KR20150007124A - 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치에 관한 것으로서, 부유식 원유 생산설비에서 비정상 작동시 유입 배관을 통해 저장탱크로 바로 저장되는 유체에 포함된 모래와 이물질을 분리하는 장치에 있어서, 상기 유입 배관과 일 측 끝단이 부분에 결합되는 유체 이송 배관과; 상기 유체 이송 배관의 끝단에 배치되고 유체에 함유된 큰 입자의 모래와 이물질을 여과망을 통해 분리하는 제 1 분리기와; 상기 제 1 분리기를 거쳐 전달되는 유체에 함유된 작은 입자의 모래와 이물질을 비중을 통해 분리하는 제 2 분리기와; 상기 저장탱크의 내부에 장착되고, 상기 유체 이송 배관과 제 1 분리기 및 제 2 분리기를 감싸며, 일 측에는 모래와 이물질이 분리된 유체를 저장탱크로 배출하는 케이스 배출구가 형성되는 내부 케이스;를 포함하여 이루어진 것을 특징을 한다.
본 발명에 따르면, 비상 작동시 저장탱크로 유입되는 유체에 포함된 모래와 불순물을 두 번의 분리과정을 통해 용이하게 분리할 수 있을 뿐만 저장탱크의 유지관리와 더불어 장기간에 걸쳐 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치{FPSO for pre-separation of fluid device}

본 발명은 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저장탱크로 유입되는 유체에 포함된 모래와 불순물을 분리할 수 있도록 한 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치에 관한 것이다.

최근 들어 공업화와 산업화가 가속화함에 따라 천연자원(석유, 천연가스 등)의 사용량이 점차 증가되고 있으며, 매장량이 한정된 천연자원의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이들 중 FPSO는 현재 유전에서 원유를 생산하기 위해 사용되고 있으며, LNG FPSO는 근래 들어 유전의 고갈 및 청정연료에 대한 수요의 증가로 인해 그 개발이 활발히 이루어지고 있다.

심해저 유전 개발에 있어서 FPSO나 LNG FPSO는 해상에 부유한 상태에서 원유나 천연 가스를 정제, 저장 및 운반할 수 있는 부유식 해상 정유 공장이라고 할 수 있다.

그리고 FPU 또는 FPSO에서 배관으로부터 올라온 유체는 여과를 거친 후 저장탱크로 저장되지만 비상 케이스의 경우에는 여과를 거치지 않은 유체가 바이 패스되어 저장탱크에 저장되는 경우가 있다.

그러나 종래의 비상 케이스의 경우에는 모래와 기타 불순물이 포함된 유체가 저장탱크에 그대로 유입됨에 따라서 상기 저장탱크의 내구성이 저하되고, 유지보수에 어려움이 있을 뿐만 아니라 이를 처리함에 있어서 시간과 비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1071848호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비상 작동시 저장탱크로 유입되는 유체에 포함된 모래와 불순물을 두 번의 분리과정을 통해 용이하게 분리할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 부유식 원유 생산설비에서 비정상 작동시 유입 배관을 통해 저장탱크로 바로 저장되는 유체에 포함된 모래와 이물질을 분리하는 장치에 있어서, 상기 유입 배관과 일 측 끝단이 부분에 결합되는 유체 이송 배관과; 상기 유체 이송 배관의 끝단에 배치되고 유체에 함유된 큰 입자의 모래와 이물질을 여과망을 통해 분리하는 제 1 분리기와; 상기 제 1 분리기를 거쳐 전달되는 유체에 함유된 작은 입자의 모래와 이물질을 비중을 통해 분리하는 제 2 분리기와; 상기 저장탱크의 내부에 장착되고, 상기 유체 이송 배관과 제 1 분리기 및 제 2 분리기를 감싸며, 일 측에는 모래와 이물질이 분리된 유체를 저장탱크로 배출하는 케이스 배출구가 형성되는 내부 케이스;를 포함하여 이루어진 것을 특징을 한다.

