KR890003463B1 - 전자기에너지 가열방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명은 전자기를 이용한 탄화수소물질의 처리에 관한 것으로, 특히 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하고, 탄화수소유체의 분리 및 세정을 용이하게 하고, 저장용기를 절연시키고, 저장용기 및 파이프라인을 세정하는 방법 빛 장치에 관한 것이다.
1983년 5월 17일에 제공고된 미합중국 특허 제 31,241호에는 전자기에너지를 이용하여 탄화수소유체의 유동성을 제어하는 방법 및 장치에 관하여 기재되어 있다.
본 발명은 상기 미합중국 특허의 방법 및 장치를 개량한 것으로서, 탄화수소유체의 분리를 용이하게 할뿐만 아니라 탄화수소유체로부터 분류물을 회수하고, 저장용기를 절연시키고, 저장용기 및 파이프라인을 세정하는 신규의 방법 및 장치를 제공한다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 전자기에너지를 이용하여 탄화수소물질을 가열하기 위한 개량된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법은, 탄화수소물질의 손실량에 따라 대략 300MHz 내지 300GHz의 주파수범위에서 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 발생된 전자기에너지를 탄화수소물질에 전달하는 공정과, 전달된 전자기에너지를 복수의 탄화수소물질지역에 배향시키고 그 지역의 탄화수소물질을 충분한 시간동안 전자기에너지에 노출시키므로써 탄화수소물질을 분류물로 분리하는 공정과, 그 결과 생성된 분류물을 제거하는 공정으로 이루어진다. 제거할 분류물의 손실량에 따라서는 상기 주파수범위내의 여러가지 주파수를 상기 주파수범위밖의 각종 주파수와 조합하여 사용해도 된다. 고점도 탄화수소유체의 온도는, 탄화수소유체를 효과적으로 제거하여 오일생산을 최적화할 수 있도록 전자기에너지의 전면 노출지역을 변화시키는 한편, 저장용기로부터 탄화수소유체의 분리 및 제거가 용이하도록 그 점도를 감소시키므로써 정확히 제어할 수 있다. 또한, 전자기에너지는 저장용기를 세정하여 그것에 붙은 스케일 및 녹을 제거하는데에도 이용할 수 있고, 저장용기내에는 메탈시일드를 내장하여 저장용기내의 탄화수소유체에 대한 절연층을 효과적으로 형성시킬 수 있다. 전파상쇄를 방지하기에 충분한 간격으로 선택된 각종 파장세기를 가진 여러가지의 고주파를 회수해야 할 각종 분류물의 전파흡수율에 따라 동시에 사용하게 되면, 분류물을 회수하는데에 있어서 최대의 효과를 얻을 수 있다.
발명의 최선실시형태
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도를 참조하면, 저장용기 또는 상부 개폐식 오일저장탱크(15) 또는 저장통등과 함께 사용되는 본 발명의 장치(14)가 도시되어 있다. 저장탱크(15)내에 저장된 오일등의 탄화수소유체에는 수분, 유황, 고형물질 및 세균, 스케일, 녹등과 같은 기타 바람직하기 못한 성분 또는 오염물질이 포함되어 있으며, 이러한 물질은 기본적인 침전물로 볼수 있다. 또, 저장중에는 오일의 오염도 및 점도가 지나치게 증가하여 파이프라인용으로 부작합할 만큼 LACT(Lease Acquisition Custody Transfer)측정치가 커지는 일이 있다. 그러나 본 발명의 장치(14)는 오일을 가열하여 그 점도를 저하시키므로써 유동성을 증가시킬 뿐만 아니라 저장탱크(15)내의 오일로부터 수분, 유황 및 기타 기본적인 침전물을 분리하므로써 깨끗한 오일을 얻을 수 있는 장점이 있다. 유황을 포함한 기존의 가스는 집합관을 통하여 저장탱크(15)의 상부와 연통된 보유탱크(도시하지 않음)로 모인다.
상기 장치(14)는 전술한 미합중국 특허에 개시된 고상발진기등과 같은 마그네트론(17) 또는 클리스트론 또는 기타 유사장치를 포함한 고주파발생기(16)로 구성되며, 이 고주파발생기(16)는 대체로 1KW 내지 1MW또는 그 이상의 전력을 계속적으로 공급받아서 300MHz 내지 300GHz의 고주파를 발생시킬 수 있다. 복수의 마그네트론(17) 또는 발진기 또는 클리스트론은, 간섭을 방지하기에 충분한 간격을 가지며 제거하고자 하는 특정한 분류물에 대하여 높은 흡수율을 가지는 여러가지의 가열용 고주파를 발생시키는데 이용해도 된다. 제거할 분류물의 손실량에 따라서는 상기 발진기를 변조하거나 다른 발진기를 이용하여 상술한 주파수범위 이외의 전파를 발생시킨다. 마그네트론(17)은 상술한 주파수 범위의 전파를 통과시키는 방사기(18)와 기계적으로 접속된다. 방사기(18)는 개방된 사단(19) 및 폐쇄된 하단(20)을 가진 긴 튜브형상으로 되어 있으며, 소정의 주파수 범위에서 전파는 통과시키지만 액체 및 기체는 통과시키지 않게끔 전파투과재로 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 방사기(18)는 금속제 탱크커버(22)를 통하여 뻗어있는 관형 웨이브 가이드(21)에 부착되고, 상기 금속제 탱크커버(22)는 복수의 너트 및 보울트(24)에 의하여 저장탱크(15)에 고정되어 있다.
직각 금속제엘보우(30)의 일단에는 플랜지단부(28)를 가진 금속제전이부재(26)가 보울트 및 너트(32)로 결합된다. 전이부재(26)의 관형단부(33)는 관형 웨이브 가이드(21)에 고정된다. 직각 금속제엘보우(30)의 타단(34)에는 직사각형의 금속제 웨이브 가이드(36)의 일단이 너트 및 보울트(38)로 결합된다.
직사각형 웨이브 가이드(36)의 타단은 너트 및 보울트(42)에 의하여 WRx 동축 전이부재(40)와 접속된다. 가요성 동축부재(44)는 내부 가스 차단벽을 가진 플랜지단부(46)(48)에 결합되며, 상기 내부 가스 차단벽은, 가요성동축부재(44)내에 프레온등과 같은 불활성 가스냉매가 충전되게 하여 그 동력전달능력을 증가시키는 한편, 탄화수소유체로부터 발산되는 어떠한 가스도 방사기(18)의 파손으로 인하여 고주파발생기(16)로 역류하는 일이 없도록 방지한다. 플랜지단부(46)는 보울트 및 너트(54)에 의하여 WRx 동축전이부재(52)와 결합된다. WRx 동축전이부재(52)의 플랜지단부는 연장부(56)를 통하여 고주파발생기(16)에 접속된다.
제어기(58)는 고주파발생기(16)의 동작을 제어하기도 하고 저장탱크(15)내에 배치된 복수의 온도센서(60 A-E)로부터 신호를 받기도 한다. 이 제어기(58)는 와이어 또는 광섬유 전송라인을 거쳐 온도센서(60A-E)에 접속된다. 온도센서(60A-E)는 저장탱크(15)내의 소정위치에 수직으로 배치된다.
