KR20190125720A - 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지그재그로 연결되어 있는 베인플레이트의 후크부에서 오일에 뭉치는 현상을 방지하여 오일 분리 효율을 향상시킬 수 있는 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터는, 다상의 유체가 유입되는 입구측에서 유체가 배출되는 출구측을 향해 지그재그 형태로 연결되어 유체가 유동하는 유로가 형성하는 복수의 베인플레이트(vane plate); 및, 상기 각각의 베인플레이트가 연결되는 지점에서 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 돌출되게 형성되어 다상의 유체 중 오일을 포집하는 기능을 하도록 'L'자형으로 절곡된 후크부;를 포함하며, 상기 후크부에는 유체 중 물이 통과할 수 있도록 하는 통공이 관통되게 형성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유전 및 가스전 생산과정에서 사용되는 다상유체를 상별로 분리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유전 및 가스전에서 생산된 물과 오일과 가스로 이루어진 다상유체를 상별로 효율적으로 분리할 수 있도록 한 베인형 세퍼레이터에 관한 것이다.
다상유체 분리장치는 육상 또는 해상 유전 및 가스전에서 원유, 가스와 함께 채굴되는 기체상의 탄화수소, 물, 모래 등을 원유 및 가스로부터 분리시키기 위한 장치로서, 도 1에 도시한 것과 같이, 각각의 서로 다른 상들의 물질을 효율적으로 분리시키기 위하여 분리장치의 내장품(internals)인 유입장치(inlet device), 코아레서(coalescer), 데미스터(demister) 및 샌드젯(sand-jet) 등을 장치 내부에 설치할 수 있다.
유입장치(inlet device)는 다상의 유체가 분리장치 내부로 공급될 때 유입 유체들의 초기 벌크 분리(bulk separation)를 도와주고 또한 유체 공급이 균일하도록 하기 위해 장착하는 것이며, 코아레서(coalescer)는 물과 액체상의 탄화수소(오일), 데미스터(demister)는 배출되는 탄화수소 기체에 포함된 액적(mist)을 분리시키기 위해 설치된다. 또한 샌드젯(sand-jet)은 함께 채굴된 모래 및 고체상 물질들이 탱크(vessel) 하부로 가라앉으면 노즐을 이용하여 분리 배출시키기 위해 설치된다. 이외에도 어큐뮬레이터(accumulator) 및 원심분리기(centrifuge) 등 다양한 장치가 사용자의 선택에 따라 설치될 수 있다.
이러한 다상유체 분리장치에서 다양한 상들의 유체는 상기 다상유체 분리장치 내부를 순차적으로 지나면서 내부 장치들의 역할에 따라 비중이 다른 유체들이 효율적으로 분리된다. 즉. 유체들의 비중 차이로 인하여 먼저 무거운 비중을 차지하는 모래 등이 먼저 분리되고, 이후 물이 분리되며, 다음으로 액체와 기체 상태인 탄화수소가 각각 분리된다.
다상유체 분리장치에 구성되는 세퍼레이터 중 베인형 세퍼레이터는 평판 형태로 된 복수의 베인플레이트(vane plate)가 지그재그로 연결되면서 유체가 지그재그로 유동하고, 베인플레이트가 연결되는 부분에 대략 'L'형으로 절곡된 후크부가 유체의 유동 방향의 반대 방향을 향해 돌출되게 형성되어 지그재그로 유동하는 유체로부터 오일을 포집하도록 구성되어 있다.
그런데 종래의 베인형 세퍼레이터는 유로를 따라 지그재그로 유동하는 오일이 후크부에서 포집된 오일이 뭉쳐서 후크부에서의 오일 분리 효율이 현저하게 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 지그재그로 연결되어 있는 베인플레이트의 후크부에서 오일에 뭉치는 현상을 방지하여 오일 분리 효율을 향상시킬 수 있는 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터는, 다상의 유체가 유입되는 입구측에서 유체가 배출되는 출구측을 향해 지그재그 형태로 연결되어 유체가 유동하는 유로가 형성하는 복수의 베인플레이트(vane plate); 및, 상기 각각의 베인플레이트가 연결되는 지점에서 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 돌출되게 형성되어 다상의 유체 중 오일을 포집하는 기능을 하도록 'L'자형으로 절곡된 후크부;를 포함하며, 상기 후크부에는 유체 중 물이 통과할 수 있도록 하는 통공이 관통되게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 통공은 후크부의 절곡된 부분에 형성됨이 바람직하다.
