KR20220060148A - Water cut meter using microwave resonance - Google Patents

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KR20220060148A
KR20220060148A KR1020200145748A KR20200145748A KR20220060148A KR 20220060148 A KR20220060148 A KR 20220060148A KR 1020200145748 A KR1020200145748 A KR 1020200145748A KR 20200145748 A KR20200145748 A KR 20200145748A KR 20220060148 A KR20220060148 A KR 20220060148A
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microwave
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oil pipe
water cut
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KR1020200145748A
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임공섭
김태곤
서재훈
이동준
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㈜위드유
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Abstract

The present invention relates to a water cut meter using microwave resonance, which locates a plurality of modules that transmits and receives microwave along an outside of a crude oil pipe with different angles between each of the modules, measures moisture content in oil from various angles regardless of fluid amount in the pipe, collects measurement values, and then calculates an average value to identify the moisture content in the oil with higher accuracy.

Description

극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터{WATER CUT METER USING MICROWAVE RESONANCE}Water cut meter using microwave resonance {WATER CUT METER USING MICROWAVE RESONANCE}

본 발명은 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 원유 배관의 외측을 따라 극초단파를 송수신 할 수 있는 다수 개의 모듈을 위치시키고 또한 각각이 이루는 각도가 서로 상이하도록 위치시킴으로써, 배관 속 유체량에 관계없이 다각도로 오일 속 수분함량을 측정하고 이를 취합한 후 평균값을 산출함으로써 보다 높은 정확도의 오일 내 수분함량을 파악할 수 있도록 하는 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터에 관한 것이다.The present invention relates to a water cut meter using microwave resonance, and more particularly, by positioning a plurality of modules capable of transmitting and receiving microwaves along the outside of a crude oil pipe and positioning the angles to be different from each other, the pipe It relates to a water cut meter using microwave resonance, which measures the moisture content in oil from multiple angles regardless of the amount of fluid in it, collects them, and calculates the average value, so that the moisture content in the oil can be grasped with higher accuracy.

워터 컷 미터(water cut meter)는 원유가 흐르는 동안 수분 함유량을 측정하는 장치이며, 일반적으로 극초단파 공명(Microwave resonance(100~300Mhz)) 방식을 이용하여 작은 유전율 차이도 민감하게 반응함으로써 오일 속 수분함량을 파악하게 된다.A water cut meter is a device that measures the moisture content while crude oil flows. Generally, it uses a microwave resonance (100~300Mhz) method to sensitively respond to small differences in permittivity to measure the moisture content in oil. will figure out

하지만, 종래의 방식들은 배관 내 유체량에 따라 오일 속 수분함량의 측정이 불가한 경우도 발생하고, 센서를 하나의 방향으로만 설치하기 때문에 정확도가 현저히 떨어지는 문제점이 발생되고 있다. 이를 대처하기 위하여 종래에는 하나의 워터 컷 미터를 이용하여 여러번 측정을 수행하여야 했는데 이는 시간 지연의 불편함을 가지고 있는 실정이다.However, in the conventional methods, it is impossible to measure the moisture content in the oil depending on the amount of fluid in the pipe, and the accuracy is significantly lowered because the sensor is installed in only one direction. In order to cope with this problem, in the prior art, measurements had to be performed several times using a single water cut meter, which is inconvenient in terms of time delay.

한국공개특허 제10-2018-0044301호Korean Patent Publication No. 10-2018-0044301

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 원유 배관의 외측을 따라 극초단파를 송수신 할 수 있는 다수 개의 모듈을 위치시키고 또한 각각이 이루는 각도가 서로 상이하도록 위치시킴으로써, 배관 속 유체량에 관계없이 다각도로 오일 속 수분함량을 측정하고 이를 취합한 후 평균값을 산출함으로써 보다 높은 정확도의 오일 내 수분함량을 파악할 수 있도록 하는 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터를 제공하고자 한다.The present invention has been devised in view of the above, by locating a plurality of modules capable of transmitting and receiving microwaves along the outside of the crude oil pipe and positioning the angles to be different from each other, thereby increasing the amount of fluid in the pipe. Regardless, we want to provide a water cut meter using microwave resonance that measures the moisture content in oil from multiple angles, collects them, and calculates the average value, so that the moisture content in the oil can be identified with higher accuracy.

본 발명의 일 실시예에 따른 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터는 원유 배관의 외측면에 마련되며, 상기 원유 배관의 중심부 방향을 향해 극초단파를 송신하는 극초단파 송신 모듈, 상기 원유 배관의 외측면에서 상기 극초단파 송신 모듈과 반대 방향으로 마련되며, 상기 극초단파 송신 모듈로부터 송신되는 극초단파를 수신하는 극초단파 수신 모듈 및 수신된 극초단파를 토대로 원유 배관에 흐르는 원유 내 수분함량을 파악하는 수분함량 파악부를 포함하며, 상기 극초단파 송신 모듈 및 상기 극초단파 수신 모듈은 서로 한 쌍을 이루며, 각각의 쌍 들이 상기 원유 배관의 길이 방향으로 적어도 3개 이상 마련되고, 상기 수분함량 파악부는 각각의 극초단파 수신 모듈로부터 수신된 극초단파를 취합 후 평균값을 산출하여 수분함량을 파악하는 것을 특징으로 할 수 있다.Water cut meter using microwave resonance according to an embodiment of the present invention is provided on the outer surface of the crude oil pipe, a microwave transmission module for transmitting microwaves toward the center of the crude oil pipe, the microwave from the outer surface of the crude oil pipe It is provided in the opposite direction to the transmission module, and a microwave receiving module for receiving the microwave transmitted from the microwave transmitting module, and a moisture content determining unit for determining the moisture content in the crude oil flowing in the crude oil pipe based on the received microwave, and the microwave transmission The module and the microwave receiving module form a pair with each other, and each pair is provided at least three or more in the longitudinal direction of the crude oil pipe, and the moisture content determination unit collects the microwaves received from each microwave receiving module and then the average value It may be characterized by calculating the moisture content.

