시한 도면이고;
도 10은 밸브의 단면도이고;
도 11은 폐쇄 장치와 계량 장치의 단면도이며;
도 12는 추출 설비의 회로 다이어그램이다.

본 발명의 실시예는 이후 도면을 기초로 보다 상세하게 설명될 것이다.

평행하게 배치된 복수의 다상 펌프(3)를 포함한 다상의 혼합물용 추출 설비가 도 1에 도시되어 있고, 상기 펌프 각각은 베이스 상에 배치된다. 다상 펌프(3)는 입구(2) 및 출구(7)를 구비한다. 출구(7)로부터 수집 컨테이너(15)까지의 라인이 안내되고, 상기 수집 컨테이너로부터 수집된 혼합물은 다상 펌프(3)에 의해 수집되고, 출구(17)를 통해 배출되며, 상기 다상 펌프는 일반적으로 스크류-타입의 펌프로 설계된다. 다상 펌프(3)의 입구 측(2)는 수집 컨테이너(10)의 출구 채널(30)과 연결된다. 이러한 수집 컨테이너(10)는 입구(20)를 구비하며, 상기 입구를 통해 다상의 혼합물, 일반적으로 물, 모래, 석유 오일, 천연 가스 및 부수 가스의 혼합물이 통과한다. 입구(20)는 보어구멍을 직접적으로 향할 수 있고, 펌프 장치는 필요하다면, 입구(20)의 상류에 배치될 수 있다. 다상의 혼합물은 그 자체 압력 때문에 펌핑을 필요로 하지 않을 수 있으며, 바이패스(16)가 제공되어 입구(20)와 출구 수집 컨테이너(15)를 직접적으로 연결한다.

내장부(internal)는 수집 컨테이너(10)에 배치되고 각각의 출구 컨넥터(30)에 할당되며, 상기 컨텍터를 통해 개별 펌프(3)로의 계량된 액체 공급이 보장된다. 또한 입구 헤더로 언급된 수집 컨테이너(10)는 발생원으로부터 시작하는 다상의 혼합물을 수집하고, 이를 개별 다상 펌프(3) 사이에 일정하게 분배한다. 도시된 실시예에 있어서, 입구 수집 컨테이너(10)는 실질적으로 수평방향으로 정렬되고 파이프로 설계되어, 다상의 혼합물의 개별 구성요소의 중력-유도식 분리가 발생한다. 보다 무거운 분류, 즉 고상 및 액상은 수집 컨테이너(10)의 베이스 상에 수집되는 반면, 보다 가벼운 구성요소는 액상 및 고상 상에 수집된다.

수집 컨테이너(10)가 도 2에 사시도로 도시되어 있다. 수집 컨테이너(10)는 입구(20)를 갖는 관형 주 몸체의 형태로 제공되며, 상기 관형 주 몸체는 도시된 실시예에서 90° 컨넥터로 설계되고, 복수의 출구 컨넥터(30)로써, 다상 펌프까지 안내된다. 수집 컨테이너(10)는 실질적으로 모듈 방식으로 구성되고 관형 주 몸체를 제공하며, 그 양 단부에서 스크류 플랜지가 제공된다. 출구 컨넥터(30)는 스크류 플랜지 사이의 관형 몸체에 배치되고, 상기 출구 컨넥터(30) 각각은 억세스(access) 플랜지(31)와 마주하여 배치되고, 이 플랜지를 통하여 삽입부가 예를 들면 삽입될 수 있고 출구 컨넥터(30)에 정렬될 수 있다. 입구(20)는 입구 컨넥터에 용접되거나 나사결합될 수 있다. 입구(20)가 스크류 플랜지를 구비한 T-형 부재로 제공될 수 있어, 수집 몸체(10)의 2개의 파이프 섹션 사이에 나사결합될 수 있다. 스크류 설계 때문에, 실질적으로 임의 갯수의 출구 컨넥터(30)가 서로 평행하게 연결될 수 있고, 이에 따라 대응하는 상당히 많은 펌프가 수집 컨테이너(10)에 연결될 수 있다. 이와 같이 다양한 지점에 입구(20)를 제공할 수 있으며, 상기 입구가 2개의 파이프 섹션 사이에서 용이하게 스크류된다.

