KR20170051580A - 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템 - Google Patents

해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 파이프라인의 피깅 운전시 원활한 유체 배출을 도모할 수 있는 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 해양자원이 매장되어 있는 저장원(Reservoir)에 설치되는 복수개의 웰; 상기 복수개의 웰이 설치되어 웰로부터 해양자원을 공급받는 매니폴드; 상기 매니폴드로부터 탑사이드까지 해양자원을 이송하기 위한 파이프라인; 상기 파이프라인에 설치되고, 피깅(Pigging) 운전시 파이프라인 내의 슬러그를 제거하기 위해 파이프라인 내부를 따라 이송하는 피그(Pig)를 발사하기 위한 피그런처(pig launcher); 상기 파이프라인으로 이송하는 유체의 흐름을 제어하기 위한 슬러그 컨트롤밸브; 상기 파이프라인 끝단에 설치되고, 파이프라인을 통해 이송된 유체에서 가스와 오일을 분리하기 위한 1차분리기; 및 상기 1차분리기에서 분리된 오일에서 다시 가스와 오일을 분리하는 2차분리기;를 포함하며, 상기 1차분리기와 2차분리기에 유입되는 유체의 원활한 배출을 위해 가스를 압축하여 압력을 가하기 위한 가압부;를 더 포함하는 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템을 제공한다.

Description

해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템{Liquid flow control system for Offshore Plant}
본 발명은 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 파이프라인의 피깅 운전시 원활한 유체 배출을 도모할 수 있는 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 해양플랜트는 바다에 매장되어 있는 오일 및 가스와 같은 해양 자원들을 발굴, 시추, 생산해내는 활동을 위한 장비와 설비를 말한다.
한편, 심해 자원을 채굴, 생산하는 심해저 해양플랜트는 크게 해저 원유 생산처리 시스템(Subsea Production and Processing system), URF(Umbrical, Riser, Flowline)으로 구성된다. 해저 원유 생산처리 시스템은 해저의 유정에서 채굴된 원유를 해상플랫폼에서 분리, 처리하는 시스템이며, URF는 해상플랫폼에서 처리된 원유를 이송하는 역할을 한다.
해저 원유 생산처리시스템은 채굴된 원유를 수송하는 파이프라인(pipeline) 등을 구비하는데, 원유를 안정적으로 수송하기 위해서는 파이프라인 내부 관리가 필수적으로 요구된다. 이때 파이프라인 내부의 상태를 관리하기 위한 방법으로 파이프라인 내부의 슬러그를 제거하기 위한 피깅(Pigging) 운전시 피그런처(pig launcher)가 이용된다.
한편, 이러한 피그런처는 파이프라인 내에 피그를 발사하여 파이프라인 내의 슬러그(slug) 등의 이물질을 제거함과 함께 파이프라인 내부의 상태를 파악하기 위한 장치이다.
여기서 피깅(Pigging) 운전이라 함은 파이프라인 내에 쌓인 액체와 가스를 포함하여 형성된 반고체형 이물질인 슬러그를 제거하기 위해 파이프라인 내부를 세척하는 공정으로, 파이프라인 내부에 파이프라인의 내경과 동일한 크기의 고무재질로 이루어진 피그(Pig)를 투입하여 밀어냄으로써 파이프라인 내에 존재하는 슬러그를 배출하여 제거할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템(10)은 해양자원(이하, '유체'라 함)이 매장되어 있는 저장원(Reservoir)에 설치되는 복수개의 웰(11), 상기 웰(11)을 통해 이송되는 유체가 모이는 매니폴드(12), 상기 매니폴드(12)로부터 탑사이드(Topside)로 유체를 이송하기 위한 파이프라인(13), 상기 파이프라인(13)에 설치되어 파이프라인(13) 내부의 슬러그를 제거하기 위한 피그런처(14), 상기 파이프라인(13)으로 이송하는 슬러그의 흐름을 제어하기 위한 슬러그 컨트롤밸브(15), 상기 파이프라인(13)을 통해 이송된 유체에서 가스와 오일을 분리하기 위한 1차분리기(16), 상기 1차분리기(16)에서 분리된 오일에서 다시 가스와 오일을 분리하는 2차분리기(17)를 포함하여 구성된다.