방사기(18)내에는 대략 원추형 에너지편향기(64)가 배치되어 그 속에서 상하운동하면서 방사기(18)를 통하여 전파된 전자기에너지의 방사위치를 제어한다. 이러한 상하운동은 전동기(66)에 의해 행하여지는데, 상기 전동기는 풀리(68)를 구동하여 에너지편향기(64)에 연결된 케이블(70)을 풀리(68) 둘레에 감거나 풀어서 저장탱크(15)내의 에너지편향기(64)의 수직방사위치를 조정한다. 웨이브 가이드(36)를 통해 별도의 전파를 보내서 전동기(66)를 동작시킬수도 있다. 에너지편향기(64)는 초기에는 방사기(18)의 바다부근에 위치시켜서 점차적으로 상향이동시키는 것이 바람직하다.
이와같은 방식으로 에너지를 방사하면, 마그네트론(17)은 최대의 효율로 연속하여 작동하게 되고, 탄화수소액체내의 각층에서의 온도는 효과적으로 제어되어서 오일의 생산을 극대화 할 수 있을 뿐만 아니라 마그네트론(17)의 수명을 연장할 수 있다.
전동기(66)는 전선(72)에 의해 제어기(58)를 거쳐 전원(도시하지 않음)에 접속된다. 제어기(58)는 전동기(66)를 동작시켜서 에너지편향기(64)를 움직이므로써 온도센서(60A-E)에 의해 감지된 온도에 따라 전자기에너지의 방사위치를 조정한다. 전자기에너지의 방사전파 및 방사주기는 연속 또는 간헐적인 상하운동을 하도록 프로그램된 제어기(58)에 의해 제어하므로써 탄화수소액체를 균일하게 또는 국부적으로 가열하여 가장 저렴한 가격으로 오일생산량 또는 수율의 극대화를 도모할 수 있다. 에너지편향기(64)의 방사위치를 미리 설정해 두면, 종래의 전동기(66)용 타이머 및 리미트 스톱을 이용하여 탄화수소액체를 통한 전자기에너지의 연속 또는 간헐방사를 일정하게 제어할 수 있다.
저장탱크(15)의 수직벽에는 전자기에너지로 처리된 오일을 인출하기 위한 밸브(74A-D)가 배치된다. 제1도에서와 같이 가열을 하고난후에는 기본 침전물 및 수분으로 이루어진 바닥층(76)이 형성된다. 바닥층(76)의 위에는 오일과 약간의 침전물 및 수분이 혼합된 중간층(78)이 위치하고, 이 중간층(78)의 상부에는 침전물 및 구분이 없는 세정오일만으로 이루어진 상부오일층(80)이 위치한다. 배출구뚜껑(73)은 진흙등을 포함한 기본침전물을 제거할 수 있도록 설치된 것이다. 탄화수소액체중에 존재하는 균류는 잔존하는 기본 침전물과 함께 고주파에 의해 분해된다.
상부 오일층(80)의 순환 및 세정을 더욱 촉진하기 위해서 저장탱크(15)의 내부에는 총열히이터등과 같은 종래의 전도가열기(75)를 연장 설치한다. 전도가열기(75)는 파이프(77)를 통해 고온의 가스를 순환시켜 저렴한 가격으로 열원을 제공하므로써 일단 기본 침전물 및 수분이 제거된 오일을 추가적으로 가열하게 되고 오일은 충분히 액화되어서 대류가 이루어진다. 이러한 대류현상에 의하여 오일의 점도는 더욱 저하되고 미세한 침전물까지도 제거된다. 파이프(77)에는 기존가스중의 모든 스파크를 제거하기 위한 스파크 제거기(79)가 설치된다. 청정된 오일은 여과기를 통과시켜서 모든 잔존 미립자침전물을 제거한다.
본 발명에 의한 방법 및 장치를 이용하면, 기본적인 침전물 및 수분으로부터 깨끗한 오일을 쉽게 분리해낼 수 있다. 이것은 저장탱크(15)중의 탄화수소액체를 전자기에너지로 가열하므로써 행할 수 있으며, 이때 전자기에너지는 평상시 유막으로 둘러싸여 있는 물분자를 팽창시켜서 유막을 파괴하는 구실을 한다. 물은 유전상수 및 손실계수가 커서 손실율이 높기 때문에 고주파로 가열할 수도 있다. 그리하여, 물은 짧은 시간내에 오일보다 상당히 많은 양의 에너지를 흡수하는 결과, 유막내의 물분자의 체적이 급속히 팽창하고, 그에 따라 유막이 파괴된다. 이어서, 물분자는 서로 결합하여 오일의 질량보다 무거워져서 오일에 존재하는 이물질과 함께 저장탱크의 바닥으로 가라앉는다. 그러나 기본적인 침전물, 특히 미립자를 보다 용이하게 제거하기 위해서는, 본 발명에 따라 전자기에너지로 오일을 가열하여 오일의 점도를 저하시킨후 상부 오일층(80)의 표면에 소금물을 뿌린다. 소금물은 비중이 크기 때문에 상부 오일층(80)을 통과하여 미세한 이물질과 함께 저장탱크(15)의 바닥쪽으로 신속하게 가라앉는다.
상기 분류물층(76)(78)(80)은, 오일, 기본침전물 및 수분을 포함한 저장탱크(15)내의 탄화수소액체를 제1도에 도시한 출력 50KW짜리 장치에 의하여 전자기에너지로 약 4시간동안 처리하여 얻은 것이다. 그러나, 출력 및 처리시간은, 저장탱크(15)의 용적과, 탄화수소액체중에 존재하는 성분 또는 오염물과, 탄화수소액체를 저장탱크(15)내에 저장해둔 기간등에 따라 달라진다.
탄화수소, 유황, 염소, 물(순수한 물 또는 소금물), 침전물 및 광물은 서로 화합하기 어렵고 다른 비율로 전자기에너지를 반사 또는 흡수하기 때문에, 탄화수소액체를 본 발명에 따라 전자기에너지에 노출시키면 상기 성분들은 상술한 것과는 역순으로 원래의 액체에서 분리된다. 또한, 산 및 응축성 또는 비응축성 가스도 전자기에너지 가열공정중 단계별로 분리된다. 회수하고자 하는 탄화수소물질중에 존재하는 각종 분류물에 대한 최적 주파수, 손실계수 및 비등점은 Jhon Wiley ＆ Sons, Inc에서 출판한 "Tables of Dielectric Materials"(1954) 및 The American Society of Heating, Refrigerting and Air Conditioning Engineers, Inc에서 출판한 "Ashrae Handbook of Fundamentals(1981)"에 기재되어 있다.
제2도를 참조하면, 방사기(18) 및 에너지편향기(64)가 제1도에 도시한 것보다 크게 도시되어 있다. 에너지편향기(64)는 유전케이블(70)에 의하여 방사기내에 매달려 있게되며, 상기 유전케이블(70)은, 강력하고 내열성이 있으며 극히 낮은 유전상수 및 손실계수를 가지는 전파투과재로 이루어진다. 전자기에너지의 편향각도는 에너지편향기(64)의 높이에 의하여 결정된다.