다상의 혼합물의 유동 진행이 화살표로 제시되며: 위쪽 화살표는 입구(20)를 통한 다상의 혼합물의 유입을 지시하고, 그리고 출구 컨넥터(30)에 할당된 아래쪽 화살표는 분리된 다상의 혼합물이 출구 컨넥터(30)를 통해 배출된다는 사실을 지시한다. 설명된 실시예에 있어서, 출구 컨넥터(30)는 경사진 방식으로 하향 정위되고, 수집 컨테이너(10)에 놓여진 모든 액상이 수집 컨테이너(10)의 최하 지점에서 배출하여, 출구 컨넥터(30)를 통해 용이하게 멀리 이송될 수 있다.

수집 컨테이너(10)의 일 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 90° 입구 컨넥터에 대해 입구(20)는 90°회전된다. 다상의 혼합물은 화살표로 제시된 바와 같이, 입구(20)를 통해 수집 컨테이너(10)에 도달한다. 소용돌이(swirl)에 영향을 미치는 장치가 다상의 혼합물을 가능한 균등하게 분배하도록 입구(20)에 제공될 수 있다.

출구 컨넥터(30)에 할당된 내장부(40)은 수집 컨테이너(10) 내에 배치되고, 상기 수집 컨테이너는 연속의 파이프 세그먼트로 설계된다. 관형 삽입부(40)는 출구 컨넥터(30)에 삽입된다. 삽입부(40)는 수집 컨테이너(10)에 회전가능하게 배치되고 하부 개구(41) 및 복수의 상부 개구(42)를 구비하며, 이들 개구 각각은 수집 컨테이너 베이스(11)의 레벨을 넘어 뻗어있다. 삽입부는 억세스 플랜지(31)를 통해 회전될 수 있다. 삽입부(40)는 수집 컨테이너(10) 내에서 교체가능하게 배치되어, 외형이 다른 하나의 삽입부의 교체 결과로 변경될 수 있다.

도 3에 있어서, 배플 플레이트 형태의 다른 내장부 부품(40)이 제1 출구 컨넥터(3) 좌측에 배치된다. 배플 플레이트는 파이프 섹션의 2개의 스크류 플랜지 사이에 고정된다. 또한 이러한 경우에 있어서, 하부 개구(41)가 제공되고, 상부 개구(42) 보다 작은 유동 단면을 갖는다. 배플 플레이트는 2개의 파이프 섹션 사이의 상이한 위치에 설치되어, 배플 플레이트와 입구(20) 사이의 액체 섬프의 레벨을 설정할 수 있다.

도 3에 있어서, 또 다른 출구 컨넥터(30)가 배플 플레이트 좌측에 제공되고 회전가능한 삽입부(40)를 구비하며, 이와 같이 상기 회전가능한 삽입부는 하부 개구(41)와 상기 하부 개구(41) 보다 큰 직경을 갖는 복수의 상부 개구(42)를 구비한다. 삽입부(40)는 출구 컨넥터(30)를 통해 외측으로 회전될 수 있어, 필요하다면 개구(41, 42)의 위치와 직경방향 단면이 조정될 수 있다.

내장부 부품(40)과 같은 다른 배플 플레이트가 입구(20) 우측에 도시되어 있고, 출구 컨넥터(30)를 향하는 하부 개구(41) 및 상부 개구(42)를 구비한다. 도 3에 따른 수집 컨테이너(10)의 실시예 때문에, 기껏해야 상부 개구(42)의 높이에 도달하는 액체 섬프를 수집 컨테이너(10) 내에 저장할 수 있다. 수집 부재(10)의 볼륨과 하부 개구(41)의 치수화에 따라, 단지 적은 양의 액체가 비교적 긴 기간 내내 출구 컨넥터(30)를 통해 제거되어, 출구 컨넥터(30), 특히 스크류-타입 다상 펌프를 연결하는 펌프에는 항상 재료 유동에 의해 최소량의 액체가 제공된다는 것이 보장된다. 이러한 최소량의 액체는 스크류-타입 펌프에서의 이송 부재 사이의 설계 유도된 갭을 시일한다. 펌프가 갭을 통해 달리 방해받지 않게 유동할 수 있는 가스를 이송할 수 있도록 시일이 필요하다. 더욱이, 최소의 액체 유동이 쿨란트로 사용되어, 가스 이송 공정 동안에 펌프로부터 발생된 압축 열을 제거한다.

