WO2016159588A1 - 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법 - Google Patents

관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법 Download PDF

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우남섭
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for mining crude oil or gas from the seabed, and more particularly, after receiving an oil or dielectric fluid mixed with crude oil or gas and seawater from the seabed inline.
  • the present invention relates to a tube-integrated oil or dielectric fluid separation device and method for separating crude oil or gas from seawater by centrifugal force and separating the same.
  • a low pressure separator and a crude oil storage unit are installed on a seabed, and after drilling an oil fluid (crude seawater mixed fluid) or an oilfield fluid (gas seawater mixed fluid) on the seabed, water, crude oil,
  • a crude oil gas production system using a subsea low pressure separator for separating a gas component and storing sorted crude oil in a subsea crude oil storage unit is performed at a seabed for treatment of an oil fluid or a dielectric fluid.
  • the subsea low pressure separator has a problem in that the processing speed is lowered because the oil or dielectric fluid is introduced into the low pressure separator and water and crude oil and gas are separated by buoyancy due to density differences.
  • the offshore which is a periodical, discloses a tube-integrated gas / liquid separation device that rotates a gas or a mixture of crude oil and seawater in a tube to separate each other by a difference in density of gas or crude oil and seawater. Is a view showing a gas / liquid separation device of the prior art.
  • the tubular oil well or dielectric fluid separator 1 has a vortex rotor fixing bracket inside an exterior 13 in which an inlet 12 having a disperser 11 is formed at one side thereof.
  • the vortex rotor 14 is rotatably fixed by 15 and the extraction tube rotor 19 is mounted therein to form the extraction tube 18 and the outlet 22 fixed by the extraction tube fixing bracket 17.
  • the pressure compensating tube 21 is sequentially arranged, and the seawater discharge pipe 16 is connected to the position of the exterior 3 in which the extraction tube 18 is formed, and the inner diameter of the exterior 13 and the outer diameter of the extraction tube 18 are determined. It is configured to form a play through which sea water moves.
  • the tube-integrated oil or dielectric fluid separation device 1 of the above configuration receives an oil or oil fluid mixed with gas or crude oil and seawater through the inlet 12, and then the vortex rotor 14 rotates to provide an external appearance ( 13) Rotate the oil or dielectric fluid introduced into it to form a vortex.
  • low-density fluids such as low-density gas or crude oil
  • High-density fluids such as high-density seawater, form a high-density fluid vortex 60. It is located outside of 50.
  • the low density fluid vortex 50 is extracted through the extraction tube 18, and then accelerated by the extraction tube rotor 19 of the extraction tube 18, and the appropriate pressure is applied by the pressure compensation tube 20.
  • the high-density fluid vortex 60 is separated from the gas or crude oil by being discharged through the sea water discharge pipe 16 in the region between the appearance 13 and the extraction pipe 18.
  • the prior art tube integrated oil or dielectric fluid separation device 1 forms a device for separating gas or crude oil and seawater from an oil fluid or dielectric fluid in an inline and located on the seabed, thereby drilling the vessel. It simplifies the configuration of the upper apparatus such as the deck, and increases the extraction amount of gas or crude oil, thereby providing an effect of remarkably improving the drilling efficiency of seabed resources.
  • the diameter of the funnel type vortex of the low density fluid 50 varies according to the ratio of gas or crude oil and seawater, and the distance from the extraction tube 18. Since the vortex diameter of the low-density fluid 50 does not match the inner diameter of the extraction pipe 18, seawater is mixed with the extracted gas or crude oil, or the gas or crude oil is discharged through the seawater discharge pipe 16. There is a problem of lowering productivity.
  • the present invention is to solve the above problems of the prior art, by changing the inlet position of the extraction tube to the position of the low density fluid vortex having the inlet diameter of the extraction tube, irrespective of the mixing ratio of gas or crude oil and seawater
  • An object of the present invention is to provide a tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation device and a method including a mobile extraction tube that can separate and extract gas or crude oil and seawater from oil or oil fluids without mixing.
  • the present invention is a tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation device having a moving extraction tube to facilitate the vortex formation of the oil or oil, and to significantly improve the separation efficiency of gas or crude oil and seawater and its It is another object to provide a method.
  • the present invention by varying the inlet position of the extraction tube to the position of the low-density fluid vortex having the inlet diameter of the extraction tube, regardless of the mixing ratio of gas or crude oil and seawater, It is another object of the present invention to provide a tube-integrated oil or dielectric fluid separation device and method having multiple moving extraction pipes capable of separating and extracting seawater without mixing.
  • the present invention is a tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation device having a multi-moving extraction tube to facilitate the vortex formation of the oil fluid or dielectric fluid, to significantly improve the separation efficiency of gas or crude oil and seawater and It is another object to provide the method.
  • the present invention is to facilitate the vortex formation of the oil fluid or dielectric fluid, the tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation device having a variable diameter tube to significantly improve the separation efficiency of gas or crude oil and seawater and its It is another object to provide a method.
  • Tube integrated oil or dielectric fluid separation apparatus of the present invention for achieving the above object, the inlet is formed; A vortex rotor mounted inside the exterior at the inlet side; A moving extraction tube having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer appearance and movably disposed downstream of the vortex rotor among the inner sides of the outer appearance; A pressure compensating tube coupled to a downstream end of the mobile extracting tube to be capable of elongating and contracting to pressurize and discharge gas or crude oil separated by the mobile extracting tube; And a seawater discharge pipe formed at a position of an exterior at which the mobile extraction pipe is located.
  • the tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation device further comprises a low density fluid vortex diameter detecting unit for detecting a diameter of the low density fluid vortex downstream of the vortex rotor.
  • the tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation device may be configured such that the low density fluid vortex diameter detected by the low density fluid vortex diameter detection unit corresponds to a diameter of the low density fluid vortex corresponding to the diameter of the inlet of the mobile extraction tube.
  • Pipe driving unit for moving the moving extraction pipe; And a rail for positioning the moving extraction pipe by a force supplied from the pipe driving part.
  • An extraction tube rotor for reinforcing the vortex of the separated gas or crude oil inside the mobile extraction tube is installed.
  • the outer periphery of the outer tube and the mobile extraction tube is characterized in that the steel wire is formed to induce vortex generation.
  • the oil or dielectric fluid separation method of the tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation apparatus of the present invention for achieving the above object has a constant clearance inside the exterior having a vortex rotor and a low density fluid vortex diameter detection unit therein
  • Oil well fluid of oil well or oilfield fluid separation device for separating gas or crude oil and seawater from the oil well or oilfield fluid that is installed and equipped with a movable extraction pipe and a pipe driving unit for moving the movable extraction pipe.
  • the low-density fluid vortex diameter detecting unit determines the diameter position of the low density fluid vortex corresponding to the diameter of the moving extraction tube inlet.
  • the inlet is formed; A vortex rotor mounted inside the exterior at the inlet side; A fixed extraction tube having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer appearance and disposed downstream of the vortex rotor inside the outer appearance; A multi-moving extraction tube coupled to vary the position of the inlet by being contracted with respect to the fixed extraction tube at the vortex rotor side end of the fixed extraction tube; A pressure compensation tube configured to pressurize and discharge the gas or crude oil separated from the downstream side of the fixed extraction tube; And a seawater discharge pipe formed at a position of an exterior at which the fixed extraction pipe is located.
  • the tube integrated oil or dielectric fluid separation device may further include a low density fluid vortex diameter detecting unit detecting a diameter of the low density fluid vortex downstream of the vortex rotor.
  • An extraction tube rotor for reinforcing the vortex of the separated gas or crude oil inside the fixed extraction tube may be installed.
  • On the outer periphery of the outer tube and the fixed extraction pipe and the multi-moving extraction pipe may be formed a wire to induce vortex generation.
  • the oil or dielectric fluid separation method of another tube-integrated oil or dielectric fluid separation device of the present invention for achieving the above object is a constant inside of the exterior having a vortex rotor and a low density fluid vortex diameter detection unit therein.
