KR20140030176A - 정확한 드라이 벌크 취급 시스템 및 사용 방법 - Google Patents

정확한 드라이 벌크 취급 시스템 및 사용 방법 Download PDF

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KR20140030176A
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개리 엘. 스티븐슨
대니얼 알. 위쳐
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프로븐 엔지니어링 앤드 테크놀로지스, 엘엘씨 에이 디비에이 오브 프로븐 테크놀로지스, 엘엘씨
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Abstract

드라이 재료의 신속한 배출 및 배치는 이 디바이스의 듀얼 구조 및 진공 리로딩 탱크를 자동으로 채우고 비우도록 그것을 사용하는 방법에 의해 달성된다. 이것은 벤토나이트, 중정석 또는 시멘트와 같은 재료가 굴착장치 플로어 상에서 먼지 없이 용이하게 취급되고 양호한 제어 및 완료 동작에 필요에 따라 적절하게 혼합될 수 있게 한다. 드라이 벌크 재료는 해상 공급선으로부터 대기압 탱크 내로 오프로딩되는데, 재료를 통기 및 교반하고 배관을 통해 진공 리로더 탱크 내로 이동시키도록 유동성 베드 시스템을 제공한다. 듀얼 리로더 탱크 시스템은 하나의 탱크가 비워지면서 다른 하나는 채워질 수 있게 함으로써, 드라이 벌크 재료를 정확하고 방진 방식으로 취급하는 것을 필요로 하는 해상 굴착장치 및 서비스 선박을 포함하여 다양한 공간-임계적 플랫폼 상에서 벌크 재료의 수용, 저장, 전달, 여과 및 제어를 능숙하게 관리하는데 충분한 융통성을 제공한다.

Description

정확한 드라이 벌크 취급 시스템 및 사용 방법{ACCURATE DRY BULK HANDLING SYSTEM AND METHOD OF USE}
본 출원은 2011년 4월 4일에 출원된 미국 가출원 제61/471,555호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 드라이 벌크 취급 시스템(dry bulk handling system)에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 드라이 벌크 재료를 정확하게 측정된 양으로 자동으로 그리고 연속적으로 로딩 및 언로딩하는 드라이 벌크 취급 시스템에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 출원은, 해상 굴착장치(offshore rig)로부터 오일 및 가스의 시추 및 생산 시 유용한 중정석(barite), 벤토나이트, 시멘트, 및 다른 재료와 같은 드라이 벌크 재료를 신속히 그리고 동시에 로딩 및 언로딩할 뿐만 아니라, 조립이 용이하고, 경량이고, 효율적이고 굴착장치 플로어(rig floor) 상에서의 이들 재료의 이동과 연관된 먼지를 제한하는 자동 듀얼-대기압 진공 리로딩 드라이 벌크 시스템을 청구한다. 그 시스템에 의하면 송출 포인트로부터 사용 포인트로 드라이 재료의 유동이 최소량의 시간으로 그리고 사람의 최소량의 상호작용으로 가능하게 된다. 본 명세서에서는 해상 굴착장치 상에서의 사용에 대해 설명되고 있지만, 이하의 설명은 또한 본 출원의 취지 또는 의도로부터 벗어남이 없이 해상 서비스용 선박 또는 육상용에 대한 트레일러 상의 사용에 대해 적용될 수 있다.
해상 굴착장치 상에서와 같이, 한정된 공간에서 드라이 재료의 취급은 늘 문제가 있어 왔다. 첫째로, 시멘트, 중정석, 벤토나이트 또는 수압-파괴 재료와 같은 재료의 송출은 가장 경제적으로는 그 드라이 형태로 이루어져 해상에서 혼합이 일어나게 된다. 둘째로, 해상 공간은 가능한 경제적으로 사용되어야 하고 최종적으로 지시된 및 사용된 재료의 양의 송출의 정확성, 제어 및 연속성이 도전 과제이다. 출원인은, 그러한 사용에 본 개시를 한정하려는 의도는 아니지만, 해상 시추 굴착장치 상에서의 사용에 대해 그 실시예를 설명한다.