본 발명의 일 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 수직으로 정위된 파티션 플레이트(50)가 수집 컨테이너(10) 내에 배치된다. 소용돌이 영향 장치(21)가 입구(20)에 제공될 수 있다. 수직 파티션 플레이트(50)는 입구(20)를 통해 진입하는 다상 유동의 제1 분리부에 대해 사용된다. 따라서 다상 유동의 제1 분리부가 길이방향 연장부의 좌우측에서 시작된다. 출구 컨넥터(30)는 파티션 플레이트(50)의 어느 한 쪽에서 수집 컨테이너(10)의 하단부에 배치되고 각각 펌프로 향한다. 보상 윈도우(52, Compensation window)가 파티션 플레이트(50) 내에 제공되어, 과유동을 가능하게 한다. 보상 윈도우(52)가 파티션 플레이트의 하부 구역에 배치되어 주된 액상이 수집 컨테이너의 2개의 챔버 사이에서 교체된다. 도 4의 우측 도면에서, 경사진 방식으로 각각의 챔버로 돌출한 컨넥터가 내장부(40)로 제공되며, 상기 내장부는 그 하단부에서 작은 보어(41)를 구비하고, 상기 보어는 수집 컨테이너 베이스(11)에 할당되며, 최소의 액체 유동이 상기 보어를 통해 각각의 펌프로 공급된다. 상부 개구(42)는 컨넥터의 직경 만큼 형성되는 것을 알 수 있다.

본 발명의 다른 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 입구(20)의 어느 한 측의 내장부(40)은 수직 상향으로 정위된 상부 개구(42)와 수집 컨테이너 베이스(11)의 구역에 배치된 하부 보어(41)를 제공한다. 배플 플레이트(40)는 제1 출구 컨넥터(30)의 어느 한 측에 배치되고 이와 같이 상부 개구(42) 및 하부 개구(41)를 구비한다. 또 다른 출구 컨넥터(30)가 우측 배플 플레이트(40)의 우측에 배치되고 또 다른 펌프로 나아간다. 따라서 배플 플레이트(40)는 우측에 배치된 출구 컨넥터(30)에 할당되고, 액상의 계량된 볼륨만이 하부 개구(41)를 통과할 수 있게 하고 우측 출구 컨넥터(30)에 도달할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예를 도시한 도면으로서, 이 경우 복수의 출구 컨넥터(30)가 제공된다. 출구 컨넥터(30)는 상향으로 정위되고 수집 컨테이너(10) 상에 회전가능하게 장착된다. 회전 가능성 때문에, 각각의 출구 컨넥터의 높이가 컨넥터(30)의 외측 표면에 형성된 통합된 나사산부(45)에 의해 조정될 수 있다. 높이 조정은 이중 화살표로 지시되었다. 좌측 출구 컨넥터(30)는 내장부 부품과 같은 90° 각도 섹션을 구비하고, 입구 측은 플레이트로 폐쇄되며, 상기 플레이트는 하부의, 작은 개구(41) 및 상부의, 큰 개구(42)를 구비한다. 수집 컨테이너(10)내의 섬프는 또한 이러한 실시예의 결과로 형성될 수 있다. 또 다른 내장부(40)가 하향 이동되어, 수집 컨테이너 베이스(11) 상에 위치된 보다 많은 액상이 배출될 수 있다.

우측 출구 컨넥터(31)가 이와 같이 수집 컨테이너(10)에 장착되어 나사산부(45)를 통해 높이-조정가능하다. U-자형 컨넥터가 수집 컨테이너의 면 상의 단부에 형성되고, 그리고 상기 컨넥터의 아래면은 작은 보어(41)를 구비하고, 상기 보어는 수집 컨테이너 베이스(11)의 방향으로 정위된다. 보다 큰 개구(42)가 U-자형 파이프의 개방, 상향을 향한 단면으로 형성된다.

본 발명의 또 다른 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 액상 및 가스상의 분리를 촉진시키는 칼럼(90)이 소용돌이에 영향을 미치는 장치를 포함한 입구(20) 이후에 배치된다. 본 실시예에서 배럴-형상의 방식으로 형성된 수집 컨테이너(10)는 그 베이스(11)에서, 5개의 출구 컨넥터(30)를 구비하며, 예를 들면, 만곡된 파이프 형태의 내장부(40)가 상기 컨넥터에 연결된다. 상부 개구(42)의 상이한 정위가 물론 가능할지라도, 상부 개구(42)가 수평방향으로 정위되며, 이 경우 수집 컨테이너(10)의 외측 벽 쪽으로 향하게 된다. 하부 개구(41)가 수집 컨테이너 베이스(11)의 구역에서 내장부(40)에 배치된다.