  • An oil-liquid fluid separating gas or crude oil and seawater from an oil-flow oil or an oil-flow fluid which is equipped with a multi-moving extraction pipe and a fixed extraction pipe coupled to each other to have a clearance, and a pipe driving part and a driving rod for moving the multi-moving extraction pipe.
  • the inlet is formed; A vortex rotor mounted inside the exterior at the inlet side; A fixed extraction tube having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer appearance and disposed downstream of the vortex rotor inside the outer appearance; A variable diameter tube installed to vary a diameter at the vortex rotor side end of the fixed extraction tube; A pressure compensation tube configured to pressurize and discharge the gas or crude oil separated from the downstream side of the fixed extraction tube; And a seawater discharge pipe formed at a position of an exterior at which the fixed extraction pipe is located.
  • the tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation device further comprises a low density fluid vortex diameter detecting unit for detecting a diameter of the low density fluid vortex downstream of the vortex rotor.
  • variable diameter tube a plurality of wings are tubularly coupled to the end of the fixed extraction tube so that one end is hinged to the vortex rotor side end of the fixed extraction tube and alternately overlap each other in the adjacent region, one of the wings It can be configured to vary the end diameter by moving a plurality in the same direction as the movement.
  • the tube integrated oil or dielectric fluid separation device may include a tube driving unit configured to vary the diameter of the variable diameter tube in response to the low density fluid vortex diameter detected by the low density fluid vortex diameter detecting unit; And a driving rod for varying the diameter of the variable diameter tube by a force supplied from the tube driving portion.
  • An extraction tube rotor for reinforcing the vortex of the separated gas or crude oil is installed inside the fixed extraction tube.
  • the outer periphery and the inner periphery of the fixed extraction tube and the variable diameter tube is characterized in that the steel wire is formed to induce vortex generation.
  • a method for separating an oil or dielectric fluid in an integrated tube fluid or dielectric fluid separation device including an external vortex rotor and a low density fluid vortex diameter detecting unit provided therein, and the external appearance.
  • a variable diameter tube and a fixed extraction tube disposed to have a predetermined clearance inside the tube and a pipe driving portion and a driving rod for varying the diameter of the variable diameter tube are mounted to separate gas or crude oil and seawater from an oil well or a dielectric fluid introduced.
  • the low density fluid vortex diameter detection unit when the vortex is formed upstream of the variable diameter tube inside the exterior by the vortex rotor Variable Diameter Pipe Inlet Position Corresponding Low Density Fluid Detecting Diameter Position of Low Density Fluid Vortex Flow diameter detection process; And a variable diameter tube diameter changing process of varying the diameter of the variable diameter tube to a diameter of a low density fluid vortex corresponding to the variable diameter tube inlet extracted by the tube driving unit and the driving rod.
  • the pipe-integrated oil or dielectric fluid separation device and method according to the present invention having the above-described mobile extraction pipe having the above-described configuration are characterized in that the diameter of the low density fluid vortex and the high density fluid vortex is varied by the difference in the ratio of gas or crude oil and seawater.
  • the position of the moving extraction pipe provides an effect of significantly improving the gas or crude oil extraction efficiency from sea water.
  • the present invention provides an effect of significantly improving the separation efficiency of gas or crude oil and seawater by facilitating the vortex formation of the oil fluid.
  • the present invention is to significantly improve the extraction efficiency of gas or crude oil from seawater by moving the position of the multi-moving extraction tube as the diameter of the low density fluid vortex and the high density fluid vortex is varied by the difference in the ratio of gas or crude oil and seawater Provide effect.
  • the present invention is to significantly improve the efficiency of extracting gas or crude oil from sea water by varying the diameter of the variable diameter tube as the diameter of the low-density fluid vortex and the high-density fluid vortex is varied by the difference between the ratio of gas or crude oil and seawater To provide.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a tube integrated oil well or dielectric fluid separation device 1 having a mobile extraction tube of the prior art.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a tube integrated oil or dielectric fluid separation device 100 having a mobile extraction tube according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a flow chart showing the process of the oil-liquid or dielectric fluid separation method of the tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation device having a mobile extraction tube according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile extraction pipe 182 is positioned such that the inlet of the mobile extraction pipe 182 is positioned at a location of the low density fluid vortex that matches the inlet inner diameter of the mobile extraction pipe 182.
  • the mobile extraction pipe 182 is positioned such that the inlet of the mobile extraction pipe 182 is positioned at the location of the low density fluid vortex that coincides with the internal diameter of the inlet of the mobile extraction pipe 182.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a tube integrated oil or dielectric fluid separation device 100 according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a flow chart showing the processing of the oil or fluid fluid separation method of the tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a multiple moving extraction tube such that the inlet of the multiple moving extraction tube 182A is positioned at a location of the low density fluid vortex corresponding to the inside diameter of the multiple moving extraction tube 182A according to a decrease in the diameter of the low density fluid vortex 50.
  • 182A is a view showing a state in which the fixed extraction tube 180 is extended.
  • FIG. 9 illustrates a multiple moving extraction tube such that the inlet of the multiple moving extraction tube 182A is positioned at a location of the low density fluid vortex corresponding to the inside diameter of the multiple moving extraction tube 182A as the diameter of the low density fluid vortex 50 increases.
  • 182A is a view showing a state in which the fixed extraction tube 180 is inserted and contracted.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a tube integrated oil or dielectric fluid separator 100 having a variable diameter tube according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flow chart showing a process of an oil well or a dielectric fluid separation method of a tube-integrated oil fluid or a dielectric fluid separation device according to a third embodiment of the present invention.
  • variable diameter pipe 182b shows that as the diameter of the low density fluid vortex 50 increases, the inlet diameter of the variable diameter pipe 182b has a diameter corresponding to the diameter of the low density fluid vortex 50 on the inlet side of the variable diameter pipe 182b. Drawing showing the expanded state.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a tube integrated oil or dielectric fluid separation device 100 having a mobile extraction tube according to an embodiment of the present invention.
  • the tube-integrated oil well or dielectric fluid separator 100 having the mobile extraction tube has an exterior 130 having an inlet 120 having a disperser 110 on one side, and an exterior 130.
  • the vortex rotor (140) rotatably fixed by the vortex rotor fixing bracket 115, and the extraction tube rotor 190 is mounted therein to be movable by the extraction tube fixing bracket (170).
  • the outlet 220 is formed in order to be coupled to the downstream end of the movable extraction tube 182 so as to extend
  • the seawater discharge pipe 160 is connected to a position of the exterior 130 in which the mobile extraction pipe 182 is formed, and the seawater moves between the inner diameter of the exterior 130 and the external diameter of the mobile extraction pipe 182. It is configured to be formed.
  • the disperser 110 performs a function of uniformly dispersing an oil or dielectric fluid introduced to form a uniform vortex in the interior of the exterior 130 to flow into the interior of the exterior 130. It may be configured in a lattice shape such as a structure.
  • the pressure compensation pipe 200 adds pressure to the separated gas or crude oil so that the separated gas or crude oil can be easily transported to the offshore drilling vessel.
  • a spiral steel wire is formed in the exterior 130 and the moving extraction tube 182 to induce vortex generation of an oil fluid or a dielectric fluid.
  • the spiral steel wire formed on the inner circumferential surface of the exterior 130 is the outer steel wire 131 and the spiral steel wire formed on the inner circumferential surface of the moving extraction tube 182 is referred to as a moving extraction tube steel wire 183.
  • a low density fluid vortex diameter detecting unit 400 for detecting the diameter of the low density fluid vortex is mounted on the downstream side of the vortex rotor 140 among the exterior 130.
  • the low-density fluid vortex diameter detecting unit 400 is configured to be moved along the longitudinal direction from the inner side of the outer surface 130 to detect each diameter in the longitudinal direction of the funnel-shaped low-density fluid vortex 50 after It may be configured to output to the east (300).
  • the low-density fluid vortex diameter detection unit 400 may be applied, such as a mirror detection method, an ultrasonic detection method.
  • the pressure fluctuations on both sides of the vortex generator are induced to the mirror surface made of thin metal through the through hole, and the mirror is vibrated.
