KR20140020937A

KR20140020937A - 해저 탄화수소 회수

Info

Publication number: KR20140020937A
Application number: KR1020137025220A
Authority: KR
Inventors: 피터 지. 노블; 랜들 에스. 쉐이퍼
Original assignee: 코노코 필립스 컴퍼니
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2014-02-19
Also published as: KR101873084B1; CA2828623C; US8851176B2; US20120247781A1; SG193249A1; CA2828623A1; WO2012134840A1

Abstract

본 발명은 비제어 방식으로 해저에서 방출되는 탄화수소의 회수에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 선택 사항으로 가스 하이드레이트 결정의 형성으로 이어지는 조건 하에서 비제어 방식으로 해저에서 방출되는 웰 스트림 생성물의 회수를 위한 장치, 공정 및 시스템에 관한 것이다.

Description

해저 탄화수소 회수{SUBSEA HYDROCARBON RECOVERY}

관련 출원 참조

본 출원은 2011년 3월 29일자로 출원된 미국 임시 출원 제61,468665호 그리고 발명의 명칭이 "해저 탄화수소 회수(SUBSEA HYDROCARBON RECOVERY)"이고 2012년 3월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제13422549호에 대한 우선권 이익을 향유하는 국제 출원이고, 이들은 온전히 여기에 합체되어 있다.

기술 분야

본 발명은 비제어 방식으로 해저에서 방출되는 탄화수소의 회수에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 해저 웰 고장(subsea well failure)로 인해 비제어 방식으로 방출되는 웰 스트림 생성물(well stream product)의 회수에 관한 것이다.

최근의 사건은 웰 스트림 생성물의 비제어 방출에 신속하게 대응하는 개선된 기술에 대한 필요성을 보여주었다. 이들 사건은 또한 어떤 조건 하에서 웰 분출구(well blowout)로부터의 탄화수소의 회수가 수집 장치를 폐쇄할 잠재성을 갖는 가스 하이드레이트 결정의 형성에 의해 방해될 수 있다는 것을 보여주었다.

2010년 마콘도 웰 사건(Macondo well incident)에서, 최종적으로 배치된 회수 시스템은 동작되기 복잡하고 값비싸고, 그에 의해 회수된 탄화수소 혼합물을 수집하고, 처리하고, 연소시키고 및/또는 저장할 많은 수면 선박(surface vessel)을 요구한다. 이러한 동작의 복잡성 그리고 요구되는 대형 선박의 개수는 유사한 미래의 사고의 경우에 신속한 배치를 막는다.

필요에 따라 신속한 배치를 위해 다수개의 주요 위치에서 시스템이 사전-설치되게 하여 가스 하이드레이트 형성이 방출된 탄화수소의 수중 회수를 상당히 방해할 수 있는 환경에서 사용하는 데 적절한 더 효과적인 탄화수소 회수 장치, 시스템 및 공정이 필요하다.

여기에서 설명되는 본 발명은 웰 분출구 등의 비제어 발생원으로부터 방출되는 웰 스트림 생성물의 효과적인 수중 회수를 위한 독특한 장치, 공정 및 시스템을 제공한다.

일부 실시예에서, 본 발명은 본체 부분을 관통하는 적어도 1개의 도관 내로 탄화수소 혼합물의 유동을 유도하는 본체 부분 그리고 또한 본체 부분에 연결되어 본체 부분 내로의 탄화수소 혼합물의 진입을 가능케 하는 저부 부분을 갖는 수집 장치를 포함한다. 추가로, 수집 장치는 수집 장치 내부측에서의 가스 하이드레이트 결정의 형성을 방지하는 적어도 1개의 기구를 채용하고, 기구는 (선택 사항으로 가열되는) 적어도 1개의 내부 스크린, 적어도 1개의 가열 장치 또는 가스 하이드레이트 결정의 형성을 방지하는 유체를 주입하도록 구성되는 적어도 1개의 주입기일 수 있다. 대체예에서, 수집 장치는 이들 기구의 조합을 채용하고, 수집 장치가 원격 제어를 통해 이동되게 하는 추력을 제공하도록 구성되는 적어도 1개의 위치 설정 장치를 또한 포함할 수 있다.

