WO2012099344A2 - 해저 유정유체 분리 및 저장장치 - Google Patents

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WO2012099344A2
WO2012099344A2 PCT/KR2011/009968 KR2011009968W WO2012099344A2 WO 2012099344 A2 WO2012099344 A2 WO 2012099344A2 KR 2011009968 W KR2011009968 W KR 2011009968W WO 2012099344 A2 WO2012099344 A2 WO 2012099344A2
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crude oil
separation
storage facility
seawater
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장대준
쥐 베르간팔
장광필
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한국과학기술원
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    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D17/0211—Separation of non-miscible liquids by sedimentation with baffles
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    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/78—Large containers for use in or under water

Definitions

  • the present invention relates to a seabed oil fluid separation and storage device, and more specifically, to separate the oil fluid extracted from the production well of the seabed into a gas component, a water component and a crude oil component, and to store the crude oil component separated from the oil fluid, A subsea oil well separation and storage device that is easy to design and control.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a system for treating an oil well which is generally used.
  • an oil well extracted from a seabed producing well is subjected to a three-phase separator 10.
  • the three-phase separator 10 has a partition wall 11 formed therein, and is divided into a first tank 20 and a second tank 30 with a boundary surface of the partition wall 11, and an empty space is formed thereon.
  • the oil well flows into the first tank 20 inside the three-phase separator 10 and is separated into a gas component, a water component, and a crude oil component.
  • the gas component contained in the oil well is separated into the empty space above the three-phase separator 10, and when the oil fluid exceeds the capacity of the first tank 20, a crude oil component having a lower density than the water component flows.
  • the second tank (30) Separated to the second tank (30).
  • the gas component separated in the three-phase separator 10 is transferred to the gas injection well via the compressor 40, the water component is transferred to the water injection well by the water pump 21, and the crude oil component is the crude oil pump 31. It is conveyed to the floating body 50 by).
  • the float 50 is provided with a crude oil storage facility (51).
  • Such a system for treating an oil fluid must be carefully designed and properly controlled so that the three-phase separator 10 separates the gas component, the water component and the crude component to an appropriate purity.
  • the floating oil since the oil processing system does not have a facility for storing crude oil, the floating oil must be provided with a crude oil storage facility 51 and the float 50 provided with the crude oil storage facility 51 has a volume. Because of its large size, there is a risk of collision with ships carrying crude oil.
  • the oil fluid treatment system should use a high pressure vessel to withstand the pressure of the seabed.
  • the present invention has been made to solve the above problems, it is easy to design and control, can reduce the volume of the floating body, the bottom oil fluid separation and storage device is formed in a structure that is easy to withstand the pressure of the seabed It is to provide.
  • the seabed oil separation and storage device of the present invention is a two-phase separator in which an oil fluid extracted from a production well of the seabed flows in and is separated into a gas containing a liquid and a gas containing a water component and a crude oil component by a density difference.
  • the subsea storage facility 200 has a partition 201 formed therein is divided into a first tank 210 and a second tank 220, the liquid separated in the two-phase separator 100 is the first When the storage capacity of the first tank 210 is exceeded while continuously flowing into the first tank 210, the crude oil having a lower density than the water component flows from the liquid and flows into the second tank 220. .
  • the subsea storage facility 200 is composed of a first tank 210 and a second tank 220, each independently formed, the liquid separated in the two-phase separator 100 is the first tank (210) When the storage amount of the first tank 210 is exceeded while continuously flowing in, the crude oil component having a lower density than the water component in the liquid is introduced into the second tank 220.
  • the subsea storage facility 200 is a pressure balancing means for the bottom of the second tank 220 to maintain the pressure of the sea water around the subsea storage facility 200 and the inside of the subsea storage facility 200 uniformly. Characterized in that formed.
  • the seabed storage facility 200 is characterized in that the pressure is uniformly maintained by the sea water flows into the opening 222 of the lower side of the second tank 220 by the pressure balancing means.
  • the pressure balancing means is characterized by being formed of a movable separator 223 having a density greater than that of the crude oil component and less than that of the seawater.
  • the movable separating plate 223 may further include a folding member 223a coupled to the movable separating plate 223 while opening both sides thereof and surrounding the inside of the second tank 220.
  • the pressure balancing means is characterized in that the separation and expansion membrane 224 is formed.
  • the second tank 220 has a separation wall 225 formed in a zigzag form spaced apart at a predetermined interval therein, and a perforated part 226 formed with a predetermined area of one end is formed, thereby forming the perforated part 226. Seawater flows in and out through it, characterized in that the pressure inside is kept uniform.
  • the second tank 220 has a flow path formed by a plurality of separation walls 225 formed in a zigzag form spaced apart at a predetermined interval therein, and a perforated part communicating with a point where the flow path ends or starts ( 226 is formed, and the seawater flows in and out through the punching part 226 to maintain the pressure of the flow path uniformly.
  • the second tank 220 may further include a movable blocking plate 227 disposed at a boundary between the crude oil component flowing into the flow path and the seawater so that the seawater does not contact each other. .
  • the present invention is easy to design and control by using a two-phase separator, it is possible to form a small volume.
  • the size of the floating body can be significantly reduced, thereby eliminating the risk of collision between the ship carrying the crude oil and the floating body, and between the ship carrying the crude oil and the floating body Mooring operation is easy.
  • 1 is a system configuration for processing a conventional subsea oil well.
  • FIG. 2 is a block diagram of Embodiment 1 of the seabed oil separation and storage device of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of Embodiment 2 of the seabed oil separation and storage device of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of Embodiment 3 of the seabed oil separation and storage device of the present invention.
  • Embodiment 4 of a seabed oil separation and storage device of the present invention
  • Figure 6 is a schematic view of Embodiment 5 of a seabed oil separation and storage device of the present invention.
  • Figure 7 is a block diagram of a sixth embodiment of the seabed oil separation and storage device of the present invention.
  • Embodiment 8 is a block diagram of Embodiment 7 of a seabed oil separation and storage device of the present invention.
  • Embodiment 8 of the seabed oil separation and storage device of the present invention.
  • the present invention relates to a seabed oil separation and storage device, and more specifically, to separate the oil fluid extracted from the production well of the seabed into a gas component, a water component and a crude oil component, and to store the crude oil component separated from the oil fluid, A subsea oil well separation and storage device that is easy to design and control.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of Embodiment 1 of the seabed oil separation and storage device of the present invention
  • Figure 3 is a configuration diagram of Embodiment 2 of the seabed oil separation and storage device of the present invention
  • Figure 4 is a seabed well of the present invention
  • 5 is a configuration diagram of Embodiment 4 of the seabed oil separation and storage device of the present invention
  • FIG. 6 is an embodiment of the seafloor oil fluid separation and storage device of the present invention.