해상 굴착장치를 일례로서 이용하면, 전형적으로, 보급 보트는 각각의 굴착장치에 벌크 재료를 송출하도록 사용되는데, 그 후 사용될 때까지 재료를 대형 중압 용기에 저장한다. 모든 재료가 굴착장치의 저장 컨테이너로부터 빼내 사용된 후에, 더 많은 재료가 이들 중압 컨테이너를 채우도록 지시 및 송출되어야 한다. 일반적으로는 과잉 드라이 벌크 재료가 지시되고 작업 중 중간에 재료가 떨어지지 않도록 굴착장치 상에 저장된다. 본 실시예는 그러한 벌크 압력 저장 시설에 대한 필요성을 일소한다.
첫째로, 재료를 저장하는데 사용되는 대기압 탱크의 직사각형 기하구조 구성 및 시스템 전체의 낮은 수직 높이 때문에, 드라이 재료의 더 높은 용적은 다중 별개 압력 리로더 탱크(pressure re-loader tank)에 인접하여 더 쉽게 저장될 수 있다. 이러한 콤팩트 및 근접 구성은 시추 프로세스에서의 사용을 위해 각각의 리로딩 탱크로 송출될 재료에 대해 기다림을 최소화한다. 더욱, 드라이 벌크 재료의 로딩, 언로딩, 측정 및 그 최종 목적지로의 이동은 병렬 진공 또는 압력 리로딩 탱크로부터 동시에 그리고 연속적으로 수행되어, 좋은 서비스의 신속한 완료를 가능하게 할 수 있다. 대기압 저장 탱크 또는 탱크들은 드라이 벌크 재료를 본 출원에서 보통 사용되는 고압 탱크보다 실질적으로 더 가벼운 더 작은 진공 리로딩 탱크에 공급한다. 자동 제어 시스템에 의해 활성화되는 더 작은 진공 또는 압력 리로딩 탱크는 드라이 벌크 재료의 로딩 및 언로딩을 더 정확하고 신속하게 가능하게 하고, 그로써 굴착장치 상에서 재료의 더 정확한 혼합 및 사용을 허용한다.
본 발명은 대기압 탱크에서 드라이 벌크 재료의 신속한 로딩 및 효율적인 저장을 가능하게 하고; 해상 보급 보트로부터 또는 다른 소스로부터 더 빨리 드라이 벌크 재료를 이동시킨다. 그것은 또한 굴착장치 상으로의 오프로딩 후에 재료의 더 정확한 프로세싱을 허용하고 굴착장치 및 다운-홀 상에 또는 그로부터 재료를 이동시킴에 있어서 굴착장치 직원의 시간 및 노력을 최소화한다. 시스템이 폐쇄될 수 있으므로, 대기압 저장 탱크로부터 이전에 빼내어져 압력 리로더 탱크에 또는 라인에 보유된 재료는 다시 저장 탱크 내로 돌려보내질 수 있고, 리로더 탱크 및 라인을 통해 흐르는 가압 공기는 시스템으로부터 모든 찌꺼기를 치운다. 이 시스템 전체는 굴착장치 직원에 대한 상해 또는 먼지 오염의 위험 없이 이용가능한 공간을 갖는 굴착장치 플로어 상에 어디에라도 이 유닛이 놓일 수 있게 하도록 방진의 낮은 프로파일이다. 대기압 저장 탱크 벽은 더 얇으므로, 굴착장치 플로어 상의 탱크 배터리는 더 가볍고 더 콤팩트하다. 최종적으로, 대기압 탱크는 그것이 압력을 받아 재료를 유지하고 있는 것이 아니므로 주기적 검사 및 재인증을 필요로 하지 않는다. 본 발명의 경량, 콤팩트 사이즈, 정밀도 및 사용의 용이성은 이러한 환경에서의 드라이 벌크 재료의 취급에 대한 많은 기존 문제를 해결한다.