여기에서 설명되는 본 발명은, 추가로, 수중 환경에서 탄화수소 혼합물을 수집하는 공정에 있어서, (a) 청구항 1의 수집 장치를 제공하는 단계와; (b) 비제어 탄화수소 방출물의 수중 발생원 위에 수집 장치를 위치시키는 단계와; (c) 수집 장치 내에 탄화수소 혼합물의 적어도 일부를 수집하는 단계로서, 수집 장치 및 도관 내부측에서의 가스 하이드레이트 결정의 형성은 가스 하이드레이트 결정에 의한 수집 장치의 폐쇄를 방지하는 데 채용되는 적어도 1개의 기구에 의해 억제되는, 단계를 포함하는 공정을 제공한다. 이들 기구는 가스 하이드레이트 결정을 보유하는 적어도 1개의 내부 스크린을 제공하는 단계, 수집 장치 내부측에 적어도 1개의 가열 장치를 제공하는 단계 또는 가스 하이드레이트 결정의 형성을 방지하도록 적어도 1개의 주입기를 통해 유체를 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 주입될 수 있는 유체는 예컨대 염 용액, 메탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 운동성 하이드레이트 억제제, 폴리(N-비닐 피롤리돈), N-비닐카프로락탐, 디메틸아미노-에틸메타크릴레이트, 4차 암모늄 브롬화물 또는 항응집제를 포함한다.

본 발명의 공정은 선택 사항으로 침지 터릿 로딩 시스템(submerged turret loading system)을 채용할 수 있는 적어도 1개의 수면 선박으로 적어도 1개의 도관 내에서 운반될 수집된 탄화수소 혼합물을 추가로 제공한다. 선상에 있으면, 탄화수소 혼합물은 가스상 탄화수소, 액체 탄화수소 및 물을 생성하도록 분리되고, 분리된 액체 탄화수소는 저장된다. 채용된 도관은 상부-장력식 상승기(top-tensioned riser), 독립형 하이브리드 상승기(free-standing hybrid riser), 강철 사슬 상승기(steel catenary riser) 또는 가요성 상승기(flexible riser)일 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는, 수중 환경에서 탄화수소를 수집하는 시스템에 있어서, 적어도 1개의 수면 선박으로 탄화수소 및 물 혼합물을 안내하는 적어도 1개의 도관과; 탄화수소 혼합물을 수용하는 적어도 1개의 수면 선박과; 탄화수소 혼합물을 가스상 탄화수소, 액체 탄화수소 및 물로 분리하는 (침지 터릿 로딩 시스템을 채용할 수 있는) 수면 선박 상에 위치되는 처리 시스템과 함께 (위에서 설명된) 독특한 수집 장치를 포함하는, 시스템을 제공한다.

본 발명 및 그 이익의 더 완전한 이해는 첨부 도면과 연계하여 취해지는 다음의 설명을 참조함으로써 획득될 수 있다.
도 1은 본 발명의 2개의 대체 실시예에 따른 단순화된 개략도이고, 각각의 실시예는 독특한 수집 장치, 수집된 탄화수소를 안내하는 상승기 그리고 동적으로-위치된 침지 터릿 로딩 탱커를 포함한다. 본 발명은 다양한 변형 그리고 대체 형태가 가능하고, 그 특정한 실시예가 예컨대 도면에 도시되어 있다. 도면은 일정한 비유로 되어 있지 않을 수 있다. 도면 그리고 그에 동반되는 상세한 설명은 개시된 특정한 형태로 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되지 않고 오히려 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된 것과 같은 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 모든 변형예, 등가물 및 대체예를 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 시스템 및 공정은 2개의 대체 실시예의 기본 개관을 설명하는 도 1의 개략도에 의해 도시되어 있다. 침지 터릿 로딩(STL: submerged turret loading) 시스템(158)이 구비되는 동적으로-위치된 탱커 수면 선박(151)이 양쪽 모두의 실시예에 공통적이고, 이것은 더 상세하게 나중에 논의될 것이다. 도시된 하나의 실시예는 원격-제어 위치 설정 장치(173) 그리고 탄화수소(191)의 비제어 수중 방출부 위에 위치되는 부력 가요성 상승기(buoyant flexible riser)(186)를 갖는 수집 장치를 포함한다. 도시된 제2 실시예는 적어도 1개의 부력 탱크에 의해 지지되는 독립형 하이브리드 상승기 시스템(202)의 저부에 부착되는 수집 장치(197)를 포함한다. 이러한 독립형 상승기는 가요성 상승기 도관(209)을 통해 STL-구비 탱커에 연결된다. 추가의 실시예의 예가 아래에서 더 상세하게 논의된다.