  • 5 is a block diagram of Embodiment 6 of the seabed oil separation and storage device of the present invention
  • FIG. 8 is a block diagram of Embodiment 7 of the seabed fluid separation and storage device of the present invention.
  • 8 is a block diagram of the eighth embodiment of the seabed oil separation and storage device of the present invention.
  • the seabed oil separation and storage device of the present invention the two-phase separator 100 is provided.
  • the oil well extracted from the production well of the seabed enters the two-phase separator 100 along the seabed pipeline 400 connecting the production well and the two-phase separator 100, a liquid containing water and crude oil components. And gas containing a gas component. Since the liquid containing the water component and the crude oil component is denser than the gas containing the gas component, the liquid is separated below the two-phase separator 100 and the gas is separated above the two-phase separator 100.
  • the two-phase separator 100 is relatively easier to design and control than a subsea oil treatment system using a three-phase separator, and may reduce volume.
  • the liquid separated in the two-phase separator 100 is connected to the bottom of the two-phase separator 100 and the subsea storage facility 200 along the subsea pipeline 400 connecting the subsea storage facility 200.
  • the gas separated in the two-phase separator 100 is transferred to the gas injection well along the seabed pipeline 400 connecting the upper portion of the two-phase separator 100 and the gas injection well.
  • Such a structure can prevent polyphase flow by using the subsea pipeline 400 spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the liquid separated in the two-phase separator 100 may be transferred to the subsea storage facility 200 due to gravity, and the subsea pipeline 400 in which the liquid separated in the two-phase separator 100 is transferred.
  • a pump for forcibly transporting the liquid separated from the two-phase separator 100 to prevent backflow
  • the gas separated from the two-phase separator 100 may be transferred to the gas injection well due to the density difference.
  • a compressor for compressing and forcibly transporting the gas separated from the two-phase separator 100 to the subsea pipeline 400 through which the gas separated from the two-phase separator 100 is transferred and preventing backflow. It may be.
  • the seabed oil separation and storage device as described above includes a float (300).
  • the floating body 300 is disposed to float on the water surface and is connected to the subsea storage facility 200.
  • the liquid separated in the two-phase separator 100 flows into the subsea storage facility 200 and is separated into a water component and a crude oil component.
  • the water component separated from the subsea storage facility 200 is transferred to the water injection well along the subsea pipeline 400 connecting the subsea storage facility 200 and the water injection well by the operation of the water pump 211.
  • the crude oil component separated from the subsea storage facility 200 is connected to the subsea storage facility 200 and the floating body 300 by the operation of the crude oil pump 221. It is transferred to the float (300).
  • the crude oil component transferred to the floating body 300 may be carried on a ship carrying crude oil.
  • the crude oil component is stored in the seabed storage facility 200, it is not necessary to have a facility for storing the crude oil component in the floating body 300. Therefore, since the volume of the floating body 300 can be reduced, the collision risk of the ship carrying crude oil and the floating body 300 can be eliminated, and the mooring operation of the ship carrying crude oil and the floating body 300 is performed. It is easy.
  • the seabed oil separation and storage device of the first embodiment of the present invention, the two-phase separator 100 and the seabed storage facility 200 is provided.
  • the oil fluid extracted from the seabed is separated into a gas containing a liquid and a gas component including a water component and a crude oil component in the two-phase separator 100, and the separated liquid is introduced into the subsea storage facility 200.
  • the seabed storage facility 200 as described above may be partitioned into a partition 201 therein and divided into a first tank 210 and a second tank 220, and the liquid separated in the two-phase separator 100 It may flow into the first tank 210.
  • the subsea storage facility 200 may be provided with a pressure balancing means so that sea water flows into the opening 222 of the lower side of the second tank 220.
  • the pressure balancing means may be a movable separator 223 provided at the bottom of the second tank 220.
  • the movable separator 223 has a density greater than that of crude oil and less than that of seawater.
  • the structure as described above may prevent the crude oil stored in the second tank 220 from mixing with the seawater while equalizing the pressure of the seawater around the subsea storage facility 200 and the inside of the subsea storage facility 200.
  • the movable separator 223 is provided between the seawater and the crude oil component to form an interface by the difference in density.
  • the component is transferred to the water injection well by the operation of the water pump 211 or the crude oil component is transferred to the floating body 300 by the operation of the crude oil pump 221 to pressure inside the subsea storage facility 200.
  • the seawater around the subsea storage facility 200 and the pressure inside the subsea storage facility 200 may be uniform.
  • the subsea storage facility 200 as described above is easy to configure because the first tank 210 and the second tank 220 are integrally formed so that a separate connection member is not required.
  • the movable separating plate 223 further includes a folding member 223a in which both sides are opened and one side surface opened while surrounding the inside of the second tank 220 is coupled to the movable separating plate 223. Is formed.
  • the folding member (223a) is formed so that the surface can be folded in a curved form.
  • the seabed oil separation and storage device of Embodiment 2 of the present invention includes the two-phase separator 100 and the seabed storage facility 200.
  • the oil well extracted from the seabed is separated into a gas containing a liquid and a gas component including a water component and a crude oil component in the two-phase separator 100, and the separated liquid flows into the subsea storage facility 200.
  • the seabed storage facility 200 as described above, the partition wall 201 is formed therein can be divided into the first tank 210 and the second tank 220, the liquid separated in the two-phase separator 100 May flow into the first tank 210.
  • the subsea storage facility 200 may be provided with a pressure balancing means so that sea water flows into the opening 222 of the lower side of the second tank 220.
  • the pressure balancing means may be a separation membrane 224 provided at the bottom of the second tank 220.
  • the separator 224 may contract and expand.
  • the separation membrane 224 expands, and the seawater under the second tank 220 is expanded.
  • the seawater around the subsea storage facility 200 and the pressure inside the subsea storage facility 200 may be uniform.
  • the water component is transferred to the water injection well by the operation of the water pump 211 or the crude oil component is transferred to the floating body 300 by the operation of the crude oil pump 221.
  • the separation membrane 224 is reduced, and seawater flows into the lower portion of the second tank 220 to store the seawater and the subsea storage around the subsea storage facility 200.
  • Pressure inside the facility 200 may be uniform.