  • a pair of light emitting elements are brought close to the vibrating mirror to detect vortices using the reflected light as a signal.
  • the ultrasonic detection method when receiving a constant ultrasonic wave continuously transmitted in the pipeline by using the change in density of air caused by the vortex, the received signal is scattered by the number of vortices due to the change in density. Detect generated frequency.
  • the tube-integrated oil or dielectric fluid separation device 100 having the above-described configuration receives an oil or dielectric fluid in which gas or crude oil and seawater are mixed through the inlet 120, while the vortex rotor 140 rotates. To form a vortex; At this time, low-density fluids, such as low-density gas or crude oil, form a low-density fluid vortex 50 and are located at the center. High-density fluids, such as high-density seawater, form a high-density fluid vortex 60 and are low-density fluid vortices by centrifugal force. It is located outside of 50.
  • the low-density fluid vortex 50 is extracted through the moving extraction tube 182, and then accelerated by increasing the vortex force by the extraction tube rotor 190, and after the appropriate pressure is applied by the pressure compensation tube 200
  • a pipeline connected to the outlet 220 is supplied to the gas or crude oil storage tank of the drilling device is stored.
  • the high-density fluid vortex 60 is separated from the gas or crude oil by being discharged through the seawater discharge pipe 160 through a region between the exterior 130 and the mobile extraction pipe 182.
  • the inner diameter of the inlet side of the mobile extraction tube 182 is smaller than the diameter of the portion of the low density fluid vortex 50 located at the inlet side of the mobile extraction tube 182, a part of the separated gas or crude oil is extracted. It is discharged to the outside of the tube 182 may reduce the separation efficiency.
  • the oil or dielectric fluid separation method of the tubular oil or dielectric fluid separation apparatus of the present invention is performed to prevent leakage of the separated gas or crude oil or mixing of the seawater with the separated gas or crude oil.
  • Figure 3 is a flow chart showing the process of the oil fluid or dielectric fluid separation method of the tube-integrated oil fluid or dielectric fluid separation apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a diameter of the low density fluid vortex 50
  • 2 is a view illustrating a state in which the extraction tube 182 is extended from the pressure compensation tube 200 such that the inlet of the movement extraction tube 182 is positioned at a position of the low density fluid vortex that matches the inner diameter of the movement extraction tube 182.
  • the mobile-extraction tube 182 is positioned such that the inlet of the mobile-extraction tube 182 is located at a position of the low-density fluid vortex that matches the inner diameter of the inlet of the mobile-extraction tube 182. It is a view showing a state that is inserted into the pressure compensation tube 200 contracted.
  • a vortex is formed upstream of the movement extraction pipe 182 inside the exterior 130.
  • a low density fluid vortex 50 such as gas or crude oil is located at the center, and a high density fluid vortex 60 such as seawater is formed outside.
  • the low-density fluid vortex diameter detecting unit 400 detects the diameter position of the low-density fluid vortex 50 corresponding to the inlet of the moving extraction tube 182, and the low-density fluid vortex diameter corresponding to the moving extraction tube inlet.
  • the position detection process S10 is performed.
  • the inlet of the moving extracting tube 182 corresponds to the inner diameter of the inlet of the moving extracting tube 182.
  • a mobile extraction tube movement process (S20) of moving the movement extraction tube 182 to be positioned at the diameter position is performed.
  • the low density fluid vortex 50 whose inner diameter of the inlet side of the moving extraction pipe 182 is located at the inlet side of the moving extraction pipe 182.
  • the movement extraction pipe movement process (S20) by the pipe drive unit 400 by moving the movement extraction tube 182 to the vortex rotor 140 side
  • the inlet of the tube 182 extends from the pressure compensating tube 200 so that the moving extracting tube 182 is positioned at a diameter position of a low density fluid vortex having an inner diameter of the inlet of the extracting tube 182.
  • the mobile extraction tube moving process S20.
  • the inlet of the moving extraction tube 182 is separated from the inlet of the moving extraction tube 182 by separating the inlet of the moving extraction tube 182 from the vortex rotor 140.
  • the extraction tube 182 is contracted with respect to the pressure compensation tube 200 so as to be positioned at a diameter position of the low density fluid vortex having an inner diameter.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a tube-integrated oil or dielectric fluid separation device 100 according to a second embodiment of the present invention.
  • the tubular oil well or dielectric fluid separation device 100 includes an exterior 130 having an inlet 120 having a disperser 110 formed at one side thereof, and a vortex ash inside the exterior 130.
  • the vortex rotor 140 is rotatably fixed by the electronic fixing bracket 15, and the extraction tube rotor 190 is mounted therein so that the fixed extraction tube 180 is fixed by the extraction tube fixing bracket 170.
  • the multiple extraction tube 182A and the pressure compensator are expanded and contracted with respect to the fixed extraction tube 180 to change the position of the inlet.
  • the pressure compensation pipe 200 having the 210 and the discharge port 220 formed thereon is sequentially disposed, and the seawater discharge pipe 160 is connected to the position of the exterior 130 in which the fixed extraction pipe 180 is formed. Between the inner diameter of the 130 and the outer diameter of the fixed extraction pipe 180 is configured to form a play to move the sea water The.
  • the multiple moving extraction tube 182A may have a structure in which two or more tubes 182a, 182b, and 182c are elongated and contractably coupled to each other like a telescopic pipe.
  • the disperser 110 performs a function of uniformly dispersing an oil well or a dielectric fluid introduced so that a uniform vortex is formed inside the exterior 130 and introducing the same into the exterior 130, and a honeycomb structure. It may be configured in a grid shape such as.
  • the pressure compensation pipe 200 adds pressure to the separated gas or crude oil so that the separated gas or crude oil can be easily transported to the offshore drilling vessel.
  • a driving rod 310 is provided to connect the pipe driving unit 300 and the multiple moving extraction pipe 182A to be delivered to the tube.
  • a spiral steel wire is formed in the exterior 130, the fixed extraction tube 180, and the multi-movement extraction tube 182A to induce vortex generation of an oil fluid or a dielectric fluid.
  • the spiral steel wire formed on the inner circumferential surface of the exterior 130 is the outer steel wire 131
  • the spiral steel wire formed on the inner circumferential surface of the fixed extraction tube 180 is fixed to the inner circumferential surface of the fixed extraction tube steel wire 181 and the multi-moving extraction pipe 182A.
  • the formed spiral steel wire is referred to as a multi-movement extraction tube steel 183a.
  • a low density fluid vortex diameter detecting unit 400 for detecting the diameter of the low density fluid vortex is mounted on the downstream side of the vortex rotor 150 among the inside of the exterior 130.
  • the low-density fluid vortex diameter detecting unit 400 is configured to be moved along the longitudinal direction from the inner side of the outer surface 130 to detect each diameter in the longitudinal direction of the funnel-shaped low-density fluid vortex 50 after It may be configured to output to the east (300).
  • the low-density fluid vortex diameter detection unit 400 may be applied, such as a mirror detection method, an ultrasonic detection method.
  • the pressure fluctuations on both sides of the vortex generator are induced to the mirror surface made of thin metal through the through hole, and the mirror is vibrated.
  • a pair of light emitting elements are brought close to the vibrating mirror to detect vortices using the reflected light as a signal.
  • the ultrasonic detection method when receiving a constant ultrasonic wave continuously transmitted in the pipeline by using the change in density of air caused by the vortex, the received signal is scattered by the number of vortices due to the change in density. Detect generated frequency.
  • the tube-integrated oil or dielectric fluid separation device 100 having the above-described configuration receives an oil or dielectric fluid in which gas or crude oil and seawater are mixed through the inlet 120, while the vortex rotor 140 rotates. To form a vortex; At this time, low-density fluids, such as low-density gas or crude oil, form a low-density fluid vortex 50 and are located at the center. High-density fluids, such as high-density seawater, form a high-density fluid vortex 60 and are low-density fluid vortices by centrifugal force. It is located outside of 50.