제3도에 있어서는, 제1도의 에너지편향기(64)에 대한 다른 실시예가 참조번호(82)로 도시되어 있다. 이 에너지편향기(82)는 제1도의 편향기(64)보다 큰 편향각도(내각은 작다)를 가지기 때문에 편향된 고주파는 방사기(18)로부터 편향기(82)를 통하여 수평면의 약간 아래로 전파되어 나간다. 본 실시예에 의하면 고주파는 유정(油井)의 하단아래에 위치한 페이존(payzones)까지 관통해 들어간다.
에너지편향기(82)는 온도측정치를 제공하는 광섬유케이블(84)에 현가된다. 이때 광섬유케이블(84)의 가닥(83)은 각각 용기 또는 유정의 각 지점의 상태를 검출할 수 있도록 배향된다. 광섬유 가닥(83)의 단부에 전달된 정보는 디지탈 신호로 변환시켜서 출력레벨을 제어하고 에너지편향기(82)의 위치조정을 행할 수 있다. 예를들면, 광섬유가닥(83)에 의해 감지된 온도구배에 따라 급준(急畯)한 패턴의 고주파에너지를 공급하는 것이 바람직할 수도 있다. 광섬유 가닥(83)에 공급되는 주파수는, 간섭 또는 상쇄현상을 방지하기 위하여 고주파발생기(16)의 주파수와 충분한 차이를 두고 선택한다.
제4도를 참조하면, 전파투과형 방사기(18)는, 파이버그래스방사기에 악영향을 미치는 고온부에서 유정하부로 방사작업을 할 수 있도록 (88)의 지점에서 웨이브 가이드(21)에 접합된다.
방사기(18)의 내부에는 다른 실시예(88)의 에너지편향기(88)가 배치되는데, 이 에너지편향기(88)는 스테인스강등과 같은 띠형 반사재(90)가 나선상으로 감긴 유전재료로 구성된다. 상기 띠형 반사재(90)를 사용하는 대신에, 알루미나 또는 질화실리콘으로된 에너지편향기(88)의 나선부를 도금이나 광택가공에 의하여 반사띠를 형성시킬 수도 있다.
에너지편향기를 승강시키는데에는 수압, 진공, 공압 및 냉매팽창식 리프링장치등과 같은 기타수단을 사용해도 된다. 또한, 고주파발생기를 승강시키기 위해서는 고주파발생기(16)에 웨이브 가이드를 접속하여 제어기로부터의 제어신호를 전동기 또는 기타기구에 공급할 수도 있다. 이러한 제어신호용 주파수는 간섭 또는 상쇄현상을 방지하기 위하여 탄화수소액체를 가열하는 전자기에너지용 주파수와 충분한 차이를 두고 선택하여야 한다.
제5도에 있어서, 다른 실시예의 에너지편향기(91)는 그 단면현상이 오목면(93)과 직각을 이루기 때문에 모든 전자기에너지를 특정방향으로 방사하여 용기내의 일정한 체적 또는 특정한 페이존 또는 지하의 선탄층을 가열할 수 있다.
제6도에 도시한 다른 형태의 에너지편향기(94)는 접속편(95A-D)으로 구성되며, 이 접속편은 에너지편향기가 방사기(18)와 당접할 경우 하나의 전자기에너지 편향각을 제공하고, 광섬유케이블(70)의 상방으로 견인되어 접속편(95A-95D)이 수축할 경우에 또 다른 전자기에너지 편향각을 제공한다. 에너지편향각(94)의 편향각을 조정하는데에 있어서는 원격제어전동기등과 같은 기타수단을 이용할 수도 있다.
진흙등과 함께 섞인 채광원액의 처리는 석유산업에 있어서 심각한 문제중의 하나이다. 제2도 내지 제6도에 도시한 어떠한 에너지편향기와도 결합할 수 있도록 개조된 제1도의 장치는, 채광된 진흙을 고주차의 방사에 의하여 재구성하여 과잉유체를 제거하고 벤토나이트, 바라이트염등의 슬러리만 잔류시킨다.
제7도의 장치(100)는 용기, 화물칸, 또는 유조선이나 바아지(102)등으로부터 고점도 탄화수소액체 또는 슬러지를 제거하는데 이용된다. 발진기, 클리스트론 또는 마그네트론(106)으로 구성된 가동식 고주파발생기(104)는 그 출력측(110)에 가요성 동축웨이브 가이드(108)을 가진다. 웨이브 가이드(108)의 타단(112)은 바아지(102)의 맨홀(115)내로 연장된다. 봉함연결부(114)는 액체 및 고주파의 누출을 방지한다. 웨이브 가이드(108)의 타단은 전파투과형 방사기(118)에 고정된 관형웨이브 가이드와 접속된다. 방사기(18)의 내부에는 상하운동을 할 수 있게 된 제2-6도에 도시된 형태의 에너지편향기(120)가 배치된다. 에너지편향기(120)를 상하운동시키는데에는 제1도에 도시한 것과 같은 적절한 수단을 이용한다.
고주파로 가열된 오일은 흡입펌프(122)에 의하여 바아지(102)의 각 구획실로부터 배출시킨다. 흡입펌프(122)는 가열된 오일을 취출할 수 있도록 동일 구획실의 맨홀(126)내에 배치되는 가요성호오스(124)를 가진다.
편향기(120) 및 방사기(118)로부터 상방으로 뻗은 화살표는 고주파의 일반적일 패턴을 나타낸다. 전파투과형 방사기(118)를 떠난 고주파는 오일/수분혼합물에 의해 흡수되거나 저장탱크의 측벽내부로 관통해 들어가서 흡수공에 있는 오일을 가열하게되는데, 상기 흡수공에 도달한 고주파는 구획실의 금속벽에 의해 흡수 또는 반사되므로써 결국은 모든 고주파가 탄화수소액체내의 열로 변환된다.
본 발명의 방법 및 장치를 이용하면, 오일탱커는 바아지의 내벽에 붙은 녹이나 스케일을 제거하여 금속벽을 깨끗하게 유지할 수 있다. 내벽에 고주파를 발사하면 녹층의 하부에 수막이 형성된다. 이러한 수막은 가열 및 팽창되어 증발하기 때문에 녹층이 넓게 확산되는 것이다.
제8도는 본 발명에 이용되는 T접속파이프(130)를 도시하는 것으로, 이 파이프내에서 오일은 실선으로 나타낸 화살표방향으로 흘러간다. T접속파이프의 플랜지(136)에는 웨이브 가이드(132)의 플랜지단부(134)가 연결된다. 각 플랜지(134)(136)의 사이에는 전파투과형 시일링디스크(138)가 보울트 및 너트(140)에 의해 고정된다. 상기 시일링디스크(138)의 외주면에는 금속제 고주파시일드링(142)이 배치되어서 플랜지(134)(136)사이에 협지된다. 고주파는 T접속파이프(130)내의 오일 및 파이프라인(144)내의 오일을 통하여 전파되어 나간다. 이러한 구성으로 오일을 가열하면, 오일의 점도가 저하되는 결과, 파이프라인(144)을 통해 오일을 송출하는데 소요되는 펌핑에너지를 절감할 수 있고, 또 T접속파이프(130) 및 파이프라인(144)의 관벽을 청정하므로써 파라핀을 균질화하여 용해상태로 유지할 수 있다.
