KR20210050294A - 머드 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 머드 제조장치에 관한 것으로, 상기 머드 제조 장치는 내부에 공간부가 형성된 육면체 형상의 하우징, 하우징의 상면에 결합되며, 내부에는 벌크 분체가 수용되는 공간부를 가지는 상부호퍼, 상기 상부호퍼의 저면에 결합되어 벌크 분체를 정량화하는 로드셀, 상기 하우징의 내부 공간부에 마련되되, 상기 상부호퍼의 하부에 결합되어 상기 상부호퍼를 통해 배출되는 벌크 분체를 하부로 이송시키는 하부호퍼를 포함하는 호퍼부, 상기 호퍼부를 통해 벌크 분체를 공급받고, 물공급라인을 통해 물을 공급받아 상기 벌크 분체와 물을 교반하여 머드를 제조하는 교반유닛, 상기 호퍼부와 교반유닛의 사이공간에 수직방향으로 설치되어, 벌크 분체가 이송되는 관로 역할을 하는 이송슈트, 상기 이송슈트 내부에 설치되어, 벌크 분체를 정량화하는 피더유닛을 포함하는 것으로, 본 발명은 컨테이너 트레일러에 탑재 가능한 하우징을 구비하고, 상기 하우징 내부에 머드제조에 필요한 유닛들을 탑재하여 하나의 모듈을 이루도록 함으로써 이동성이 용이한 현저한 효과가 있다.

Description

머드 제조 장치 {manufacturing apparatus for mud}

본 발명은 육상 시추 시 사용되는 머드 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시추설비에서 사용되는 드릴비트의 윤활제로 사용되는 드릴링 유체를 제조하기 위해, 벌크 분체(bulk material)를 유체와 혼합하여 리키드 머드(liquid mud)로 제조하는 머드제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 육상 시추시 사용되는 시추설비에는 단부에 드릴비트(drill bit)가 형성된 드릴 파이프(drill pipe)가 구비되며, 이러한 드릴 비트의 드릴링 유체로 리퀴드 머드가 이용된다.

일반적인 리퀴드 머드 제조 장치는 벌크 저장탱크, 드릴링 머드 저장 탱크, 머드 믹서, 더스트 컬렉터 및 사이클론 등을 포함하며, 이러한 리퀴드 머드는 바라이트(barite), 벤토나이트(bentonite)를 주성분으로 기름과 물을 섞어 제조되어진다.

상기 리퀴드 머드는 머드의 균일성이 중요하기 때문에 머드를 제조하여 공급하는 머드 제조장치, 특히, 바라이트(barite) 또는 벤토나이트(bentonite) 등의 벌크 분체가 유체(물)를 혼합시키는 혼합장치의 중요성이 대두되고 있다.

그러나, 종래의 육상 시추 장비는, 운반 및 설치가 용이하지 못하고, 공정의 세분화를 이루지 못한 부분이 다수 존재하였으며, 단순한 공정으로 인해 이수 혼합 및 처리작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 제10-2017-0036994호