본 발명은 수집 장치를 포함한다. 수집 장치가 물과 혼합된 가스 및 오일의 상향으로 상승되는 탄화수소 혼합물을 효과적으로 수집하도록 기능하고 수집 장치가 배치되는 수역의 표면으로 이어지는 적어도 1개의 도관 또는 상승기 내로 혼합물을 유도하기만 하면, 수집 장치의 정확한 형상은 중요하지 않다. 하나의 실시예에서, 수집 장치는 전개된 원뿔-형상의 저부 부분에 인접하게 연결되는 원통형 본체 부분을 가질 수 있고, 저부 부분은 수집 장치 내로의 상승되는 탄화수소 혼합물의 진입을 가능케 하는 오리피스를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 수집 장치는 탄화수소 진입을 위한 오리피스를 포함하는 저부 부분에 인접하게 연결되는 피라미드 형상의 본체 부분을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 수집 장치는 금속으로 구성되거나 가요성 외피를 포함할 수 있는 원통-형상의 저부 부분에 인접하게 연결되는 원뿔-형상의 본체 부분을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 본체 부분 및 저부 부분은 원뿔-형상의 수집 장치를 함께 형성할 수 있다.

수집 장치는 선택 사항으로 수집 장치가 원격 제어를 통해 이동되게 하는 힘을 가할 수 있는 수집 장치의 외부에 부착되는 1개 이상의 위치 설정 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 위치 설정 장치는 수면 선박에 의해 작동 및 원격 제어될 수 있는 전기 추진기이다. 추진기는 일반적으로 모터 그리고 수중 추력 또는 추진력을 제공하는 1개 이상의 회전 블레이드를 갖는다. 추진기는 원격 동작될 수 있고, 원격 파일럿은 깊이 센서, 조명, 수중 비디오 카메라에 의해 도움을 받고, 이들 모두는 수집 장치에 부착될 수 있다. 이들 안내 기술은 수중 원격 동작 차량(ROV: remotely operated vehicle)을 안내하는 데 채용되는 것들과 유사할 것이고, 모두가 당업계에서 양호하게-이해되고, 다수개의 공급처로부터 상업적으로 구매 가능하다. 수집 장치가 탄화수소 혼합물의 유동 위에 정확하게 위치되면, 수집 장치는 추진기(또는 추진기들)의 동작에 의해 계속하여 동적으로 위치될 수 있다. 대체예에서, 수집 장치는 해저로의 부착에 의해 소정 위치에 고정될 수 있다.

대체 실시예에서, 수집 장치는 내장형 위치 설정 장치를 갖지 않을 수 있고, 그 대신에 수집 장치를 파지하여 주어진 탄화수소 혼합물의 수집을 위해 특정한 위치로 수집 장치를 운반하는 1개 이상의 로봇 암을 사용할 수 있는 1개 이상의 ROV의 도움에 의해 안내될 수 있다. 수집 장치가 탄화수소 혼합물의 유동 위에 정확하게 위치되면, 1개 이상의 ROV가 적절한 위치에 수집 장치를 계속하여 보유할 수 있거나, 수집 장치가 선택 사항으로 해저로의 부착에 의해 소정 위치에 고정될 수 있다.