제9도는 적어도 하나의 원유분출공(154)에 인접한 압력공급공(152)에 배치되어 있는 본 발명의 장치(150)를 도시한다. 이 장치(150)는 전원(도시하지 않음)에 접기접속된 고주파발생기(158)를 가진다. 고주파발생기(158)내에 배치된 마그네트론(160)은 안테나 또는 프로우브(162)로부터 웨이브 가이드부(164)로 마이크로파 에너지를 방사하여 전파시킨다. 웨이브 가이드 연장부(166)의 일단은 보울트 및 너트(168)로 웨이브 가이드부(164)에 접속하고, 그 타단은 보울트 및 너트(172)로 동축어댑터(170)에 접속한다. 가요성 동축웨이브 가이드(174)는 그 일단이 가스방볍부재(176)를 통하여 어댑터(170)에 연결되고, 그 타단은 가스방벽부재(180)를 통하여 웨이브 가이드 어댑터(178)와 동축적으로 접속된다. 전이부재(182)의 일단은 보울트 및 너트(184)로 웨이브 가이드 어댑터(178)에 접속되고, 그 타단은 관형웨이브 가이드(186)에 접속된다. 전파투과형 방사기(18)는 (187)의 지점에서 관형웨이브 가이드(186)에 결합된다. 방사기(186) 및 에너지편향기(도시하지 않음)는 제2-6도에 도시한 어떠한 형태의 것을 사용하더라도 무방하다. 또, 에너지편향기는 예를들면 제1도에 도시한 형태의 승강수단에 접속된다.
웨이브 가이드(186)는 관정(152)에 형성된 케이싱(190)의 내부에 배치된다. 관정헤드(191)에는 시일링그랜드(192)를 덮어서 웨이브 가이드(186)에 대한 효과적인 시일링을 유지한다. 케이싱(190)과 웨이브 가이드(186) 사이의 관정(152)에 복수의 열전대(194)가 배치되어서 관정(152)의 바닥부근까지 뻗어있다. 열전대(194)를 제어기(도면에 도시하지 않음)에 연결하는 리이드(196)는 패커시일(198)을 통하여 연장된다. 케이싱(190)과 웨이브 가이드(186) 사이의 환형공간(199)을 통해 오일, 수분 및 가스를 생산하는 것이 바람직한 경우에는 패커시일(198)을 사용하지 않는다. 패커시일(198)이 없는 경우에 있어서, 오일, 수분 및 가스는 부피가 팽창되어서 환형공간(199)을 따라 상승하게 되므로, 방사기(188) 주변의 혼합물은 거의 외부로 배출된다. 따라서, 환형공간(199)는 더욱 가열된 패커시일(198) 및 탄화수소로 채워져서 오일, 수분 및 가스를 생산용관정(154)쪽으로 압송하게 된다. 일예로, 오일의 온도가 400℉로 증가하면 오일의 체적은 약 40% 정도 팽창한다.
방사기(188)로부터 화살표의 방향으로 방사되는 고주파에너지는 지층에 있는 탄화수소물질을 가열하여 수분, 가스 및 오일을 분리시키고, 가열된 수분, 가스 및 오일은, 편향고주파에너지가 고형오일을 녹여서 생산용관정(154)으로 통하는 흐름통로를 형성한 후에 생산용관정(154)의 바닥쪽으로 흘러간다. 펌프세트(22)는 오일, 수분 및 가스의 혼합물을 가스파이프(202)를 통하여 펌핑하며, 상기 가스파이프(202)는 관정케이싱(210)내에서 중심설정기(204) 및 생산스트링(206)에 의해 취출파이프(208)에 중심이 맞춰진다. 그리하여 펌프세트(200)는 흡인로우드(212)를 생산스트링(206)내에서 상하운동시켜서 생산스트링을 통해 취출파이프(208)내로 오일, 수분 및 가스를 퍼올린다.
제9도에 도시한 주입관정(152)에는 가압중기 또는 가압이산화탄소등과 같은 보조구동수단이 관정케이싱(190)과 웨이브 가이드(186) 사이에 형성된 환형공간(199)을 통하여 지질층속으로 주입되어서 탄화수소물질의 가열을 촉진하는 한편 가열된 수분, 가스 및 오일을 생산용관정(154)쪽으로 밀어보낸다. 이산화탄소를 구동매체로서 이용할 수도 있다.
제10도에는, 혈암, 석탄, 이탄, 갈탄 또는 타르샌드로부터 오일, 가스, 수분 및 유황등을 생산하는 장치(220)가 도시되어 있다. 관정(222)은 지층(224)을 통하여 바닥면(226)까지 형성된다. 이러한 관정(222)에는 강철케이싱(230)이 배치되고, 강철케이싱(230)내에는 웨이브 가이드(232)가 조립되어서 제1-6도에 도시한 것과 같은 에너지편향기(236)를 가진 전파투과형 방사기(234)에 접속된다. 제1도에 도시한 것과 같은 에너지편향기(236)의 승강수단도 설치되지만, 제10도에 있어서는 간명을 기하기 위하여 도시를 생략한다. 웨이브 가이드(232)는 패킹그랜드시일(240)에 의해 관정헤드(238)에 결합됨과 동시에 가스방벽을 가진 전이엘보우(242)에도 연결된다. 전이엘보우(242)의 단부에는 고주파발생기(246)와 연결된 가요성 동축웨이브 가이드(244)가 접속되며, 상기 고주파발생기는 마그네트론, 클리스트론 또는 고상발진기(도시하지 않음)로 구성되어 있다. 고주파발생기(246)에는 터어빈(250)에 의해 구동되는 발전기(248)로부터 전류가 공급된다. 또, 터어빈(250)에는 보일러(252)로부터 고압증기가 공급된다.
관정(222)내의 케이싱(230)가 웨이브 가이드(232) 사이에 위치한 환형공간(254)에는 터어빈(250)으로부터 추출된 저압추출증기가 스티임라인(251)을 통하여 공급된다. 고주파에너지와 함께 혈암, 석탄, 이탄, 토탄 또는 타르샌드에 공급된 저압증기는 석유의 점도를 감소시켜서 수분, 오일 및 가스가 팽창하여 개구펌프(256)로 흘러들어가게 하고, 여기에서 상기 수분, 오일 및 가스는 자신의 팽창력 및 증기압에 의해 상방으로 밀려올라가서 오일배출라인(258) 및 증기귀환라인(260)을 통해 지상으로 배출된다. 증기귀환라인(260)으로 유입되는 증기는 광물이온제거기(262)로 이온을 제거하고, 복수탱크(264)에서 응축시킨 다음 보일러(252)에 다시 공급한다.
