KR20180077598A - Heating system for pipe line using well and offshore structure having the same - Google Patents

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KR20180077598A KR1020160182107A KR20160182107A KR20180077598A KR 20180077598 A KR20180077598 A KR 20180077598A KR 1020160182107 A KR1020160182107 A KR 1020160182107A KR 20160182107 A KR20160182107 A KR 20160182107A KR 20180077598 A KR20180077598 A KR 20180077598A
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Abstract

The present invention relates to a pipeline heating system using an oil well capable of heating a pipeline of the oil well under production using a heat source produced from geothermal heat of old waste oil well which is discarded or is not productive. According to the present invention, the heat source produced from the geothermal heat of the oil well is supplied to an oil well head through the pipeline. In addition, the present invention includes a heater connected to the oil well head by a supply pipe to heat the pipeline of the oil well under production using the heat source produced as the geothermal heat of the oil well.

Description

유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템 및 이를 가지는 해양구조물{HEATING SYSTEM FOR PIPE LINE USING WELL AND OFFSHORE STRUCTURE HAVING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a piping heating system using a well, and a marine structure having the piping heating system.

본 발명은 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버려지거나 생산성이 떨어진 노후한 폐 유정(oil well)의 지열로 생산된 열원을 이용하여 생산 중인 유정의 파이프라인을 가열할 수 있는 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a pipeline heating system using oil wells, and more particularly, to a pipeline heating system using oil wells in which a pipeline of an oil well being produced can be heated by using a geothermal heat source of an aged waste oil well, To a pipeline heating system using an oil well.

유정(油井)은 지하의 유층(유전)으로부터 주로 원유를 산출하는 갱정(坑井)으로, 주로 생산 초기에는 가스나 원유(crude oil) 밑에 깔려있는 물의 압력에 의해 석유가 자연히 위로 분출하게 되며 이를 흔히 자분(自噴)이라고 한다.Oil wells are boreholes that mainly produce crude oil from underground oilfields. In the early days of production, oil is spontaneously blown up by the pressure of water laid beneath gas or crude oil. It is often called self-injection.

일반적으로 생산 초기에는 원유가 지하의 압력에 의하여 잘 흐르게 되지만, 이후 시간이 지나감에 따라 저류층(reservoir)의 압력이 감소하게 되면 자연적인 원유(석유)의 생산이 중단되게 되며 대부분 많은 부분의 원유(석유)가 저류층에서 생산이 되지 않은 채 남게 된다.Generally, in the early stage of production, crude oil flows well under the pressure of the ground. However, when the pressure in the reservoir decreases over time, the production of natural oil (petroleum) is stopped and most of the crude oil Petroleum) remains in the reservoir without production.

이처럼 유층 내 압력에 의한 자연적 분출을 이용하여 원유를 생산하는 것을 1차 생산이라고 한다.This production of crude oil using natural sprue by pressure in oil layer is called primary production.

1차 회수에 의해 생산되는 원유는 매장량의 일부에 지나지 않는다. 나머지는 유정 내에 가스를 주입하거나(gas injection), 물을 주입하는 수공법(水攻法, water flooding)을 이용하여 강제적으로 원유를 회수하는데 이를 2차 생산이라고 한다.Crude oil produced by primary recovery is only a fraction of the amount of reserves. The rest is forcibly recovered crude oil by using gas injection (gas injection) and water injection (water flooding) in the oil well, which is called secondary production.

2차 생산 후에도 유전에는 50% 정도의 원유가 남아있게 된다. 따라서, 수증기, 계면활성제, 탄화수소가스, 탄산가스 등을 유층 안으로 주입해서 가스와 원유가 혼합된 상태로 나오도록 하며, 이를 3차 생산이라고 한다.Even after the second production, about 50% of crude oil remains in the oil field. Therefore, water vapor, surfactant, hydrocarbon gas, carbon dioxide gas, etc. are injected into the oil layer so that gas and crude oil are mixed together, which is referred to as tertiary production.