본 발명은, 에어 펌프 시스템에 연결된 드라이 벌크 취급 시스템으로서, 적어도 하나의 대기압 저장 탱크, 압력 탱크 및 재료의 유동을 제어하도록 자동 밸브 시스템을 갖는다. 각각의 저장 탱크는 탱크 내로 드라이 벌크 재료를 이동시키기 위해 벌크 로딩 입력 라인에 연결된 흡입구 및 드라이 벌크 재료를 통기(aerating) 및 교반하기 위해 적어도 하나의 탱크의 플로어를 따라 유동성 베드(fluidized bed)를 갖는다. 각각의 저장 탱크는 적어도 하나의 대기압 저장 탱크를 갖는 에어 펌프 시스템에 연결된다. 펌프 시스템은 시스템을 통해 드라이 벌크 재료를 이동시키도록 공기압 및 진공 둘 다를 위한 소스를 제공한다. 각각의 저장 탱크는 탱크 내로 드라이 벌크 재료를 이동시키기 위해 벌크 로딩 입력 라인에 연결된 흡입구 및 드라이 벌크 재료를 통기 및 교반하기 위해 적어도 하나의 탱크의 플로어를 따라 유동성 베드를 갖는다. 각각의 저장 탱크는 대기압 탱크의 사이에 도관에 의해 2개 이상의 진공 또는 압력 리로더 탱크에 연결되고, 제어 밸브는 대기압 탱크와 2개 이상의 압력 리로더 탱크 사이에 이어지는 도관을 개폐한다. 드라이 벌크 재료의 이동은 탱크 내로, 밖으로 그리고 그 사이에서 제어 밸브를 선택적으로 활성화하도록 신호를 제공하는 자동 제어 시스템에 의해 모니터링 및 코디네이팅된다. 제어 밸브의 각각은 드라이 벌크 재료를 대기압 탱크로부터 압력 리로더 탱크 내로 그리고 압력 리로더 탱크로부터 드라이 재료의 최종 목적지로 이동 및 빼내도록 프로그램가능한 로직 컨트롤러(programmable logic controller: PLC) 또는 다른 디지털 기술을 갖는 자동 제어 시스템에 의해 작동될 수 있다.
대기압 탱크는 다양한 종류의 드라이 벌크 재료의 저장을 위해 다중 파티션을 가질 수 있거나 나란히 사용되는 수개의 탱크로 이루어질 수 있다. 각각의 대기압 탱크는 7°이상 및 바람직하게는 15°이상의 경사진 유동성 베드를 갖는다. 대기압 탱크는 또한 직사각형이고 비-가압형일 수 있어서, 최소량의 낭비 시간, 공간 및 노력으로 리로더 탱크에 인접해서 더 많은 드라이 벌크 재료가 저장될 수 있게 한다. 일반적으로 대기압 탱크는 미립자-먼지-감축 필터 시스템 및 이질적 차등 압력에서 동작하는 압력 릴리프 밸브 및 파열 디스크를 가져서 대기압 저장 탱크의 어떠한 과도한 가압이라도 그 시스템 주위의 작업자에게 완전히 안전하게 할 것이다.
이 시스템은, 적어도 하나의 대기압 저장 탱크를 드라이 벌크 재료로 채우는 단계; 에어 소스를 저장 탱크에 맞물려 드라이 벌크 재료를 대기압 저장 탱크에 통기 및 교반함으로써 그 탱크 내 유동성 베드 멤브레인을 에너자이징(energizing)하는 단계; 저장 탱크로부터 2개 이상의 압력 리로더 탱크 내로 드라이 벌크 재료를 이동시키도록 진공을 생성하는 단계; 방출 라인 내로 드라이 재료를 이동시키도록 탱크의 압력을 충전하는 단계; 압력 리로더 탱크의 채움과 동시에 방출 라인 내로 또 다른 압력 리로더 탱크의 비움을 허용하도록 자동 제어 시스템을 사용하는 단계에 의해, 한정된 공간에서 드라이 벌크 재료를 정확하게 혼합하기 위한 방법을 사용한다. 이 자동 제어 시스템은 자동 제어 시스템을 통해 리로더 탱크의 내외로 이동되는 드라이 재료의 총 용적 및 조성을 추적(track)할 수 있고 장래의 증거적 사용(future evidential use)을 위해 그 정보를 저장한다. 부가적으로, 이 시스템은, 필요하다면, 압력 리로더 탱크로부터 유체와의 혼합을 위해 호퍼 내로 드라이 재료를 이동시킬 수 있다.