지상으로 배출된 오일 및 가스는 오일라인(258)으로부터 종래형태의 액체/기체분리기(260)로 보내진다. 이어서, 기체로부터 분리된 오일은 파이프라인 수송을 할 수 있도록 저장탱크로 송출된다.
제11도에 있어서, 경사진 에너지편향기(280)는 페이존(284)이 상대적으로 경사져 있는 관정(282)내에서는 고주파에너지를 지층 또는 페이존(284)쪽으로 향하게 하는 특수한 용도를 가진다. 이 에너지편향기(284)는 E.I.A.플랜지를 개재하여 웨이브가이드(288)와 접속된 방사기(286)의 바닥에 배치된다. 웨이브가이드(288) 및 플랜지(290)는 내식성커버링(292)으로 둘러싸여 있다. 캐이싱(292)의 하방에는 고주파를 통과시키는 한편 방사기(286)를 보호하는 다공질 라이너(294)가 연장되어 있다.
제12도는 소직경의 관정(302)를 통하여 오일을 생산하기 위한 동축웨이브가이드의 구성(300)을 도시한다. 관정(302)은 케이싱(304)과 그것으로부터 하방으로 연장된 다공질의 전파투과형 라이너(306)로 구성된다. 관정(302)내에 배치되는 동축웨이브가이드(308)는 E.I.A.플랜지(312)를 개재하여 전파투과형 방사기(310)에 접속된다. 웨이브가이드(308) 및 플랜지(312)는 파이버그래스 또는 기타 내식성커버링(314)으로 덮여있다. 웨이브가이드(308)는 유전스페이서(319)(하나만 도시함)에 의해 외부도체(317)와 이격되어 있는 속이 빈 중앙도체(316)로 구성된다. 이 중앙도체(316)는 방사기(310)를 통해 연장되어서 라이너(306)의 내부에 위치한 잠수식 펌프(318)와 결합된다. 중앙도체(316)의 내부는 파이버그래스 또는 폴리에틸렌라이닝(320)으로 이루어져서 오일을 지표면으로 퍼올리기 위한 생산용 도관의 기능을 한다. 펌핑된 오일은 열을 흡수하여 중앙도체(316)을 냉각시키는 한편 생산오일을 재차 가열하여 그 점도를 낮게 유지하는데 기여하게 된다. 오일에 의하여 중앙도체(316)가 냉각되면 유전스페이서(319)의 과열 및 유전감쇄현상을 방지하는 효과가 있다.
펌프(318)는 동력케이블(322)을 통해 전력을 공급받아서 전기적으로 구동된다. 또한, 상기 펌프(318)는 가열용 고주파와는 다른 주파수를 가지는 별도의 고주파에 의해 형성되는 자장을 이용하여 공압 또는 유압식으로 작동시킬 수도 있다. 동축웨이브가이드(308)는 소직경의 관정(302)에 조립될 수 있도록 제11도에 도시된 웨이브가이드보다 작은 직경으로 되어 있다.
상기 펌프(318)는, 그 펌프에 부착된 고리(323)와 플랜지(312)에 고정된 고리(315) 사이를 지지와이어 또는 로우드로 연결하여 지지시킨다. 한쪽끝이 플랜지(328)를 개재하여 펌프(318)에 접속된 유전오일파이프(326)는, 중앙통공(330)을 통하여 에너지편향기(332)내로 연장되어 있다. 오일파이프(326)의 타단은 유전커플링부재(334)에 의하여 중앙도체(316)와 접속된다. 가이드웨이브(308)를 통하여 전파된 고주파는 1/4파형 단극안테나의 기능을 하는 중앙도체(336)로부터 외측으로 방사되며, 중앙도체(336)를 통과하는 모든 고주파는 에너지편향기(332)에 의해 편향된다.
제13도에는, 탄화수소액체의 일부를 효과적으로 이용하여 용기에 자동절연층을 형성기키는 장치(350)를 도시한것으로, 이 장치는 대기온도 또는 온도조정이 낮을때에 탱크내벽에 일정한 두께의 부동성오일을 접촉시켜서 절연층을 제공한다. 절연층의 R값 및 U인자는 오일의 K인자에 따라 달라진다.
탱크(352)는 그 측벽(356)과 일정한 간격을 두고 동심적으로 배치된 다공질 메탈시일드 또는 와이어메쉬(354)로 구성된다. 상기 메탈시일드(354)는 브래킷(358)에 의해 측벽(356)에 지지된다. 또한, 다공질 메탈시일드(355) 및 (357)은 각각 하면(359) 및 상면(366)으로부터 소정의 거리를 두고 배치되어 있다. 메탈시일드(355)와 바닥면(359) 사이 및 메탈시일드(357)와 상면(366)사이에는 지지브래킷(361) 및 (363)이 각각 배치된다.
따뜻한 온도조건하에서는 오일이 제한없이 팽창 및 수축을 하여 구멍(360)(365)(367)을 통해 유동한다. 그러나, 추운온도조건하에 있어서 탱크벽(356)(359)(366)이 냉각되어 있을때에는 오일의 점도가 증가하므로, 오일은 구멍(360)(365)(367)을 통하여 유동을 할 수 없게되고 메탈시일드(354)(355)(357)의 내벽에 고착되어서 외부의 열이 대류에 의하여 탱크내부로 전달되는 것을 방지하는 두꺼운 절연층을 형성한다.
제1도의 장치는 시일드(354)(355)(357)의 안쪽에 위치한 탱크(352)내의 오일의 유동성을 유지하는데 이용할 수 있다. 제13도에 도시한 바와같이, 고주파는 탱크(352)의 상부로부터 전파투과형 방사기(362)의 내부로 유도하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면 방사기(362)가 파손되더라도 탱크(352)로부터 오일이 누설되지 않는다. 전파투과형 방사기(362)를 통하여 전파되는 고주파는 에너지편향기(364)에 의해 오일속으로 편향된 다음, 그곳에서 흡수되거나 열에너지로 변환된다. 아직 흡수되지 않은 고주파는 메탈시링드(354)(355)(357)를 투과하지 못하고 다시 반사되어 오일속으로 되돌아온다. 가열된 오일이 다시 냉각되어 상면(366) 부근에서 고형 절연층을 형성한 경우에는 탱크(352)의 상면을 덮고 있는 시일드(357)를 제거해도 된다. 그러나, 상부 공형 절연층에는 가열된 오일이 통과할 수 있는 소형통로, 예를들면, 고주파발생기(370)의 마그네트론(368)의 양극냉각시스템으로부터 탱크(352)로 열을 전달하는 파이프(372)가 필요하다. 상기 파이프(372)는 상면(366)의 하부로 소정의 거리만큼 연장되어 있게 되므로, 오일에 잠긴 파이프(372)를 통해 이온이 제거된 양극냉각용액을 순환시키면 고형일층을 뚫을 수 있다.
제1도는 용기에 저장된 탄화수소유체로부터 청정분리된 오일을 공급하는 장치에 대한 부분절개 측면도.
제2도는 제1도에 도시된 에너지편향기의 확대 측면도.
제3도는 에너지편향기의 다른 실시예에 대한 확대 측면도.