일 실시예에서, 상기 극초단파 송신 모듈은 원유 배관의 외측면에서 돌출되는 제1 소켓부의 외측 말단부와 연결되는 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 상응하는 형태로 형성되며, 상기 제1 플랜지와 밀착 고정되는 제2 플랜지, 상기 제1 소켓부 내측에 삽입되며, 일측이 상기 원유 배관을 통해 흐르는 원유와 접하도록 노출되는 극초단파 송신센서 및 상기 제1 소켓부 내측에 삽입되며, 일측 말단부는 상기 극초단파 송신센서와 접하고 타측 말단부는 상기 제2 플랜지의 내측면과 접한 상태에서 상기 제1 및 2 플랜지가 밀착 고정됨에 따라, 상기 극초단파 송신센서를 상기 원유 배관의 중심부 방향으로 밀어 밀착시키는 제1 부싱를 포함하고, 상기 극초단파 수신 모듈은 상기 원유 배관의 외측면에서 돌출되되 상기 제1 소켓부와 반대 방향에서 상기 제1 소켓부와 대향하도록 마련된 제2 소켓부의 외측 말단부와 연결되는 제3 플랜지, 상기 제3 플랜지와 상응하는 형태로 형성되며, 상기 제3 플랜지와 밀착 고정되는 제4 플랜지, 상기 제2 소켓부 내측에 삽입되며, 상기 극초단파 송신센서와 대향하도록 위치되는 극초단파 수신센서 및 상기 제2 소켓부 내측에 삽입되며, 일측 말단부는 상기 극초단파 수신센서와 접하고 타측 말단부는 상기 제4 플랜지의 내측면과 접한 상태에서 상기 제3 및 제4 플랜지가 밀착 고정됨에 따라, 상기 극초단파 수신센서를 상기 원유 배관의 중심부 방향으로 밀어 밀착시키는 제2 부싱을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the microwave transmission module is formed in a shape corresponding to a first flange connected to the outer end of the first socket protruding from the outer surface of the crude oil pipe, the first flange, and fixed in close contact with the first flange A second flange being inserted into the first socket part, one side of which is exposed to be in contact with crude oil flowing through the crude oil pipe, and the first socket part is inserted inside the microwave transmission sensor, one end of which is the microwave transmission sensor As the first and second flanges are fixed in close contact with the other end portion in contact with the inner surface of the second flange, and a first bushing that pushes the microwave transmission sensor toward the center of the crude oil pipe in close contact with the first bushing, The microwave receiving module protrudes from the outer surface of the crude oil pipe and corresponds to a third flange connected to the outer end of the second socket portion provided to face the first socket portion in the opposite direction to the first socket portion, the third flange Is formed in the form of a fourth flange fixed in close contact with the third flange, is inserted inside the second socket part, and is inserted into the microwave receiving sensor and the second socket part positioned to face the microwave transmitter sensor, , As the third and fourth flanges are closely fixed in a state in which one end is in contact with the microwave receiving sensor and the other end is in contact with the inner surface of the fourth flange, push the microwave receiving sensor toward the center of the crude oil pipe It may be characterized in that it comprises a second bushing to be in close contact.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제3 플랜지는 각각 상기 제1 및 제2 소켓부의 외측 말단부와 용접을 통해 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the first and third flanges may be fixed through welding to the outer end portions of the first and second socket portions, respectively.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 플랜지는 서로 하나 이상의 볼트 및 너트를 통해 볼트 결합되고, 상기 제3 및 제4 플랜지는 서로 하나 이상의 볼트 및 너트를 통해 볼트 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the first and second flanges may be bolted to each other through one or more bolts and nuts, and the third and fourth flanges may be bolted to each other through one or more bolts and nuts. .

일 실시예에서, 상기 제1 소켓부의 말단부와 상기 제2 플랜지 사이, 상기 제2 소켓부의 말단부와 상기 제4 플랜지 사이에는 각각 고무 오링이 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, it may be characterized in that a rubber O-ring is provided between the distal end of the first socket part and the second flange, and between the distal end of the second socket part and the fourth flange, respectively.

일 실시예에서, 상기 제1 소켓부의 내측에서 상기 극초단파 송신센서가 상기 원유 배관에 노출되는 영역과, 상기 제2 소켓부의 내측에서 상기 극초단파 수신센서가 상기 원유 배관에 노출되는 영역에는 각각 고무 오링이 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, a rubber O-ring is provided in the area where the microwave transmission sensor is exposed to the crude oil pipe inside the first socket part and the area where the microwave reception sensor is exposed to the crude oil pipe inside the second socket part. It may be characterized in that it is provided.

일 실시예에서, 상기 제2 및 제4 플랜지의 중심부에는 각각 두께 방향으로 제1 및 제2 관통 홀이 형성되고, 상기 제1 관통 홀을 통해서 상기 극초단파 송신센서의 일측이 외부로 노출되며, 상기 제2 관통 홀을 통해서 상기 극초단파 수신센서의 일측이 외부로 노출되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, first and second through-holes are formed in the center of the second and fourth flanges in the thickness direction, respectively, and one side of the microwave transmission sensor is exposed to the outside through the first through-hole, and the It may be characterized in that one side of the microwave receiving sensor is exposed to the outside through the second through hole.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 관통 홀에는 각각 제1 및 제2 케이블 글랜드(cable gland)가 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment, first and second cable glands may be provided in the first and second through holes, respectively.