이러한 종래의 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템(10)은 웰(11)에서 매니폴드(12)로 유체를 모은 뒤 파이프라인(13)을 통해 탑사이드로 유체를 이송하여 가스와 오일을 분리하여 배출한 뒤 저장하도록 구성된다.
이때, 파이프라인(13)내에 생성된 슬러그를 제거하기 위해, 해저에 설치된 파이프라인(13)과 탑사이드 상부 플랫폼에 설치된 파이프라인(13)에는 각각 피그런처(14a, 14b)가 설치된다.
또한, 상기 1차분리기(16)는 가스와 오일을 분리하여 제1가스관(16a)으로 가스를 배출하고, 제1오일관(16b)으로 오일을 배출하며, 플레어관(16c)을 통해 1차분리기(16)에 과압력이 입력되면 플레어타워 측으로 압력을 배출할 수 있도록 구성된다.
이때, 파이프라인(13) 내의 슬러그를 제거하기 위한 피깅 운전시 파이프라인(13)을 통해 대량의 슬러그가 1차분리기(16)로 유입될 때 특정 레벨 이상으로 슬러그가 유입되면 리퀴드 레벨센서(16d)가 작동하고, 슬러그 컨트롤밸브(15)와 연동하여 동작함으로써 1차분리기(16)로 슬러그가 더 이상 유입되지 못하도록 제어한다.
그 다음, 드레인밸브(16e)를 개방하여 1차분리기(16)에 수용되어 있는 슬러그를 2차분리기(17)로 보내고, 다시 가스와 오일을 분리한 후 가스는 제2가스관(17a)로 배출하고, 오일은 제2오일관(17b)로 배출하게 된다.
상기 설명한 바와 같이, 파이프라인(13)의 피깅 운전시 대량의 슬러그가 1차분리기(16)로 유입되게 되면 쉽게 배출되지 못하고 통로가 막히는 문제가 발생하고, 1차분리기(16) 및 2차분리기(17)로 유입된 슬러그를 배출하기 위해 많은 작업시간이 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 파이프라인 내의 슬러그를 제거하기 위한 피깅 운전시 신속하고 원활하게 슬러그 및 유체가 배출될 수 있도록 하는 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 해양자원이 매장되어 있는 저장원(Reservoir)에 설치되는 복수개의 웰; 상기 복수개의 웰이 설치되어 웰로부터 해양자원을 공급받는 매니폴드; 상기 매니폴드로부터 탑사이드까지 해양자원을 이송하기 위한 파이프라인; 상기 파이프라인에 설치되고, 피깅(Pigging) 운전시 파이프라인 내의 슬러그를 제거하기 위해 파이프라인 내부를 따라 이송하는 피그(Pig)를 발사하기 위한 피그런처(pig launcher); 상기 파이프라인으로 이송하는 유체의 흐름을 제어하기 위한 슬러그 컨트롤밸브; 상기 파이프라인 끝단에 설치되고, 파이프라인을 통해 이송된 유체에서 가스와 오일을 분리하기 위한 1차분리기; 및 상기 1차분리기에서 분리된 오일에서 다시 가스와 오일을 분리하는 2차분리기;를 포함하며, 상기 1차분리기와 2차분리기에 유입되는 유체의 원활한 배출을 위해 가스를 압축하여 압력을 가하기 위한 가압부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 가압부는, 상기 1차분리기에서 배출되는 가스를 압축하기 위한 압축기; 상기 압축기에서 생성된 압축된 가스를 2곳으로 분기되어 배출될 수 있도록 하는 분기부; 및 상기 분기부에서 분기되어 배출된 압축된 가스를 각각 1차분리기 및 2차분리기 측으로 이송하기 위한 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분기부는, 상기 압축기에서 배출되는 압축된 가스 중 일부가 유입되어 2곳으로 분기시키는 분기관; 상기 분기관에서 배출되는 일측 방향의 배관에 설치되고 배출가스를 단속하는 제1밸브; 상기 분기관에서 배출되는 타측 방향의 배관에 설치되고 배출가스를 단속하는 제2밸브; 및 상기 제1밸브 및 제2밸브의 개폐 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 이송부는, 1차분리기 방향으로 압축된 가스가 이송하기 위한 제1이송관;과 2차분리기 방향으로 압축된 가스가 이송하기 위한 제2이송관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 해양플랜트용 수화물 억제제 생성기 및 이를 포함하는 해양플랜트는 다음과 같은 효과가 있다.