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 리퀴드 머드(이하 '머드'라 한다)의 밀도 조절 및 균일성을 향상시키기 위해 벌크 분체를 정량화하는 로드셀, 피더유닛 및 복수개의 밸브를 구비하고, 컨테이너 트레일러에 탑재가능하도록 모듈화 하여 이동성이 향상된 머드 제조 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 머드 제조장치에 관한 것으로, 상기 머드 제조 장치는 내부에 공간부가 형성된 육면체 형상의 하우징, 하우징의 상면에 결합되며, 내부에는 벌크 분체가 수용되는 공간부를 가지는 상부호퍼, 상기 상부호퍼의 저면에 결합되어 벌크 분체를 정량화하는 로드셀, 상기 하우징의 내부 공간부에 마련되되, 상기 상부호퍼의 하부에 결합되어 상기 상부호퍼를 통해 배출되는 벌크 분체를 하부로 이송시키는 하부호퍼를 포함하는 호퍼부, 상기 호퍼부를 통해 벌크 분체를 공급받고, 물공급라인을 통해 물을 공급받아 상기 벌크 분체와 물을 교반하여 머드를 제조하는 교반유닛, 상기 호퍼부와 교반유닛의 사이공간에 수직방향으로 설치되어, 벌크 분체가 이송되는 관로 역할을 하는 이송슈트, 상기 이송슈트 내부에 설치되어, 벌크 분체를 정량화하는 피더유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징의 하부측 네 모서리에는 코너캐스팅이 형성되어, 상기 하우징이 컨테이너 트레일러에 탑재 고정되어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 머드 제조 장치는 필터부를 더 포함하는 것으로, 상기 필터부는 상기 호퍼부와 필터배관에 의해 연결되어, 벌크 분체가 호퍼부로 투입되면서 발생되는 분진을 포집하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 컨테이너 트레일러에 탑재 가능한 하우징을 구비하고, 상기 하우징 내부에 머드제조에 필요한 유닛들을 탑재하여 하나의 모듈을 이루도록 함으로써 이동성이 용이한 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 머드의 밀도를 조절하기 위해, 벌크 분체를 여러단계에 거쳐 처리하며, 로드셀, 피더유닛 및 복수 개의 밸브를 구비하여, 작업의 신뢰도를 향상시키는 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 벌크 분체가 호퍼부로 투입되면서 발생되는 분진을 포집하는 필터부를 포함하여, 대기오염을 방지하는 현저한 효과가 있다.

도1은 본 발명의 머드제조장치의 정면도이다.
도2는 본 발명의 머드제조장치의 평면도이다.
도3은 본 발명의 머드제조장치의 우측면도이다.
도4는 본 발명에 따른 하우징의 정면도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일례에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도1은 본 발명의 머드제조장치의 정면도이고, 도2는 본 발명의 머드제조장치의 평면도이며, 도3은 본 발명의 머드제조장치의 우측면도이다.

도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 머드제조장치(100)는, 하우징(110), 호퍼부(120), 피더유닛(130), 교반유닛(140)을 포함한다.

상기 하우징(110)은, 외관을 이루는 용기로서, 내부에 공간부가 형성된 육면체로 형성되며, 상기 공간부에는 후술할 호퍼부(120), 피더유닛(130), 교반유닛(140), 필터부(150)가 설치된다.

또한, 상기 하우징(110)은 컨테이너 트레일러에 탑재 가능하도록 마련되는 것으로, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)의 하부측 네 모서리에는 코너캐스팅(112)이 적용되어 상기 하우징이 컨테이너 트레일러의 락킹장치에 의해 컨테이너 트레일러에 안정적으로 고정되어지도록 마련된다.

아울러, 상기 하우징(110)의 측면에는 높이방향으로 사다리(114)가 설치되어, 작업자가 상기 사다리를 통해 상기 하우징(110)의 상면으로 올라갈 수 있도록 마련되어있으며, 상기 하우징(110)의 상면에는 안전팬스(116)가 설치되어, 혹시 모를 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.

이어서, 상기 호퍼부(120)는 상부호퍼(122), 로드셀(124), 하부호퍼(126), 바이브레이터 모터(127), 다공프레임(128), 에어노즐(129), 레벨센서(도면미표시)를 포함한다.

도1에 도시된 바와 같이, 상기 상부호퍼(122)는, 하우징(110)의 상면에 결합되며, 내부에 벌크 분체가 수용되는 공간부를 가지는 육면체형상의 용기이다.

상기 벌크 분체는 작업자에 의해 상기 상부호퍼(122) 내부로 직접 투입되거나 또는, 벌크 분체를 공급하는 공급부(도면미도시)가 상부호퍼에 연결되어, 상기 상부호퍼로 자동 공급되어지도록 마련된다.

또한, 상기 상부호퍼 내부에는 레벨센서가 장착되어, 상기 상부호퍼에 벌크 분체가 과충진되는 것을 방지한다.

상기 상부호퍼(122)의 저면에는 로드셀(124)이 장착되어 있다.