일 실시예에서, 상기 극초단파 송신 모듈 및 상기 극초단파 수신 모듈로 이루어진 3개의 쌍은 상기 원유 배관의 길이 방향으로 일정 간격으로 배열되되, 상기 원유 배관의 말단부를 기준으로 두번째 쌍은 첫번째 쌍과 90도 각도를 이루도록 회전된 상태이고, 세번째 쌍은 두번째 쌍과 45도 각도를 이루도록 회전된 상태인 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, three pairs of the microwave transmitting module and the microwave receiving module are arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the crude oil pipe, the second pair relative to the distal end of the crude oil pipe is the first pair at an angle of 90 degrees It is a state rotated to form a, and the third pair may be characterized in that the state is rotated to form a 45 degree angle with the second pair.

본 발명에 따르면, 원유 배관의 외측을 따라 극초단파를 송수신 할 수 있는 다수 개의 모듈을 위치시키고 또한 각각이 이루는 각도가 서로 상이하도록 위치시킴으로써, 배관 속 유체량에 관계없이 다각도로 오일 속 수분함량을 측정하고 이를 취합한 후 평균값을 산출함으로써 보다 높은 정확도의 오일 내 수분함량을 파악할 수 있는 이점을 가진다.According to the present invention, by locating a plurality of modules capable of transmitting and receiving microwaves along the outside of the crude oil pipe and positioning the angles to be different from each other, the moisture content in the oil is measured from various angles regardless of the amount of fluid in the pipe. And by calculating the average value after collecting them, it has the advantage of being able to grasp the moisture content in the oil with higher accuracy.

또한 본 발명에 따르면, 작은 유전율 차이도 민감하게 반응하는 극초단파를 이용함으로써 오일 속 미량의 수분량도 측정이 가능한 이점을 가진다.In addition, according to the present invention, it has the advantage of being able to measure a trace amount of moisture in oil by using microwaves that sensitively respond to even a small difference in permittivity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터(100)가 배관에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터(100)의 단면을 도시한 도면이다.1 is a view showing a state in which a water cut meter 100 using microwave resonance is installed in a pipe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross-section of the water cut meter 100 using microwave resonance shown in FIG. 1 .

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration will be described using the same reference numerals only in the representative embodiment, and only configurations different from the representative embodiment will be described in other embodiments.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another member interposed therebetween. In addition, when a part "includes" a certain component, this may mean further including other components rather than excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터(100)가 배관에 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터(100)의 단면을 도시한 도면이다.1 is a view showing a state in which a water cut meter 100 using microwave resonance according to an embodiment of the present invention is installed in a pipe, and FIG. 2 is a water cut meter 100 using microwave resonance shown in FIG. 1 . It is a diagram showing a cross-section of

도 1 및 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터(100)는 크게 극초단파 송신 모듈(110), 극초단파 수신 모듈(120) 및 수분함량 파악부(미도시)를 포함하여 구성된다. 여기에서, 수분함량 파악부는 극초단파 수신 모듈(120)과 무선으로 연결되며, 다수의 극초단파 수신 모듈(120)로부터 극초단파를 수신 및 취합한 후 이를 평균값으로 산출함으로써 원유 배관 내 정확한 수분함량을 파악하게 된다.1 and 2, the water cut meter 100 using microwave resonance according to an embodiment of the present invention is largely a microwave transmission module 110, a microwave reception module 120, and a moisture content determination unit (not shown) is comprised of Here, the moisture content determination unit is wirelessly connected to the microwave receiving module 120, receives and collects microwaves from a plurality of microwave receiving modules 120, and calculates it as an average value to determine the exact moisture content in the crude oil pipe. .

먼저, 극초단파 송신 모듈(110)은 원유 배관의 외측면에 마련되며, 원유 배관의 중심부를 향해 극초단파를 송신하는 역할을 한다.First, the microwave transmission module 110 is provided on the outer surface of the crude oil pipe, and serves to transmit the microwave toward the center of the crude oil pipe.

보다 구체적으로, 극초단파 송신 모듈(110)은 원유 배관(1)의 외측면에서 돌출된 제1 소켓부(1a)의 외측 말단부와 연결되는 제1 플랜지(111), 제1 플랜지(111)와 상응하는 형태로 형성되며 제1 플랜지(111)와 밀착 고정되는 제2 플랜지(112), 제1 소켓부(1a) 내측에 삽입되며 일측이 원유 배관(1)을 통해 흐르는 원유와 직접 접하도록 노출되는 극초단파 송신센서(113) 및 제1 소켓부(1a) 내측에 삽입되며 일측 말단부는 극초단파 송신센서(113)와 접하고 타측 말단부는 제2 플랜지(112)의 내측면과 접한 상태에서 제1 및 제2 플랜지(111, 112)가 밀착 고정됨에 따라 극초단파 송신센서(113)를 원유 배관(1)의 중심부 방향으로 밀어 밀착 고정시키는 제1 부싱(114)을 포함하여 구성된다.More specifically, the microwave transmission module 110 is a first flange 111 connected to the outer end of the first socket portion 1a protruding from the outer surface of the crude oil pipe 1, the first flange 111 and corresponding The second flange 112, which is formed in a shape to be formed in a shape to be in close contact with the first flange 111, is inserted inside the first socket part 1a, and one side is exposed so as to be in direct contact with the crude oil flowing through the crude oil pipe 1 Inserted inside the microwave transmission sensor 113 and the first socket portion 1a, one end portion is in contact with the microwave transmission sensor 113, and the other end portion is in contact with the inner surface of the second flange 112. First and second As the flanges 111 and 112 are closely fixed, the microwave transmission sensor 113 is configured to include a first bushing 114 for pressing and fixing in close contact with the center of the crude oil pipe 1 .