도 1은 공통 구성으로 드라이 벌크 시스템의 프로세스 및 흐름 선도;
도 2는 병렬 진공 또는 압력 리로더 탱크 중 하나의 측면도.
도 1에 더 명확하게 도시된 바와 같이, 대기압 탱크(200, 200a)의 로딩 및 드라이 벌크 재료의 최종 목적지로의 송출은 공통 채움 및 방출 라인(101)을 통해 성취된다. 자동 밸브(105, 130, 140, 350)는 이러한 드라이 벌크 취급 시스템의 내부로 또는 외부로의 선택적 이동을 가능하게 한다. 드라이 벌크 재료는 라인(102)을 통해 대기압 탱크(200, 200a) 내로 흘러 어느 탱크이든 클라이언트의 필요에 의존하여 동일 재료 또는 다른 재료로 채우는데, 자동 밸브(105) 및 자동 밸브(110, 112)의 선택적 개방을 통해 성취된다.
드라이 재료는 라인(207)에 의해 소스(도시하지 않음)로부터 충분한 크기의 폐쇄 압축 공기 시스템을 사용하여 대기압 탱크(200, 200a)를 통해 경사 플로어, 및 유동성 베드(212, 212a)를 통해 이동된다. 플로어의 경사는 대기압 탱크(200, 200a)의 배출구로 통기성 및 유동성 베드 재료의 자유로운 이동을 가능하게 하는데 중요하다. 경사는 7°미만이어서는 안 된다. 그 미만의 경사는 드라이 벌크 재료의 중력 공급을 억제한다. 경사는 탱크 내 재료의 이동과 일치하는 어떠한 양이라도 될 수 있고 바람직한 경사는 약 15°로 결정되었다. 이 경사는 대기압 탱크의 경사가 피칭 또는 롤링 용기 데크 상의 최소 임계 경사각 위에 머무르게 허용한다. 도 1에서의 유동성 베드(212, 212a)의 경사는 현실적 소망 각 또는 경사를 설명하려는 의도는 아니고, 단지 경사진 유동성 베드의 존재를 표현하는 것 뿐이다.
유동성 베드(212, 212a)는 그것이 드라이 벌크 재료의 불필요한 다짐을 방지하고 진공 리로더 탱크로의 그 준비된 이동을 허용하므로 저장 동안 벌크 재료의 통기 및 진공 리로더 탱크(300, 310)로의 이동에 또한 중요하다. 이러한 통기 특징은 대기압 저장 탱크(200, 200a)로부터 모든 재료를 이동시켜 상당한 클리닝 없이 다른 재고 드라이 벌크 물품을 위한 그 사용을 허용하는데 또한 도움이 된다. 이것은 본 시스템이 컴팩트한 공간에서 드라이 벌크 재료의 재고 제어를 최대화할 수 있게 한다.
압축 공기의 소스는 퍼지 밸브(175, 185)의 가압을 용이하게 하도록 라인(207)을 통해 방출 라인(100)으로 송출되는데, 체크 밸브(170, 180)를 통해 역 유동을 또한 방지하고, 방출 라인(100)이 각각의 작업 끝에서 재료가 완전히 치워질 수 있게 한다. 압축 공기 시스템 라인(207)은 또한 자동 밸브(255, 265) 및 체크 밸브(260, 270)를 사용함으로써 교번 수순으로 (361) 또는 (363)에서 압력 리로더 탱크(300, 310)를 충전하도록 사용되어 재료를 동시에 신속하게 로딩 및 언로딩할 수 있게 한다. 압축 공기는, 본 명세서에는 도시되어 있지 않지만, 산업계에 주지된 모든 방식으로 이러한 본 시스템에 접속된 시추 굴착장치 또는 선박 또는 어떠한 다른 시스템으로부터라도 공급될 수 있다; 예컨대, 2개의 750 SCFM 에어 컴프레셔/드라이어가 본 시스템과의 사용에 적응될 수 있다.