  • the low-density fluid vortex 50 is extracted through the fixed extraction tube 180 and then accelerated by increasing the vortex force by the extraction tube rotor 190 of the extraction tube 180, by the pressure compensation tube 200 After the appropriate pressure is applied to the gas or crude oil reservoir of the drilling device through the pipeline connected to the outlet 220 is stored.
  • the high-density fluid vortex 60 is separated from the gas or crude oil by being discharged through the seawater discharge pipe 160 through a region between the exterior 130 and the fixed extraction pipe 180.
  • the diameters of the low density fluid vortex 50 and the high density fluid vortex 60 are varied according to the difference between the ratio of gas or crude oil and seawater during the separation process of the oil or dielectric fluid. Therefore, when the inner diameter of the inlet side of the multi-movement extraction tube 182A and the diameter of the low density fluid vortex 50 site
  • the inner diameter of the inlet side of the multiple moving extraction tube 182A is smaller than the diameter of the portion of the low density fluid vortex 50 located at the inlet side of the multiple moving extraction tube 182A, a part of the separated gas or crude oil The separation efficiency may be reduced by being discharged to the outside of the multi-moving extraction pipe 182A.
  • the oil or dielectric fluid separation method of the tubular oil or dielectric fluid separation apparatus of the present invention is performed to prevent leakage of the separated gas or crude oil or mixing of the seawater with the separated gas or crude oil.
  • FIG. 7 is a flow chart showing the process of the oil or dielectric fluid separation method of the tubular oil or dielectric fluid separation apparatus according to the second embodiment of the present invention
  • Figure 8 is a diameter reduction of the low-density fluid vortex 50
  • the multi-movement extraction tube 182A is extended from the fixed extraction tube 180 such that the inlet of the multi-movement extraction tube 182A is positioned at a low density fluid vortex position that matches the inlet diameter of the multi-movement extraction tube 182A.
  • 9 shows that the inlet of the multi-moving extraction tube 182A is positioned at the location of the low-density fluid vortex that matches the inlet diameter of the multi-moving extraction tube 182A as the diameter of the low-density fluid vortex 50 increases.
  • the multi-movement extraction pipe 182A is inserted into the fixed extraction pipe 180 is a view showing a contracted state.
  • a vortex is formed upstream of the multiple moving extraction tube 182A inside the exterior 130. do.
  • a low density fluid vortex 50 such as gas or crude oil is located at the center, and a high density fluid vortex 60 such as seawater is formed outside.
  • the low-density fluid vortex diameter detecting unit 400 detects the diameter position of the low-density fluid vortex 50 corresponding to the inlet of the multi-moving extraction tube 182A. Vortex diameter position detection process (S30) is performed.
  • the low-density fluid vortex diameter position detection process (S30) corresponding to the multi-moving extraction tube inlet After the low-density fluid vortex diameter position detection process (S30) corresponding to the multi-moving extraction tube inlet is performed, the low-density fluid vortex whose inlet of the multi-moving extraction tube 182A corresponds to the inner diameter of the inlet of the multi-moving extraction tube 182A ( A multi-movement extraction tube moving process (S40) of moving the multi-movement extraction tube 182A to be positioned at the diameter position of 50) is performed.
  • the tube driving unit 400 is the vortex rotor 150 through the inlet of the multi-movement extraction tube (182A)
  • the fixed extraction pipe 180 moves the multiple moving extraction pipe 182A such that the inlet of the multiple moving extraction pipe 182A is positioned at the diameter position of the low density fluid vortex having an inner diameter of the inlet of the multiple moving extraction pipe 182A by moving to the side. It is a process of stretching from.
  • the multi-moving extraction tube moving process 9 the inlet of the multi-movement extraction tube 182A is multi-movement extraction by separating the inlet of the multi-movement extraction tube 182A from the vortex rotor 150 as shown in FIG. 9.
  • the multiple moving extraction tube 182A is contracted with respect to the fixed extraction tube 180.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a tube-integrated oil or dielectric fluid separation device 100 according to a third embodiment of the present invention.
  • the tubular oil well or dielectric fluid separation device 100 includes an exterior 130 having an inlet 120 having a disperser 110 formed at one side thereof, and an eddy current inside the exterior 130.
  • the vortex rotor 140 is rotatably fixed by the electronic fixing bracket 15, and the extraction tube rotor 190 is mounted therein so that the fixed extraction tube 180 is fixed by the extraction tube fixing bracket 170.
  • the pressure compensation tube is provided with a variable diameter tube 182b and a pressure compensator 210 coupled to vary the diameter at the vortex rotor 140 side end of the fixed extraction tube 180. 200 is sequentially disposed, the seawater discharge pipe 160 is connected to the position of the exterior 130, the fixed extraction tube 180 is formed, between the inner diameter of the exterior 130 and the outer diameter of the fixed extraction tube 180 It is configured to form a play where sea water moves.
  • the disperser 110 performs a function of uniformly dispersing an oil well or a dielectric fluid introduced so that a uniform vortex is formed inside the exterior 130 and introducing the same into the interior of the exterior 130. It may be configured in a grid shape such as.
  • the pressure compensation pipe 200 adds pressure to the separated gas or crude oil so that the separated gas or crude oil can be easily transported to the offshore drilling vessel.
  • variable diameter tube 182b is rotatably coupled to the plurality of hinges 185 at the inlet side of the fixed extraction tube 180 and includes a plurality of wings 184 forming a cylindrical shape.
  • the plurality of wings 184 is configured such that adjacent wings 184 and a predetermined region overlap in the same direction, the diameter can be changed by the tube driving unit 300 and the driving rod 310 to be described later Can be.
  • the tube driving unit 300 to transmit the driving force of the tube driving unit 300 and the tube driving unit 300 for varying the inlet side diameter of the variable diameter tube 182b to the variable diameter tube 182b.
  • the variable diameter tube 182b is provided with a driving rod 310.
  • a spiral steel wire is formed in the exterior 130, the fixed extraction tube 180, and the variable diameter tube 182b to induce vortex generation of an oil fluid or a dielectric fluid.
  • the spiral steel wire formed on the inner circumferential surface of the exterior 130 is formed on the inner circumferential surface of the fixed steel pipe 181 and the variable diameter pipe 182b by forming the spiral steel wire formed on the inner circumferential surface of the outer steel wire 131 and the fixed extraction tube 180.
  • the spiral steel wire is called a variable diameter tube steel wire 183b.
  • a low density fluid vortex diameter detecting unit 400 for detecting the diameter of the low density fluid vortex at the inlet side of the variable diameter tube 182b is mounted on the downstream side of the vortex rotor 150 among the exterior 130.
  • the low-density fluid vortex diameter detecting unit 400 is configured to be moved along the longitudinal direction from the inner side of the outer surface 130 to detect each diameter in the longitudinal direction of the funnel-shaped low-density fluid vortex 50 after It may be configured to output to the east (300).
  • the low-density fluid vortex diameter detection unit 400 may be applied, such as a mirror detection method, an ultrasonic detection method.
  • the pressure fluctuations on both sides of the vortex generator are induced to the mirror surface made of thin metal through the through hole, and the mirror is vibrated.
  • a pair of light emitting elements are brought close to the vibrating mirror to detect vortices using the reflected light as a signal.
  • the ultrasonic detection method when receiving a constant ultrasonic wave continuously transmitted in the pipeline by using the change in density of air caused by the vortex, the received signal is scattered by the number of vortices due to the change in density. Detect generated frequency.
  • the tube-integrated oil or dielectric fluid separator 100 having a variable diameter tube having the above-described configuration receives an oil or dielectric fluid in which gas or crude oil and sea water are mixed through an inlet 120 and then vortex rotor. 140 rotates to form a vortex.
  • low-density fluids such as low-density gas or crude oil
  • High-density fluids such as high-density seawater
  • the low-density fluid vortex 50 is extracted through the fixed extraction tube 180 and then accelerated by increasing the vortex force by the extraction tube rotor 190 of the extraction tube 180, by the pressure compensation tube 200 After the appropriate pressure is applied to the gas or crude oil reservoir of the drilling device through the pipeline connected to the outlet 220 is stored.