이와 같이 2차 생산 및 3차 생산을 통하여 원유의 회수율을 높이기 위한 방법을 증진회수법(enhanced oil recovery, EOR)이라고 한다.The method for increasing the recovery rate of crude oil through secondary production and tertiary production is called enhanced oil recovery (EOR).

유정으로부터 얻어진 유체(fluid)는 원유, 염수(brine), 및 가스로 1차적으로 분리된다. 구체적으로, 먼저 유체로부터 가스, 원유, 염수를 분리하고, 불순물을 제거한 후 원유는 유전에서 일시적으로 탱크에 저장된 후 파이프라인에 의해 목적지로 운반되고, 가스는 파이프라인을 통해 운반된다.The fluid obtained from the well is primarily separated into crude oil, brine, and gas. Specifically, after separating the gas, crude oil and brine from the fluid and removing impurities, the crude oil is temporarily stored in the tank in the oil field and then transported to the destination by the pipeline, and the gas is carried through the pipeline.

해양에서 오일과 가스를 생산하기 위한 유정(well)은 시간이 지남에 따라 워터(water) 생산 비율이 증가하게 되고 따라서 경제성이 떨어져 생산을 중단하고 유정을 적절한 절차에 따라 버리게 되는 실정이다.In the wells for producing oil and gas in the ocean, the rate of water production increases over time, and therefore the production is stopped and the oil wells are discarded according to proper procedures.

대한민국 등록특허공보 제10-0495021호Korean Patent Registration No. 10-0495021

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 버려지거나 혹은 생산성이 떨어진 노후한 유정(well)을 그대로 이용하여 열원을 유정으로부터 추출하여 생산 중인 유정의 파이프라인을 가열시키게 됨으로써 열효율을 높일 수 있는 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for heating a pipeline of a well being produced by extracting a heat source from a well using an obsolete well, And to provide a pipeline heating system using a well that can increase the thermal efficiency.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템은 유정의 지열로 생산된 열원이 파이프라인을 통해 유정 헤드로 공급되며, 상기 유정 헤드에 공급관으로 연결되어 유정의 지열로 생산된 열원을 이용하여 생산 중인 유정의 파이프라인을 가열시킬 수 있도록 하는 히팅기를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pipeline heating system using a well, wherein a heat source generated by geothermal heat of a well is supplied to a well head through a pipeline, And a heater for heating the pipeline of the oil well in production using the heat source produced by the geothermal heat.

상기 유정 헤드는 복수로 설치되는 유정에 맞춰 복수로 설치되며, 각 유정 헤드는 히팅기와 연결되는 단일의 공급관으로 연결시키기 위한 매니폴드로 연결될 수 있다.The wellhead heads are installed in a plurality of wells in accordance with a plurality of wells, and each wellhead can be connected to a manifold for connection to a single supply line connected to the heater.

상기 공급관에는 유정 헤드를 통해 공급되는 열원을 조절할 수 있도록 개폐밸브가 설치될 수 있다.The supply pipe may be provided with an on-off valve for adjusting the heat source supplied through the oil well head.

상기 히팅기는 폐 유정의 지열로 생산된 열원을 전달받아 생산 중인 유정의 파이프라인 겉면을 뜨거운 유체를 순환시켜 열교환하여 가열시킬 수 있다.The heating unit receives the heat source generated from the geothermal heat of the waste oil well, circulates hot fluid in the pipeline outer surface of the oil well under production, and heat-exchanges the heat.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 복수의 유정 헤드를 매니폴드로 연결되고 매니폴드에 공급관으로 히팅기를 설치하여 유정의 지열로 생산된 열원을 히팅기를 통해 생산 중인 유정의 파이프라인을 가열시킬 수 있어 시추 및 열 효율을 향상시킬 수 있도록 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템을 가지는 해양구조물을 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the plurality of wellheads are connected by a manifold, and a heating device is installed in the manifold by a supply pipe to heat the pipeline of the oil well being produced through the heating device, So that it is possible to provide an offshore structure having a pipeline heating system using a well so as to improve drilling and thermal efficiency.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템에 의하면, 버려지거나 생산성이 떨어진 노후한 폐 유정의 지열로 생산된 열원을 히팅기를 이용하여 열교환시켜 생산 중인 유정의 파이프라인을 가열시키게 됨으로써 시추 효율은 물론 열 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the pipeline heating system using the oil well in accordance with the present invention, the heat source produced by the geothermal heat of the old waste oil well, which is discarded or lost in productivity, is heat-exchanged by using a heater, The drilling efficiency as well as the heat efficiency can be maximized.