제1 플랜지(111) 및 제2 플랜지(112)는 각각 원형의 고리 형상으로 형성되는데, 제1 플랜지(111)는 제1 소켓부(1a)의 외측 말단부에 용접을 통해 고정된다. 따라서, 제1 플랜지(111)가 제1 소켓부(1a)에 용접 고정된 상태에서 제2 플랜지(112)가 제1 플랜지(111)의 상부에 포개어 겹쳐진 상태에서 하나 이상의 볼트 및 너트를 통해 볼트 결합됨에 따라, 제2 플랜지(112)는 제1 플랜지(111)와 견고하게 밀착된 상태를 유지하게 된다.The first flange 111 and the second flange 112 are each formed in a circular annular shape, and the first flange 111 is fixed to the outer end of the first socket portion 1a by welding. Accordingly, in a state in which the first flange 111 is welded and fixed to the first socket portion 1a and the second flange 112 is superimposed on the upper portion of the first flange 111, the bolt through one or more bolts and nuts As it is coupled, the second flange 112 maintains a state in firm contact with the first flange 111 .

제2 플랜지(112)의 중심부에는 극초단파 송신센서(113)의 일측이 외부로 노출되기 위한 제1 관통 홀(112a)이 형성되며, 제1 관통 홀(112a)에는 제1 케이블 글랜드(cable gland, 115)가 결합된다.A first through hole 112a for exposing one side of the microwave transmission sensor 113 to the outside is formed in the center of the second flange 112, and a first cable gland is formed in the first through hole 112a. , 115) are combined.

극초단파 송신센서(113)는 후술되는 극초단파 수신센서(123)에 수분함유량 측정을 위한 극초단파를 송신하게 되며, 이때 일측은 제1 소켓부(1a)에 마련된 홀을 통해 원유 배관(1)을 통해 흐르는 원유과 직접 맞닿게 된다. 이때 극초단파 송신센서(113)의 일측은 원유 배관(1)의 중심부를 향하도록 위치된다.The microwave transmitting sensor 113 transmits a microwave for measuring the moisture content to the microwave receiving sensor 123 to be described later, and at this time, one side flows through the crude oil pipe 1 through the hole provided in the first socket part 1a. It comes in direct contact with crude oil. At this time, one side of the microwave transmission sensor 113 is positioned to face the center of the crude oil pipe (1).

제1 및 제2 플랜지(111, 112)가 하나 이상의 볼트 및 너트로 결합된 상태에서는 제1 소켓부(1a) 내에 이격 공간이 형성되기 때문에, 극초단파 송신센서(113)와 제2 플랜지(112) 사이에는 제1 부싱(114)이 마련된다.In a state in which the first and second flanges 111 and 112 are coupled with one or more bolts and nuts, since a spaced space is formed in the first socket portion 1a, the microwave transmission sensor 113 and the second flange 112 A first bushing 114 is provided therebetween.

제1 부싱(114)은 일측이 극초단파 송신센서(113)와 접하고 타측은 제2 플랜지(112)의 내측면과 접하게 되는데, 제1 및 제2 플랜지(111, 112)가 서로 밀착 고정되는 경우 제1 부싱(114)이 극초단파 송신센서(113)를 제1 소켓부(1a) 의 내측 방향으로 밀어 고정시킴으로써 움직이지 않도록 지지하게 된다. 이러한 제1 부싱(114)은 중심부가 뚫린 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.The first bushing 114 has one side in contact with the microwave transmission sensor 113 and the other side in contact with the inner surface of the second flange 112. When the first and second flanges 111 and 112 are closely fixed to each other, the 1 bushing 114 is supported so as not to move by pushing and fixing the microwave transmission sensor 113 in the inner direction of the first socket portion (1a). The first bushing 114 may be formed in a cylindrical shape with a center holed therein.

한편, 제1 소켓부(1a)의 말단부와 제2 플랜지(112)의 내측면 사이에는 빈 공간이 마련되며, 해당 공간에는 고무 오링(116)이 마련된다. 또한, 제1 소켓부(1a) 내측의 원유 배관(1)과 극초단파 송신센서(113) 사이에도 고무 오링(117)이 마련된다.Meanwhile, an empty space is provided between the distal end of the first socket part 1a and the inner surface of the second flange 112 , and a rubber O-ring 116 is provided in the space. In addition, a rubber O-ring 117 is also provided between the crude oil pipe 1 and the microwave transmission sensor 113 inside the first socket part 1a.

따라서, 원유 배관(1)과 극초단파 송신센서(113) 사이의 이격 공간에 고무 오링(117)이 마련됨에 따라 1차적으로 누유가 방지될 수 있고, 누유가 발생되었다 하더라도 제1 소켓부(1a)의 말단부와 제2 플랜지(112)의 내측면 사이에 마련된 고무 오링(116)에 의해 2차적으로 누유가 방지될 수 있다.Therefore, as the rubber O-ring 117 is provided in the space between the crude oil pipe 1 and the microwave transmission sensor 113, oil leakage can be primarily prevented, and even if oil leakage occurs, the first socket part 1a Secondary leakage of oil can be prevented by the rubber O-ring 116 provided between the distal end of the and the inner surface of the second flange 112 .