  • the high-density fluid vortex 60 is separated from the gas or crude oil by being discharged through the seawater discharge pipe 160 through a region between the exterior 130 and the fixed extraction pipe 180.
  • the diameters of the low density fluid vortex 50 and the high density fluid vortex 60 are varied according to the difference between the ratio of gas or crude oil and seawater during the separation process of the oil or dielectric fluid. Therefore, when the inner diameter of the inlet side of the variable diameter tube 182b and the diameter of the low density fluid vortex 50 part located in the inlet side of the variable diameter tube 182b differ, separation efficiency falls. Specifically, when the inner diameter of the inlet side of the variable diameter tube 182b is larger than the diameter of the portion of the low density fluid vortex 50 located at the inlet side of the variable diameter tube 182b, the seawater into the variable diameter tube 182b. May contain seawater in the separated gas or crude oil.
  • variable diameter tube 182b when the inner diameter of the inlet side of the variable diameter tube 182b is smaller than the diameter of the portion of the low density fluid vortex 50 located at the inlet side of the variable diameter tube 182b, a part of the separated gas or crude oil is variable. It is discharged to the outside of the landscape (182b) may reduce the separation efficiency.
  • the oil or dielectric fluid separation method of the tube-integrated oil or dielectric fluid separation device having a variable diameter tube of the present invention is performed so that seawater is mixed with leakage of separated gas or crude oil or separated gas or crude oil. To prevent them.
  • FIG. 11 is a flow chart illustrating a process of an oil-liquid or dielectric-liquid separation method of the tube-integrated oil-liquid or dielectric-fluid separation device having a variable diameter tube according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a low density fluid vortex
  • 50 is a view showing a state in which the inlet diameter of the variable diameter tube 182b is expanded to have a diameter corresponding to the diameter of the low density fluid vortex 50 on the inlet side of the variable diameter tube 182b.
  • FIG. 13 shows the inlet diameter of the variable diameter tube 182b to have a diameter corresponding to the diameter of the low density fluid vortex 50 on the inlet side of the variable diameter tube 182b as the diameter of the low density fluid vortex 50 decreases. It is a figure which shows this reduced state.
  • a vortex is formed upstream of the variable diameter tube 182b inside the exterior 130.
  • a low density fluid vortex 50 such as gas or crude oil is located at the center, and a high density fluid vortex 60 such as seawater is formed outside.
  • the low-density fluid vortex diameter detecting unit 400 detects the diameter of the low-density fluid vortex 50 at the inlet position of the variable diameter tube 182b.
  • the process (S50) is performed.
  • variable diameter tube diameter change process is performed to vary the diameter to be the diameter of N).
  • variable diameter tube inlet-adaptive low density fluid vortex diameter position detection process S50
  • the pipe driving unit 400 changes the diameter of the inlet of the variable diameter tube 182b so as to correspond to the low density fluid vortex diameter corresponding to the inlet position of the variable diameter tube 182b. It becomes an extension and matching process.
  • variable diameter tube diameter changing process S60 is performed as shown in FIG.
  • the tube driving unit 400 reduces the diameter of the inlet of the variable diameter tube 182b so as to correspond to the low density fluid vortex diameter corresponding to the inlet position of the variable diameter tube 182b.

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Abstract

본 발명은 해저의 유정유체 또는 유전유체를 유입 받은 후 원심력에 의해 분리하는 것에 의해 해수로부터 원유 또는 가스를 채취할 수 있도록 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치에 관한 것으로, 유입구가 형성된 외관; 기 유입구측에서 상기 외관의 내부에 장착되는 와류회전자; 상기 외관의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 외관의 내측에서 상기 와류회전자의 하류에 배치되는 고정추출관; 상기 고정추출관의 상기 와류회전자 측 단부에서 상기 고정추출관에 대하여 신장 수축되어 입구의 위치를 가변시키도록 결합되는 이동추출관; 상기 고정추출관의 하류측에서 분리된 가스 또는 원유를 가압하여 배출하는 압력보상관; 및 상기 고정추출관이 위치되는 외관의 위치에 형성되는 해수배출관;을 포함하여 구성된다.

Description

관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법
본 발명은 해저의 원유 또는 가스의 채굴을 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 일체형의 관으로 형성되어(inline) 해저에서 원유 또는 가스와 해수가 혼합된 유정유체 또는 유전유체를 유입 받은 후 원심력에 의해 분리하는 것에 의해 해수로부터 원유 또는 가스를 분리하여 채취할 수 있도록 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법에 관한 것이다
일반적으로 해저 원유 또는 가스 탐사 및 채취를 위하여 고정식, 또는 부유식 시추선이나 장비가 사용되는데 승강식 시추선(Jack -up)과 자켓(Jacket)등은 해저면에 고정시키는 고정식이고, 반 잠수식 시추선(Semi-Submersible Drilling Rig), 인장계류식 플랫폼(Tension-Leg Platform)과 스파(SPAR)등은 부유식 시추선이다.
원유 자원이 고갈됨에 따라 탐사 및 시추 수심이 점점 깊어져 해저 고정식 시추선은 갈수록 사용하기가 어려워지고, 부유식 시추선이 주종을 이루는 것이 오늘날의 세계적 경향이며 부유식 시추선 중에서도 특히 주목을 받고 있는 종류가 스파형 해저원유 시추 및 생산 플랫폼이다.
또한 종래에는 천해에서 굴착, 생산하는 원유에 대한 거의 모든 작업이 플랫폼 데크(deck)에서 이루어졌던 것이, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0129514호(특허문헌 1, 2014. 11. 07. 공개)에 개시된 바와 같이, 해저에 저압분리기와 원유저장부를 구비하여, 해저에서 유정유체(원유 해수 혼합 유체) 또는 유전유체(가스 해수 혼합 유체)를 시추한 후에는 해저에 설치된 저압분리기에서 물, 원유, 가스 성분을 분리하도록 하고, 분류된 원유는 해저원유저장부에 저장하는 등 유정유체 또는 유전유체에 대한 처리를 해저에서 수행하도록 하는 해저 저압분리기를 이용한 원유가스 생산 시스템이 개시되었다.
그러나 상기 해저 저압분리기는 유정유체 또는 유전유체를 저압분리기로 유입시킨 후 밀도차에 의한 부력에 의해 물과 원유 및 가스를 분리하므로 처리 속도가 저하되는 문제점을 가진다.
이에 따라, 정기간행물인 offshore는 관의 내부에서 가스 또는 원유와 해수의 혼합물을 회전시켜 가스 또는 원유와 해수의 밀도 차에 의해 서로 분리하도록 하는 관 일체형 가스/액체 분리장치가 개시하고 있으며, 도 1은 종래기술의 가스/액체 분리장치를 나타내는 도면이다.
* 출처:
http://www.offshore-mag.com/1/volume-75/issue-1/subsea/compact/compact-separation-technology-enhances-subsea-boosting-full.html
도 1과 같이, 종래기술의 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(1)는 일 측에 분산기(11)가 구비된 유입구(12)가 형성된 외관(13)의 내부에 와류회전자고정브라켓(15)에 의해 회전 가능하게 고정되는 와류회전자(14)와 내부에 추출관회전자(19)가 장착되어 추출관 고정브라켓(17)에 의해 고정된 추출관(18) 및 배출구(22)가 형성된 압력보상관(21)이 순차적으로 배치되며, 추출관(18)이 형성된 외관(3)의 위치에는 해수배출관(16)이 연결되고, 외관(13)의 내경과 추출관(18)의 외경의 사이에는 해수가 이동하는 유격이 형성되도록 구성된다.