어떤 환경에서 수집 장치를 하는 것은 1개 이상의 기구가 수집 장치 및 상승기 도관을 통한 탄화수소의 유동을 차단할 수 있는 가스 하이드레이트 결정의 형성을 방지하는 데 채용될 것을 요구할 수 있다. 가스 하이드레이트는 개별의 가스 분자를 포접하는 공동으로 구성되는 호스트 물 격자(host water lattice)로 구성되는 결정질 고체 함유 화합물이다. 물 격자의 구조는 "게스트(guest)" 분자의 크기 그리고 가스 혼합물의 조성에 의해 결정된다. 전형적인 게스트 분자는 메탄, 에탄, 프로판, 탄소 이산화물 및 수소 황화물을 포함한다. 가스 하이드레이트는 물 및 가스가 낮은 온도 그리고 대체로 높은 압력(예컨대, 천연 가스 하이드레이트에 대해, 25℃ 아래의 온도 그리고 1.5 ㎫보다 큰 압력)에서 결합될 때에 형성된다.

일부 실시예에서, 1개 이상의 기구가 수집 장치의 하이드레이트-매개 폐쇄를 방지하는 데 채용될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 기구는 수집 장치를 통한 탄화수소 혼합물의 유동을 잠재적으로 폐쇄하는 가스 하이드레이트 결정을 보유할 수 있는 수집 장치 내부측의 적어도 1개의 스크린을 포함할 수 있다. 선택 사항으로, 각각의 스크린은 임의의 보유된 가스 하이드레이트 결정의 용융을 용이하게 하는 다양한 상이한 수단 중 임의의 것에 의해 가열될 수 있다. 이러한 기구는 저항 가열, 유도 가열 또는 전술된 스크린을 포함하도록 배열되는 중공 와이어를 통한 가열 유체의 유동을 포함할 수 있지만 이들에 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 하이드레이트 결정에 의한 수집 장치의 폐쇄를 방지하는 데 이용된 기구는 슬러리를 제거할 수 있는 임의의 펌프를 포함할 수 있다. 이러한 펌프는 상업적으로 구매 가능한 2-상 슬러리 펌프를 포함할 수 있지만 이것에 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 수집 장치의 하이드레이트-매개 폐쇄를 방지하는 기구는 가스 하이드레이트 결정의 형성을 방지하는 것을 돕는 유체를 주입하는 적어도 1개의 주입기를 포함할 수 있다. 파이프라인 내에서의 가스 하이드레이트 형성을 방지하기 위해 석유 및 가스 산업에 의해 이용되는 확립된 기술은 1개 이상의 주입기를 통한 파이프라인 내로의 '열역학' 억제제의 유입으로 구성된다. 충분한 양의 1개 이상의 이들 화합물의 첨가는 더 낮은 온도 및 더 높은 압력의 조합으로 하이드레이트 형성에 요구되는 조건을 이동시킨다. 열역학 억제에 대한 대체의 기술은 하이드레이트 결정을 형성하기 쉬운 영역 내에서의 가스의 체류 시간보다 긴 시간까지 하이드레이트 형성을 지연시키도록 기능하는 낮은-사용량의 화학 물질을 개발하는 데 집중된다. 이들 새로운 낮은 사용량의 억제제는 전통적인 열역학 억제제에 비해 상당한 경제적 및 환경적 장점을 제공할 수 있다. 가스 하이드레이트 결정에 의한 차단을 억제하는 데 이용될 수 있는 유체는 예컨대 염 용액, 메탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 운동성 하이드레이트 억제제, 폴리(N-비닐 피롤리돈), N-비닐카프로락탐, 디메틸아미노-에틸메타크릴레이트, 4차 암모늄 브롬화물 또는 항응집제를 포함할 수 있다. 위에서 나열된 기구들 중 임의의 것이 수집 장치의 폐쇄를 방지하기 위해 단독으로 또는 조합으로 이용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다.