도 1은 본 발명에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템을 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템의 히팅기를 도시한 정면도이다.1 is an exemplary view illustrating a pipeline heating system using a well according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a pipeline heating system using a well according to the present invention.
3 is a front view showing a heating machine of a pipeline heating system using a well according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템을 도시한 예시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템을 도시한 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템의 히팅기를 도시한 정면도이다.2 is a flowchart illustrating a pipeline heating system using a well according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a pipeline heating system using a well according to the present invention. FIG. 2 is a front view showing a heating machine of a pipeline heating system using the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템은 유정 헤드(200)와, 히팅기(600)를 포함하게 된다.1 to 3, the pipeline heating system using the oil well according to the present invention includes a well head 200 and a heater 600. As shown in FIG.

상기 유정 헤드(200)는 유정(100)에 시추를 위해 연결되는 파이프라인(110)이 연결되어 유정(100)의 지열로 생산된 열원이 파이프라인(110)을 통해 유입되어지게 된다.A pipeline 110 connected to the oil well 100 for drilling is connected to the well head 200 so that a heat source produced by the geothermal heat of the oil well 100 is introduced through the pipeline 110.

상기 유정 헤드(200)는 해저에 복수로 설치되는 유정(100)에 맞춰 유량 수에 따라 복수로 설치되어지게 된다.The well head 200 is installed in plurality in accordance with the flow rate in accordance with the oil wells 100, which are installed in the sea floor in plural.

또한, 상기 유정(100)에 파이프라인(110)으로 연결되는 각각의 유정 헤드(200)는 매니폴드(300)로 서로 연결되어지게 된다.The well head 200 connected to the oil well 100 by the pipeline 110 is connected to the manifold 300.

즉, 버려지거나 생산성이 떨어진 노후한 폐 유정(well)(100)에 파이프라인(110)을 연결시켜 유정(100)을 그대로 이용하여 열원을 유정(100)으로부터 추출하여 유정 헤드(200)로 공급하게 된다.That is, a pipeline 110 is connected to an old waste well 100 that is discarded or is not productive, and the heat source is extracted from the oil well 100 using the oil well 100 as it is and supplied to the oil well head 200 .

상기 유정 헤드(200)를 연결하는 매니폴드(300)에는 폐 유정(well)(100)의 지열로 생산된 열원을 히팅기(600)로 공급할 수 있도록 공급관(400)이 연결되어지게 된다.A supply pipe 400 is connected to the manifold 300 connecting the oil well head 200 so that the heat source produced by the geothermal heat of the waste well 100 can be supplied to the heater 600.

상기 공급관(400)에는 유정 헤드(200)를 통해 히팅기(600)로 공급되는 열원을 조절할 수 있도록 개폐밸브(410)가 설치되어지게 된다.An open / close valve 410 is installed in the supply pipe 400 to adjust the heat source supplied to the heater 600 through the oil well head 200.

이때, 상기 개폐밸브(410)는 컨트롤러(500)와 전기적으로 연결되어 컨트롤러(500)의 제어에 따라 작동되어지게 된다.At this time, the on-off valve 410 is electrically connected to the controller 500 and is operated under the control of the controller 500.

상기 히팅기(600)는 유정 헤드(200)가 연결되는 매니폴드(300)에 공급관(400)으로 연결되어 폐 유정(100)의 지열로 생산된 열원을 이용하여 생산 중인 유정의 파이프라인(110)을 가열시키는 것이다.The heater 600 is connected to a manifold 300 through which the oil well head 200 is connected and is connected to the pipeline 110 of the oil well being produced by using the heat source produced by the geothermal heat of the waste oil well 100, ).