1차분리기에서 분리 배출되는 가스 중 일부 가스를 압축기를 이용하여 압축한 후 분기부를 통해 각각 파이프라인과 1차분리기에서 배출되는 오일이 이송하는 제1오일관으로 보내, 피깅 운전시 파이프라인 내의 압력을 상승시켜 파이프라인에서 이송하는 슬러그가 신속하게 이송하여 배출되도록 하고, 제1오일관 내의 압력을 상승시켜 제2분리기로 이송하는 오일이 신속하게 2차분리기로 유입되고 배출될 수 있게 된다.
이에 따라, 파이프라인의 피깅 운전시 과도한 슬러그가 1차분리기로 유입되어 특정 레벨 이상으로 수용될 경우 신속하게 슬러그가 배출되어 신속하게 정상 레벨을 유지할 수 있어 작업시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템(100)은 크게, 웰(110), 매니폴드(120), 파이프라인(130), 피그런처(140), 슬러그 컨트롤밸브(150), 1차분리기(160), 2차분리기(170) 및 가압부(180)을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템(100)은 해양에 매장되어 있는 저장원(Reservoir)에서 석유, 가스 등의 해양자원을 발굴, 시추, 생산하기 위한 해양플랜트에 적용되는 것으로, 파이프라인(140)의 피깅 운전시 원활한 유체 배출을 도모할 수 있는 것이다.
먼저, 웰(110)은 해양자원(이하, '유체'라 함)이 매장되어 있는 저장원에 설치된다.
이때, 저장원에 대해 복수개가 분산되어 설치될 수 있으며, 해저면에 대해 수직 또는 수평상으로 배치되도록 설치될 수 있다.
상기 웰(110)을 통해 유체가 저장원으로부터 이송되게 된다.
다음으로, 매니폴드(120)는 복수개의 웰(110)로부터 유체를 공급받는 부분이다.
상기 매니폴드(120)는 복수개의 웰(110)과 연결되도록 설치되고, 웰(110)들이 매니폴드(120)를 향해 연결되도록 배치됨으로써 복수개의 웰(110)로부터 이송된 유체는 한 곳의 매니폴드(120)로 모일 수 있게 된다.
이때, 경우에 따라 상기 매니폴드(120)는 저장원에 대해 소정 간격에 분산된 채 복수개가 설치될 수 있다.
다음으로, 파이프라인(130)은 매니폴드(120)로부터 탑사이드(Topside)까지 유체를 이송하기 위한 부분이다.
상기 파이프라인(130)은 일측이 매니폴드(120)에 연결되고, 타측은 해양플랜트의 해상에 설치되는 탑사이드까지 연장되도록 설치된다.
따라서, 웰(110)을 통해 유체가 매니폴드(120)에 모인 뒤 파이프라인(130)을 통해 탑사이드로 보내질 수 있게 된다.
이때, 상기 파이프라인(130)은 복수개가 분산 배치되도록 설치될 수도 있으며, 해저면을 따라 밀착되도록 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 파이프라인(130)은 매니폴드(120)부터 탑사이드까지 유체를 이송하기 위한 유로를 제공할 수 있는 것으로, 단열처리될 수도 있다.
다음으로, 피그런처(pig launcher)(140)는 상기 파이프라인(130)에 설치되되, 해저에 설치된 파이프라인(130)에 설치되는 피그런처(140a)와 해상에 설치된 파이프라인(130)에 설치되는 피그런처(140b)를 포함한다.
상기 피그런처(140)는 파이프라인(130)의 슬러그를 제거하기 위한 피깅(Pigging) 운전시 파이프라인(130) 내의 슬러그를 제거하기 위해 파이프라인(130) 내부를 따라 이송하는 피그(Pig)를 발사하기 위한 것이다.
여기서 피깅(Pigging) 운전이라 함은 파이프라인(160) 내에 쌓인 액체와 가스를 포함하여 형성된 반고체형 이물질인 슬러그를 제거하기 위해 파이프라인(130) 내부를 세척하는 공정으로, 파이프라인(130) 내부에 파이프라인(130)의 내경과 동일한 크기의 고무재질로 이루어진 피그(Pig)를 투입하여 밀어냄으로써 파이프라인(130) 내에 존재하는 슬러그를 배출하여 제거할 수 있게 된다.