  • the subsea storage facility 200 as described above is easy to configure because the first tank 210 and the second tank 220 are integrally formed so that a separate connection member is not required.
  • the seabed oil separation and storage device of Embodiment 3 of the present invention includes the two-phase separator 100 and the seabed storage facility 200.
  • the oil fluid extracted from the seabed is separated into a gas containing a liquid and a gas component including a water component and a crude oil component in the two-phase separator 100, and the separated liquid is introduced into the subsea storage facility 200.
  • the subsea storage facility 200 may be composed of a first tank 210 and a second tank 220 that are formed independently of each other. After the liquid separated in the two-phase separator 100 flows into the first tank 210, the water component and the crude oil component are separated by the density difference.
  • the crude oil component Since the density of the crude oil component is smaller than that of the water component, the crude oil component is separated from the upper side of the first tank 210.
  • the crude oil component separated by the density difference is the upper side of the first tank 210 and the second tank 220.
  • the second tank 220 may be stored and introduced through the subsea pipeline 400 connecting the water, and the water component remaining in the first tank 210 exceeds the capacity of the first tank 210. May be sent to the water injection well by operation of the water pump 211.
  • the subsea storage facility 200 may be provided with a pressure balancing means so that sea water flows into the opening 222 of the lower side of the second tank 220.
  • the pressure balancing means may be a movable separator 223 provided at the bottom of the second tank 220.
  • the movable separator 223 has a density greater than that of crude oil and less than that of seawater.
  • the structure as described above may prevent the crude oil stored in the second tank 220 from mixing with the seawater while equalizing the pressure of the seawater around the second tank 220 and the inside of the second tank 200.
  • the movable separator 223 is provided between the seawater and the crude oil component to form an interface by the difference in density.
  • the movable separator 223 descends, and the crude oil component in the second tank 200.
  • the seabed storage facility 200 as described above can ensure the separation of the water and crude oil components by separately forming the first tank 210 and the second tank 220, respectively.
  • the movable separating plate 223 further includes a folding member 223a in which both sides are opened and one side surface opened while surrounding the inside of the second tank 220 is coupled to the movable separating plate 223. Is formed.
  • the folding member (223a) is formed so that the surface can be folded in a curved form.
  • the seabed oil separation and storage device of Embodiment 1 of the present invention includes the two-phase separator 100 and the seabed storage facility 200.
  • the oil fluid extracted from the seabed is separated into a gas containing a liquid and a gas component including a water component and a crude oil component in the two-phase separator 100, and the separated liquid is introduced into the subsea storage facility 200.
  • the subsea storage facility 200 may be composed of a first tank 210 and a second tank 220 that are formed independently of each other. After the liquid separated in the two-phase separator 100 flows into the first tank 210, the water component and the crude oil component are separated by the density difference.
  • the crude oil component Since the density of the crude oil component is smaller than that of the water component, the crude oil component is separated from the upper side of the first tank 210.
  • the crude oil component separated by the density difference is the upper side of the first tank 210 and the second tank 220.
  • the second tank 220 may be stored and introduced through the subsea pipeline 400 connecting the water, and the water component remaining in the first tank 210 exceeds the capacity of the first tank 210. May be sent to the water injection well by operation of the water pump 211.
  • the subsea storage facility 200 may be provided with a pressure balancing means so that sea water flows into the opening 224 of the lower side of the second tank 220.
  • the pressure balancing means may be a separation membrane 224 provided at the bottom of the second tank 220.
  • the separator is capable of contraction and expansion.
  • the separation membrane 224 expands and pushes the seawater under the second tank 220 to the second tank 220.
  • the seawater around the second tank 220 and the pressure inside the second tank 220 may be uniform.
  • the separation membrane 224 when the crude oil is transferred to the floating body 300 by the operation of the crude oil pump 221 in the second tank 220 and the pressure inside the second tank 220 is lowered, the separation membrane 224.
  • the seabed storage facility 200 as described above can ensure the separation of the water and crude oil components by separately forming the first tank 210 and the second tank 220, respectively.
  • the subsea storage facility 200 includes the first tank 210 and the second tank 220 integrated with each other.
  • the second tank 220 is formed to further include a plurality of separation walls 225 and the drilling portion 226.
  • the plurality of separation walls 225 are formed in a zigzag form with a predetermined interval spaced inside the second tank 220 to partition the inside of the second tank 225 into a plurality of spaces.
  • the drilling portion 226 is a portion in which a predetermined area of one end of the second tank 220 is punched out and the seawater flows in and out, and the second tank 220 flows in and out of the sea through the drilling portion 226.
  • the pressure inside is kept uniform.
  • the seawater component introduced into the second tank 220 flows out to the outside through the perforation part 226 to be seawater and the inside.
  • the pressure of the oil is uniform, and the crude oil introduced into the interior is transferred to the floating body to lower the pressure, the seawater is introduced into the interior through the drilling portion 226 to maintain a uniform pressure inside.
  • the subsea storage facility 200 includes a first tank 210 and a second tank 220, respectively.
  • the second tank 220 is formed to further include a plurality of separation walls 225 and the drilling portion 226.
  • the plurality of separation walls 225 are formed in a zigzag form with a predetermined interval spaced inside the second tank 220 to partition the inside of the second tank 225 into a plurality of spaces.
  • the drilling portion 226 is a portion in which a predetermined area of one end of the second tank 220 is punched out and the seawater flows in and out, and the second tank 220 flows in and out of the sea through the drilling portion 226.
  • the pressure inside is kept uniform.
  • the seawater component introduced into the second tank 220 flows out to the outside through the perforation part 226 to be seawater and the inside.
  • the pressure of the oil is uniform, and the crude oil introduced into the interior is transferred to the floating body to lower the pressure, the seawater is introduced into the interior through the drilling portion 226 to maintain a uniform pressure inside.
  • the subsea storage facility 200 includes a first tank 210 and a second tank 220. It is formed integrally, the second tank 220 is formed further comprising a plurality of separation walls 225, a flow path formed by the plurality of separation walls 225, and a perforation portion 226.
  • the plurality of separation walls 225 are formed in a zigzag form by being spaced apart at a predetermined interval inside the second tank 220 to form a flow path in the second tank 220.
  • the perforation part 226 is in communication with the end point or the starting point of the flow path and the seawater flows in and out, the second tank 220 is the seawater flows into the flow path through the perforation part 226 to the inside
  • the pressure is kept uniform.