본 시스템의 진공 리로더(300, 310)는 상호-오염을 방지하도록 밸브(280) 또는 (290)를 통해 각각의 리로더 시스템으로부터 재료를 구분하도록 배열되고 밸브(204, 202)에서 대기압 탱크(200, 200a)로부터 중력 공급될 수 있거나 그것은 특정 응용을 위해 소망의 운반 속도 필요에 의존하여 로딩 및 언로딩을 위해 밸브(360, 370, 380 및 390)에서 진공 펌프 보조 통과 라인(375)과 통하도록 배열될 수 있다. 드라이 재료는 자동 밸브(320, 330) 및 자동 밸브(340, 350)에서 방출 라인(100) 내로 공급된다. 시스템을 통한 모든 이동은 재료의 유동, 양 및 혼합이 정확하게 계산될 수 있게 하도록 자동 제어 시스템의 코디네이션에 의해 성취된다. 자동 제어 시스템은 시스템을 초 당 8배(8X) 모니터링하도록 설계되고 그래서 조작자가 소망의 드라이 벌크 요건을 설정하고 나면 사람의 개입은 필요하지 않다. 시스템은 석유 굴착장치 또는 머드 엔지니어(mud engineer)의 조작자 또는 소유자에 의한 추후의 증거적 사용을 위해 모든 관련 파라미터를 자동으로 로깅 및 저장한다. 이러한 정보는 다운-홀 주입되고 있는 재료의 양의 정확한 측정을 필요로 하는 머드 엔지니어에게, 또는 재료의 혼합 및 양이 중대한 다른 응용에서 가치 있다.
각각의 대기압 탱크(200, 200a) 상의 백 하우스 필터 시스템(bag house filter system)(240)은 시스템 내 사용되는 모든 대기압 탱크의 외부로 라인(230)을 통한 통풍을 가능하게 하도록 배열된다. 대기압 탱크 압력 릴리프 시스템은 어떠한 공칭 압력이라도 대기압 탱크와 경험되면 개방하는 선택된 압력 해제 밸브(210)를 통해 탱크를 자동으로 개방하고 덜어줌으로써 그리고 비정상의 더 높은 과잉 압력이 공통 배관을 통해 내부로 통풍되거나 배관(230)을 통해 밖으로 보내질 수 있게 하는 잉여 팝-오프 밸브(redundant pop-off valve)(220)에 의해 과도한 압력 축적을 방지하도록 제조된다. 다른 드라이 벌크 시스템과는 달리, 본 시스템은 먼지 또는 다른 미립자가 시스템을 빠져나가지 못하게 한다. 빠져나가는 먼지는 라인(230)에서 포획되어, 굴착장치 상의 서비스 직원 방해 또는 기계류의 오염 없이 굴착장치 플로어 상의 어떠한 이용가능한 공간에라도 시스템이 위치할 수 있게 하는 한편, 드라이 재료의 더 깨끗하면서도 더 안전한 이동 둘 다를 감안한다.
옵션으로서, 드라이 재료는 또한 (50)으로 나타낸 호퍼 시스템(hopper system)에서 혼합될 수 있어, 방출 라인(100)으로부터의 완성된 드라이 혼합물이 자동 밸브(150)를 통해 액체와 혼합 또는 수화될 수 있게 한다. 그 후 드라이 벌크 재료는 라인(155)을 통해 호퍼(50) 내로 이동되고, 그 후, 출원인의 미국 정식 출원 제12/752,957호에 나타낸 바와 같이, 추출기(educator) 시스템을 통해 라인(55)에서 그 목적지로 방출된다. 이러한 호퍼 시스템은, 또한, 호퍼 배출 라인(55)이 유동-정지시키는 이벤트를 경험하면 혼합된 또는 수화된 재료가 분배 라인(101) 내로 다시 흐르지 못하게 하는 잉여 격리 밸브를 제공할 수 있다. 재차, 이러한 호퍼 시스템은 혼합 및 양에 관한 높은 레벨의 확실성을 달성하도록 중량 및 용적의 정밀 계산을 가능하게 하도록 자동화된다.