이러한 상기 피그런처(140)는 해저와 해상의 파이프라인(130)에 각각 설치될 수 있으며, 파이프라인(130)의 설치된 환경에 따라 소정 지점마다 복수개가 설치될 수 있다.
다음으로, 슬러그 컨트롤밸브(150)는 상기 피그런처(140)를 통해 파이프라인(130)으로 이송하는 유체의 흐름을 제어하기 위한 부분이다.
상기 슬러그 컨트롤밸브(150)는 피그런처(140)가 설치된 후단의 파이프라인(130)에 설치된다.
이러한 상기 슬러그 컨트롤밸브(150)는 후술하는 1차분리기(160)로 유입되는 유체의 흐름을 단속하여 1차분리기(160)의 상황에 따라 더 이상 1차분리기(160)로 유체가 유입되지 못하도록 차단할 수 있게 된다.
다음으로, 1차분리기(160)는 파이프라인(130)을 통해 이송된 유체에서 가스와 오일을 분리하기 위한 공정을 수행하는 부분이다.
상기 1차분리기(160)는 내부에 공간이 마련된 챔버 형태로 구성되고, 탑사이드에 위치된 파이프라인(130)과 연결되도록 설치되어, 파이프라인(130)을 통해 이송된 슬러그 또는 유체 각각 가스와 오일로 분리 처리하는 공정을 수행한다.
상기 1차분리기(160)는 유체에서 가스와 오일을 분리한 후 분리된 가스는 일측에 설치된 제1가스관(161)으로 배출되고, 오일은 타측에 설치된 제1오일관(162)으로 배출되게 된다.
이때, 제1가스관(161)은 상부에 배치되고, 제1오일관(162)는 하부에 배치되도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 1차분리기(160)는 상부 일측에 1차분리기(160) 내에 과압력이 발생하면 압력을 외부로 배출하기 위한 플레어관(163)이 형성된다.
상기 플레어관(163)을 통해 1차분리기(160) 내의 가스 압력이 배출되고, 배출된 가스는 해양플랜트의 플레어타워(미도시)로 보내져 배출되게 된다.
한편, 상기 1차분리기(160)에는 내부로 유입되어 수용된 유체의 레벨을 감지할 수 있는 리퀴드 레벨센서(164)가 설치된다.
상기 리퀴드 레벨센서(164)는 1차분리기(160)에 수용된 유체의 레벨을 감지하여 기설정된 레벨 이상으로 유체가 유입되었다고 판단되면 알람이 울리도록 구성되며, 기설정된 레벨 이상시 상기 슬러그 컨트롤밸브(150)와 연동되도록 작동하여 슬러그 컨트롤밸브(150)가 폐쇄된 상태가 되도록 함으로써 더 이상 1차분리기(160)로 유체가 유입되지 못하도록 하게 된다.
또한, 상기 1차분리기(160) 하부 일측에는 1차분리기(160)에 유입된 유체가 가스와 오일로 분리된 후 생성된 오일을 배출하기 위한 제1오일관(162)에 드레인밸브(165)가 설치된다.
상기 드레인밸브(165)는 상기 1차분리기(160)에 유입된 유체의 레벨에 따라 수시로 개방되거나 폐쇄되어 오일을 배출한다.
이러한 상기 드레인밸브(165)는 제1오일관(162)에 설치되어 1차분리기(160)로부터 배출되는 오일의 흐름을 단속하게 된다.
다음으로, 2차분리기(170)는 1차분리기(160)에서 분리 배출되는 오일에서 다시 가스와 오일을 분리하기 위한 공정을 수행하는 부분이다.
상기 2차분리기(170)는 제1오일관(162) 끝단에 연결되도록 설치되고, 내부에 공간이 마련된 챔버 형태로 구성된다.
또한, 상기 2차분리기(170)에서 가스와 오일로 분리된 후 가스는 2차분리기(170)의 상부에 설치된 제2가스관(171)으로 배출되고, 오일은 2차분리기(170)의 하부에 설치된 제2오일관(171)으로 배출되게 된다.
이와 같이, 웰(110)을 통해 유체가 매니폴드(120)로 유입되어 모이고, 파이프라인(130)을 거쳐 이송하게 된다.