다음으로, 원유 배관(1)에는 제1 소켓부(1a)와 180도 위치에 제2 소켓부(1b)가 마련된다. 제2 소켓부(1b)에는 극초단파 수신 모듈(120)이 마련되는데 이는 다음과 같다.Next, the crude oil pipe (1) is provided with a first socket portion (1a) and a second socket portion (1b) at a 180 degree position. The microwave receiving module 120 is provided in the second socket unit 1b, which is as follows.

극초단파 수신 모듈(120)은 원유 배관의 외측면에 마련되며, 극초단파 송신센서(113)로부터 송신되는 극초단파를 수신하는 역할을 한다.The microwave receiving module 120 is provided on the outer surface of the crude oil pipe, and serves to receive the microwave transmitted from the microwave transmission sensor 113 .

보다 구체적으로, 극초단파 수신 모듈(120)은 원유 배관(1)의 외측면에서 돌출된 제2 소켓부(1b)의 외측 말단부와 연결되는 제3 플랜지(121), 제3 플랜지(121)와 상응하는 형태로 형성되며 제3 플랜지(121)와 밀착 고정되는 제4 플랜지(122), 제2 소켓부(1b) 내측에 삽입되며 일측이 원유 배관(1)을 통해 흐르는 원유와 직접 접하도록 노출되는 극초단파 수신센서(123) 및 제2 소켓부(1b) 내측에 삽입되며 일측 말단부는 극초단파 수신센서(123)와 접하고 타측 말단부는 제4 플랜지(122)의 내측면과 접한 상태에서 제3 및 제4 플랜지(121, 122)가 밀착 고정됨에 따라 극초단파 수신센서(123)를 원유 배관(1)의 중심부 방향으로 밀어 밀착 고정시키는 제2 부싱(124)을 포함하여 구성된다.More specifically, the microwave receiving module 120 is a third flange 121 connected to the outer end of the second socket portion 1b protruding from the outer surface of the crude oil pipe 1, the third flange 121 and corresponding The fourth flange 122 that is formed in the shape of a , and the third flange 121 and is fixed in close contact, is inserted inside the second socket part 1b, and one side is exposed so as to be in direct contact with the crude oil flowing through the crude oil pipe (1). The microwave receiving sensor 123 and the second socket portion 1b are inserted into the inner side, and one end portion is in contact with the microwave receiving sensor 123 and the other end portion is in contact with the inner surface of the fourth flange 122, the third and fourth As the flanges 121 and 122 are closely fixed, it is configured to include a second bushing 124 that pushes the microwave receiving sensor 123 toward the center of the crude oil pipe 1 in close contact with it.

제3 플랜지(121) 및 제4 플랜지(122)는 각각 원형의 고리 형상으로 형성되는데, 제3 플랜지(121)는 제2 소켓부(1b)의 외측 말단부에 용접을 통해 고정된다. 따라서, 제3 플랜지(121)가 제2 소켓부(1b)에 용접 고정된 상태에서 제4 플랜지(122)가 제3 플랜지(121)의 상부에 포개어 겹쳐진 상태에서 하나 이상의 볼트 및 너트를 통해 볼트 결합됨에 따라, 제4 플랜지(122)는 제3 플랜지(121)와 견고하게 밀착된 상태를 유지하게 된다.The third flange 121 and the fourth flange 122 are each formed in a circular annular shape, and the third flange 121 is fixed to the outer end of the second socket part 1b by welding. Accordingly, in a state in which the third flange 121 is welded and fixed to the second socket part 1b and the fourth flange 122 is superimposed on the upper part of the third flange 121, the bolt through one or more bolts and nuts As it is coupled, the fourth flange 122 maintains a state in firm contact with the third flange 121 .

제4 플랜지(122)의 중심부에는 극초단파 수신센서(123)의 일측이 외부로 노출되기 위한 제2 관통 홀(122a)이 형성되며, 제2 관통 홀(122a)에는 제2 케이블 글랜드(cable gland, 125)가 결합된다.A second through-hole 122a for exposing one side of the microwave receiving sensor 123 to the outside is formed in the center of the fourth flange 122, and a second cable gland is formed in the second through-hole 122a. , 125) are combined.

극초단파 수신센서(123)는 후술되는 극초단파 송신센서(113)로부터 송신되는 극초단파를 수신하며, 수신된 극초단파를 수분함량 파악부(미도시)에 전송하는 역할을 한다. 이때 일측은 제2 소켓부(1b)에 마련된 홀을 통해 원유 배관(1)을 통해 흐르는 원유과 직접 맞닿게 된다. 이때 극초단파 수신센서(123)의 일측은 원유 배관(1)의 중심부를 향하도록 위치된다.The microwave receiving sensor 123 receives the microwave transmitted from the microwave transmitting sensor 113 to be described later, and serves to transmit the received microwave to a moisture content determination unit (not shown). At this time, one side is in direct contact with the crude oil flowing through the crude oil pipe (1) through the hole provided in the second socket portion (1b). At this time, one side of the microwave receiving sensor 123 is positioned to face the center of the crude oil pipe (1).

제3 및 제4 플랜지(121, 122)가 하나 이상의 볼트 및 너트로 결합된 상태에서는 제2 소켓부(1b) 내에 이격 공간이 형성되기 때문에, 극초단파 수송신센서(123)와 제4 플랜지(122) 사이에는 제2 부싱(124)이 마련된다.In a state in which the third and fourth flanges 121 and 122 are coupled with one or more bolts and nuts, a spaced space is formed in the second socket part 1b, so the microwave transmission sensor 123 and the fourth flange 122 ) between the second bushing 124 is provided.