또한 상기 유체 이송 배관은 플렉시블 관으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제 1 분리기는 상기 유체 이송 배관과 결합되고 유체를 공급하는 분리 공급관과; 상기 분리 공급관의 상부에 수평으로 배치되는 상부 플레이트와; 상기 상부 플레이트의 하부 둘레를 따라 장착되는 상부 프레임과; 상기 상부 프레임과 상부 프레임의 사이의 공간에 장착되는 여과망;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 저장 탱크의 내면에는 수직 방향으로 가이드 레일이 형성되고 상기 제 1 분리기의 외부 측면에는 가이드 레일을 따라 이동하는 가이드 바가 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제 2 분리기는 내부가 관통형성되는 상부 케이스와 상기 상부 케이스의 하부에 장착되고 상부는 개방되면서 내부에 공간이 구비되는 하부 케이스로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 내부 케이스의 케이스 배출구에는 여과 필터가 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 비상 작동시 저장탱크로 유입되는 유체에 포함된 모래와 불순물을 두 번의 분리과정을 통해 용이하게 분리할 수 있을 뿐만 저장탱크의 유지관리와 더불어 장기간에 걸쳐 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 구성하는 제 1 분리기를 나타낸 도면.
도 3(a) 및 3(b)은 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 구성하는 제 1 분리기와 저장탱크의 연결상태를 나타낸 일실시 예 도면.
도 4는 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 구성하는 제 2 분리기를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 구성하는 내부 케이스를 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 구성하는 제 1 분리기를 나타낸 도면이며, 도 3(a) 및 3(b)은 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 구성하는 제 1 분리기와 저장탱크의 연결상태를 나타낸 일실시 예 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 구성하는 제 2 분리기를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 구성하는 내부 케이스를 나타낸 도면이다.

본원발명인 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치(10)는 부유식 원유 생산설비에서 비정상 작동시 유입 배관(5)을 통해 저장탱크(3)로 바로 저장되는 유체에 포함된 모래와 이물질을 분리하는 역할을 수행하게 된다.

상기와 같은 역할을 수행하는 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치(10)는 외부 유체가 유입되는 주 배관(7)과 연결되는 유입 배관(5)과 결합되는 유체 이송 배관(20)과, 상기 유체 이송 배관(20)의 끝단에 장착되고 유체에 함유된 큰 입자의 모래와 이물질을 여과망을 통해 분리하는 제 1 분리기(30)와, 상기 제 1 분리기(30)를 거쳐 전달되는 유체에 함유된 작은 입자의 모래와 이물질을 비중을 통해 분리하는 제 2 분리기(40)와, 상기 유체 이송 배관(20)과 제 1 분리기(30) 및 제 2 분리기(40)를 감싸는 내부 케이스(50) 등으로 구성된다.

상기 유체 이송 배관(20)은 유입 배관(5)을 통해 전달되는 유체를 제 1 분리기(30)에 전달하게 된다.

그리고 본원발명에서 상기 유체 이송 배관(20)은 위치 변경 및 공간에 용이하게 대응하여 장착될 수 있도록 플렉시블 관으로 형성되고 상기 유입 배관(5)과는 볼팅 결합된다.

상기 유체 이송 배관(20)의 끝단 부분에 장착되는 제 1 분리기(30)는 유체 이송 배관(20)을 통해 전달되는 유체에 함유된 큰 입자의 모래와 이물질을 분리하게 된다.

그리고 상기 제 1 분리기(30)는 유체 이송 배관(20)과 결합되고 유체를 공급하는 분리 공급관(31)과, 소정의 두께와 크기를 가지며 상기 분리 공급관(31)의 상부에 수평으로 배치되는 상부 플레이트(32)와, 상기 상부 플레이트(32)의 하부 둘레를 따라 장착되는 상부 프레임(33)과, 상기 상부 프레임(33)과 상부 프레임(33)의 사이의 공간에 장착되는 여과망(34)으로 구성된다.

즉 상기 제 1 분리기(30)는 분리 공급관(31)을 통해 공급되는 유체를 상부에 배치되는 상부 플레이트(32)를 통해 하부 방향으로 분산시키면서 상기 상부 프레임(33)과 상부 프레임(33)의 사이에 장착되는 여과망(34)을 통해 유체에 함유된 큰 입자의 모래와 이물질을 분리시키게 되는 것이다.

여기서 상기 분리 공급관(31)은 유체에 함유된 큰 입자의 모래와 이물질에 의한 막힘 현상을 최소화할 수 있도록 소정의 높이를 두고 배치된다.