이때, 슬러그를 제거하기 위해 파이프라인(130)에 설치된 피그런처(140)에 의해 파이프라인(130)의 슬러그가 제거되고 슬러그를 포함하는 유체는 1차분리기(160)로 유입되어 가스와 오일로 각각 분리되고, 1차분리기(160)에서 분리된 오일은 다시 2차분리기(170)로 보내져 다시 가스와 오일로 분리되어 배출되는 과정을 거치게 된다.
이때, 파이프라인(130)에 존재하는 슬러그를 제거하여 배출하는 과정에서 1차분리기(160)으로 대량의 슬러그가 유입되어 기설정된 레벨 이상으로 슬러그가 유입될 경우 원활한 배출이 어려운 상황이 발생하게 된다.
이러한 피깅 운전시 슬러그의 대량 유입에 따라 배출이 어려운 상황을 빠른시간에 회복하여 원활한 배출을 유도하기 위해 본 발명에 따른 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템(100)에는 가압부(180)를 더 포함한다.
상기 가압부(180)는 상기 1차분리기(160)와 2차분리기(170)에 유입되는 유체의 원활한 배출을 위해 가스를 압축하여 압력을 가하기 위한 부분이다.
상기 가압부(180)는 크게, 압축기(181), 분기부(182), 이송부(183)을 포함하여 구성된다.
먼저, 압축기(181)는 상기 1차분리기(160)의 가스가 배출되는 제1가스관(161)에 설치된다.
이러한 상기 압축기(181)는 1차분리기(160)로부터 가스와 오일이 분리된 후 분리되어 제1가스관(161)으로 배출되는 가스를 압축하기 위함이다.
상기 압축기(181)는 1차분리기(160)로부터 배출된 가스의 압력 다시 압축하여 고압의 가스로 형성한 후 배출하게 된다.
다음으로, 분기부(182)는 상기 압축기(181)에서 생성된 압축된 가스를 2곳으로 분기되어 배출될 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 분기부(182)는 압축기(181)를 거쳐 배출되는 제1가스관(161)에 연결되도록 설치되고, 상기 제1가스관(161)으로 배출되는 가스 중 일부 가스를 공급받아 2곳으로 분리되어 배출되도록 한다.
이러한 상기 분기부(182)는 분기관(182a), 제1밸브(182b), 제2밸브(182c), 컨트롤러(182d)를 포함한다.
상기 분기관(182a)는 일측이 제1가스관(161)과 연결되도록 설치되고 타측으로는 제1밸브(182b)와 제2밸브(182c)가 각각 설치된다.
즉, 제1가스관(161)으로 유입되는 압축가스는 분기관(182a)을 거쳐 각각 제1밸브(182b)와 제2밸브(182c)가 설치된 2곳으로 분리되어 배출되게 되는 것이다.
따라서, 상기 제1밸브(182b)는 분기관(182a)에서 배출되는 일측 방향의 배관에 설치되 배출가스를 단속하고 상기 제2밸브(182b)는 분기관(182a)에서 배출되는 타측 방향의 배관에 설치되 배출가스를 단속하게 된다.
이때, 상기 제1밸브(182b) 및 제2밸브(182c)의 개폐 동작을 제어하기 위해 압축가스가 유입되는 분기관(182a)에는 컨트롤러(182d)더 설치될 수 있다.
상기 컨트롤러(182d)는 제1밸브(182b) 및 제2밸브(182c)와 연동하도록 시스템을 구성하여 분기관(182a)으로 유입되는 압축가스의 배출 흐름을 개별적으로 제어할 수 있게 된다.
다음으로, 이송부(183)는 상기 분기부(182)에서 분기되어 배출된 압축된 가스를 각각 1차분리기(160) 및 2차분리기(170) 측으로 이송하기 위한 부분이다.
이러한 상기 이송부(183)는 1차분리기(160) 방향으로 압축된 가스가 이송하기 위한 제1이송관(183a)과 2차분리기(170) 방향으로 압축된 가스가 이송하기 위한 제2이송관(183b)을 포함한다.
상기 제1이송관(183a)은 일측이 분기부(182)의 제1밸브(182b)와 연결되도록 설치되고, 타측은 해저에 설치된 파이프라인(130)에 연결되도록 설치된다.
