KR20180003133A - 머드 저장용 탱크 - Google Patents

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Abstract

머드 저장용 탱크가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 머드 저장용 탱크는 내부에 드릴링 머드(drilling mud)를 수용하는 탱크부 및 드릴링 머드를 교반하도록 탱크부 내에서 독립적으로 이동 가능한 교반부를 포함한다.

Description

머드 저장용 탱크{MUD STORAGE TANKS}
본 발명은 머드 저장용 탱크에 관한 것이다.
육상 지하자원이 고갈되고 해저 자원에 대한 관심이 고조됨에 따라, 해저 자원을 개발하기 위해 다양한 해양 플랜트에 대한 연구가 진행되고 있다. 해양 플랜트 중에서도 시추설비의 대표적인 예로 드릴쉽(Drillship), 반잠수식 시추선(Semi-submersible drilling Rig), 잭업리그(Jack-up Rig) 등이 있다.
시추설비에는 단부에 드릴 비트(drill bit)가 형성된 드릴 파이프(drill pipe)가 구비된다. 드릴 비트의 드릴링 유체로 머드(mud)가 이용된다. 머드는 바라이트(barite), 벤토나이트(bentonite) 등을 포함하고, 시추설비에 탑재된 머드 탱크(mud tank)에 저장되었다가 머드 펌프(mud pump)에 의해 드릴 비트로 공급된다.
드릴 비트를 통해 배출된 머드는 라이저(riser)를 통해 회수되어 머드 재생 시스템을 거쳐 다시 머드 탱크로 순환된다. 머드 재생 시스템은 암석 제거기(shale shaker), 모래 제거기(desander), 가스 제거기(degasser) 및 미세모래 제거기(desilter)를 포함할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0049890호 (2013. 05. 15.)
본 발명은 드릴링 머드의 재생 공정 시 머드의 교반 효율을 높일 수 있는 머드 저장용 탱크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 드릴링 머드(drilling mud)를 수용하는 탱크부 및 드릴링 머드를 교반하도록 탱크부 내에서 독립적으로 이동 가능한 교반부를 포함하는 머드 저장용 탱크가 제공된다.
여기서, 교반부는 탱크부에 수용된 드릴링 머드의 밀도를 측정하는 밀도측정기 및 탱크부 중 측정된 밀도가 높은 부분으로 교반부가 이동되도록 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
또한, 교반부는 탱크부에 수용된 드릴링 머드의 가스농도를 측정하는 가스측정기 및 탱크부 중 측정된 가스농도가 높은 부분으로 교반부가 이동되도록 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
교반부는 드릴링 머드 중의 가스를 분리하는 가스분리기를 더 포함할 수 있다.
그리고, 교반부는 드릴링 머드로부터 분리된 가스를 탱크부 외부로 배출하는 배출관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 머드 저장용 탱크에서 교반부가 탱크부 내에서 독립적으로 이동하여 머드를 교반하므로, 드릴링 머드의 재생 공정 시 머드의 교반 효율을 높일 수 있다.
도 1은 시추설비를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 저장용 탱크를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 저장용 탱크에서 교반부를 개략적으로 나타내는 도면.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 머드 저장용 탱크의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 시추설비를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시추설비(10)는 단부에 드릴 비트(drill bit)(11)를 구비한 드릴 파이프(drill pipe)(12)를 포함할 수 있다.
드릴 파이프(12)는 해상에서 해저 면까지 연장될 수 있고, 드릴 비트(11)는 회전력을 이용하여 해저 면을 굴착할 수 있다. 드릴 비트(11)의 드릴링 유체로는 드릴링 머드(drilling mud)가 사용될 수 있다. 드릴링 머드는 바라이트(barite), 벤토나이트(bentonite) 등을 포함할 수 있다.