그리고 상기 제 1 분리기(30)는 도시된 도 3과 같이 상기 저장 탱크(3)의 내면에 수직 방향으로 가이드 레일(62)이 형성되고 상기 제 1 분리기(30)의 외부 측면에는 가이드 레일(62)을 따라 이동하는 가이드 바(64)가 장착될 수 있다.

이를 좀더 보충설명하면, 상기 분리 공급관(31)으로부터 배출되는 유체는 상부 플레이트(32)에 부딪치며 압력이 감소되어 아래로 분사되며 떨어지게 되고, 이때 유체의 압력에 의하여 상기 제 1 분리기(30)는 가이드 레일(62)과 가이드 바(64)를 통해 상하로 움직이면서 유체와 상기 유체에 포함된 큰 입자의 모멘트를 증가시켜 분리 효율을 높이게 되는 것이다.

상기 제 1 분리기(30)의 하부에 배치되는 제 2 분리기(40)는 제 1 분리기(30)를 거쳐 전달되는 유체에 함유된 작은 입자의 모래와 이물질을 비중을 통해 분리하게 된다.

그리고 내부가 관통형성되는 상부 케이스(41)와 상기 상부 케이스(41)의 하부에 장착되고 상부는 개방되면서 내부에 공간(43)이 구비되는 하부 케이스(42)로 구성된다.

즉 상기 제 2 분리기(40)는 제 1 분리기(30)를 거쳐 하부로 전달되는 유체와 유체 포함된 작은 입자의 모래와 이물질을 비중을 이용하여 분리하여 비중이 무거운 작은 입자의 모래와 이물질을 하부 케이스(42)에 수용될 수 있도록 한 것이다.

상기 저장탱크(3)의 내부에 장착되는 내부 케이스(50)는 유체 이송 배관(20)과 제 1 분리기(30) 및 제 2 분리기(40)를 감싸고, 일 측에는 모래와 이물질이 분리된 유체를 저장탱크(3)로 배출하는 케이스 배출구(52)가 형성되며, 상부에는 상기 유입배관(20)이 관통되는 관통공(56)이 형성된다.

그리고 상기 내부 케이스(50)의 케이스 배출구(52)에는 여과 필터(54)가 장착된다.

즉 상기 내부 케이스(50)는 제 1 분리기(30) 및 제 2 분리기(40)를 거쳐 전달되는 유체를 상기 여과 필터(54)가 장착되는 케이스 배출구(52)를 이용하여 저장 탱크(3)에 전달되도록 한 것이다.

상기와 같이 구성되는 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치의 실시 예를 참조로 설명하면 다음과 같다.

먼저 소정의 길이와 지름을 가지는 플렉시블 관으로 형성되는 유체 이송 배관(20)을 유입 배관(5)에 볼팅 결합한다.

그리고 상기 유입 배관(5)과 결합되는 유체 이송 배관(20)의 반대 측으로 유체를 공급하는 분리 공급관(31)과, 소정의 두께와 크기를 가지며 상기 분리 공급관(31)의 상부에 수평으로 배치되는 상부 플레이트(32)와, 상기 상부 플레이트(32)의 하부 둘레를 따라 장착되는 상부 프레임(33)과, 상기 상부 프레임(33)과 상부 프레임(33)의 사이의 공간에 장착되는 여과망(34)으로 구성되는 제 1 분리기(30)를 장착한다

다음으로 상기 제 1 분리기(30)의 하부로 내부가 관통형성되는 상부 케이스(41)와 상기 상부 케이스(41)의 하부에 장착되고 상부는 개방되면서 내부에 공간(43)이 구비되는 하부 케이스(42)로 구성되는 제 2 분리기(40)를 설치한다.

그리고 상기 저장탱크(3)의 내부로 유체 이송 배관(20)과 제 1 분리기(30) 및 제 2 분리기(40)를 감싸고, 일 측에는 모래와 이물질이 분리된 유체를 저장탱크(3)로 배출하는 케이스 배출구(52)가 형성되며, 상기 케이스 배출구(52)에는 여과 필터(54)가 장착되는 내부 케이스(50)를 설치하면 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치(10)의 조립은 완료되는 것이다.

여기서 상기 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치의 조립 순서는 상기와 다르게 구성될 수 있음을 밝힌다.