상기 구성의 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(1)는 가스 또는 원유와 해수가 혼합된 유정유체 또는 유전유체를 유입구(12)를 통해 유입 받은 후 와류회전자(14)가 회전하면서 외관(13) 내로 유입된 유정유체 또는 유전유체를 회전시켜 와류를 형성한다. 이때 밀도가 낮은 가스 또는 원유 등의 저밀도 유체는 저밀도유체와류(50)를 형성하며 중심부에 위치되고, 밀도가 높은 해수 등의 고밀도 유체는 고밀도유체와류(60)를 형성하며 원심력에 의해 저밀도유체와류(50)의 외부에 위치된다. 이에 따라, 저밀도유체와류(50)는 추출관(18)을 통해 추출된 후 추출관(18)의 추출관회전자(19)에 의해 가속되고, 압력보상관(20)에 의해 적정한 압력이 부여된 후 배출구(20)에 연결되는 파이프라인을 통해 시추장치의 가스 또는 저장조로 공급되어 저장된다. 그리고 고밀도유체와류(60)는 외관(13)과 추출관(18)의 사이 영역에서 해수 배출관(16)을 통해 배출되는 것에 의해 가스 또는 원유와 분리된다.
상술한 바와 같은 종래기술의 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(1)는 유정유체 또는 유전유체에서 가스 또는 원유와 해수를 분리하는 장치를 일체형 관(inline)으로 형성하여 해저에 위치시킴으로써, 시추선의 데크 등의 상부 장치의 구성을 간소화시키며, 가스 또는 원유의 추출량을 증대시킴으로써 해저 자원의 시추 효율을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
그러나 상술한 종래기술의 경우, 유정유체 또는 유전유체를 회전시키는 경우, 저밀도유체(50)의 깔때기 형 와류의 직경이 가스 또는 원유와 해수의 비율에 따라 가변되고, 추출관(18)과의 거리에 따라서도 가변되므로, 저밀도유체(50)의 와류 직경이 추출관(18)의 내경과 일치되지 않는 경우 추출된 가스 또는 원유에 해수가 혼합되거나, 가스 또는 원유가 해수배출관(16)을 통해 배출되어 생산성을 저하시키는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 추출관의 입구 직경을 가지는 저밀도유체와류의 위치로 추출관의 입구 위치를 가변시키는 것에 의해, 가스 또는 원유와 해수의 혼합 비율에 관계없이 유정유체 또는 유전유체로부터 가스 또는 원유와 해수를 혼합됨이 없이 분리하여 추출할 수 있도록 하는 이동추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유정유체 또는 유전유체의 와류형성을 용이하게 함으로써, 가스 또는 원유와 해수의 분리 효율을 현저히 향상시킬 수 있도록 하는 이동추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 추출관의 입구 직경을 가지는 저밀도유체와류의 위치로 추출관의 입구 위치를 가변시키는 것에 의해, 가스 또는 원유와 해수의 혼합 비율에 관계없이 유정유체 또는 유전유체로부터 가스 또는 원유와 해수를 혼합됨이 없이 분리하여 추출할 수 있도록 하는 다중 이동 추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유정유체 또는 유전유체의 와류형성을 용이하게 함으로써, 가스 또는 원유와 해수의 분리 효율을 현저히 향상시킬 수 있도록 하는 다중 이동 추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 추출관의 입구 직경을 가지는 저밀도유체와류의 위치로 추출관의 입구 위치를 가변시키는 것에 의해, 가스 또는 원유와 해수의 혼합 비율에 관계없이 유정유체 또는 유전유체로부터 가스 또는 원유와 해수를 혼합됨이 없이 분리하여 추출할 수 있도록 하는 가변직경관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유정유체 또는 유전유체의 와류형성을 용이하게 함으로써, 가스 또는 원유와 해수의 분리 효율을 현저히 향상시킬 수 있도록 하는 가변직경관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 유입구가 형성된 외관; 상기 유입구측에서 상기 외관의 내부에 장착되는 와류회전자; 상기 외관의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 외관의 내측 중 상기 와류회전자의 하류에 이동 가능하게 배치되는 이동추출관; 상기 이동추출관의 하류측 단부가 신장 수축 가능하도록 결합되어 상기 이동추출관에 의해 분리된 가스 또는 원유를 가압하여 배출하는 압력보상관; 및 상기이동추출관이 위치되는 외관의 위치에 형성되는 해수배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 상기 와류회전자의 하류측에, 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 상기 저밀도유체와류직경검출부에 의해 검출된 저밀도유체와류직경에 대응하여 상기 이동추출관의 입구의 직경과 일치하는 상기 저밀도유체와류의 직경의 위치로 상기 이동추출관을 이동시키는 관구동부; 및 상기 관구동부로부터 공급되는 힘에 의해 상기 이동추출관을 위치 이동시키는 레일;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 이동추출관의 내측에는 분리된 가스 또는 원유의 와류를 보강하는 추출관회전자;가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 외관과 이동추출관의 내주연에는 와류 발생을 유도하는 강선이 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리 장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법은, 내부에 와류회전자와 저밀도유체와류직경검출부가 구비된 외관의 내측에 일정 유격을 가지도며 이동 가능하게 설치된 이동추출관 및 상기 이동추출관을 이동시키는 관구동부가 장착되어 유입된 유정유체 또는 유전유체에서 가스 또는 원유와 해수를 분리하는 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법에 있어서, 상기 와류회전자에 의해 상기 외관 내측의 상기 이동추출관 상류에 와류가 형성된 경우 상기 저밀도유체와류직경검출부가 이동추출관 입구의 직경에 대응하는 저밀도유체와류의 직경 위치를 검출하는 이동추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정; 및 상기 관구동부가 추출된 상기 이동추출관 입구의 직경에 대응하는 저밀도유체와류의 직경 위치에 이동추출관의 입구가 위치되도록 상기 이동추출관의 위치를 이동시키는 이동추출관 이동과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 유입구가 형성된 외관; 상기 유입구측에서 상기 외관의 내부에 장착되는 와류회전자; 상기 외관의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 외관의 내측에서 상기 와류회전자의 하류에 배치되는 고정추출관; 상기 고정추출관의 상기 와류회전자 측 단부에서 상기 고정추출관에 대하여 신장 수축되어 입구의 위치를 가변시키도록 결합되는 다중 이동 추출관; 상기 고정추출관의 하류측에서 분리된 가스 또는 원유를 가압하여 배출하는 압력보상관; 및 상기 고정추출관이 위치되는 외관의 위치에 형성되는 해수배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 상기 와류회전자의 하류측에, 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 상기 저밀도유체와류직경검출부에 의해 검출된 저밀도유체와류직경에 대응하여 상기 다중 이동 추출관의 입구와 상기 저밀도유체와류의 직경이 일치하는 위치로 상기 다중 이동 추출관을 이동시키는 관구동부; 및 상기 관구동부로부터 공급되는 힘에 의해 상기 다중 이동 추출관의 위치를 이동시키는 구동로드;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정추출관의 내측에는 분리된 가스 또는 원유의 와류를 보강하는 추출관회전자;가 설치될 수 있다.
상기 외관과 고정추출관과 다중 이동 추출관의 내주연에는 와류 발생을 유도하는 강선이 형성될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리 장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법은, 내부에 와류회전자와 저밀도유체와류직경검출부가 구비된 외관의 내측에 일정 유격을 가지도록 서로 결합된 다중 이동 추출관과 고정추출관 및 상기 다중 이동 추출관을 이동시키는 관구동부 및 구동로드가 장착되어 유입된 유정유체 또는 유전유체에서 가스 또는 원유와 해수를 분리하는 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법에 있어서, 상기 와류회전자에 의해 상기 외관 내측의 상기 다중 이동 추출관 상류에 와류가 형성된 경우 상기 저밀도유체와류직경검출부가 다중 이동 추출관 입구 대응하는 저밀도유체와류의 직경 위치를 검출하는 다중 이동 추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정; 및 상기 관구동부와 구동로드로 추출된 상기 다중 이동 추출관 입구 대응하는 저밀도유체와류의 직경 위치에 다중 이동 추출관의 입구가 위치되도록 상기 다중 이동 추출관의 위치를 이동시키는 다중 이동 추출관 이동과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 유입구가 형성된 외관; 상기 유입구측에서 상기 외관의 내부에 장착되는 와류회전자; 상기 외관의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 외관의 내측에서 상기 와류회전자의 하류에 배치되는 고정추출관; 상기 고정추출관의 상기 와류회전자 측 단부에 직경이 가변되도록 설치되는 가변직경관; 상기 고정추출관의 하류측에서 분리된 가스 또는 원유를 가압하여 배출하는 압력보상관; 및 상기 고정추출관이 위치되는 외관의 위치에 형성되는 해수배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 상기 와류회전자의 하류측에, 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가변직경관은, 일단부가 상기 고정추출관의 와류회전자측 단부에 힌지 결합되고 인접영역에서 서로 교대로 중첩되도록 상기 고정 추출관의 단부에 다수의 날개가 관형으로 결합되어, 하나의 날개의 움직임에 따라 다수가 동일 방향으로 움직이는 것에 의해 단부 직경이 가변되도록 구성될 수 있다.