상기 로드셀(124)은, 상부호퍼(122)에 수용된 벌크 분체를 기 설정된 양만큼 배출시키는 요소이다.

즉, 상기 상부호퍼(122)에 수용된 벌크 분체는 상부호퍼의 저면에 장착된 로드셀(124)에 의해 정량화되어 하부호퍼(126)로 투입되어진다.

상기 하부호퍼(126)는, 하우징(110)의 내부 공간부에 배치되되, 상기 상부호퍼(122)의 하부에 결합되어 상부호퍼(122)로부터 이송되는 벌크 분체를 후술할 피더유닛(130)으로 이송시키는 요소이다.

상기 하부호퍼(126)는, 상하부가 개방된 육면체이되, 하부로 갈수록 내측방향으로 기울어진 경사면을 가지도록 테이퍼지게 형성되어, 상부를 통해 투입되는 벌크 분체가 하부를 통해 용이하게 배출되도록 한다.

아울러, 상기 하부호퍼(126)의 외측면에는 바이브레이터 모터(127)가 결합되고, 상기 바이브레이터 모터가 구동됨에 따라 상기 하부호퍼는 진동되도록 마련되어, 벌크 분체가 상기 하부호퍼(126)의 하부로 용이하게 배출되어지도록 한다.

한편, 상기 하부호퍼 내부에는 상기 벌크 분체의 배출을 가이드하는 다공프레임(128) 및 에어노즐(129)이 장착된다.

상기 다공프레임(128)은, 상기 상부호퍼와 동일하게 하부로 갈수록 내측방향으로 기울어진 경사면을 가지도록 테이퍼지게 형성되되, 표면에는 상하를 관통하는 관통홀(도면미도시)이 다수 개 형성되어 있으며, 상기 다공프레임은 상기 상부호퍼보다 작은 크기를 가지도록 마련되어, 상기 상부호퍼의 내측면으로부터 내측방향으로 소정거리 이격되게 결합된다.

상기 에어노즐(129)은 에어컴프레셔(도면미도시)와 연결되어, 상기 하부호퍼와 상기 다공프레임 사이 공간으로 에어를 분사하여 벌크 분체가 하부호퍼의 하부로 용이하게 배출되어지도록 한다.

상기 에어는 상부에서 하부방향으로 분사되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 하부호퍼(126)의 하부에는 수직방향으로 상기 벌크 분체가 이송되는 관로인 이송슈트(CHUTE)(102)가 결합된다.

상기 이송슈트의 상단은 하부호퍼와 연결되고, 하단은 후술할 교반유닛(140)이 연결되되, 상기 이송슈트(102)의 내부 중앙에는 피더유닛(130)이 장착되어 있다.

상기 피더유닛(130)은 상기 이송슈트(102)의 관로 내부에 설치되어, 상기 하부호퍼(126)를 통해 배출되는 벌크 분체를 후술할 교반유닛(140)으로 정량 이송시키기 위한 요소이다.

상기 피더유닛(130)은, 모터(도면미도시)와, 상기 모터에 의해 회전되며 벌크 분체를 이송시키는 이송수단(도면미도시)을 포함하여 구성되며, 작업자는 상기 모터의 회전속도를 제어하여 벌크 분체 공급량을 조절하게 된다.

그리고 상기 피더유닛은, 로드셀과 연동되어 상기 로드셀에 의해 정량된 벌크 분체를 2차 정량화하게된다.

이와 같이, 본 발명은 머드의 밀도를 조절하기 위해 로드셀(124)뿐만 아니라, 피더유닛(130)을 더 구비하여 벌크 분체를 여러 단계에 거쳐 정량화함으로써, 작업의 신뢰도를 향상시키는 현저한 효과가 있다.

아울러, 상기 이송슈트(102)에는 제1밸브(104a)와 제2밸브(104b)가 장착되되, 상기 제1밸브(104a)는 피더유닛(130)을 기준으로 상부측 이송슈트(102)에 장착되고, 상기 제2밸브(104b)는 하부측 이송슈트(102)에 장착된다.