  • the second tank 220 flows out of the seawater to the outside through the perforation part 226 to the outside of the seawater.
  • the pressure and the pressure of the flow path are uniform, when the crude oil introduced into the flow path is transferred to the floating body and the pressure is lowered, seawater flows into the flow path through the perforation part 226 to maintain the pressure in the flow path uniformly.
  • the second tank 220 may further include a movable blocking plate 227 disposed at a boundary between the crude oil and the seawater flowing into the passage so that the crude oil and the seawater do not contact each other.
  • the subsea storage facility 200 includes a first tank 210 and a second tank 220.
  • Each of the second tank 220 is formed as a stand-alone, in the eighth embodiment is formed with a flow path therein, and further comprises a plurality of separation walls 225 and perforations 226.
  • the plurality of separation walls 225 are formed in a zigzag form spaced apart from each other by a predetermined interval to partition the flow path into a plurality of spaces.
  • the perforation part 226 is in communication with the end point or the starting point of the flow path and the seawater flows in and out, the second tank 220 is the seawater flows into the flow path through the perforation part 226 and the The pressure is kept uniform.
  • the second tank 220 flows out of the seawater to the outside through the perforation part 226 to the outside of the seawater.
  • the pressure and the pressure of the flow path are uniform, when the crude oil introduced into the flow path is transferred to the floating body and the pressure is lowered, seawater flows into the flow path through the perforation part 226 to maintain the pressure in the flow path uniformly.
  • the second tank 220 may further include a movable blocking plate 227 disposed at a boundary between the crude oil and the seawater flowing into the passage so that the crude oil and the seawater do not contact each other.
  • the above seabed oil fluid separation and storage device is a three-phase separator using the two-phase separator 100 for separating the oil fluid extracted from the seabed into a liquid and gas to separate the water components, crude oil components and gas components Compared to this, it is relatively easy to design and control, and the volume can be reduced.
  • the seabed oil fluid separation and storage device by storing the crude oil components in the seabed storage facility can reduce the volume of the floating body 300, the collision between the floating body 300 and the ship carrying the crude oil The risk can be eliminated, and the mooring operation between the floating body 300 and a ship carrying crude oil is easy.
  • the sea bottom oil fluid separation and storage device by forming the bottom of the second tank 220 in which the crude oil components are stored as the movable separator or separator, the sea water and the crude oil around the crude oil storage facility 200 By uniformizing the pressure inside the storage facility 200, it is easy to withstand the high pressure of the seabed.

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Abstract

본 발명은 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체를 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분으로 분리하고, 유정유체에서 분리된 원유성분을 저장하며, 설계와 제어가 용이한 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것이다.

Description

해저 유정유체 분리 및 저장장치
본 발명은 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체를 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분으로 분리하고, 유정유체에서 분리된 원유 성분을 저장하며, 설계와 제어가 용이한 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것이다.
심해 유전 개발에 따라 해저에서 유정유체를 처리해야 하는 필요성이 증가하고 있으며, 현재 해저에서 유정유체를 처리하는 시스템이 설치 및 운용되고 있다.
도1은 일반적으로 사용되어지는 유정유체를 처리하는 시스템의 구성도이다.
도1을 참조하면, 해저 생산 유정으로부터 뽑아낸 유정유체는 3상 분리기(10)를 거친다. 상기 3상 분리기(10)는 내부에 격벽(11)이 형성되고, 상기 격벽(11)을 경계면으로 제1탱크(20)와 제2탱크(30)로 나누어지며, 상부에 빈공간이 형성된다. 유정유체는 상기 3상 분리기(10) 내부의 제1탱크(20)에 유입된 후 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분으로 분리된다. 상기 3상 분리기(10) 상부의 빈 공간에 유정유체에 포함된 가스성분이 분리되고, 유정유체가 상기 제1탱크(20)의 수용량을 초과하면 물 성분보다 밀도가 작은 원유성분이 흘러 넘쳐 상기 제2탱크(30)에 분리된다. 상기 3상 분리기(10)에서 분리된 가스성분은 압축기(40)를 거쳐 가스 주입유정으로 이송되고, 물 성분은 물 펌프(21)에 의해 물 주입 유정으로 이송되며, 원유 성분은 원유 펌프(31)에 의해 부유체(50)로 이송된다. 상기 부유체(50)는 원유 저장 설비(51)가 구비된다.
상기와 같은 유정유체를 처리하는 시스템은 상기 3상 분리기(10)가 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분을 적절한 순도까지 분리하도록 정교하게 설계되고, 적절하게 제어 되어야만 한다.
또한, 상기 유정유체를 처리하는 시스템은 별도로 원유가 저장되는 설비가 없기 때문에 상기 부유체에 반드시 원유저장설비(51)가 구비되어야 하며 상기 원유저장설비(51)가 구비된 부유체(50)는 부피가 크기 때문에 원유를 운반하는 선박과의 충돌 위험이 있다.
또한, 상기 유정유체를 처리하는 시스템은 해저의 압력을 견디기 위해 고압 압력 용기를 사용하여야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 설계와 제어가 용이하고, 부유체의 부피를 축소시킬 수 있으며, 해저의 압력을 견디기 용이한 구조로 형성되는 해저 유정유체 분리 및 저장장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체가 유입되어 밀도차에 의해 물성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되는 2상 분리기(100); 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 유입되어 밀도차에 의해 물 성분과 원유 성분으로 분리되는 해저 저장 설비(200); 수면 상에 부유하도록 배치되고, 상기 해저 저장 설비(200)와 연결되는 부유체(300); 상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 물 성분을 물 주입 유정으로 배출시키는 물펌프(211); 및 상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 원유 성분을 상기 부유체(300)로 배출시키는 원유펌프(221);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해저 저장 설비(200)는 내부에 격벽(201)이 형성되어 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 나누어지며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 지속적으로 유입되면서 상기 제1탱크(210)의 저장량이 초과되면, 액체 중에서 밀도가 물 성분보다 낮은 원유성분이 흘러넘쳐서 상기 제2탱크(220)로 유입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해저 저장 설비(200)는 각각 독립 형성되는 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 구성되며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 지속적으로 유입되면서 상기 제 1탱크(210)의 저장량이 초과되면, 액체 중에서 밀도가 물 성분보다 낮은 원유 성분이 상기 제2탱크(220)로 유입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해저 저장 설비(200)는 상기 제2탱크(220)의 바닥이 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200)의 내부의 압력을 균일하게 유지시키는 압력균형수단으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해저 저장 설비(200)는 상기 압력균형수단에 의해 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입되어 압력이 균일하게 유지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압력균형수단은 원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가지는 이동식 분리판(223)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동식 분리판(223)은 양측면이 개구되고 상기 제 2탱크(220)의 내부를 둘러싸면서 상기 이동식 분리판(223)에 결합되는 접힘부재(223a)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압력균형수단은 수축 및 팽창이 가능한 분리막(224)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2탱크(220)는 내부에 일정간격 이격되어 지그재그형태로 형성되는 분리벽(225), 일단의 일정영역이 천공된 천공부(226)가 형성되어, 상기 천공부(226)를 통해 내부로 해수가 유출입되어 내부의 압력이 균일하게 유지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2탱크(220)는 내부에 일정간격 이격되어 지그재그형태로 형성되는 복수개의 분리벽(225)에 의해 유로가 형성되고, 상기 유로가 끝나는 지점 또는 시작되는 지점과 연통되는 천공부(226)가 형성되어, 상기 천공부(226)를 통해 내부로 해수가 유출입되어 상기 유로의 압력이 균일하게 유지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2탱크(220)는 유로로 유입되는 원유 성분과 해수가 서로 맞닿지 않도록 유로로 유입되는 원유 성분과 해수의 경계에 배치되는 이동식 차단판(227)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 2상 분리기를 사용함으로써 설계와 제어가 용이하며, 부피를 작게 형성할 수 있다.