또한 상기 통공의 직경은 6㎜ 인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 베인플레이트에 돌출된 후크부에 통공이 형성되어 있으므로 후크부에 포집되는 오일이 후크부에서 파울링(fouling)으로 현상을 방지하여 후크부에서 오일 분리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 다상유체 분리장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 베인형 세퍼레이터의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 베인형 세퍼레이터의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 베인형 세퍼레이터의 일부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 베인형 세퍼레이터를 통해 다상유체가 유동하는 작동례를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 베인형 세퍼레이터의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 베인형 세퍼레이터의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 베인형 세퍼레이터의 일부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 베인형 세퍼레이터를 통해 다상유체가 유동하는 작동례를 나타낸 단면도이다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터를 후술된 실시 예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베인형 세퍼레이터(10)는 분리장치의 유입 장치(inlet device) 내측에 설치되어 물과 오일이 혼합된 다상유체로부터 물과 오일을 분리하도록 구성된다.
베인형 세퍼레이터(10)는 다상의 유체가 유입되는 입구측에서 유체가 배출되는 출구측을 향해 지그재그 형태로 연결되어 유체가 유동하는 유로가 형성하는 복수의 베인플레이트(vane plate)(11), 및 상기 각각의 베인플레이트(11)가 연결되는 지점에서 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 돌출되게 형성되어 다상의 유체 중 오일을 포집하는 기능을 하도록 'L'자형으로 절곡된 후크부(12)를 포함하며, 상기 후크부(12)에는 유체 중 물이 통과할 수 있도록 하는 통공(13)이 관통되게 형성된다.
상기 베인플레이트(11)는 편평한 평판이 지그재그로 연결되어 하나의 열을 이루고, 각각의 베인플레이트(11) 열이 측방으로 일정한 간격으로 배치되어 베인플레이트(11) 열과 열 사이에 유체가 지그재그로 유동할 수 있는 유로가 형성된다.
상기 베인플레이트(11)가 연결된 지점에 대략 'L'자형 또는 'V'자형으로 절곡된 후크부(12)가 유체의 진행방향과 반대방향으로 형성되어 있다.
따라서 도 5에 도시한 것과 같이 유체가 베인플레이트(11)의 열과 열 사이에 형성되어 있는 유로를 따라서 지그재그로 유동하는 과정에서 비중이 상대적으로 큰 오일은 후크부(12) 내측 공간에 포집되고 물은 흘러가면서 상 분리가 일어나게 된다.
이 때, 후크부(12)에 통공(13)이 관통되게 형성되어 있기 때문에 후크부(12) 내측에 오일이 뭉치지 않고 빠져나갈 수 있게 된다. 따라서 오일 뭉침으로 인한 파울링(fouling)으로 현상을 방지하여 상 분리 효율의 저하를 방지할 수 있게 된다.
상기 후크부(12)에 형성되는 통공(13)은 후크부(12)의 절곡된 부분에 형성되는 것이 바람직하며, 통공(13)의 직경은 대략 6㎜ 인 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
10 : 베인형 세퍼레이터
11 : 베인플레이트
12 : 후크부 13 : 통공
12 : 후크부 13 : 통공
Claims (3)
- 다상의 유체가 유입되는 입구측에서 유체가 배출되는 출구측을 향해 지그재그 형태로 연결되어 유체가 유동하는 유로가 형성하는 복수의 베인플레이트(vane plate)(11); 및,
상기 각각의 베인플레이트(11)가 연결되는 지점에서 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 돌출되게 형성되어 다상의 유체 중 오일을 포집하는 기능을 하도록 'L'자형으로 절곡된 후크부(12);
를 포함하며,
상기 후크부(12)에 유체 중 물이 통과할 수 있도록 하는 통공(13)이 관통되게 형성된 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터.
- 제1항에 있어서, 상기 통공(13)은 후크부(12)의 절곡된 부분에 형성된 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터.
- 제1항에 있어서, 상기 통공(13)의 직경은 6㎜ 인 유전 및 가스전 다상유체 분리를 위한 베인형 세퍼레이터.
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| KR20140057065A (ko) | 2012-11-02 | 2014-05-12 | 현대중공업 주식회사 | 프로듀스드 워터 디-샌더 시스템 |
| KR101670876B1 (ko) | 2014-11-28 | 2016-10-31 | 대우조선해양 주식회사 | 진동 방식이 적용된 세퍼레이터 |
| KR20170138293A (ko) | 2016-06-07 | 2017-12-15 | 현대중공업 주식회사 | 해양플랜트의 기액분리기 시스템 |
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