수집 장치는 적어도 1개의 도관을 통해 수면 선박으로 수집된 탄화수소 혼합물을 운반한다. 이러한 도관은 수집 장치의 본체 부분과 연결부를 형성하고, 수집 장치의 본체 부분을 관통하고, 그에 의해 수집된 탄화수소 혼합물을 위한 수집 장치로부터의 출구 지점을 제공하고 혼합물이 수면 선박으로 운반되게 한다. 이용된 도관은 탄화수소의 회수가 일어나는 깊이에 적합한 임의의 상승기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상승기는 상부-장력식(또는 수직-장력식) 상승기, 독립형 하이브리드 상승기, 강철 사슬 상승기 또는 가요성 상승기일 수 있다. 이들 상승기는 모두가 당업계에 주지되어 있고, 많은 판매처로부터 상업적으로 구매 가능하다. 상부-장력식(수직-장력식) 상승기는 수직으로 서 있는 강성 장력식 상승기를 가질 수 있고, 1개 이상의 부력 탱크에 의해 상부 단부에서 지지될 수 있다. 독립형 하이브리드 상승기는 상승기의 상부 근처의 적어도 1개의 부력 탱크에 의해 지지되는 강성 수직 섹션을 갖는다. 강성 섹션의 상부는 가요성 점퍼 도관을 통해 수면 선박에 연결되고, 한편 강성 섹션의 저부는 직접적으로 또는 제2 가요성 점퍼 도관을 통해 탄화수소 수집 장치에 연결된다. 강철 사슬 상승기가 또한 이용될 수 있고, 2,000 m보다 큰 수심에서 양호할 수 있다. 이들 상승기는 파이프 조인트를 연결하는 내피로성 나사산 기계 커넥터 그리고 단열 재료의 두꺼운 코팅을 포함한다. 가요성 상승기는 압력, 수심, 온도 그리고 전달 유체의 특성 등의 적용 분야에 특정한 구속 조건을 처리하도록 설계되는 다중의 층을 포함한다. 그 구성은 복합 파이프 구조물을 형성하도록 압출된 열가소성 수지와 함께 금속 와이어 및 테이프의 나선형 배열을 기초로 한다. 상승기의 가요성 성격은 상승기가 동적 하중을 전달하지 않으면서 양쪽 단부에서의 수직 이동을 흡수할 수 있게 한다.

상당량의 가스가 탈출 탄화수소 내에 존재하면, 가스는 추가의 펌핑에 대한 필요성 없이 수면 선박으로 상승기 위로 탄화수소 혼합물을 유도할 정도로 충분한 상승을 제공하여야 한다. 그러나, 필요에 따라, 보충 상승 기구가 수면 선박으로 상승기 위로 탄화수소 혼합물을 운반하는 것을 돕는 데 이용될 수 있다. 이러한 기구는 가스가 별개의 도관을 통해 또는 상승기 내의 환형부를 통해 수면 선박으로부터 하향으로 진행되는 가스-상승 주입 시스템을 포함할 수 있다. 주입된 가스는 상승기 내에서 수집된 탄화수소와 결합되고, 수면 선박을 향해 상향으로 탄화수소 혼합물의 유동을 유도하는 상승력을 제공한다. 대체예에서, 상승 펌프가 수면 선박을 향해 수집된 탄화수소 혼합물의 유동을 유도하는 추진력을 제공하도록 상승기 내의 어떤 지점에 또는 수면 선박 상에 설치될 수 있다. 이들 보충 상승 기구의 이용은 당업자에게 친숙하다.