또한, 해저에 구비되는 해저 저장 설비에 원유 성분을 저장함으로써, 부유체의 크기를 대폭 줄일 수 있으므로 원유를 운반하는 선박과 부유체의 충돌 위험을 제거할 수 있으며, 원유를 운반하는 선박과 부유체간의 계류 작업이 용이하다.
또한, 제2탱크의 바닥을 이동식 분리판이나 분리막으로 형성함으로써 해저에서의 압력에 견디기 용이하다.
도1은 종래의 해저 유정유체를 처리하는 시스템 구성도.
도2는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 1의 구성도.
도3는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 2의 구성도.
도4는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 3의 구성도.
도5는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 4의 구성도.
도6는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 5의 구성도.
도7는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 6의 구성도.
도8는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 7의 구성도.
도9는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 8의 구성도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 고안의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체를 가스 성분과 물 성분 및 원유 성분으로 분리하고, 유정유체에서 분리된 원유성분을 저장하며, 설계와 제어가 용이한 해저 유정유체 분리 및 저장장치에 관한 것이다.
도2는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 1의 구성도, 도3은 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 2의 구성도, 도4는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 3의 구성도, 도5는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 4의 구성도, 도6은 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 5의 구성도, 도7는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 6의 구성도, 도8는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 7의 구성도, 도9는 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치의 실시예 8의 구성도이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 2상 분리기(100)가 구비된다. 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체가 상기 생산 유정과 2상 분리기(100)를 연결하는 해저 파이프 라인(400)을 따라 상기 2상 분리기(100)에 유입되면 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스성분을 포함하는 기체로 분리된다. 물성분과 원유성분을 포함하는 액체는 가스성분을 포함하는 기체보다 밀도가 크기 때문에 액체는 상기 2상 분리기(100)의 하측에 분리되고 기체는 상기 2상 분리기(100)의 상측에 분리된다. 상기 2상 분리기(100)는 3상 분리기를 사용하는 해저 유정유체 처리 시스템에 비해 상대적으로 설계나 제어가 용이하며, 부피를 축소시킬 수 있다.
도2를 참조하면, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체는 상기 2상 분리기(100)의 하부와 해저 저장 설비(200)를 연결하는 해저 파이프 라인(400)을 따라 상기 해저 저장 설비(200)로 이송되며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 기체는 상기 2상 분리기(100)의 상부와 가스 주입 유정을 연결하는 해저 파이프 라인(400)을 따라 가스 주입 유정으로 이송된다. 상기와 같은 구조는 서로 일정 간격 이격된 해저 파이프 라인(400)을 이용함으로써 다상유동을 방지할 수 있다.
상기와 같이 2상 분리기(100)에서 분리된 액체는 중력으로 인해 상기 해저 저장 설비(200)로 이송될 수 있고, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 이송되는 상기 해저 파이프 라인(400)에 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체를 강제 이송하며 역류를 방지하는 펌프가 구비될 수도 있으며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 기체는 밀도차로 인해 상기 가스 주입 유정으로 이송될 수 있고, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 기체가 이송되는 상기 해저 파이프 라인(400)에 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 기체를 압축하여 강제 이송하며 역류를 방지하는 압축기가 구비될 수도 있다.
상기와 같은 해저 유정유체 분리 및 저장 장치는 부유체(300)를 포함한다. 상기 부유체(300)는 수면 상에 부유하도록 배치되며, 상기 해저 저장 설비(200)와 연결된다. 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체는 상기 해저 저장 설비(200)에 유입되어 물 성분과 원유 성분으로 분리된다. 상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 물 성분은 물 펌프(211)의 작동에 의해 상기 해저 저장 설비(200)와 물 주입 유정을 연결하는 해저 파이프 라인(400)을 따라 물 주입 유정으로 이송된다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 원유 성분은 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 해저 저장 설비(200)와 상기 부유체(300)를 연결하는 해저 파이프 라인(400)을 따라 상기 부유체(300)로 이송된다. 상기 부유체(300)로 이송된 원유 성분은 원유를 운반하는 선박에 옮겨 실려 운반될 수 있다.
상기와 같은 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 해저 저장 설비(200)에 원유 성분이 저장됨으로써 상기 부유체(300)에 원유 성분을 저장하는 설비를 갖출 필요가 없다. 따라서 상기 부유체(300)의 부피를 축소시킬 수 있으므로 원유를 운반하는 선박과 상기 부유체(300)의 충돌 위험을 제거할 수 있으며 원유를 운반하는 선박과 상기 부유체(300)의 계류 작업이 용이하다.