따라서, 압축기(181)에서 압축된 가스 중 일부 가스가 분기부(182)로 유입된 후 컨트롤러(182d)의 제어에 따라 제1밸브(182b)가 개방되면 제1이송관(183a)을 통해 파이프라인(130)으로 이송될 수 있게 된다.
한편, 상기 제2이송관(183b) 일측이 분기부(182)의 제2밸브(182c)와 연결되도록 설치되고, 타측은 1차분리기(160)에서 배출된 오일이 이송되는 제1오일관(162)에 연결되도록 설치된다.
따라서, 압축기(181)에서 압축된 가스 중 일부 가스가 분기부(182)로 유입된 후 컨트롤러(182d)의 제어에 따라 제2밸브(182c)가 개방되면 제2이송관(183b)을 통해 제1오일관(162)으로 이송될 수 있게 된다.
이와 같이, 압축기(181)를 통해 압축된 공기는 각각 제1밸브(182b)와 제2밸브(182c)를 통해 제1이송관(183a)과 제2이송관(183b)으로 이송되어 파이프라인(130)과 제1오일관(162)으로 공급되게 된다.
이를 통해, 제1이송관(183a)으로 이송되는 압축가스는 파이프라인(130)을 거쳐 1차분리기(160)에 공급됨으로써 1차분리기(160)에 수용된 유체를 빠른 시간에 배출시킬 수 있게 되며, 제2이송관(183b)으로 이송되는 압축가스는 제1오일관(162)을 거쳐 2차분리기(160)에 공급됨으로써 2차분리기(170)에 수용된 유체를 빠른 시긴에 배출시킬 수 있게 된다.
이렇게 해양플랜트에 본 발명의 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템(100)을 적용함으로써, 파이프라인(130) 내의 슬러그를 제거하기 위한 피깅 운전시 압력 가스를 가압하여 공급하여 신속하고 원활하게 슬러그 및 유체가 배출될 수 있게 된다.
이하에서는 도 2를 참조하여 상기 설명한 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 복수개의 웰(110)을 통해 유체가 저장원으로부터 이송되어 매니폴드(120)로 유입된다.
그 다음, 매니폴드(120)에 수용된 유체는 파이프라인(130)을 통해 탑사이드에 위치한 1차분리기(160)로 이송되고, 1차분리기(160)를 통해 가스와 오일로 분리하는 공정을 거친다.
그 다음, 1차분리기(160)에서 분리된 가스는 제1가스관(161)으로 배출되고, 분리된 오일은 드레인밸브(165)의 개방시 제1오일관(162)로 배출되게 된다.
이때, 파이프라인(130) 내의 슬러그를 제거하기 위한 피깅 운전시 피그런처(140)가 작동하여 피그를 탑사이드 방향으로 발사함으로써 파이프라인(130) 내에 존재하는 슬러그 및 유체가 1차분리기(160)로 보내지게 된다.
그 다음, 파이프라인(130) 내의 대량의 슬러그가 1차분리기(160)로 급격하게 유입되어 기설정 레벨 이상으로 유입되게 되면 리퀴드 레벨센서(164)에 의해 알람이 울리게 되고, 슬러그 컨트롤밸브(150)가 작동하여 폐쇄된 상태가 됨으로써 1차분리기(160) 내로 더 이상 유체가 유입되지 못하도록 차단한다.
그 다음, 제1오일관(162)으로 오일이 배출되고 다시 2차분리기(170)로 오일이 유입되며 다시 가스와 오일을 분리하는 공정을 거쳐 제2가스관(171)으로 가스가 배출되고, 제2오일관(172)으로 오일이 배출되게 된다.
이때, 피깅 운전으로 인해 대량의 슬러그 및 유체가 1차분리기(160)로 유입되어 기설정 이상의 레벨 상태의 경우, 1차분리기(160)의 제1가스관(161)에서 배출되는 가스가 압축기(181)를 거쳐 압축된 가스로 전환되고 그 일부 가스는 분기부(182)로 유입되어 제1밸브(12b)과 제1이송관(182a)으로 이송되어 해저에 설치된 파이프라인(130)으로 공급되게 된다.
또한, 압축기(181)를 거쳐 압축된 가스로 전환된 일부 가스는 분기부(182)로 유입되어 제2밸브(182c)과 제2이송관(182b)으로 이송되어 제1오일관(162)으로 공급되게 된다.