상기 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치는, 상기 저밀도유체와류직경검출부에 의해 검출된 저밀도유체와류직경에 대응하여 상기 가변직경관의 직경을 가변시키는 관구동부; 및 상기 관구동부로부터 공급되는 힘에 의해 상기 가변직경관의 직경을 가변시키는 구동로드;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정추출관의 내측에는 분리된 가스 또는 원유의 와류를 보강하는 추출관회전자;가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 외관과 고정추출관과 가변직경관의 내주연에는 와류 발생을 유도하는 강선이 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리 장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법은, 내부에 와류회전자와 저밀도유체와류직경검출부가 구비된 외관과, 상기 외관의 내측에 일정 유격을 가지도록 배치되는 가변직경관과 고정추출관 및 상기 가변직경관의 직경을 가변시키는 관구동부 및 구동로드가 장착되어 유입된 유정유체 또는 유전유체에서 가스 또는 원유와 해수를 분리하는 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법에 있어서, 상기 와류회전자에 의해 상기 외관 내측의 상기 가변직경관 상류에 와류가 형성된 경우 상기 저밀도유체와류직경검출부가 상기 가변직경관 입구 위치 대응 저밀도유체와류의 직경 위치를 검출하는 가변직경관 입구 위치 대응 저밀도유체와류직경 검출과정; 및 상기 관구동부와 구동로드로 추출된 상기 가변직경관 입구에 대응하는 저밀도유체와류의 직경으로 상기 가변직경관의 직경을 가변시키는 가변직경관 직경변경과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 이동추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치 및 그 방법은, 가스 또는 원유와 해수의 비율 차이에 의해 저밀도유체와류와 고밀도유체와류의 직경이 가변됨에 따라 이동추출관의 위치를 이동시키는 것에 의해 해수로부터 가스 또는 원유 추출 효율을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 유정유체의 와류형성을 용이하게 함으로써, 가스 또는 원유와 해수의 분리 효율을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 가스 또는 원유와 해수의 비율 차이에 의해 저밀도유체와류와 고밀도유체와류의 직경이 가변됨에 따라 다중 이동 추출관의 위치를 이동시키는 것에 의해 해수로부터 가스 또는 원유 추출 효율을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 가스 또는 원유와 해수의 비율 차이에 의해 저밀도유체와류와 고밀도유체와류의 직경이 가변됨에 따라 가변직경관의 직경을 가변시키는 것에 의해 해수로부터 가스 또는 원유 추출 효율을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 종래기술의 이동추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(1)의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 이동추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 이동추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 4는 저밀도유체와류(50)의 직경 감소에 따라, 이동추출관(182)의 입구 내경과 일치하는 저밀도유체와류 위치에 이동추출관(182)의 입구가 위치되도록 이동추출관(182)가 와류회전자(140) 측으로 이동된 상태를 나타내는 도면.
도 5는 저밀도유체와류(50)의 직경 증가에 따라, 이동추출관(182)의 입구 내경과 일치하는 저밀도유체와류 위치에 이동추출관(182)의 입구가 위치되도록 이동추출관(182)이 압력보상관(200) 측으로 이동된 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)의 단면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 8는 저밀도유체와류(50)의 직경 감소에 따라, 다중 이동 추출관(182A)의 입구 내경과 일치하는 저밀도유체와류 위치에 다중 이동 추출관(182A)의 입구가 위치되도록 다중 이동 추출관(182A)이 고정추출관(180)으로부터 신장된 상태를 나타내는 도면.
도 9는 저밀도유체와류(50)의 직경 증가에 따라, 다중 이동 추출관(182A)의 입구 내경과 일치하는 저밀도유체와류 위치에 다중 이동 추출관(182A)의 입구가 위치되도록 다중 이동 추출관(182A)이 고정추출관(180)의 삽입되어 수축된 상태를 나타내는 도면.
도 10는 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 가변직경관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 12는 저밀도유체와류(50)의 직경 증가에 따라, 가변직경관(182b)의 입구 측의 저밀도유체와류(50)의 직경에 대응하는 직경을 가지도록 가변직경관(182b)의 입구 직경이 확장된 상태를 나타내는 도면.
도 13는 저밀도유체와류(50)의 직경 감소에 따라, 가변직경관(182b)의 입구 측의 저밀도유체와류(50)의 직경에 대응하는 직경을 가지도록 가변직경관(182b)의 입구 직경이 축소된 상태를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호가 부여되어 설명될 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 이동추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)의 단면도이다.
도 2와 같이, 상기 이동추출관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)는 일 측에 분산기(110)가 구비된 유입구(120)가 형성된 외관(130)과, 외관(130)의 내부에 와류회전자고정브라켓(115)에 의해 회전 가능하게 고정되는 와류회전자(140)와, 내부에 추출관회전자(190)가 장착되어 추출관 고정브라켓(170)에 의해 이동 가능하게 지지되어 장착되는 이동추출관(182) 및 압력보상기(210)가 구비되고 배출구(220)가 형성된 압력보상관(200)이 이동추출관(182)의 하류측 단부와 신장 가능하게 결합되도록 순차적으로 배치되며, 이동추출관(182)가 형성된 외관(130)의 위치에는 해수배출관(160)이 연결되고, 외관(130)의 내경과 이동추출관(182)의 외경의 사이에는 해수가 이동하는 유격이 형성되도록 구성된다.
상기 구성에서 상기 분산기(110)는 외관(130)의 내부에서 균일한 와류가 형성되도록 유입되는 유정유체 또는 유전유체를 균일하게 분산시켜 외관(130)의 내부로 유입시키는 기능을 수행하는 것으로, 허니컴 구조 등의 격자상으로 구성될 수 있다.
또한 상기 압력보상관(200)은 분리된 가스 또는 원유가 해상의 시추선의 저장소까지 용이하게 수송될 수 있도록, 분리된 가스 또는 원유에 압력을 부가한다.
그리고 상기 외관(130)의 내측에는 상기 이동추출관(182)를 압력보상관(200)에 대하여 위치 이동시키는 관구동부(300)와 관구동부(300)의 구동력에 따라 이동추출관(182)의 이동을 가이드 하는 레일(310)이 구비된다.
또한, 상기 외관(130)과 이동추출관(182)의 내부에는 유정유체 또는 유전유체의 와류 발생을 유도하기 위한 나선형 강선이 형성된다. 이때 상기 외관(130)의 내주면에 형성된 나선형 강선을 외관강선(131), 이동추출관(182)의 내주면에 형성된 나선형 강선을 이동추출관강선(183)이라 한다.
그리고 상기 외관(130)의 내부 중 상기 와류회전자(140)의 하류측에는 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부(400)가 장착된다. 상기 저밀도유체와류직경검출부(400)는 외관(130)의 내측면에서 길이 방향을 따라 이동될 수 있도록 구성되어 깔때기 형상의 저밀도유체와류(50)의 길이 방향에서의 각각의 직경을 검출한 후 관구동부(300)로 출력하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 저밀도유체와류직경검출부(400)는, 거울검출방식, 초음파검출방식 등의 방식이 적용될 수 있다.