상기 제1밸브(104a)는, 상기 하부호퍼(126)에서 피더유닛(130)으로 이송되는 벌크 분체의 양을 제어하기 위한 밸브이다.

상기 제2밸브(104b)는, 후술할 교반유닛(140)에 의해 제조되는 머드가 상기 피더유닛(130)방향으로 오버플로우되는 것을 방지하기 위한 밸브이며, 이러한 제2밸브는 상기 교반유닛(140)측과 가까운 이송슈트(102)에 장착되는 것이 바람직할 것이다.

이어서, 상기 교반유닛(140)은, 모터(도면미도시)와, 상기 모터에 의해 회전되어 유체(물)와 벌크 분체를 교반하는 교반날개(도면미도시)를 포함한다.

더욱 상세하게, 상기 교반유닛(140)의 상부는 벌크 분체를 공급하는 이송슈트(102)와 연결되어있으며, 일단에는 물을 공급하는 관로인 물공급라인(106)이 연결되어있고, 타단에는 상기 벌크 분체와 물을 혼합하여 완성된 혼합물인 머드를 배출시키는 관로인 머드배출라인(108)이 연결되어 있다.

상기 교반유닛에는 머드의 밀도를 측정하는 밀도측정센서가 장착되어, 머드가 충분한 밀도를 가지게 된 이후, 머드배출라인(108)을 통해 머드탱크(도면미도시) 등으로 배출되도록하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 필터부(150)를 더 포함하는 것으로, 상기 필터부(150)는 상기 호퍼부(120)와 필터배관(151)에 의해 연결되며, 필터를 포함하는 구성으로 마련되어, 벌크 분체가 상부호퍼(122)로 투입되면서 발생되는 분진을 포집하는 요소이다.

상기 필터배관(151)에는 별도의 밸브(도면미도시)가 장착되어, 필요에 따라 개폐되며, 상기 필터부(150)는 밸브가 개폐되는 시간을 조정하기 위한 타이머를 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시례를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시례가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

100:머드 제조 장치
110:하우징
102:이송슈트
104a:제1밸브
104b:제2밸브
106:물공급라인
108:머드배출라인
112:코너캐스팅
114:사다리
116:안전팬스
120:호퍼부
122:상부호퍼
124:로드셀
126:하부호퍼
127:바이브레이터 모터
128:타공프레임
129:에어노즐
130:피더유닛
140:교반유닛
150:필터부
151:필터배관

Claims (3)

1. 내부에 공간부가 형성된 육면체 형상의 하우징;
   하우징의 상면에 결합되며, 내부에는 벌크 분체가 수용되는 공간부를 가지는 상부호퍼, 상기 상부호퍼의 저면에 결합되어 벌크 분체를 정량화하는 로드셀, 상기 하우징의 내부 공간부에 마련되되, 상기 상부호퍼의 하부에 결합되어 상기 상부호퍼를 통해 배출되는 벌크 분체를 하부로 이송시키는 하부호퍼를 포함하는 호퍼부;
   상기 호퍼부를 통해 벌크 분체를 공급받고, 물공급라인을 통해 물을 공급받아 상기 벌크 분체와 물을 교반하여 머드를 제조하는 교반유닛;
   상기 호퍼부와 교반유닛의 사이공간에 수직방향으로 설치되어, 벌크 분체가 이송되는 관로 역할을 하는 이송슈트;
   상기 이송슈트 내부에 설치되어, 벌크 분체를 정량화하는 피더유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 머드 제조 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 하부측 네 모서리에는 코너캐스팅이 형성되어, 상기 하우징이 컨테이너 트레일러에 탑재 고정되어지는 것을 특징으로 하는 머드 제조 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 머드 제조 장치는 필터부를 더 포함하는 것으로,
   상기 필터부는 상기 호퍼부와 필터배관에 의해 연결되어, 벌크 분체가 호퍼부로 투입되면서 발생되는 분진을 포집하는 것을 특징으로 하는 머드 제조 장치.
   

Images