본 발명은 침지 터릿 로딩(STL) 시스템이 구비된 수면 선박 또는 탱커를 이용한다. 이들 선박은 종종 대형(125,000 mT 이상까지)이고, 대량의 유체(특히, 액체 탄화수소)를 저장할 수 있는 탱크를 갖고, 무어링(mooring)이 정지 위치에서 선박을 유지하는 데 요구되지 않도록 동적-위치 설정 추진기를 소유할 수 있다. STL 기술은 당업자에 의해 양호하게-이해되고, 그에 따라 여기에서는 단지 개략적으로 논의될 것이다. 로딩 시스템의 수면 아래의 부표는 탱커의 외피 내의 특별하게-구성된 구획부 내로 상향으로 끼워지도록 설계된다. 구획부와 부표 사이의 계면은 상호 교환 가능성을 용이하게 하기 위해 산업계 내에서 표준화되었다. STL 구획부는 부표가 선박에 연결될 때에 탱커 선박이 상승기에 대한 과도한 비틀림 토크를 방지하도록 회전되는 큰 스위블(swivel)을 수납한다. 가요성 상승기 또는 가요성 점퍼 연결부는 탈출 탄화수소의 발생원 근처에 위치되는 수집 장치로부터 선박으로 탄화수소 혼합물을 안내하도록 부표에 연결된다. 일부 실시예에서, STL 부표는 영역 내로 우연히 잘못 진입될 수 있는 임의의 화물선의 화물보다 상당히 낮은 30 내지 40 m의 수심에서 와이어 로프 또는 체인을 사용하여 해저에 고정된다. 고정된 부표는 선택된 깊이에서 평형 상태로 부유되고, 표면에 대한 픽-업 라인(pick-up line)이 STL-구비 선박의 로딩 터릿으로의 부표의 편리한 부착을 가능케 한다. STL-구비 선박에 부착되면, 부표는 해저에 고정된 상태로 남아 있을 수 있고, 극심한 악천후의 경우에서와 같이, 회수 지점으로부터의 긴급 철수가 요구되면, 선박으로부터의 부표의 신속한 분리가 가능하다. 일부의 대체 실시예에서, 탄화수소의 비제어 방출의 지점에서의 탄화수소 회수 시스템의 신속한 배치를 가능케 하기 위해, STL 부표는 수면 선박에 부착되어 해저로부터 고정되지 않은 상태로 남아 있을 수 있다.

수면 선박 내에 있으면, 수집된 탄화수소 혼합물은 수면 선박 상에 위치되는 적어도 1개의 처리 장치로 유도된다. 일부 실시예에서, 각각의 처리 장치는 설계 면에서 모듈형이고, 그에 의해 1개 이상의 모듈이 선박 내에 신속하게 설치되게 할 수 있고, 한편, 다른 실시예에서, 각각의 처리 장치는 선박 내에 영구적으로 설치된다. 각각의 처리 장치는 액체로부터 가스상 탄화수소를 분리하고 그 다음에 물로부터 액체 탄화수소를 분리할 수 있고, 그에 의해 선박이 운행 중인 수역으로 물을 복귀시키면서 저장부로 액체 탄화수소를 유도한다. 가스상 탄화수소는 배기될 수 있거나, 필요에 따라, 연소될 수 있다. 탄화수소 혼합물의 분리를 성취하는 기술은 양호하게 수립되어 있고 당업자에게 공지되어 있다.

본 발명의 장치, 시스템 및 공정의 설계는 소정 수역 내로의 탄화수소의 비제어 방출물의 효과적인 회수를 가능케 한다. 일부 실시예는 가스 하이드레이트 결정의 형성으로 이어지는 깊이에서의 탄화수소의 효과적인 수집을 위해 설계된다. 본 발명의 시스템은 그 전체적인 효율을 상승시키고 비용을 감소시키고 그 신속한 배치를 가능케 하는 탄화수소 회수를 위한 신규한 공정과 함께 신규한 수집 장치 및 탄화수소 회수 시스템을 포함한다.

임의의 참조 문헌 특히 본 출원의 우선일 이후의 공개일을 가질 수 있는 임의의 참조 문헌의 논의 사항은 본 발명에 대한 선행 기술로서 인정되지 않는다는 것이 주목되어야 한다. 동시에, 아래의 각각의 그리고 모든 특허청구범위는 여기에서는 본 발명의 추가 실시예로서 이러한 상세한 설명 또는 명세서 내로 합체되어 있다.