이하, 상기와 같은 해저 유정유체 저장장치의 해저 저장 설비(200) 내부에서 물 성분과 원유 성분을 분리하기 위한 구조와, 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력을 균일하게 하기 위한 구성의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 2상 분리기(100)와 해저 저장 설비(200)가 구비된다. 해저에서 뽑아낸 유정유체가 상기 2상 분리기(100)에서 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되며 분리된 액체가 상기 해저 저장 설비(200)에 유입된다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 내부에 격벽(201)이 형성되어 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 나누어질 수 있으며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)로 유입될 수 있다. 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 계속해서 유입되어 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 액체에 포함된 물 성분과 원유 성분 중 밀도가 작은 원유 성분이 상기 제1탱크(210)에서 흘러넘쳐서 상기 제2탱크(220)로 저장될 수 있다. 이때, 상기 제1탱크(210)에서 물 성분의 수위가 높아지면 상기 제2탱크(220)에 물 성분이 유입될 수 있다. 따라서 상기 제2탱크(220)에 물 성분이 유입되지 않도록 상기 물 펌프(211)를 작동시켜 상기 제1탱크(210)에 저장되어 있는 물 성분의 수위를 조절할 수 있도록 한다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)는, 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입될 수 있도록 압력균형수단이 구비될 수 있다. 상기 압력균형수단은 상기 제2탱크(220)의 바닥에 구비되는 이동식 분리판(223)일 수 있다. 상기 이동식 분리판(223)은 원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가진다.
상기와 같은 구조는 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력을 동일하게 하면서, 상기 제2탱크(220)에 저장된 원유성분이 해수와 섞이지 않게 할 수 있다. 상기 이동식 분리판(223)이 해수와 원유 성분 사이에 구비되어 밀도 차에 의해 경계면을 형성한다. 상기 해저 저장 설비(200) 내부에 물 성분과 원유 성분이 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 높아지면 상기 이동식 분리판(223)이 하강하며, 상기 해저 저장 설비(200)에서 물 성분이 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 이송되거나 원유 성분이 상기 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 부유체(300)로 이송되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 낮아지면 상기 이동식 분리판(223)이 상승하여 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 일체형으로 형성하여 별도의 연결부재가 필요 없기 때문에 구성이 간편하다.
또한, 상기 이동식 분리판(223)은 양측면이 개구되며 상기 제 2탱크(220)의 내부를 둘러싸면서 개구된 일측면이 상기 이동식 분리판(223)에 결합되는 접힙부재(223a)를 더 포함하여 형성된다.
이 때, 상기 접힙부재(223a)는 표면이 굴곡형태로 접힘 가능하도록 형성된다.
도3을 참조하면, 본 발명의 실시 예2의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 2상 분리기(100)와 해저 저장 설비(200)가 구비된다. 해저에서 뽑아낸 유정유체가 상기 2상 분리기(100)에서 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되며, 분리된 액체가 상기 해저 저장 설비(200)에 유입된다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는, 내부에 격벽(201)이 형성되어 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 나누어질 수 있으며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)로 유입될 수 있다. 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 계속해서 유입되어 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 액체에 포함된 물 성분과 원유 성분 중 밀도가 작은 원유 성분이 상기 제1탱크(210)에서 넘쳐흘러 상기 제2탱크(220)로 저장될 수 있다. 이때, 상기 물 성분의 수위가 높아지면 상기 제2탱크(220)에 물 성분이 유입될 수 있다. 따라서 상기 제2탱크(220)에 물 성분이 유입되지 않도록 상기 물 펌프(211)를 작동시켜 상기 제1탱크(210)에 저장되어 있는 물 성분의 수위를 조절할 수 있도록 한다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)는, 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입될 수 있도록 압력균형수단이 구비될 수 있다. 상기 압력균형수단은 상기 제2탱크(220)의 바닥에 구비되는 분리막(224)일 수 있다. 상기 분리막(224)은 수축 및 팽창이 가능다. 상기 해저 저장 설비(200) 내부에 물 성분과 원유 성분이 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 높아지면 상기 분리막(224)이 팽창하며, 상기 제2탱크(220) 하부의 해수를 밀어내어 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)에서 물 성분이 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 이송되거나 원유 성분이 상기 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 부유체(300)로 이송되어 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 낮아지면 상기 분리막(224)이 축소되며 상기 제2탱크(220)의 하부에 해수가 유입되어 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 일체형으로 형성하여 별도의 연결부재가 필요 없기 때문에 구성이 간편하다.
도4를 참조하면, 본 발명의 실시 예3의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 2상 분리기(100)와 해저 저장 설비(200)가 구비된다. 해저에서 뽑아낸 유정유체가 상기 2상 분리기(100)에서 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되며 분리된 액체가 상기 해저 저장 설비(200)에 유입된다. 상기 해저 저장 설비(200)는, 각각 독립 형성되는 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 구성될 수 있다. 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 유입된 후 물 성분과 원유 성분이 밀도차에 의해 분리된다. 상기 물 성분보다 원유 성분의 밀도가 작기 때문에 원유 성분이 상기 제1탱크(210)의 상측에 분리된다. 상기 제1탱크(210)로 유입된 액체가 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 밀도차에 의해 분리된 원유 성분이 상기 제1탱크(210)의 상측과 상기 제2탱크(220)를 연결하는 해저 파이프 라인(400)을 통해 상기 제2탱크(220)로 유입되어 저장될 수 있으며, 상기 제1탱크(210)에 남아 있는 물 성분은 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하지 않도록 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 보내질 수 있다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)는, 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입될 수 있도록 압력균형수단이 구비될 수 있다. 상기 압력균형수단은 상기 제2탱크(220)의 바닥에 구비되는 이동식 분리판(223)일 수 있다.상기 이동식 분리판(223)은 원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가진다. 상기와 같은 구조는 상기 제2탱크(220) 주변의 해수와 상기 제2탱크(200) 내부의 압력을 동일하게 하면서, 상기 제2탱크(220)에 저장된 원유 성분이 해수와 섞이지 않게 할 수 있다. 상기 이동식 분리판(223)이 해수와 원유 성분 사이에 구비되어 밀도 차에 의해 경계면을 형성한다. 또한, 상기 제2탱크(220) 내부에 원유 성분이 유입되어 상기 제2탱크(220) 내부의 압력이 높아지면 상기 이동식 분리판(223)이 하강하며, 상기 제2탱크(200)에서 원유 성분이 상기 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 부유체(300)로 이송되어 상기 제2탱크(220) 내부의 압력이 낮아지면 상기 이동식 분리판(223)이 상승하여 상기 제2탱크(220) 주변의 해수와 상기 제2탱크(220) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 각각 독립 형성함으로써, 물 성분과 원유 성분의 분리를 확실히 할 수 있다.
또한, 상기 이동식 분리판(223)은 양측면이 개구되며 상기 제 2탱크(220)의 내부를 둘러싸면서 개구된 일측면이 상기 이동식 분리판(223)에 결합되는 접힙부재(223a)를 더 포함하여 형성된다.