제2 부싱(124)은 일측이 극초단파 수신센서(123)와 접하고 타측은 제4 플랜지(122)의 내측면과 접하게 되는데, 제3 및 제4 플랜지(121, 122)가 서로 밀착 고정되는 경우 제2 부싱(124)이 극초단파 수신센서(123)를 제2 소켓부(1b) 의 내측 방향으로 밀어 고정시킴으로써 움직이지 않도록 지지하게 된다. 이러한 제2 부싱(124)은 중심부가 뚫린 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.The second bushing 124 has one side in contact with the microwave receiving sensor 123 and the other side in contact with the inner surface of the fourth flange 122, when the third and fourth flanges 121 and 122 are closely fixed to each other. The second bushing 124 is supported so as not to move by pushing the microwave receiving sensor 123 in the inner direction of the second socket unit 1b and fixing it. The second bushing 124 may be formed in a cylindrical shape with a hole in the center thereof.

한편, 제2 소켓부(1b)의 말단부와 제4 플랜지(122)의 내측면 사이에는 빈 공간이 마련되며, 해당 공간에는 고무 오링(126)이 마련된다. 또한, 제2 소켓부(1b) 내측의 원유 배관(1)과 극초단파 수신센서(123) 사이에도 고무 오링(127)이 마련된다.Meanwhile, an empty space is provided between the distal end of the second socket part 1b and the inner surface of the fourth flange 122 , and a rubber O-ring 126 is provided in the space. In addition, a rubber O-ring 127 is also provided between the crude oil pipe 1 and the microwave receiving sensor 123 inside the second socket part 1b.

따라서, 원유 배관(1)과 극초단파 수신센서(123) 사이의 이격 공간에 고무 오링(127)이 마련됨에 따라 1차적으로 누유가 방지될 수 있고, 누유가 발생되었다 하더라도 제2 소켓부(1b)의 말단부와 제4 플랜지(122)의 내측면 사이에 마련된 고무 오링(126)에 의해 2차적으로 누유가 방지될 수 있다.Therefore, as the rubber O-ring 127 is provided in the space between the crude oil pipe 1 and the microwave receiving sensor 123, leakage can be primarily prevented, and even if oil leakage occurs, the second socket part 1b. Secondary leakage of oil can be prevented by the rubber O-ring 126 provided between the distal end of the and the inner surface of the fourth flange 122 .

한편, 이러한 극초단파 송신 모듈(110)과 극초단파 수신 모듈(120)은 서로가 한 쌍으로 이루어져 원유 배관(1)의 길이 방향을 따라 적어도 3개 이상이 마련된다.On the other hand, the microwave transmitting module 110 and the microwave receiving module 120 are made of a pair of each other, and at least three or more are provided along the longitudinal direction of the crude oil pipe (1).

즉, 원유 배관(1)의 측면에는 제1 및 제2 소켓부(1a, 1b)가 한 쌍으로 하여 적어도 3쌍 이상이 길이 방향으로 배열된다. 이때, 제1 및 제2 소켓부(1a, 1b)로 이루어진 각각의 쌍은 서로 다른 각도를 이루도록 회전한 위치에 마련된다.That is, at least three pairs or more are arranged in the longitudinal direction as a pair of the first and second socket parts 1a and 1b on the side surface of the crude oil pipe 1 . At this time, each pair of the first and second socket parts 1a and 1b is provided at a position rotated to form a different angle.

예컨대, 원유 배관(1)의 말단부를 기준으로 첫번째 제1 및 제2 소켓부(1a, 1b)와 두번째 제1 및 제2 소켓부(1a, 1b)는 서로 90도 각도로 엇갈리도록 회전된 위치에 형성되고, 마찬가지로 세번째 제1 및 제2 소켓부(1a, 1b)는 두번째 제1 및 제2 소켓부(1a, 1b)와 45도 각도로 엇갈리도록 회전된 위치에 형성된다.For example, based on the distal end of the crude oil pipe 1, the first first and second socket parts 1a and 1b and the second first and second socket parts 1a and 1b are rotated to cross each other at an angle of 90 degrees. Similarly, the third first and second socket portions 1a and 1b are formed at positions rotated to be staggered at a 45 degree angle to the second first and second socket portions 1a and 1b.

따라서, 각 쌍의 제1 및 제2 소켓부(1a, 1b)에 마련되는 극초단파 송신 모듈(110) 및 극초단파 수신 모듈(120) 또한 서로 동일선상에 위치하지 않고 조금씩 엇갈린 상태로 형성된다.Accordingly, the microwave transmitting module 110 and the microwave receiving module 120 provided in the first and second socket portions 1a and 1b of each pair are also formed in a state slightly staggered without being located on the same line with each other.

도 1을 살펴보면, 좌측을 기준으로 첫번째 극초단파 송신 모듈(110) 및 극초단파 수신 모듈(120)에 비해 두번째 극초단파 송신 모듈(110) 및 극초단파 수신 모듈(120)은 90도 각도로 어긋난 것을 볼 수 있고, 두번째 극초단파 송신 모듈(110) 및 극초단파 수신 모듈(120)에 비해 세번째 극초단파 송신 모듈(110) 및 극초단파 수신 모듈(120)은 45도 각도로 어긋난 것을 볼 수 있다.1, compared to the first microwave transmission module 110 and the microwave reception module 120, the second microwave transmission module 110 and the microwave reception module 120 are shifted at an angle of 90 degrees, Compared to the second microwave transmission module 110 and the microwave reception module 120 , the third microwave transmission module 110 and the microwave reception module 120 can be seen to be shifted at an angle of 45 degrees.