제4도는 에너지편향기의 다른 실시예에 대한 확대 측면도.
제5도는 에너지편향기의 다른 실시예에 대한 확대 측면도.
제6도는 에너지편향기의 다른 실시예에 대한 확대 측면도.
제7도는 용기의 바닥에 있는 고점도오일 및 슬러지의 유동성을 증가시키기 위한 장치의 사시도.
제8도는 파이프라인내의 오일의 유동성을 증가시키기 위한 장치의 측면도.
제9도는 탄화수소물질로부터 탄화수소를 원래의 위치로 회수하기 위한 장치의 부분절개 측면도.
제10도는 분류물의 분리 및 세정공정을 도시하는 도면으로, 오일세일, 석탄, 이탄, 갈탄 및 타르샌드로부터 분류물을 회수하는 장치의 부분절개 개략측면도.
제11도는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하기 위한 방사기 및 편향기의 확대도.
제12도는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하기 위한 동축웨이브 가이드 방사기, 편향기 및 펌프의 확대도.
제13도는 탄화수소유체의 절연층을 제공하는 메탈시일드로 구성된 저장용기의 부분절개 측면도.
Claims (45)
- 액 300MHz 내지 300GHz 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 그것에 노출된 탄화수소물질에 전달 및 편향시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 탄화수소물질의 특정부분으로 배향시키는 공정과, 탄화수소 및 기타물질을 분류물로 분리하는 공정과, 그 결과 얻어지는 분류물을 제거하는 공정으로 이루어진 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 제1항에 있어서, 탄화수소물질은 석탄, 타르샌드, 혈암, 이탄, 갈탄 및 석유인 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 탄화수소물질로부터 소망하는 분류물을 분리하기 위한 복수의 가장 효율적인 에너지흡수주파수를 발생시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 제3항에 있어서, 복수의 주파수중 하나는 300MHz 이하인 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 제1항에 있어서, 탄화수소물질로부터 소망하는 분류물을 분리하기 위한 가장 효율적인 에너지흡수가 이루어지도록 주파수를 변화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 제1항에 있어서, 탄화수소물질의 바닥에서 시작하여 상방으로 올라가면서 전자기에너지로 탄화수소물질을 주기적으로 소사(掃射)하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 제1항에 있어서, 공정중에 방출가스가 발생하는 것을 방지하기 위하여 불활성가스시일드를 제공하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 약 300MHz 내지 300GHz 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 탄화수소물질로 전달하는 공정과, 상기 탄화수소물질을 분류물로 분리하기 위하여 충분한 시간동안 상기 탄화수소물질의 특정부위에 상기 전자기에너지를 방사하는 공정과, 상기 탄화수소물질의 온도를 검출하는 공정과, 탄화수소물질중에 존재하는 수분을 증발시키기 위하여 상기 전자기에너지의 자장의 세기와, 노출시간과, 상기 전자기에너지가 방사되는 탄화수소물질의 부피를 제어하는 공정과, 상기 탄화수소물질로부터 얻어진 분류물을 제거하는 공정으로 이루어진 지질층의 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 제8항에 있어서, 분류물의 회수를 용이하게 하기 위하여 지질층에 압축가스를 공급하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 지질층의 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 탄화수소물질로부터 소망하는 분류물을 분리하기 위한 복수의 가장 효율적인 에너지흡수주파수를 발생시키는 공정을 포함하며, 상기 복수의 주파수중 하나는 300MHz 이하인 것을 특징으로 하는 지질층의 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 방법.
- 약 300MHz 내지 300GHz 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 수용액체로 전달 및 편향시키는 공정과, 상기 수용액체의 온도를 조절하여 그 속에 존재하는 수분이 비등점에 도달하는 것을 방지할 수 있도록 상기 에너지가 편향되는 위치를 변화시키는 공정과, 상기 수용액체로부터 수분, 유황 및 기본 침전물은 남겨두고 오일만을 회수하는 공정으로 이루어진 침전물 및 수분을 포함한 수용액체로부터 오일을 회수하는 방법.
- 제11항에 있어서, 여러지점의 탄화수소액체의 국부온도를 검출하는 공정과, 전파투과성 방사기와 함께 편향기의 위치를 이동시켜서 상기 전자기에너지를 특정부위에 편향시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 침전물 및 수분을 포함한 수용액체로부터 오일을 회수하는 방법.
- 제12항에 있어서, 오일, 수분 및 기본 침전물을 분리하기에 가장 효율적인 에너지흡수가 이루어지도록 하기 위하여 상기 전자기에너지의 주파수 및 자장의 세기를 변동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 침전물 및 수분을 포함한 수용액체로부터 오일을 회수하는 방법.
- 제11항에 있어서, 분리를 하기에 가장 효율적인 소기의 에너지흡수가 이루어지도록 복수의 주파수를 발생시키는 공정을 포함하며, 복수의 주파수중 하나는 300MHz 이하인 것을 특징으로 하는 침전물 및 수분을 포함한 수용액체로부터 오일을 회수하는 방법.
- 약 300MHz 내지 300GHz 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 여러지점에서 가요성 웨이브가이드 및 방사기를 통하여 탄화수소액체에 전달 및 편향시키는 공정과, 탄화수소 액체에 전달되는 상기 전자기에너지의 손실을 방지하고 가스 및 액체의 출입을 방지하기 위하여 가요성 웨이브가이드를 시일링수단에 의하여 용기의 맨홀에 접속시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄화수소 액체의 유동성 증가방법.
- 제15항에 있어서, 불활성가스시일드를 제공하고 가열된 탄화수소액체를 저장매개체내로 펌핑하여 회수하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화수소액체의 유동성 증가방법.
- 약 300MHz 내지 300GHz 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 웨이브가이드와 스케일 및 녹의 아래에 포집된 수막을 제공하여 수분의 팽창으로 인해 스케일 및 녹이 금속표면에서 이탈되도록 하는 공정과, 모든 금속표면을 소사하기 위하여 방사위치를 변동시키는 공정으로 이루어진 바아지, 유조선, 용기, 응축기튜브 및 기타 금속표면의 벽으로부터 녹 및 스케일을 제거하는 방법.
- 약 300MHz 내지 300GHz 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 웨이브가이드 및 전파투과성 방사기를 통하여 전달하는 공정과, 파라핀을 가열하여 제거하기 위하여 파라핀이 붙은 표면에 상기 전자기에너지를 편향시키는 공정과, 제거된 파라핀을 파라핀계 오일에 존재하는 다른 탄화수소와 균질화하여 용액상태로 유지하는 공정으로 이루어진 표면에 붙은 파라핀의 제거 방법.
- 약 300MHz 내지 300GHz 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 웨이브가이드 및 전파투과형 방사기를 통하여 액체에 전달하는 공정과, 액체를 효과적으로 가열하기 위하여 방사시간을 제어하고 그 위치를 변동시키는 한편 탄화수소분류물이 증발할때까지 그 온도를 제어하는 공정과, 수분과 분리된 탄화수소분류물을 응축시키는 공정으로 이루어진 수분을 포함한 액체로부터 물보다 비등점이 낮은 탄화수소분류물을 회수하는 방법.