이 때, 상기 접힙부재(223a)는 표면이 굴곡형태로 접힘 가능하도록 형성된다.
도5를 참조하면, 본 발명의 실시 예1의 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 2상 분리기(100)와 해저 저장 설비(200)가 구비된다. 해저에서 뽑아낸 유정유체가 상기 2상 분리기(100)에서 물 성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되며 분리된 액체가 상기 해저 저장 설비(200)에 유입된다. 상기 해저 저장 설비(200)는, 각각 독립 형성되는 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 구성될 수 있다. 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 유입된 후 물 성분과 원유 성분이 밀도차에 의해 분리된다. 상기 물 성분보다 원유 성분의 밀도가 작기 때문에 원유 성분이 상기 제1탱크(210)의 상측에 분리된다. 상기 제1탱크(210)에 유입된 액체가 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하면 밀도차에 의해 분리된 원유 성분이 상기 제1탱크(210)의 상측과 상기 제2탱크(220)를 연결하는 해저 파이프 라인(400)을 통해 상기 제2탱크(220)로 유입되어 저장될 수 있으며, 상기 제1탱크(210)에 남아 있는 물 성분은 상기 제1탱크(210)의 수용량을 초과하지 않도록 상기 물 펌프(211)의 작동에 의해 물 주입 유정으로 보내질 수 있다. 또한, 상기 해저 저장 설비(200)는, 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(224)로 해수가 유출입될 수 있도록 압력균형수단이 구비될 수 있다. 상기 압력균형수단은 상기 제2탱크(220)의 바닥에 구비되는 분리막(224)일 수 있다. 상기 분리막은 수축 및 팽창이 가능하다. 상기 제2탱크(220)로 원유 성분이 유입되어 상기 제2탱크(220) 내부의 압력이 높아지면 상기 분리막(224)이 팽창하며, 상기 제2탱크(220) 하부의 해수를 밀어내어 상기 제2탱크(220) 주변의 해수와 상기 제2탱크(220) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 또한, 상기 제2탱크(220)에서 원유 성분이 상기 원유 펌프(221)의 작동에 의해 상기 부유체(300)로 이송되어 상기 제2탱크(220) 내부의 압력이 낮아지면 상기 분리막(224)이 축소되며 상기 제2탱크(220)의 하부에 해수가 유입되어 상기 제2탱크(220) 주변의 해수와 상기 제2탱크(220) 내부의 압력이 균일해질 수 있다. 상기와 같은 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 각각 독립 형성함으로써, 물 성분과 원유 성분의 분리를 확실히 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예5로서, 상기 실시예 1, 3에서 상술한 바와 같이, 상기 해저 저장 설비(200)는 상기 제1탱크(210) 및 제2탱크(220)가 일체형으로 형성되며, 상기 제2탱크(220)는 복수개의 분리벽(225) 및 천공부(226)를 더 포함하여 형성된다.
상기 복수개의 분리벽(225)는 상기 제2탱크(220)의 내부에 일정간격 이격되어 지그재그형태로 형성되어 상기 제2탱크(225)의 내부를 복수개의 공간으로 구획한다.
상기 천공부(226)는 상기 제2탱크(220) 일단의 일정영역이 천공되어 해수가 유출입되는 부분으로서, 상기 제2탱크(220)는 상기 천공부(226)를 통해 내부로 해수가 유출입되어 내부의 압력이 균일하게 유지된다.
더욱 상세하게 설명하자면, 상기 제2탱크(220)는 내부로 원유 성분이 유입되어 내부의 압력이 높아지면, 내부로 유입된 해수 성분이 상기 천공부(226)를 통해 외부로 유출되어 해수와 내부의 압력이 균일해지며, 내부로 유입된 원유 성분이 부유체로 이송되어 압력이 낮아지면 상기 천공부(226)를 통해 내부로 해수가 유입되어 내부의 압력이 균일하게 유지된다.
도7을 참조하면, 본 발명의 실시예6로서, 상기 실시예 2, 4에서 상술한 바와 같이, 상기 해저 저장 설비(200)는 제1탱크(210) 및 제2탱크(220)가 각각 독립형으로 형성되며, 상기 제2탱크(220)는 복수개의 분리벽(225) 및 천공부(226)를 더 포함하여 형성된다.
상기 복수개의 분리벽(225)는 상기 제2탱크(220)의 내부에 일정간격 이격되어 지그재그형태로 형성되어 상기 제2탱크(225)의 내부를 복수개의 공간으로 구획한다.
상기 천공부(226)는 상기 제2탱크(220) 일단의 일정영역이 천공되어 해수가 유출입되는 부분으로서, 상기 제2탱크(220)는 상기 천공부(226)를 통해 내부로 해수가 유출입되어 내부의 압력이 균일하게 유지된다.
더욱 상세하게 설명하자면, 상기 제2탱크(220)는 내부로 원유 성분이 유입되어 내부의 압력이 높아지면, 내부로 유입된 해수 성분이 상기 천공부(226)를 통해 외부로 유출되어 해수와 내부의 압력이 균일해지며, 내부로 유입된 원유 성분이 부유체로 이송되어 압력이 낮아지면 상기 천공부(226)를 통해 내부로 해수가 유입되어 내부의 압력이 균일하게 유지된다.
도8을 참조하면, 본 발명의 실시예7로서, 상기 실시예 1, 3, 5에서 상술한 바와 같이, 상기 해저 저장 설비(200)는 제1탱크(210) 및 제2탱크(220)가 일체형으로 형성되며, 상기 제2탱크(220)는 복수개의 분리벽(225), 상기 복수개의 분리벽(225)에 의해 형성되는 유로, 및 천공부(226)를 더 포함하여 형성된다.
상기 복수개의 분리벽(225)는 상기 제2탱크(220)의 내부에 일정간격 이격되어 지그재그형태로 형성되어 상기 제2탱크(220)에 유로를 형성한다.
상기 천공부(226)는 상기 유로가 끝나는 지점 또는 시작되는 지점과 연통되며 해수가 유출입되는 부분으로서, 상기 제2탱크(220)는 상기 천공부(226)를 통해 유로로 해수가 유출입되어 내부의 압력이 균일하게 유지된다.
더욱 상세하게 설명하자면, 상기 제2탱크(220)는 유로로 원유 성분이 유입되어 유로의 압력이 높아지면, 유로로 유입된 해수 성분이 상기 천공부(226)를 통해 외부로 유출되어 외부의 해수압력과 유로의 압력이 균일해지며, 유로로 유입된 원유 성분이 부유체로 이송되어 압력이 낮아지면 상기 천공부(226)를 통해 유로로 해수가 유입되어 유로의 압력이 균일하게 유지된다.