여기에서 설명된 장치, 시스템 및 공정이 상세하게 설명되었지만, 다양한 변화, 치환 및 변경이 다음의 특허청구범위에 의해 한정되는 것과 같은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고도 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 당업자라면 양호한 실시예를 연구하여 여기에서 설명된 것과 정확하게 일치되지 않는 본 발명을 실시하는 다른 방식을 찾아낼 수 있다. 본 발명의 변화예 및 등가물이 특허청구범위의 범주 내에 있고 한편 상세한 설명, 요약서 및 도면이 본 발명의 범주를 제한하는 데 사용되지 않는다는 것이 본 발명의 발명자들의 의도이다. 본 발명은 구체적으로 아래의 특허청구범위 그리고 그 등가물로서 넓게 해석되어야 한다.

Claims

수중 환경에서 탄화수소 혼합물을 수집하는 장치이며,
a. 도관 내로 탄화수소 혼합물의 유동을 유도하도록 구성되는 본체 부분과;
b. 본체 부분을 관통하고 탄화수소 혼합물을 수용하는 적어도 1개의 도관으로서, 탄화수소 혼합물은 물, 그리고 가스상 탄화수소, 액체 탄화수소 그리고 이들의 혼합물로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는, 도관과;
c. 본체 부분에 인접하게 연결되는 저부 부분으로서, 저부 부분은 본체 부분 내로의 탄화수소 혼합물의 진입을 가능케 하는 개구를 갖는, 저부 부분과;
d. 수집 장치 내부측에서의 가스 하이드레이트 결정의 형성을 방지하는 기구로서, 기구는 적어도 1개의 내부 스크린, 적어도 1개의 가열 장치, 유체를 주입하는 적어도 1개의 주입기 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는, 기구
를 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 적어도 1개의 위치 설정 장치를 추가로 포함하고, 위치 설정 장치는 수집 장치가 원격 제어를 통해 이동되게 하는 추력을 제공할 수 있는, 장치.
제2항에 있어서, 각각의 위치 설정 장치는 전기 추진기를 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 각각의 내부 스크린은 저항 가열, 유도 가열, 내부 스크린을 포함하도록 배열되는 중공 와이어를 통한 가열 유체의 유동 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 기구에 의해 가열되는 장치.
제1항에 있어서, 각각의 도관은 상부-장력식 상승기, 독립형 하이브리드 상승기, 강철 사슬 상승기, 가요성 상승기 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 구성원을 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 각각의 주입기는 염 용액, 메탄올, 글리콜, 운동성 하이드레이트 억제제, 폴리(N-비닐 피롤리돈), N-비닐카프로락탐, 디메틸아미노-에틸메타크릴레이트, 4차 암모늄 브롬화물, 항응집제 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는 유체를 주입하도록 구성되는 장치.
수중 환경에서 탄화수소 혼합물을 수집하는 방법이며,
a. 청구항 1의 수집 장치를 제공하는 단계와;
b. 탄화수소 혼합물을 방출 중인 발생원 위에 수중에서 수집 장치를 위치시키는 단계로서, 탄화수소 혼합물은 물, 그리고 가스상 탄화수소, 액체 탄화수소 그리고 이들의 혼합물로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는, 단계와;
c. 수집 장치로써 탄화수소 혼합물의 적어도 일부를 수집하는 단계로서, 기구가 수집 장치 내부측에서의 가스 하이드레이트 결정의 형성을 적어도 부분적으로 방지하고, 기구는 적어도 1개의 내부 스크린, 적어도 1개의 가열 장치, 유체를 주입하는 적어도 1개의 주입기 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는, 단계와;
d. 적어도 1개의 수면 선박으로 적어도 1개의 도관을 통해 단계 (c)에서 수집된 탄화수소 혼합물을 운반하는 단계와;
e. 적어도 1개의 수면 선박 내에서 탄화수소 혼합물을 분리하여 가스상 탄화수소, 액체 탄화수소 및 물을 생성하는 단계와;
f. 적어도 1개의 수면 선박 내에 분리된 액체 탄화수소를 저장하는 단계