출구 컨넥터(30)의 경사진 배치 뿐만 아니라 배스킷(basket)형 내장부(40)가 도 8에 도시되어 있다. 상부 개구(42)는 세장형 슬릿형 구멍으로 설계되고, 하부 개구(41)가 관형 수집 컨테이너(10)의 베이스의 구역에 배치된다. 회전이 조정 장치(45)를 통해 외측으로 실행되어, 하부 개구(41)의 정위는 변경될 수 있다.

수직 하향으로 정위된 출구 컨넥터(30)를 갖는 본 발명의 실시예가 도 9에 도시되어 있다. 내장부(40)는 관형 수집 컨테이너(10)의 하부에 배치된 하부 개구(41)와 수직 상향으로 정위된 상부 개구(42)를 구비한다. 내장부(40)는 또한 이러한 경우 회전가능하도록 설계되어 위치에 따라 하부 개구(41)의 단면을 변경시킨다. 도시된 위치에 있어서, 개구(41)가 완전히 개방되며, 이 경우 폐쇄가 필요할 때까지, 90°의 회전에 의해 유동 단면이 최대로 감소하게 된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면으로서, 상기 도면에서 조정가능한 쓰로틀(62)이나 또는 조정가능한 밸브가 하부 개구(41)에서 내장부(40)에 할당되는데; 이는 상부 개구(42)에도 동일하게 적용되며, 여기서 조정가능한 밸브 또는 계량 및 폐쇄 장치(62, 72)가 단지 계략적으로 도시되어 있다. 계량 및 폐쇄 수단(62, 72)이 도 10에서 라인을 구비한 수집 컨테이너(10) 외측에 도시되어 있으며, 단지 보다 명확하게 하기 위하여, 그러나 실제로는 계량 또는 폐쇄 장치(62, 72)를 구비한 개구(41, 42)가 내장부(40)에 제공되어, 라인이 제공되지 않지만, 대신에 수집 컨테이너(10)로부터 이송된 생성물이 개구(41, 42)를 통해 내장부(40)에 진입하고 출구 컨넥터(30)를 통해 멀리 이송된다.

개구(42, 41)에 할당된 계량 및 폐쇄 장치(60, 70)의 실시예가 도 11에 도시되어 있다. 계량 및 폐쇄 장치(60, 70)가 외측으로 기동가능하고, 계량 및 폐쇄 장치(60, 70)의 위치에 따라, 각각의 개구(41, 42)가 예를 들면 부분적으로 또는 완전히 폐쇄될 수 있어 출구 컨넥터(30)를 통해 이송될 생성물의 배출을 억제한다. 하류 펌프의 사용이 따라서 용이하게 된다.

도 12는 복수의 다상 펌프(3)의 배치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 상기 도면에서 상기 다상 펌프는 2개의 수집 컨테이너(10, 15) 사이에서 평행하게 연결된다. 제1 수집 컨테이너(10)는 입구(20)를 구비하고 상기 컨테이너에는 총 4개의 출구 컨넥터(30)가 제공되며, 개구를 구비한 내장부가 도면에 도시되지 않았지만, 그럼에도 불구하고 수집 컨테이너(10)에 제공된다. 출구 컨넥터(30)는 밸브(6)와 연결되고, 상기 밸브를 통하여 출구 컨넥터(30)와 연결된 라인을 통과하는 유동율이 변경될 수 있다. 라인의 완전한 폐쇄가 가능하다. 밸브(6) 이후에, 다상 펌프(3)가 배치되고, 상기 펌프를 통해 다상의 혼합물이 수집 컨테이너(10)로부터 펌프된다. 펌프(3)로부터, 다른 밸브(4)가 배치된 라인은 또한 출구 수집 컨테이너로 언급될 수 있는 제2 수집 컨테이너(15)로 나아간다. 출구 수집 컨테이너(15)는 또한 하나 이상의 내장부을 구비할 수 있고, 상기 내장부는 상기 기재한 바와 같이 상부 개구와 하부 개구를 구비한다. 밸브(8)가 설치된 복귀 라인(5)은 출구 수집 컨테이너(15)로부터 각각의 펌프(3)의 입구 측까지 유도되고, 이는 수집 컨테이너(15)으로부터 각각의 다상 펌프(3)의 입구 측까지의 분리된 액체의 재순환을 유도한다. 일반적으로 스크류-타입 펌프인, 펌프(3)에 필요한 최소량의 액체가 이에 따라 제공되어, 예외적으로 가스상의 오랜 기간의 추출과 가스의 상당량의 추출의 경우에서도, 충분한 압력이 만들어질 수 있고 압축 열이 또한 소산될 수 있다. 출구 컨넥터(30)가 출구 수집 컨테이너(15)로부터 전방으로 또는 다른 처리 장치로 안내된다.