도 2에 있어서, 단일 진공 리로더 탱크(300, 310)의 클로즈업 측면도는 벤토나이트와 같은 드라이 벌크 재료가 해상 보급선으로부터 도 1에 도시된 바와 같은 대기압 저장 탱크 또는 탱크들(200, 200a)에 로딩되고 그 후 (290, 280)에서 도 1에 도시된 자동 밸브를 통해 데크(470)로부터 추후 보내지고, 2개의 진공 리로더 탱크 중 어느 하나 또는 둘 다 내로 퇴적되도록 허용한다. 도 1에서 앞에 주목된 바와 같이, 각각의 진공 리로더 탱크는 자동으로 동작되는 밸브(290, 280)에 의해 다른 하나로부터 격리될 수 있다. 2개의 진공 리로더 탱크의 조합체는 밸브(202, 204)의 선택적 동작에 의해 충전되고 방출되어 필요에 따라 특정 용도로 최적 혼합에서 드라이 재료의 최대 양을 달성한다. 각각의 진공 리로더 탱크에 이용가능한 보급은 대기압 저장 탱크로부터 쉽게 채워질 수 있으므로, 진공 리로더 탱크는 사용자에 의해 요구되는 시스템 내로 흐르는 벌크 재료의 균형을 달성하도록 선택된 속도로 그리고 동시에 충전 및 방출될 수 있다.
예컨대, 도 1에 있어서, 우선 진공은 밸브(320)를 차단하고 자동 밸브(360 및 380)의 선택적 조작을 통해 공기를 빼냄으로써 리로더 탱크(300) 내에서 생성된다. 그 후 드라이 벌크 재료는 밸브(290)를 통해 리로더 탱크(300) 내로 이동되는데, 그 후 밸브(363)를 통해 압축 공기로 충전된다. 드라이 벌크 재료의 빼냄이 필요할 때, 밸브(320)는 개방되고 드라이 벌크 재료는 방출 라인(100) 내로 이동된다. 리로더 탱크(300)가 그 재료를 방출하고 있을 때, 리로더 탱크(310)는 그 재료를 로딩하고 있을 수 있다; 이러한 절차를 통한 양 탱크의 사이클은 교대 시퀀스로 동일 서비스를 수행하여 자동 밸브(320) 또는 (330)를 통해 방출 라인(100) 내로 드라이 벌크 재료의 연속적 이동을 제공한다.
도 2에 더 명확하게 도시된 바와 같이, 드라이 벌크 재료는 흡입구 및 내부 튜브(430)를 통해 리로더 탱크(300, 310) 내로 가서, 진공 리로더 탱크(300, 310)의 바닥으로 떨어진다. 위에서 설명된 바와 같이 진공 및 재료 밸브가 닫힌 후에, 탱크(300, 310)는 흡입구(400)를 통해 압축 공기로 충전되고, 드라이 벌크 재료는 방출 라인(100)(도 2에 도시하지 않음)으로의 배출구(460)를 통해 탱크에 접속된 시스템을 통해 이동되어 나간다. 진공 리로더 탱크(300, 310) 구성은 압력 탱크의 상부 및 바닥과 달리 탱크의 측면 상에 위치된 흡입구 및 배출구 제공함으로써 제한된 수직 공간에 탱크가 놓일 수 있도록 축소된다. 이러한 구성은 각각의 압력 용기가 그러한 탱크 조립체의 바닥으로부터 흐르듯이 늘어서 있는 통상 발견되는 상당한 배관 없이 데크(470) 상에 안착할 수 있게 한다. 압력 탱크의 높이의 감소는 종래 기술의 드라이 벌크 취급 시스템의 더 큰 압력 용기 구조와 대조적으로 이 특유의 드라이 벌크 시스템에 상당한 중량 절감을 또한 가능하게 한다.
도 2는 자동 제어 시스템에 자동 피드백을 제공하는 채움 레벨 센서(440, 450)의 위치를 또한 개시하고 있다. 각각의 진공 리로더 탱크는 본 실시예의 잉여 안전 특징을 제공하도록 압력 릴리프 밸브(410)를 또한 제공하지만, 본 출원에 필요한 것은 아니다. 이들 센서의 각각은 이전에 논의된 바와 같이 초 당 8배의 속도로 자동 제어 시스템에 입력을 제공한다.