또한, 상기 제2탱크(220)는 유로로 유입되는 원유 성분과 해수가 서로 맞닿지 않도록 유로로 유입되는 원유와 해수의 경계에 배치되는 이동식 차단판(227)을 더 포함하여 형성된다.
도9을 참조하면, 본 발명의 실시예8로서, 상기 실시예 2, 4, 6에서 상술한 바와 같이, 상기 해저 저장 설비(200)는 제1탱크(210)과 제2탱크(220)가 각각 독립형으로 형성되며, 실시예8에서 상기 제2탱크(220)는 내부에 유로가 형성되며, 복수개의 분리벽(225) 및 천공부(226)를 더 포함하여 형성된다.
상기 복수개의 분리벽(225)는 유로에 일정간격 이격되어 지그재그형태로 형성되어 유로를 복수개의 공간으로 구획한다.
상기 천공부(226)는 상기 유로가 끝나는 지점 또는 시작되는 지점과 연통되며 해수가 유출입되는 부분으로서, 상기 제2탱크(220)는 상기 천공부(226)를 통해 유로로 해수가 유출입되어 유로의 압력이 균일하게 유지된다.
더욱 상세하게 설명하자면, 상기 제2탱크(220)는 유로로 원유 성분이 유입되어 유로의 압력이 높아지면, 유로로 유입된 해수 성분이 상기 천공부(226)를 통해 외부로 유출되어 외부의 해수압력과 유로의 압력이 균일해지며, 유로로 유입된 원유 성분이 부유체로 이송되어 압력이 낮아지면 상기 천공부(226)를 통해 유로로 해수가 유입되어 유로의 압력이 균일하게 유지된다.
또한, 상기 제2탱크(220)는 유로로 유입되는 원유 성분과 해수가 서로 맞닿지 않도록 유로로 유입되는 원유와 해수의 경계에 배치되는 이동식 차단판(227)을 더 포함하여 형성된다.
상기와 같은 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 해저에서 뽑아낸 유정유체를 액체와 기체로 분리하는 상기 2상 분리기(100)를 사용하여 물 성분과, 원유 성분 및 가스 성분으로 분리하는 3상 분리기에 비해 상대적으로 설계와 제어가 용이하며, 부피를 축소시킬 수 있다.
또한, 상기 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 상기 해저 저장 설비에 원유 성분을 저장함으로써 상기 부유체(300)의 부피를 축소시킬 수 있으므로 상기 부유체(300)와 원유를 운반하는 선박과의 충돌 위험을 제거할 수 있고, 상기 부유체(300)와 원유를 운반하는 선박과의 계류 작업이 용이하다.
또한, 상기 해저 유정유체 분리 및 저장장치는, 원유 성분이 저장되는 상기 제2탱크(220)의 바닥을 상기 이동식 분리판 또는 분리막으로 형성함으로써, 상기 원유 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 원유 저장 설비(200) 내부의 압력을 균일하게 하여 해저의 높은 압력을 견디기 용이하다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (11)

  1. 해저의 생산 유정에서 뽑아낸 유정유체가 유입되어 밀도차에 의해 물성분과 원유 성분을 포함하는 액체와 가스 성분을 포함하는 기체로 분리되는 2상 분리기(100);
    상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 유입되어 밀도차에 의해 물 성분과 원유 성분으로 분리되는 해저 저장 설비(200);
    수면 상에 부유하도록 배치되고, 상기 해저 저장 설비(200)와 연결되는 부유체(300);
    상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 물 성분을 물 주입 유정으로 배출시키는 물펌프(211); 및
    상기 해저 저장 설비(200)에서 분리된 원유 성분을 상기 부유체(300)로 배출시키는 원유펌프(221);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 해저 저장 설비(200)는
    내부에 격벽(201)이 형성되어 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 나누어지며, 상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 지속적으로 유입되면서 상기 제1탱크(210)의 저장량이 초과되면, 액체 중에서 밀도가 물 성분보다 낮은 원유성분이 흘러넘쳐서 상기 제2탱크(220)로 유입되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 해저 저장 설비(200)는
    각각 독립 형성되는 제1탱크(210)와 제2탱크(220)로 구성되며,
    상기 2상 분리기(100)에서 분리된 액체가 상기 제1탱크(210)에 지속적으로 유입되면서 상기 제 1탱크(210)의 저장량이 초과되면, 액체 중에서 밀도가 물 성분보다 낮은 원유 성분이 상기 제2탱크(220)로 유입되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 해저 저장 설비(200)는
    상기 제2탱크(220)의 바닥이 상기 해저 저장 설비(200) 주변의 해수와 상기 해저 저장 설비(200)의 내부의 압력을 균일하게 유지시키는 압력균형수단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 해저 저장 설비(200)는
    상기 압력균형수단에 의해 상기 제2탱크(220) 하측의 개구부(222)로 해수가 유출입되어 압력이 균일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 압력균형수단은
    원유 성분의 밀도보다 크고 해수의 밀도보다 작은 밀도를 가지는 이동식 분리판(223)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이동식 분리판(223)은
    양측면이 개구되고 상기 제 2탱크(220)의 내부를 둘러싸면서 상기 이동식 분리판(223)에 결합되는 접힘부재(223a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 압력균형수단은
    수축 및 팽창이 가능한 분리막(224)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2탱크(220)는
    내부에 일정간격 이격되어 지그재그형태로 형성되는 분리벽(225),
    일단의 일정영역이 천공된 천공부(226)가 형성되어,
    상기 천공부(226)를 통해 내부로 해수가 유출입되어 내부의 압력이 균일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  10. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제 2탱크(220)는
    내부에 일정간격 이격되어 지그재그형태로 형성되는 복수개의 분리벽(225)에 의해 유로가 형성되고,
    상기 유로가 끝나는 지점 또는 시작되는 지점과 연통되는 천공부(226)가 형성되어,
    상기 천공부(226)를 통해 내부로 해수가 유출입되어 상기 유로의 압력이 균일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제 2탱크(220)는
    상기 유로로 유입되는 원유 성분과 해수가 서로 맞닿지 않도록 상기 유로로 유입되는 원유와 해수의 경계에 배치되는 이동식 차단판(227)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 유정유체 분리 및 저장장치.
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