즉, 원유 배관(1)의 길이 방향을 따라 원유가 흐름에 따라, 적어도 3쌍의 극초단파 송신 모듈(110) 및 극초단파 수신 모듈(120)을 통해 원유 내 수분함량을 측정하게 되고, 이는 원유 내 수분함량을 다각도에서 측정한다는 점에서, 보다 높은 정확도를 가지게 된다.That is, as the crude oil flows along the longitudinal direction of the crude oil pipe 1, the moisture content in the crude oil is measured through at least three pairs of the microwave transmitting module 110 and the microwave receiving module 120, which is the moisture content in the crude oil In that it is measured from multiple angles, it has higher accuracy.

한편, 적어도 3개 이상의 극초단파 수신 모듈(120)을 통해 수신된 극초단파 데이터들은 수분함량 파악부(미도시)에서 취합하여 평균값을 산출함으로써 정확한 수분함량을 파악하게 된다.On the other hand, the microwave data received through at least three or more microwave receiving module 120 is collected by a moisture content determining unit (not shown) to calculate an average value to determine the correct moisture content.

보다 구체적으로, 수분함량 파악부(미도시)는 적어도 3개 이상의 극초단파 수신 센서(123)들과 각각 무선통신을 통해 연결되어 각각의 극초단파 수신 센서(123)들로부터 극초단파를 수신하게 된다. 수분함량 파악부에서는 이렇게 수신된 극초단파들을 취합 후 평균값을 산출함으로써 보다 높은 정확도를 가지는 원유 내 수분함량을 파악할 수 있게 된다.More specifically, the moisture content determination unit (not shown) is connected to at least three or more microwave receiving sensors 123 through wireless communication, respectively, and receives microwaves from each of the microwave receiving sensors 123 . The moisture content determination unit collects the microwaves received in this way and calculates an average value, thereby making it possible to determine the moisture content in crude oil with higher accuracy.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

1: 원유 배관
1a: 제1 소켓부
1b: 제2 소켓부
100: 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터
110: 극초단파 송신 모듈
111: 제1 플랜지
112: 제2 플랜지
113: 극초단파 송신센서
114: 제1 부싱
115: 제1 케이블 글랜드
116: 고무 오링
117: 고무 오링
120: 극초단파 수신 모듈
121: 제1 플랜지
122: 제2 플랜지
123: 극초단파 수신센서
124: 제1 부싱
125: 제1 케이블 글랜드
126: 고무 오링
127: 고무 오링1: Crude oil piping
1a: first socket unit
1b: second socket unit
100: Water cut meter using microwave resonance
110: microwave transmission module
111: first flange
112: second flange
113: microwave transmission sensor
114: first bushing
115: first cable gland
116: rubber o-ring
117: rubber o-ring
120: microwave receiving module
121: first flange
122: second flange
123: microwave receiving sensor
124: first bushing
125: first cable gland
126: rubber o-ring
127: rubber o-ring

Claims (9)