Claims (19)

1. 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너로서,
   상기 다상의 혼합물을 수집 컨테이너(10, 15)로 안내하기 위한 적어도 하나의 입구(20)와 복수의 출구 컨넥터(30)를 구비하고, 상기 출구 컨넥터는 펌프(3)와 연결될 수 있고, 상기 펌프를 통해 다상의 혼합물이 펌프되고, 상기 출구 컨넥터(30)는 내측을 향한 내장부(40)에 할당되고 상기 내장부는 수집 컨테이너 베이스(11)를 넘어 상향 돌출하고 제1의, 상부 개구(42) 및 제2의, 하부 개구(41)를 구비하며, 상기 하부 개구(41)의 유동 단면은 상기 상부 개구(42)의 유동 단면보다 더 작은 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 출구 컨넥터(30)는 경사진 방식으로 하향 정위되거나 또는 수직 하향으로 정위되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 수집 컨테이너(10, 15)는 수집 파이프 또는 수집 탱크로 설계되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내장부(40)에 있는 상기 상부 개구(42)는 수직 상향으로 정위되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하부 개구(41)는 조정가능한 쓰로틀이나 또는 폐쇄 장치에 할당되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내장부(40)는 상기 수집 컨테이너(10, 15)에 교체가능하게 및/또는 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내장부(40)는 삽입부, 파이프 섹션, 배플 플레이트 또는 변류기 플레이트로 설계되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내장부(40)은 조정 장치(45)에 할당되고, 상기 조정 장치를 통해 상기 내장부(40)에 위치한 상부 및/또는 하부 개구(41, 42)의 자유 유동 단면이 상기 수집 컨테이너(10, 15) 외측으로부터 변할 수 있는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 수집 컨테이너(10, 15)는 폐쇄된 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폐쇄 또는 계량 장치(60, 70)는 내장부(40), 출구 컨넥터(30) 및/또는 출구 파이프라인에 배치되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 장치(90)는 상기 수집 컨테이너(10, 15)에 배치되고 액상으로부터 가스상을 분리하는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 수집 컨테이너(10, 15)과 상기 컨테이너에 연결된 복수의 다상 펌프(3)를 포함하는 수집 컨테이너.
13. 청구항 12에 있어서,
    적어도 하나의 입구 다상 펌프(3)는 상기 입구 측에 배치되고, 상기 수집 컨테이너(15)로부터 상기 입구 다상 펌프(3)의 상기 입구 측까지 라인(5)이 안내되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
14. 청구항 12 또는 13에 있어서,
    제어 장치가 제공되고, 상기 제어 장치는 상기 다상 펌프(3)에 배치된 조정 장치(45) 및 센서와 연결되고, 센서 값에 기초하여 적어도 하나의 개구(41, 42)의 유동 단면을 조정하는 것을 특징으로 하는 탄화수소 발생원으로부터의 다상의 혼합물용 수집 컨테이너.
15. 복수의 다상 펌프(3) 중에서 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법으로서,
    상기 다상의 혼합물은 수집 컨테이너(10, 15)로 이송되고 분리 장치에 의해 분리되며, 분리된 액상은 계량된 방식으로 개별 다상 펌프(3)에 공급되는 복수의 다상 펌프(3) 중에서 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 수집 컨테이너(10, 15)의 상기 다상의 혼합물은 유입하는 다상의 혼합물의 유동율을 감소시킴으로써 분리되는 것을 특징으로 하는 복수의 다상 펌프(3) 중에서 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법.
17. 청구항 15 또는 16에 있어서,
    분리된 액상은 이송 방향에 있어서 수집 컨테이너(10, 15) 이전에 배치된 입구 측의 펌프(3)에 공급되는 것을 특지으로 하는 복수의 다상 펌프(3) 중에서 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법.
18. 청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    공급된 액상 및/또는 가스상의 볼륨은 센서 파라미터에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 복수의 다상 펌프(3) 중에서 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법.
19. 청구항 15 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다상의 혼합물은 다상 펌프에서 분리되고 상기 펌프 하우징에 통합된 수집 컨테이너로부터 다른 다상 펌프까지 계량된 방식으로 이송되는 것을 특징으로 하는 복수의 다상 펌프(3) 중에서 다상의 혼합물을 분리해 나누는 방법.

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