채움 레벨 센서(440, 450) 및 유량계(420)는 탱크마다 달성된 재료의 레벨에 관해 조작자에게 실시간 피드백을 제공한다. 예컨대, 90% 차면, 시스템은 조작자에게 로딩 프로세스 정지를 준비하거나 유동을 비례하여 조절하거나 또는 채움을 위해 제2 탱크로 재료를 경로 변경하여 수송하라고 통지하는 플래싱 레벨(flashing level)을 제공할 것이다. 95%에서는, 조작자에게 액션을 취하라고 지시하는 가청 경보가 울린다. 99% 차면, 자동 제어 시스템은 채움 동작을 자동으로 정지시키고 조작자가 액션을 취할 때까지 경보 상태에 머무른다.
필요한 재료의 양이 단일 리로더 탱크(300, 310)의 용량 초과일 때, 진공 리로더 시스템은 필요한 수의 로드를 연속적으로 채우고 방출하여, 소망의 송출량을 달성할 것이다. 리로더 탱크는 부하 셀(도시하지 않음) 상에 배열되고 또한 백업 레벨 센서를 제공한다. 자동 제어 시스템은 비례하는 밸브(320, 330)로부터 피드백 신호를 취하고 로딩 및 방출할 탱크를 서열화한다. 또한 자동 제어 시스템은 모든 로딩 및 방출의 30일 동안의 기록을 보관하여 굴착장치 관리자 및 머드 엔지니어에게 연속적 실시간 재고 제어 및 트랜잭션의 저장된 기록을 제공한다. 이것은 머드 및 드라이 벌크 재료의 더 나은 관리를 용이하게 하고, 사용 동향의 개발을 가능하게 하고, 사용된 재료를 검증하는 한편, 그 모두는 머드 회사에게 굴착장치 관리자에 대한 과금 기록을 입증하는 수단을 가능하게 한다.
드라이 벌크 재료를 취급함에 있어서의 자동화 때문에, 본 발명의 유틸리티의 일례로서, 본 시스템은 굴착장치 상의 머드 혼합 플랜트를 쉽게 지원한다. 다중 탱크, 펌프 추출기 및 배관으로 설계된 머드 플랜트는 해상 굴착장치 상에서 이전에는 보이지 않은 비할 데 없는 능력 및 잉여 레벨을 부여한다. 각각의 머드 탱크는 구분되는 4개의 탱크 중 2개를 갖는 500 배럴 설계일 수 있고, 2개의 100 배럴 슬러깅 피트(slugging pit)가 액티브 또는 리저브 피트(reserve pit)와 독립적으로 사용되게 할 수 있다. 따라서 머드 엔지니어는 중량 시추 머드 프로그램을 달리하는 혼합 및 배치에서 비할 데 없는 융통성 및 응답 시간을 획득한다. 혼합 장비는 방진이고 드라이 벌크 재료가 용이하게 펌핑 및 조합될 수 있게 한다. 드라이 재료의 정확한 중량은 자동 제어 시스템으로부터 용이하게 제공된다. 그리하여 이러한 시스템은 머드 회사가 그들 특유의 배합을 시스템 내로의 주입 이전에 굴착장치 플로어 상에서 즉시 혼합 및 송출할 수 있게 한다.
부가적으로, 이러한 시스템은 규격 제품 및 재료를 사용하여 정형화된다; 그로써 주문-가공된 부품 또는 피스(piece)의 비용 및 그들 부품을 공급하는데 연관된 지체 시간 없이 전 세계에서 굴착장치 직원에 의해 손상 또는 마모 부품의 쉬운 수리 및 대체를 가능하게 한다.
앞선 설명은 법령의 요건에 따라 제조 및 사용의 예시 및 설명의 목적으로 본 발명의 특정 실시예를 지향하였다. 당업자에게는 본 발명의 범위 및 취지로부터 벗어남이 없이 그 나열된 절차에서의 많은 수정 및 변경이 가능할 것으로 인식될 것이다. 출원인의 의도는 모든 그러한 수정 및 변형을 망라하려는 것이다.