드릴링 머드는 드릴 파이프(12)를 통해 머드 탱크(18)로부터 드릴 비트(11)까지 공급되고, 라이저(13)를 통해 회수되어 머드 재생 시스템을 거쳐 다시 머드 탱크(18)로 순환된다. 머드 재생 시스템은 암석 제거기(shale shaker)(14), 모래 제거기(desander)(15), 가스 제거기(degasser)(16) 및 미세모래 제거기(desilter)(17)를 포함할 수 있다.
머드 탱크(18)는 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 저장용 탱크가 설치됨으로써 드릴링 머드를 수용하고 교반하는 등의 작업을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 저장용 탱크는 머드 탱크(18) 자체일 수도 있고, 각종 배관을 통해 머드 탱크(18)에 연결됨으로써 드릴링 머드가 머드 탱크(18)로부터 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 저장용 탱크로 순환할 수 있다.
시추설비(10)는 예를 들어 드릴쉽(Drillship), 반잠수식 시추선(Semi-submersible drilling Rig) 또는 잭업리그(Jack-up Rig)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 저장용 탱크를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 저장용 탱크에서 교반부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 저장용 탱크(1000)는 탱크부(100) 및 교반부(200)를 포함한다.
탱크부(100)는 내부에 드릴링 머드(drilling mud)를 수용하는 부분으로, 머드 유입관 및 머드 배출관이 각각 연결될 수 있다. 이 경우, 머드 유입관은 탱크부(100)와 머드 재생 시스템을 연결할 수 있다. 즉, 머드 재생 시스템을 거친 드릴링 머드는 머드 유입관을 통해 탱크부(100)로 유입될 수 있다.
머드 배출관은 탱크부(100)와 드릴 파이프(12)를 연결할 수 있다. 즉, 탱크부(100) 내의 드릴링 머드는 머드 배출관을 통해 드릴 파이프(12)로 배출될 수 있다.
한편, 탱크부(100)에 수용되는 드릴링 머드는 비교적 높은 점성(viscosity)을 가지고 있기 때문에, 탱크부(100) 내에서의 머드 순환(mud circulation)이 원활하지 못할 경우에는 굳어 사용되지 못하고 버려질 수 있다. 이를 방지하기 위해, 탱크부(100)에는 드릴링 머드를 교반하는 교반부(200)가 설치될 수 있다.
교반부(200)는 드릴링 머드를 교반하도록 탱크부(100) 내에서 독립적으로 이동 가능한 부분으로, 외부와 연결되지 않고서 탱크부(100) 내부를 자체적으로 이동하면서 드릴링 머드를 교반시킬 수 있다.
이 경우, 교반부(200)는 탱크부(100) 내에서 독립적인 이동이 가능하도록 모터 및 프로펠러 등의 구동기(260)를 포함할 수 있고, 배터리 등을 포함하여 외부로부터의 전원 공급이 없이도 자체적으로 이동할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 머드 저장용 탱크(1000)는 교반부(200)가 탱크부(100) 내에서 독립적으로 이동하여 머드를 교반하므로, 드릴링 머드의 재생 공정 시 머드의 교반 효율을 높일 수 있다.
본 실시예에 따른 머드 저장용 탱크(1000)에서, 교반부(200)는 밀도측정기(210) 및 제어기(230)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 밀도측정기(210)는 탱크부(100)에 수용된 드릴링 머드의 밀도를 측정하는 부분으로, 교반부(200)에 설치되어 이동 중의 교반부(200)에 접촉되는 드릴링 머드의 밀도를 측정할 수 있다.
이 때, 제어부(230)는 탱크부(100) 중 측정된 밀도가 높은 부분으로 교반부(200)가 이동되도록 제어하는 부분으로, 교반부(200)가 탱크부(100) 내에서 상대적으로 드릴링 머드의 밀도가 높은 부분으로 자동적으로 이동되도록 할 수 있다.
이로 인해, 교반부(200)는 항상 교반의 필요성이 가장 높은 부분을 향해 자동적으로 이동할 수 있으므로, 머드의 교반 효율이 보다 향상될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 머드 저장용 탱크(1000)에서, 교반부(200)는 가스측정기(220) 및 제어기(230)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 가스측정기(220)는 탱크부(100)에 수용된 드릴링 머드의 가스농도를 측정하는 부분으로, 교반부(200)에 설치되어 이동 중의 교반부(200)에 접촉되는 드릴링 머드의 가스농도를 측정할 수 있다.