또한, 도 3에서와 같이 상기 히팅기(600)는 폐 유정(100)의 지열로 생산된 열원을 공급관(400)을 통해 전달받아 생산 중인 유정(100)의 파이프라인(110) 겉면을 뜨거운 유체를 순환시켜 열교환하여 가열시키게 된다.3, the heating device 600 receives the heat source generated by the geothermal heat of the waste oil well 100 through the supply pipe 400 to receive the surface of the pipeline 110 of the oil well 100, which is being produced, Circulated, heat-exchanged, and heated.

즉, 상기 매니폴드(300)를 통해 공급되는 폐 유정(100)의 열원을 그대로 이용하면서 히팅기(600)에서 열교환으로 파이프라인(110)을 가열하여 운용되는 유정(well)(100)의 유체 온도를 높일 수 있으며, 운용되는 유정(100)이 셧다운(shutdown)되었을 때 노터치타임(no-touch time)을 확보할 수 있는 것이다.That is, the fluid of the well 100, which is operated by heating the pipeline 110 by heat exchange in the hitting machine 600 while using the heat source of the waste oil well 100 supplied through the manifold 300 as it is, The temperature can be increased and a no-touch time can be ensured when the operated well 100 is shut down.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 버려지거나 생산성이 떨어진 노후한 폐 유정(well)(100)의 지열로 생산된 열원을 유정 헤드(200)로 끌어올려 히팅기(600)를 통해 열교환하여 생산 중인 파이프라인(110)을 가열하게 되어 원유 생산 효율을 높일 수 있도록 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스켐을 가지는 해양구조물에 적용된다.According to the embodiment of the present invention, the heat source produced by the geothermal heat of the old waste well 100 having been discarded or low in productivity can be lifted up to the wellhead 200 and heat exchanged through the heater 600 Is applied to an offshore structure having a piping heating system using oil wells in order to increase the production efficiency of crude oil by heating the pipeline 110 in the pipeline 110.

즉, 상기 폐 유정(well)(100)에 연결되는 파이프라인(110)이 유정 헤드(200)에 연결되고 유정 헤드(200)에 매니폴드(300)가 연결되면서 매니폴드(300)에 공급관(400)으로 히팅기(600)가 연결되어 폐 유정(100)의 지열로 생산된 열원이 유정 헤드(200)로 공급되고 공급관(400)을 통해 히팅기(600)에서 열교환하여 생산 중인 유정(100)의 파이프라인(110)을 가열시켜 에너지 효율을 최대화할 수 있는 모든 해양구조물에 적용할 수 있는 것이다.That is, the pipeline 110 connected to the waste well 100 is connected to the wellhead 200 and the manifold 300 is connected to the wellhead 200, The heating unit 600 is connected to the oil well 100 and the heat source produced by the geothermal heat of the waste oil well 100 is supplied to the oil well head 200 and heat exchanged in the heating unit 600 through the supply pipe 400, The present invention can be applied to all marine structures that can maximize the energy efficiency by heating the pipeline 110 of the pipeline 110.

상기와 같은 시스템으로 이루어진 본 발명의 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템에 따른 작용상태를 살펴보면 아래와 같다.The operation of the pipeline heating system using the oil well of the present invention as described above will be described below.

상기 해저의 버려지거나 생산성이 떨어진 노후한 폐 유정(well)(100)에 파이프라인(110)이 연결되어 폐 유정(100)의 지열로 생산된 열원이 파이프라인(110)을 통해 유정 헤드(200)로 공급되어지게 된다.A pipeline 110 is connected to an old waste well 100 having a lowered bottom or productivity of the seabed so that a heat source produced by the geothermal heat of the waste oil well 100 is supplied to the wellhead 200 .