다음으로 상기와 같이 구성되는 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 부유식 원유 생산설비에서 비정상 작동시 유입 배관(5)을 통해 저장탱크(3)로 입자가 포함되는 유체가 유입되면, 상기 유체는 유입 배관(5) 및 유체 이송 배관(20)을 거쳐 제 1 분리기(30)의 내부에 공급된다.

그리고 상기 제 1 분리기(30)에 공급된 유체는 상기 분리 공급관(31)을 거쳐 상부에 배치되는 상부 플레이트(32)를 통해 하부 방향으로 분산되면서 상기 상부 프레임(33)과 상부 프레임(33)의 사이에 장착되는 여과망(34)을 통해 유체에 함유된 큰 입자의 모래와 이물질을 분리되는 것이다.

다음으로 상기 제 1 분리기(30)를 거쳐 하부로 전달되는 유체는 제 2 분리기(40)에 이동된 후 비중에 따라 무거운 작은 입자의 모래와 이물질은 하부 케이스(42)에 저장된다.

그리고 상기 상부 케이스(41)에 위치는 유체는 공급되는 내부 케이스(50)를 구성하는 여과 필터(54)가 구비되는 케이스 배출구(52)를 통해 저장 탱크(5)의 내부에 저장되는 것이다.

이와 같이 본원발명인 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치는 부유식 원유 생산설비에서 비정상 작동시 유입 배관을 통해 저장탱크 바로 저장되는 유체에 포함된 모래와 이물질을 용이하게 분리할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치를 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치,
20 : 유체 이송 배관, 30 : 제 1 분리기,
31 : 분리 공급관, 32 : 상부 플레이트,
33 : 상부 프레임, 34 : 여과망,
40 : 제 2 분리기, 50 : 내부 케이스,
52 : 케이스 배출구, 54 : 여과 필터.

Claims (6)

1. 부유식 원유 생산설비에서 비정상 작동시 유입 배관(5)을 통해 저장탱크(3)로 바로 저장되는 유체에 포함된 모래와 이물질을 분리하는 장치에 있어서,
   상기 유입 배관(5)과 일 측 끝단 부분에 결합되는 유체 이송 배관(20)과;
   상기 유체 이송 배관(20)의 끝단에 장착되고 유체에 함유된 큰 입자의 모래와 이물질을 여과망을 통해 분리하는 제 1 분리기(30)와;
   상기 제 1 분리기(30)를 거쳐 전달되는 유체에 함유된 작은 입자의 모래와 이물질을 비중을 통해 분리하는 제 2 분리기(40)와;
   상기 저장탱크(3)의 내부에 장착되고, 상기 유체 이송 배관(20)과 제 1 분리기(30) 및 제 2 분리기(40)를 감싸며, 일 측에는 모래와 이물질이 분리된 유체를 저장탱크(3)로 배출하는 케이스 배출구(52)가 형성되는 내부 케이스(50);를 포함하여 이루어진 것을 특징을 하는 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유체 이송 배관(20)은 플렉시블 관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 분리기(30)는,
   상기 유체 이송 배관(20)과 결합되고 유체를 공급하는 분리 공급관(31)과;
   상기 분리 공급관(31)의 상부에 수평으로 배치되는 상부 플레이트(32)와;
   상기 상부 플레이트(32)의 하부 둘레를 따라 장착되는 상부 프레임(33)과;
   상기 상부 프레임(33)과 상부 프레임(33)의 사이의 공간에 장착되고 유체에포함된 큰 입자의 모래와 이물질을 분리하는 여과망(34);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 저장 탱크(3)의 내면에는 수직 방향으로 가이드 레일(62)이 형성되고 상기 제 1 분리기(30)의 외부 측면에는 가이드 레일(62)을 따라 이동하는 가이드 바(64)가 장착되는 것을 특징으로 하는 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 분리기(40)는 내부가 관통형성되는 상부 케이스(41)와 상기 상부 케이스(41)의 하부에 장착되고 상부는 개방되면서 내부에 공간(43)이 구비되는 하부 케이스(42)로 구성되는 것을 특징으로 하는 부유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 내부 케이스(50)의 케이스 배출구(52)에는 여과 필터(54)가 장착되는 것을 특징으로 하는 유식 원유생산설비용 유체의 사전 분리 장치.

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