이에 따라, 압축기(181)에서 생성된 압축가스는 다시 1차분리기(160)과 2차분리기(170)로 각각 공급되어 슬러그 및 유체의 원활한 배출을 도모할 수 있게 된다.
상기 설명한 바와 같이, 1차분리기(160)에서 분리 배출되는 가스 중 일부 가스를 압축기(181)를 이용하여 압축한 후 분기부(182)를 통해 각각 파이프라인(130)과 1차분리기(160)에서 배출되는 오일이 이송하는 제1오일관(162)으로 보내, 피깅 운전시 파이프라인(130) 내의 압력을 상승시켜 파이프라인(130)에서 이송하는 슬러그가 신속하게 이송하여 배출되도록 하고, 제1오일관(162) 내의 압력을 상승시켜 제2분리기(170)로 이송하는 오일이 신속하게 2차분리기(170)로 유입되고 배출될 수 있게 된다.
이에 따라, 파이프라인(130)의 피깅 운전시 과도한 슬러그가 1차분리기(160)로 유입되어 특정 레벨 이상으로 수용될 경우 신속하게 슬러그가 배출되어 신속하게 정상 레벨을 유지할 수 있어 작업시간을 단축시킬 수 있는 특징이 있는 것이다.
한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템 110: 웰
120: 매니폴드 130: 파이프라인
140: 피그런처 140a: 제1피그런처
14b: 제2피그런처 150: 슬러그 컨트롤밸브
160: 1차분리기 161: 제1가스관
162: 제1오일관 163: 플레어관
164: 리퀴드 레벨센서 165: 드레인밸브
170: 2차분리기 171: 제2가스관
172: 제2오일관 180: 가압부
181: 압축기 182: 분기부
182a: 분기관 182b: 제1밸브
182c: 제2밸브 182d: 컨트롤러
183: 이송부 183a: 제1이송관
183b: 제2이송관

Claims (4)

  1. 해양자원이 매장되어 있는 저장원(Reservoir)에 설치되는 복수개의 웰;
    상기 복수개의 웰이 설치되어 웰로부터 해양자원을 공급받는 매니폴드;
    상기 매니폴드로부터 탑사이드까지 해양자원을 이송하기 위한 파이프라인;
    상기 파이프라인에 설치되고, 피깅(Pigging) 운전시 파이프라인 내의 슬러그를 제거하기 위해 파이프라인 내부를 따라 이송하는 피그(Pig)를 발사하기 위한 피그런처(pig launcher);
    상기 파이프라인으로 이송하는 유체의 흐름을 제어하기 위한 슬러그 컨트롤밸브;
    상기 파이프라인 끝단에 설치되고, 파이프라인을 통해 이송된 유체에서 가스와 오일을 분리하기 위한 1차분리기; 및
    상기 1차분리기에서 분리된 오일에서 다시 가스와 오일을 분리하는 2차분리기;를 포함하며,
    상기 1차분리기와 2차분리기에 유입되는 유체의 원활한 배출을 위해 가스를 압축하여 압력을 가하기 위한 가압부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가압부는,
    상기 1차분리기에서 배출되는 가스를 압축하기 위한 압축기;
    상기 압축기에서 생성된 압축된 가스를 2곳으로 분기되어 배출될 수 있도록 하는 분기부; 및
    상기 분기부에서 분기되어 배출된 압축된 가스를 각각 1차분리기 및 2차분리기 측으로 이송하기 위한 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 분기부는,
    상기 압축기에서 배출되는 압축된 가스 중 일부가 유입되어 2곳으로 분기시키는 분기관;
    상기 분기관에서 배출되는 일측 방향의 배관에 설치되고 배출가스를 단속하는 제1밸브;
    상기 분기관에서 배출되는 타측 방향의 배관에 설치되고 배출가스를 단속하는 제2밸브; 및
    상기 제1밸브 및 제2밸브의 개폐 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 이송부는,
    1차분리기 방향으로 압축된 가스가 이송하기 위한 제1이송관;과
    2차분리기 방향으로 압축된 가스가 이송하기 위한 제2이송관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트의 유체 흐름 제어 시스템.
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KR20150111495A (ko) * 2014-03-25 2015-10-06 현대중공업 주식회사 해양플랜트

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