그리고, 상기 유정 헤드(200)로 공급된 열원은 매니폴드(300)를 거쳐 개폐밸브(410)의 조절에 따라 공급관(400)으로 공급되며, 상기 공급관(400)으로 공급된 열원이 히팅기(600)에서 열교환되어지게 된다.The heat source supplied to the oil well head 200 is supplied to the supply pipe 400 according to the control of the opening and closing valve 410 via the manifold 300. The heat source supplied to the supply pipe 400 is supplied to the heater 600). ≪ / RTI >

상기의 히팅기(600)의 작동에 따라 생산 중인 유정(100)의 파이프라인(110) 겉면을 열교환하여 가열시킴으로써 유정(well)(100)의 유체 온도를 높일 수 있게 된다.The temperature of the fluid in the well 100 can be increased by heat-exchanging the surface of the pipeline 110 of the oil well 100 being produced according to the operation of the heating device 600 described above.

또한, 상기 폐 유정(100)의 지열로 생산된 열원을 버리지 않고 그대로 이용하여 히팅기(600)에 의해 현재 생산 중인 유정(100)의 파이프라인(110)의 겉면을 뜨거운 유체를 순환시켜 열교환하여 가열시키게 됨으로써 에너지 효율을 높일 수 있는 것이다.Also, the heat source produced by the geothermal heat of the waste oil well 100 is used without being discarded, and the hot air is circulated through the surface of the pipeline 110 of the oil well 100 currently being produced by the heaters 600 to perform heat exchange It is possible to increase the energy efficiency by heating.

이상에서와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and any person skilled in the art can make various modifications without departing from the gist of the present invention. It is to be understood that such changes and modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.

100 : 유정
110 : 파이프라인
200 : 유정 헤드
300 : 매니폴드
400 : 공급관
410 : 개폐밸브
500 : 컨트롤러
600 : 히팅기100: Oil well
110: Pipeline
200: well head
300: manifold
400: supply pipe
410: opening / closing valve
500: controller
600: Hitting machine

Claims (5)

유정의 지열로 생산된 열원이 파이프라인을 통해 유정 헤드로 공급되며,
상기 유정 헤드에 공급관으로 연결되어 유정의 지열로 생산된 열원을 이용하여 생산 중인 유정의 파이프라인을 가열시킬 수 있도록 하는 히팅기를 포함하는 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템.The heat source produced by the geothermal heat of the well is fed to the wellhead through the pipeline,
And a heater connected to the oil well head by a supply pipe to heat the pipeline of the oil well being produced using a heat source produced by the geothermal heat of the oil well. 제 1 항에 있어서,
상기 유정 헤드는 복수로 설치되는 유정에 맞춰 복수로 설치되며, 각 유정 헤드는 히팅기와 연결되는 단일의 공급관으로 연결시키기 위한 매니폴드로 연결되는 것을 특징으로 하는 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of oil well heads are installed in a plurality of oil wells, and each well head is connected to a manifold for connection to a single supply pipe connected to the heating unit. 제 1 항에 있어서,
상기 공급관에는 유정 헤드를 통해 공급되는 열원을 조절할 수 있도록 개폐밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템.The method according to claim 1,
Wherein the supply pipe is provided with an on-off valve for adjusting the heat source supplied through the oil well head. 제 1 항에 있어서,
상기 히팅기는 폐 유정의 지열로 생산된 열원을 전달받아 생산 중인 유정의 파이프라인 겉면을 뜨거운 유체를 순환시켜 열교환하여 가열시키는 것을 특징으로 하는 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템.The method according to claim 1,
Wherein the heating unit receives the heat source generated from the geothermal heat of the waste oil well and circulates the hot fluid in the pipeline outer surface of the oil well under production to perform heat exchange to heat the pipeline heating system. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템이 설치되는 것을 특징으로 하는 유정을 이용한 파이프라인 히팅시스템을 가지는 해양구조물.A pipeline heating system using the oil well as set forth in any one of claims 1 to 4, wherein a pipeline heating system using oil wells is installed.
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