- 웨이브가이드를 파이프라인에 접속하는 공정과, 웨이브가이드 및 파이프라인 사이에 전자기에너지는 통과시키지만 오일은 투과시키지 않는 전파투과형 시일링부재를 설치하는 공정과, 약 300MHz 내지 300GHz 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 웨이브가이드를 통하여 파이프라인에 전달하는 공정과, 파이프라인내의 오일 및 파이프라인의 내벽에 붙은 파라핀을 가열하는 공정과, 가열된 파라핀을 오일중의 다른 탄화수소와 균질화하여 그 파라핀이 오일중에서 용액상태로 유지되게 하는 공정으로 이루어진 파이프라인내를 흐르는 오일의 점도를 감소시키고 파이프라인의 벽에 붙은 파라핀을 제거하는 방법.
- 탄화수소물질이 뭍혀있는 페이존에 공정을 뚫는 공정과, 약 300MHz 내지 300GHz 주파수범위 이하의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 관정내에 배치된 웨이브가이드를 통하여 전파시키는 공정과, 전자기에너지를 페이존에 편향시키기 위한 편향기를 전파투과형 방사기내에 배치하는 공정과, 상기 전자기에너지를 페이존의 특정부위에 집중시키기 위하여 편향기의 위치를 변동시키는 공정과, 분류물을 지표면으로 이동시켜 회수하는 것을 돕기위하여 관정내에 증기 및 이산화탄소를 포함한 압축가스를 주입하는 공정으로 이루어진 지층으로부터 탄화수소액체를 회수하는 방법.
- 제21항에 있어서, 탄화수소액체의 생산량을 극대화하기 위하여 상기 전자기에너지의 방사부위를 변화시킬 수 있도록 편향각을 변동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 지층으로부터 탄화수소액체를 회수하는 방법.
- 제21항에 있어서, 오일 및 탄화수소액체중의 수분을 가열하여 그 체적을 팽창시키는 것만으로는 분류물을 지표면으로 밀어올릴수 없다고 판단될때까지 압축가스의 주입을 지연하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 지층으로부터 탄화수소액체를 회수하는 방법.
- 제23항에 있어서, 페이존 부근의 온도를 검출하는 공정과, 그 결과에 따라 편향기의 방사위치를 조정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 지층으로부터 탄화수소액체를 회수하는 방법.
- 300MHz 내지 300GHz의 주파수범위미만의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 웨이브가이드 및 전파투과형 방사기를 통하여 전파시키는 공정과, 소망하는 절연층의 두께에 상당하는 만큼의 거리를 두고 측벽과 용기의 바닥 및 상부 사이에 동심적으로 다공질 메탈시일드를 배치하는 공정을 포함하며, 상기 메탈시일드에 뚫린 구멍은, 대기온도가 높아서 탄화수소액체의 범도가 낮은때에는 그 탄화수소액체가 메탈시일드의 일측으로부터 타측으로 유동할 수 있는 정도의 크기를 가지는 한편 전기장의 진폭보다는 작게 되어 있고, 상기 전자기에너지를 탄화수소 액체에 편향시켜서 메탈시일드의 근방에 있는 탄화수소 액체를 가열하는 공정을 포함하는 한편 상기 메탈시일드는 상기 전자기에너지를 반사하여 메탈시일드와 측벽간의 액체층의 가열을 방지하므로써 액체층이 굳어져서 대기온도가 낮을때에 용기에 자동적으로 절연층이 형성되게 한 것을 특징으로 하는 낮은 대기온도에 따라 용기내의 탄화수소액체의 일부를 절연층으로 이용하여 저장용기를 자동적으로 절연하는 방법.
- 제25항에 있어서, 탄화수소액체의 상부층의 양측입력을 동일화하여 상부층 아래에 동공의 형성으로 인하여 내파가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 탄화수소액체의 상부층에 개방통로를 형성시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 낮은 대기온도에 따라 용기내의 탄화수소액체의 일부를 절연층으로 이용하여 저장용기를 자동적으로 절연하는 방법.
- 제25항에 있어서, 편향기가 전파투과형 방사기내에서 주기적으로 상하운동하면서 탄화수소액체에 전자기에너지를 방사할 수 있도록 편향기의 운동을 미리 설정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 낮은 대기온도에 따라 용기내의 탄화수소액체의 일부를 절연층으로 이용하여 저장용기를 자동적으로 절연하는 방법.
- 지층을 통하여 탄화수소물질이 있는 페이존부근까지 관정을 뚫는 공정과, 300MHz 내지 300GHz 미만의 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 웨이브가이드를 통하여 관정내부로 전달하는 공정과 전자기에너지를 탄화수소물질속으로 편향시키는 공정과, 탄화수소물질을 충분한 시간동안 상기 전자기에너지에 노출시켜서 그 속에 존재하는 분류물을 분리하는 공정과, 1차적으로 수분을 분리하는 공정과, 다음에 가스형태의 유황 및 수소, 유황생성물등을 포함한 응축성 및 비응축성가스를 분리하는 공정과, 마지막으로 탄화수소물질에서 오일을 분리하는 공정으로 이루어진 석탄, 갈탄, 이탄, 혈암 및 타르샌드등과 같은 지층내의 탄화수소물질로부터 분류물을 분리하는 방법.
- 제28항에 있어서, 분류물을 지표면으로 배출시키기 위하여 관정내부로 압축가스를 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄, 갈탄, 이탄, 혈암 및 타르샌드등과 같은 지층내의 탄화수소물질로부터 분류물을 분리하는 방법.
- 제28항에 있어서, 탄화수소물질의 다른부분을 전자기에너지에 노출시키기 위하여 전파투과성 방사기내의 편향기의 위치를 변동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄, 갈탄, 이탄, 혈암 및 타르샌드등과 같은 지층내의 탄화수소물질로부터 분류물을 분리하는 방법.
- 관정으로부터 채광액체를 끌어내는 공정과, 300MHz 내지 300GHz 미만의 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 공정과, 상기 전자기에너지를 웨이브가이드 및 전파투과형 방사기를 통하여 상기 채광액체에 전달하는 공정과, 채광액체를 충분한 온도로 가열하여 그것으로부터 슬러리 또는 찌꺼기만 남기고 여분의 액체를 제거하기 위하여 상기 전자기에너지를 채광액체내로 편향시키는 공정으로 이루어진 관정에서 퍼올린 채광액체를 재구성하는 방법.
- 탄화수소물질용 콘테이너와, 그 콘테이너의 근방에 배치되어 300MHz 내지 300GHz 미만의 주파수 범위의 전자기에너지를 발생하는 고주파발생기와, 상기 콘테이너내에 배치된 전파투과형 방사기 및 원추형 방사기수단과, 상기 고주파발생기를 상기 방사기에 접속하는 웨이브가이드수단과, 상기 콘테이너내부의 여러가지 수위에 있는 탄화수소물질의 온도를 검출하는 온도검출수단과, 방사위치를 여러가지의 높이로 변화시켜서 상기 탄화수소물질로부터 분류물을 용이하게 회수할 수 있게끔 상기 콘테이너내의 편향기를 이동시키는 수단으로 구성된 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 장치.