원유 배관의 외측면에 마련되며, 상기 원유 배관의 중심부 방향을 향해 극초단파를 송신하는 극초단파 송신 모듈;
상기 원유 배관의 외측면에서 상기 극초단파 송신 모듈과 반대 방향으로 마련되며, 상기 극초단파 송신 모듈로부터 송신되는 극초단파를 수신하는 극초단파 수신 모듈; 및
수신된 극초단파를 토대로 원유 배관에 흐르는 원유 내 수분함량을 파악하는 수분함량 파악부;를 포함하며,
상기 극초단파 송신 모듈 및 상기 극초단파 수신 모듈은 서로 한 쌍을 이루며, 각각의 쌍 들이 상기 원유 배관의 길이 방향으로 적어도 3개 이상 마련되고,
상기 수분함량 파악부는 각각의 극초단파 수신 모듈로부터 수신된 극초단파를 취합 후 평균값을 산출하여 수분함량을 파악하는 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.
It is provided on the outer surface of the crude oil pipe, a microwave transmission module for transmitting microwaves toward the center of the crude oil pipe;
A microwave receiving module that is provided in the opposite direction to the microwave transmission module on the outer surface of the crude oil pipe, and receives the microwave transmitted from the microwave transmission module; and
It includes; a moisture content grasping unit that grasps the moisture content in the crude oil flowing through the crude oil pipe based on the received microwave.
The microwave transmitting module and the microwave receiving module form a pair with each other, and each pair is provided at least three or more in the longitudinal direction of the crude oil pipe,
The water content determination unit, a water cut meter using microwave resonance, characterized in that the water content by calculating the average value after collecting the microwaves received from each microwave receiving module.
 제1항에 있어서,
상기 극초단파 송신 모듈은,
원유 배관의 외측면에서 돌출되는 제1 소켓부의 외측 말단부와 연결되는 제1 플랜지;
상기 제1 플랜지와 상응하는 형태로 형성되며, 상기 제1 플랜지와 밀착 고정되는 제2 플랜지;
상기 제1 소켓부 내측에 삽입되며, 일측이 상기 원유 배관을 통해 흐르는 원유와 접하도록 노출되는 극초단파 송신센서; 및
상기 제1 소켓부 내측에 삽입되며, 일측 말단부는 상기 극초단파 송신센서와 접하고 타측 말단부는 상기 제2 플랜지의 내측면과 접한 상태에서 상기 제1 및 2 플랜지가 밀착 고정됨에 따라, 상기 극초단파 송신센서를 상기 원유 배관의 중심부 방향으로 밀어 밀착시키는 제1 부싱;를 포함하고,
상기 극초단파 수신 모듈은,
상기 원유 배관의 외측면에서 돌출되되 상기 제1 소켓부와 반대 방향에서 상기 제1 소켓부와 대향하도록 마련된 제2 소켓부의 외측 말단부와 연결되는 제3 플랜지;
상기 제3 플랜지와 상응하는 형태로 형성되며, 상기 제3 플랜지와 밀착 고정되는 제4 플랜지;
상기 제2 소켓부 내측에 삽입되며, 상기 극초단파 송신센서와 대향하도록 위치되는 극초단파 수신센서; 및
상기 제2 소켓부 내측에 삽입되며, 일측 말단부는 상기 극초단파 수신센서와 접하고 타측 말단부는 상기 제4 플랜지의 내측면과 접한 상태에서 상기 제3 및 제4 플랜지가 밀착 고정됨에 따라, 상기 극초단파 수신센서를 상기 원유 배관의 중심부 방향으로 밀어 밀착시키는 제2 부싱;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.
According to claim 1,
The microwave transmission module,
A first flange connected to the outer end of the first socket portion protruding from the outer surface of the crude oil pipe;
a second flange formed in a shape corresponding to the first flange and closely fixed to the first flange;
a microwave transmission sensor inserted into the first socket part, one side of which is exposed to come in contact with crude oil flowing through the crude oil pipe; and
Inserted into the first socket portion, one end is in contact with the microwave transmission sensor and the other end is in contact with the inner surface of the second flange as the first and second flanges are closely fixed, the microwave transmission sensor Including; a first bushing to be pressed in close contact with the center of the crude oil pipe;
The microwave receiving module,
a third flange protruding from the outer surface of the crude oil pipe and connected to the outer end of the second socket portion provided to face the first socket portion in a direction opposite to the first socket portion;
a fourth flange formed in a shape corresponding to the third flange and closely fixed to the third flange;
a microwave receiving sensor inserted into the second socket part and positioned to face the microwave transmitting sensor; and
Inserted into the second socket portion, one end is in contact with the microwave receiving sensor and the other end is in contact with the inner surface of the fourth flange as the third and fourth flanges are fixed in close contact with each other, the microwave receiving sensor A water cut meter using microwave resonance, characterized in that it comprises;
 제2항에 있어서,
상기 제1 및 제3 플랜지는,
각각 상기 제1 및 제2 소켓부의 외측 말단부와 용접을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.
3. The method of claim 2,
The first and third flanges,
A water cut meter using microwave resonance, characterized in that it is fixed through welding with the outer end of the first and second socket parts, respectively.
 제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 플랜지는 서로 하나 이상의 볼트 및 너트를 통해 볼트 결합되고, 상기 제3 및 제4 플랜지는 서로 하나 이상의 볼트 및 너트를 통해 볼트 결합되는 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.
3. The method of claim 2,
The first and second flanges are bolted to each other through one or more bolts and nuts, and the third and fourth flanges are bolted to each other through one or more bolts and nuts, characterized in that the water cut using microwave resonance Meter.
 제2항에 있어서,
상기 제1 소켓부의 말단부와 상기 제2 플랜지 사이, 상기 제2 소켓부의 말단부와 상기 제4 플랜지 사이에는 각각 고무 오링;이 마련되는 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.
3. The method of claim 2,
Between the distal end of the first socket part and the second flange, and between the distal end of the second socket part and the fourth flange, respectively, a rubber O-ring is provided; a water cut meter using microwave resonance, characterized in that it is provided.
 제2항에 있어서,
상기 제1 소켓부의 내측에서 상기 극초단파 송신센서가 상기 원유 배관에 노출되는 영역과, 상기 제2 소켓부의 내측에서 상기 극초단파 수신센서가 상기 원유 배관에 노출되는 영역에는 각각 고무 오링;이 마련되는 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.
3. The method of claim 2,
A rubber O-ring is provided in an area in which the microwave transmitting sensor is exposed to the crude oil pipe inside the first socket part and in an area in which the microwave receiving sensor is exposed to the crude oil pipe in the inside of the second socket part. A water cut meter using microwave resonance.
 제2항에 있어서,
상기 제2 및 제4 플랜지의 중심부에는 각각 두께 방향으로 제1 및 제2 관통 홀;이 형성되고,
상기 제1 관통 홀을 통해서 상기 극초단파 송신센서의 일측이 외부로 노출되며,
상기 제2 관통 홀을 통해서 상기 극초단파 수신센서의 일측이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.
3. The method of claim 2,
First and second through-holes are formed in the center of the second and fourth flanges in the thickness direction, respectively,
One side of the microwave transmission sensor is exposed to the outside through the first through hole,
Water cut meter using microwave resonance, characterized in that one side of the microwave receiving sensor is exposed to the outside through the second through hole.
 제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 관통 홀에는,
각각 제1 및 제2 케이블 글랜드(cable gland)가 마련되는 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.
8. The method of claim 7,
In the first and second through holes,
A water cut meter using microwave resonance, characterized in that each of the first and second cable glands are provided.
 제1항에 있어서,
상기 극초단파 송신 모듈 및 상기 극초단파 수신 모듈로 이루어진 3개의 쌍은 상기 원유 배관의 길이 방향으로 일정 간격으로 배열되되, 상기 원유 배관의 말단부를 기준으로 두번째 쌍은 첫번째 쌍과 90도 각도를 이루도록 회전된 상태이고, 세번째 쌍은 두번째 쌍과 45도 각도를 이루도록 회전된 상태인 것을 특징으로 하는, 극초단파 공명을 이용한 워터 컷 미터.According to claim 1,
Three pairs of the microwave transmitting module and the microwave receiving module are arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the crude oil pipe, the second pair is rotated to form a 90 degree angle with the first pair based on the distal end of the crude oil pipe And, the third pair is a water cut meter using microwave resonance, characterized in that the rotated state to form a 45 degree angle with the second pair.
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