Claims (12)

  1. 에어 펌프 시스템에 연결된 드라이 벌크 취급 시스템(dry bulk handling system)으로서,
    적어도 하나의 대기압 저장 탱크로서, 상기 탱크 내로 드라이 벌크 재료를 이동시키기 위해 벌크 로딩 입력 라인에 연결된 흡입구 및 상기 탱크 내 드라이 벌크 재료를 통기(aerating) 및 교반하기 위해 상기 적어도 하나의 탱크의 플로어(floor)를 따라 유동성 베드(fluidized bed)를 갖는 상기 적어도 하나의 대기압 저장 탱크;
    2개 이상의 압력 리로더 탱크(pressure re-loader tank)에 연결된 상기 적어도 하나의 대기압 탱크 사이의 도관;
    상기 대기압 탱크와 상기 2개 이상의 압력 리로더 탱크 사이에 이어지는 상기 도관을 개폐하는 제어 밸브; 및
    제어 밸브를 선택적으로 활성화하도록 신호를 제공하는 자동 제어 시스템을 포함하는 드라이 벌크 취급 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대기압 탱크는 드라이 벌크 재료의 저장을 위해 다중 파티션을 제공하는 것인 드라이 벌크 취급 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 대기압 탱크의 상기 유동성 베드는 경사진 것인 드라이 벌크 취급 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 경사는 7°이상인 것인 드라이 벌크 취급 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 경사는 약 15°인 것인 드라이 벌크 취급 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 대기압 탱크는 직사각형이고 비-가압형인 것인 드라이 벌크 취급 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 대기압 탱크는 미립자-먼지-감축 필터 시스템을 갖는 것인 드라이 벌크 취급 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어 밸브의 각각은 드라이 벌크 재료를 상기 대기압 탱크로부터 상기 압력 리로더 탱크 내로 그리고 상기 압력 리로더 탱크로부터 상기 드라이 재료의 사용 포인트로 이동 및 빼내도록 상기 자동 제어 시스템에 의해 작동되는 것인 드라이 벌크 취급 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 대기압 탱크는 이질적 차등 압력에서 동작하는 압력 릴리프 밸브 및 파열 디스크를 제공하는 것인 드라이 벌크 취급 시스템.
  10. 한정된 공간에서 드라이 벌크 재료를 정확하게 혼합하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 대기압 저장 탱크를 드라이 벌크 재료로 채우는 단계;
    에어 소스를 상기 저장 탱크에 맞물려 상기 드라이 벌크 재료를 상기 적어도 하나의 대기압 저장 탱크에 통기 및 교반함으로써 유동성 베드 멤브레인을 에너자이징(energizing)하는 단계;
    2개 이상의 압력 리로더 탱크 중 하나 내로 상기 드라이 벌크 재료를 이동시키도록 진공을 생성하는 단계;
    방출 라인 내로 상기 드라이 재료를 이동시키도록 상기 리로더 탱크의 압력을 충전하는 단계;
    자동 제어 시스템이 압력 리로더 탱크의 채움과 동시에 방출 라인 내로 또 다른 압력 리로더 탱크의 비움을 허용하는 단계; 및
    상기 자동 제어 시스템을 통해 상기 리로더 탱크의 내외로 이동되는 드라이 재료의 총량을 추적하는 단계를 포함하는, 한정된 공간에서 드라이 벌크 재료를 정확하게 혼합하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 2개 이상의 압력 리로더 탱크로부터 유체와의 혼합을 위해 호퍼 내로 상기 드라이 재료를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 한정된 공간에서 드라이 벌크 재료를 정확하게 혼합하기 위한 방법.
  12. 제10항에 있어서, 장래의 증거적 사용을 위해 상기 드라이 벌크 취급 시스템에 의해 이동된 드라이 재료의 용적 및 조성을 기술하는 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는, 한정된 공간에서 드라이 벌크 재료를 정확하게 혼합하기 위한 방법.
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