- 제32항에 있어서, 상기 이동수단은 전동기 및 그 전동기에 전기접속된 제어기로 구성되며, 상기 전동기는 상기 편향기수단에 연결되어서 상기 제어기에 의해 상기 편향기수단을 이동시키는 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 장치.
- 제33항에 있어서, 상기 평향기수단은 전자기에너지가 수평면의 하부에서 그 편향기수단으로부터 상방 및 하방으로 전파될 수 있는 형상으로 되어있고, 편향각을 조정하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 장치.
- 제34항에 있어서, 상기 편향기수단은 편향된 전자기에너지를 특정방향으로 집중시키기 위한 오목 편향면을 가지는 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 장치.
- 제35항에 있어서, 상기 웨이브가이드수단은 가스방벽을 가진 가요성 동축부로 구성되고, 가요성 동축부에는 냉매를 충전하여 상기 웨이브가이드수단의 동력전달능력을 증가시키는 한편 상기 탄화수소물질로부터 방출되는 어떠한 가스류도 상기 고주파발생기로 되돌아가지 못하도록 구성된 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 장치.
- 제36항에 있어서, 상기 이동수단은 상기 편향기수단에 접속된 광섬유케이블로 구성되고, 상기 광섬유케이블은 콘테이너내부의 각 지점에서의 온도조건을 검출할 수 있도록 배향된 각개의 광섬유 가닥으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 장치.
- 제37항에 있어서, 상기 고주파발생기는 제거하고자하는 분류물에 따라 상기 탄화수소물질로부터 분류물을 분리하기 위한 가장 효율적인 에너지흡수가 이루어지도록 복수의 주파수를 제공하는 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 장치.
- 제38항에 있어서, 상기 웨이브가이드수단을 통하여 전파된 제어신호를 이용하여 상기 이동수단을 작동시키는 제어신호수단을 가지며, 상기 제어신호는 탄화수소물질을 가열하기 위한 전자기에너지의 주파수대역과는 다른 주파수대역인 것을 특징으로 하는 탄화수소물질로부터 분류물을 회수하는 장치.
- 고점도의 탄화수소액체용 콘테이너와, 그 콘테이너의 근방에 배치되어 300MHz 내지 300GHz 미만의 주파수범위의 전자기에너지를 발생하는 고주파발생기와, 콘테이너의 내부에 배치되어 상기 전자기에너지는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않는 관형상의 전파투과형 방사기와, 상기 고주파발생기를 상기 방사기에 접속하기 위한 것으로, 가스방벽을 가진 가요성부로 이루어진 웨이브가이드수단과, 상기 전파투과형 방사기내에 배치된 편향기수단과, 상기 콘테이너내부의 각부에 배치된 온도검출수단과, 방사위치를 변화시키서 탄화수소액체의 온도를 제어하기 위하여 상기 전파투과형 방사기내에서 상기 편향기수단을 이동시키는 이동수단으로 구성되고, 상기 이동수단은 제어기에 전기 접속된 전동기와 상기 편향기수단을 이동시키는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 탄화수소액체를 분류물로 분리하는 장치.
- 제40항에 있어서, 상기 편향기수단의 편향각을 변화시키는 수단이 포함된 것을 특징으로 하는 탄화수소액체를 분류물로 분리하는 장치.
- 300MHz 내지 300GHz 미만의 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 고주파발생기수단과, 끝부분이 막힌 튜브형상의 웨이브가이드수단 및 전파투과형 방사기와, 상기 방사기내에 배치된 편향기수단과, 상기 방사기수단내에서 편향기수단을 이동시키는 이동수단과, 상기 웨이브가이드수단 및 방사기수단의 용기의 내부에 배치되어 있고 상기 고주파발생기가 동작하는 경우에 상기 전자기에너지의 손실을 방지하는 한편 가스 및 액체의 출입을 차단하기 위하여 상기 웨이브가이드수단과 용기의 맨홀을 접속하는 시일링수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 액체의 유동성증가에 의해 용기로부터 고점도의 탄화수소액체를 제거하는 장치.
- 제42항에 있어서, 가열에 의해 점도가 저하된 탄화수소액체를 퍼올리기 위한 펌핑수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체의 유동성증가에 의해 용기로부터 고점도의 탄화수소액체를 제거하는 장치.
- 저장탱크의 측벽, 상부 및 하부로부터 소망하는 절연층의 두께에 상당하는 일정한 거리를 두고 안쪽으로 이격시켜서 저장용기내에 동심적으로 배치한 다공질 메탈시일드와, 저장용기내에서 상기 다공질 메탈시일드의 위치를 유지하는 수단과, 300MHz 내지 300GHz 미만의 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 고주파발생기수단과, 전자기에너지를 저장용기로 전달하는 웨이브가이드수단과, 저장용기내에 배치되어서 상기 웨이브가이드수단으로부터 전자기에너지를 받는 전파투과형 방사기와, 상기 전파투과형 방사기내에 배치되어서 전자기에너지를 상기 액체로 편향시키는 편향기수단으로 구성되고, 상기 메탈시일드에 형성된 구멍들은, 기후가 온화해서 탄화수소액체의 점도가 낮을때에는 그 탄화수소액체가 메탈시일드와 저장용기의 측벽 사이에서 순환유동하여 상기 메탈시일드 내부의 탄화수소액체와 혼합되는 한편 기후가 한냉해서 탄화수소액체의 점도가 높은때에는 순환유동이 방지될 수 있는 크기로 되어있고, 또 상기 메탈시일드의 구멍들은 전기장의 진폭보다 작은 크기로 형성되므로써 상기 메탈시일드는 전자기에너지를 안쪽으로 반사하여 상기 메탈시일드와 저장용기의 측벽사이에 있는 탄화수소액체층이 가열되는 것을 방지하는 결과, 추운날씨중에는 탄화수소액체층을 고체화하여 절연층을 형성하는 것을 특징으로 하는 대기온도의 변화에 따라 탄화수소유체의 일부를 이용하여 저장용기내부를 자동적으로 절연시키는 장치.
- 파이브라인의 일단에 접속되는 웨이브가이드수단과, 상기 웨이브가이드수단과 파이프라인의 단부 사이에 배치되어서 전자기에너지는 투과시키는 반면 파이프라인중의 오일은 투과시키지 않는 전파투과형 시일링 수단과, 300MHz 내지 300GHz 미만의 주파수범위의 전자기에너지를 발생시키는 고주파발생기수단으로 구성되고, 상기 고주파발생기수단은 상기 웨이브가이드수단에 접속되어서 전자기에너지를 상기 전파투과형 시일링수단을 통하여 파이프라인내로 전달하여 파이프라인내의 오일 및 파이프라인의 측벽에 붙은 파라핀을 가열하므로써 상기 파라핀이 다른 탄화수소와 균질화되어 오일중에서 용액상태를 유지하도록 한것을 특징으로 하는 파이프라인내의 오일의 점도를 감소시키고 파이프라인의 벽에 붙은 파라핀을 제거하는 방법.
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