를 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 수집 장치는 수집 장치가 원격 제어를 통해 이동되게 하는 추력을 제공할 수 있는 적어도 1개의 위치 설정 장치를 추가로 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 각각의 내부 스크린은 저항 가열, 유도 가열, 내부 스크린을 포함하도록 배열되는 중공 와이어를 통한 가열 유체의 유동 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 기구에 의해 가열되고, 그에 의해 스크린 상에 보유되는 임의의 하이드레이트 결정의 적어도 일부를 용융시키는, 방법.
제7항에 있어서, 각각의 주입기는 염 용액, 메탄올, 글리콜, 운동성 하이드레이트 억제제, 폴리(N-비닐 피롤리돈), N-비닐카프로락탐, 디메틸아미노-에틸메타크릴레이트, 4차 암모늄 브롬화물, 항응집제 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는 유체를 주입하는 방법.
제7항에 있어서, 각각의 도관은 상부-장력식 상승기, 독립형 하이브리드 상승기, 강철 사슬 상승기, 가요성 상승기 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 구성원을 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 탄화수소 혼합물은 침지 터릿 로딩 시스템을 통해 각각의 수면 선박 내로 로딩되는 방법.
수중 환경에서 탄화수소 혼합물을 수집하는 시스템이며,
a) 수중 환경에서 탄화수소 혼합물을 수집하는 장치로서,
a. 본체 부분을 관통하는 적어도 1개의 도관에 연결되는 본체 부분으로서, 본체 부분은 본체 부분으로부터 도관 내로 탄화수소 혼합물의 유동을 유도하도록 구성되고, 탄화수소 혼합물은 물, 그리고 가스상 탄화수소, 액체 탄화수소 그리고 이들의 혼합물로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는, 본체 부분과;
b. 본체 부분에 인접하게 연결되는 저부 부분으로서, 저부 부분은 본체 부분 내로의 탄화수소 혼합물의 진입을 가능케 하는 개구를 갖는, 저부 부분과;
c. 수집 장치 내부측에서의 가스 하이드레이트 결정의 형성을 방지하는 기구로서, 기구는 적어도 1개의 내부 스크린, 적어도 1개의 가열 장치, 유체를 주입하는 적어도 1개의 주입기 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는, 기구
를 포함하는 장치와;
b) 적어도 1개의 수면 선박으로 탄화수소 혼합물을 안내하는 적어도 1개의 도관과;
c) 적어도 1개의 도관에 연결되는 적어도 1개의 수면 선박으로서, 각각의 수면 선박은 적어도 1개의 도관을 통해 탄화수소 혼합물을 수용하도록 구성되는, 수면 선박과;
d) 탄화수소 혼합물을 가스상 탄화수소, 액체 탄화수소 및 물로 분리하도록 구성되는 각각의 수면 선박 내에 위치되는 처리 시스템
을 포함하는 시스템.
제13항에 있어서, 적어도 1개의 도관은 상부-장력식 상승기, 독립형 하이브리드 상승기, 강철 사슬 상승기, 가요성 상승기 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 구성원을 포함하는 시스템.
제13항에 있어서, 부분 (a)의 수집 장치는 수집 장치에 부착되는 적어도 1개의 위치 설정 장치를 추가로 포함하고, 각각의 위치 설정 장치는 부분 (a)의 수집 장치가 원격 제어를 통해 이동되게 하는 추력을 제공하도록 구성되는, 시스템.
제13항에 있어서, 각각의 위치 설정 장치는 전기 추진기를 포함하는 시스템.
제13항에 있어서, 각각의 내부 스크린은 저항 가열, 유도 가열, 내부 스크린을 포함하도록 배열되는 중공 와이어를 통한 가열 유체의 유동 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 기구에 의해 가열되도록 구성되는 시스템.
제13항에 있어서, 각각의 주입기는 염 용액, 메탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 운동성 하이드레이트 억제제, 폴리(N-비닐 피롤리돈), N-비닐카프로락탐, 디메틸아미노-에틸메타크릴레이트, 4차 암모늄 브롬화물, 항응집제 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹의 구성원을 포함하는 유체를 주입하도록 구성되는 시스템.
제13항에 있어서, 각각의 수면 선박은 침지 터릿 로딩 시스템을 통해 적어도 1개의 도관으로부터 탄화수소 혼합물을 수용하도록 구성되는 시스템.