이 때, 제어부(230)는 탱크부(100) 중 측정된 가스농도가 높은 부분으로 교반부(200)가 이동되도록 제어하는 부분으로, 교반부(200)가 탱크부(100) 내에서 상대적으로 드릴링 머드 중 가스 분리의 필요성이 큰 부분으로 자동적으로 이동되도록 할 수 있다.
이로 인해, 교반부(200)는 항상 드릴링 머드 중 가스 분리의 필요성이 가장 높은 부분을 향해 자동적으로 이동할 수 있으므로, 머드의 교반 효율이 보다 향상될 수 있다.
여기서, 교반부(200)는 드릴링 머드 중의 가스를 분리하는 가스분리기(240)를 더 포함할 수 있다. 즉, 교반부(200)가 탱크부(100) 내에서 이동하며 드릴링 머드와 부딪히는 과정에서도 일정 부분 드릴링 머드 중의 가스가 분리될 수 있으나, 교반부(200) 내에서 드릴링 머드 중의 가스를 직접적으로 분리하도록 가스분리기(240)가 교반부(200)에 설치될 수 있다.
이 경우, 도 2에 도시된 구성은 교반부(200)의 진행 방향에서 흡입관을 통해 드릴링 머드를 흡입하고, 교반부(200) 내에서 드릴링 머드 중의 가스를 분리한 후, 교반부(200)의 후방향으로 가스가 분리된 드릴링 머드를 배출하는 일례를 도시하고 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 머드 저장용 탱크(1000)에서 교반부(200)의 구성은 도 2에 도시된 구성에 한정되는 것은 아니며, 스크린 또는 필터 등을 통하여 드릴링 머드 중의 가스를 분리할 수 있는 다양한 구성을 포함할 수 있다.
나아가, 교반부(200)는 드릴링 머드로부터 분리된 가스를 탱크부(100) 외부로 배출하는 배출관(250)을 더 포함할 수 있다. 상술한 과정을 통해 드릴링 머드로부터 분리된 가스는 다시 드릴링 머드 중으로 배출되지 않도록 할 필요가 있다.
이를 위해, 교반부(200) 내에서 임시적으로 가스를 저장한 후 일정 시간마다 저장된 가스를 탱크부(100) 외부로 배출할 수도 있으나, 교반부(200) 내에 별도의 가스 저장소를 설치하여야 하는 등 비효율적일 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 머드 저장용 탱크(1000)는 일단이 교반부(200)에 연결되고 타단이 탱크부(100)의 외부로 배치되는 배출관(250)을 통하여, 드릴링 머드로부터 분리되는 가스를 별도로 저장하지 않고 즉시 배출할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 시추설비 11: 드릴 비트
12: 드릴 파이프 13: 라이저
14: 암석 제거기 15: 모래 제거기
16: 가스 제거기 17: 미세모래 제거기
18: 머드 탱크 100: 탱크부
200: 교반부 210: 밀도측정기
220: 가스측정기 230: 제어기
240: 가스분리기 250: 배출관
260: 구동기 1000: 머드 저장용 탱크

Claims (5)

  1. 내부에 드릴링 머드(drilling mud)를 수용하는 탱크부; 및
    상기 드릴링 머드를 교반하도록 상기 탱크부 내에서 독립적으로 이동 가능한 교반부;를 포함하는 머드 저장용 탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교반부는
    상기 탱크부에 수용된 상기 드릴링 머드의 밀도를 측정하는 밀도측정기 및
    상기 탱크부 중 측정된 밀도가 높은 부분으로 상기 교반부가 이동되도록 제어하는 제어기를 포함하는, 머드 저장용 탱크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교반부는
    상기 탱크부에 수용된 상기 드릴링 머드의 가스농도를 측정하는 가스측정기 및
    상기 탱크부 중 측정된 가스농도가 높은 부분으로 상기 교반부가 이동되도록 제어하는 제어기를 포함하는, 머드 저장용 탱크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 교반부는
    상기 드릴링 머드 중의 가스를 분리하는 가스분리기를 더 포함하는, 머드 저장용 탱크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 교반부는
    상기 드릴링 머드로부터 분리된 가스를 상기 탱크부 외부로 배출하는 배출관을 더 포함하는, 머드 저장용 탱크.
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