거울 검출방식은, 와류 발생체 양쪽의 압력 변동을 얇은 금속제의 거울표면에 도압공을 통하여 유도하고 거울을 진동시킨다. 이 진동하는 거울에 한 쌍의 발광소자를 근접시켜서 그 반사광을 신호로 하여 와류(Vortex)를 검출하도록 한다.
초음파 검출 방식은, 와류(Vortex)에 의한 공기의 밀도 변화를 이용하여 관로 내에 연속적으로 발신되는 일정한 초음파를 수신할 때, 밀도변화에 의해 수신신호가 와류의 수만큼 흩어지는 것으로 와류(Vortex)의 발생 주파수를 검출한다.
상술한 구성을 가지는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)는 가스 또는 원유와 해수가 혼합된 유정유체 또는 유전유체를 유입구(120)를 통해 유입 받은 후 와류회전자(140)가 회전하면서 와류를 형성한다. 이때 밀도가 낮은 가스 또는 원유 등의 저밀도 유체는 저밀도유체와류(50)를 형성하며 중심부에 위치되고, 밀도가 높은 해수 등의 고밀도 유체는 고밀도유체와류(60)를 형성하며 원심력에 의해 저밀도유체와류(50)의 외부에 위치된다.
이에 따라, 저밀도유체와류(50)는 이동추출관(182)를 통해 추출된 후 추출관회전자(190)에 의해 와류력이 커지면서 가속되고, 압력보상관(200)에 의해 적정한 압력이 부여된 후 배출구(220)에 연결되는 파이프라인을 통해 시추장치의 가스 또는 원유 저장조로 공급되어 저장된다. 그리고 고밀도유체와류(60)는 외관(130)과 이동추출관(182)의 사이 영역을 통해 해수 배출관(160)을 통해 배출되는 것에 의해 가스 또는 원유와 분리된다.
이와 같은 유정유체 또는 유전유체의 분리 과정 중 가스 또는 원유와 해수의 비율 차이에 따라 저밀도유체와류(50)와 고밀도유체와류(60)의 직경이 가변된다. 따라서 이동추출관(182)의 입구 측의 내경과 이동추출관(182)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경이 다른 경우에는 분리 효율이 저하된다. 구체적으로, 이동추출관(182)의 입구 측의 내경이 이동추출관(182)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 큰 경우, 분리된 가스 또는 원유에 해수가 포함될 수 있다. 이와 달리, 이동추출관(182)의 입구 측의 내경이 이동추출관(182)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 작은 경우, 분리된 가스 또는 원유의 일부가 이동추출관(182)의 외부로 배출되어 분리 효율이 저하될 수 있다.
이에 따라, 본원 발명의 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법이 수행되어 분리된 가스 또는 원유의 누수 또는 분리된 가스 또는 원유에 해수가 혼합되는 것을 방지한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 4는 저밀도유체와류(50)의 직경 감소에 따라, 이동추출관(182)의 입구 내경과 일치하는 저밀도유체와류 위치에 이동추출관(182)의 입구가 위치되도록 이동추출관(182)가 압력보상관(200)으로부터 신장된 상태를 나타내는 도면이며, 도 5는 저밀도유체와류(50)의 직경 증가에 따라, 이동추출관(182)의 입구 내경과 일치하는 저밀도유체와류 위치에 이동추출관(182)의 입구가 위치되도록 이동추출관(182)가 압력보상관(200)에 삽입되어 수축된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본원 발명의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 상세히 설명한다.
먼저, 도 3과 같이, 와류회전자(140)의 회전에 의해 외관(130)의 내부로 유정유체 또는 유전유체가 유입되면 외관(130) 내측의 이동추출관(182) 상류에 와류가 형성된다. 이때 상기 와류는 가스 또는 원유 등의 저밀도유체와류(50)가 중심부에 위치되고, 해수 등의 고밀도유체와류(60)가 외부에 형성된다.
상술한 바와 같이, 와류가 형성되면, 저밀도유체와류직경검출부(400)가 이동추출관(182) 입구에 대응하는 저밀도유체와류(50)의 직경 위치를 검출하는 이동추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정(S10)을 수행한다.
그리고 이동추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정(S10)이 수행된 후에는 이동추출관(182)의 입구가 이동추출관(182)의 입구의 내경에 대응하는 저밀도유체와류(50)의 직경 위치에 위치되도록 이동추출관(182)를 이동시키는 이동추출관이동과정(S20)을 수행한다.
상기 이동추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정(S20)의 검출 결과, 이동추출관(182)의 입구 측의 내경이 이동추출관(182)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 큰 경우에는, 상기 이동추출관이동과정(S20)은, 도 4와 같이, 관구동부(400)가 이동추출관(182)를 와류회전자(140) 측으로 이동시키는 것에 의해 이동추출관(182)의 입구가 이동추출관(182) 입구의 내경을 가지는 저밀도유체와류의 직경 위치에 위치되도록 이동추출관(182)를 압력보상관(200)으로부터 신장시키는 처리과정이 된다.
이와 달리, 이동추출관(182)의 입구 측의 내경이 이동추출관(182)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 작은 경우에는, 상기 이동추출관이동과정(S20)은, 도 5와 같이, 관구동부(400)가 이동추출관(182)의 입구를 와류회전자(140)로부터 이격시키는 것에 의해 이동추출관(182)의 입구가 이동추출관(182) 입구의 내경을 가지는 저밀도유체와류의 직경 위치에 위치되도록 이동추출관(182)를 압력보상관(200)에 대하여 수축시키는 처리과정이 된다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)의 단면도이다.
도 6와 같이, 상기 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)는 일 측에 분산기(110)가 구비된 유입구(120)가 형성된 외관(130)과, 외관(130)의 내부에 와류회전자고정브라켓(15)에 의해 회전 가능하게 고정되는 와류회전자(140)와, 내부에 추출관회전자(190)가 장착되어 추출관 고정브라켓(170)에 의해 고정된 고정추출관(180)과, 상기 고정추출관(180)의 상기 와류회전자(140) 측 단부에서 상기 고정추출관(180)에 대하여 신장 수축되어 입구의 위치를 가변시키도록 결합되는 다중 이동 추출관(182A) 및 압력보상기(210)가 구비되고 배출구(220)가 형성된 압력보상관(200)이 순차적으로 배치되며, 고정추출관(180)이 형성된 외관(130)의 위치에는 해수배출관(160)이 연결되고, 외관(130)의 내경과 고정추출관(180)의 외경의 사이에는 해수가 이동하는 유격이 형성되도록 구성된다.
상기 구성에서 상기 다중 이동 추출관(182A)은 두 개 이상의 관(182a, 182b, 182c)이 텔레스코픽 파이프와 같이 신장 수축 가능하게 결합되는 구조를 이룰 수 있다.
또한, 상기 분산기(110)는 외관(130)의 내부에서 균일한 와류가 형성되도록 유입되는 유정유체 또는 유전유체를 균일하게 분산시켜 외관(130)의 내부로 유입시키는 기능을 수행하는 것으로, 허니컴 구조 등의 격자상으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 압력보상관(200)은 분리된 가스 또는 원유가 해상의 시추선의 저장소까지 용이하게 수송될 수 있도록, 분리된 가스 또는 원유에 압력을 부가한다.
그리고 상기 외관(130)의 내측에는 상기 다중 이동 추출관(182A)을 고정추출관(180)에 대하여 위치 이동시키는 관구동부(300)와 관구동부(300)의 구동력을 다중 이동 추출관(182A)으로 전달하도록 관구동부(300)와 다중 이동 추출관(182A)을 연결하는 구동로드(310)가 구비된다.
또한, 상기 외관(130), 고정추출관(180) 및 다중 이동 추출관(182A)의 내부에는 유정유체 또는 유전유체의 와류 발생을 유도하기 위한 나선형 강선이 형성된다. 이때 상기 외관(130)의 내주면에 형성된 나선형 강선을 외관강선(131), 고정추출관(180)의 내주면에 형성된 나선형 강선을 고정추출관강선(181) 그리고 다중 이동 추출관(182A)의 내주면에 형성된 나선형 강선을 다중 이동 추출관강선(183a)이라 한다.
그리고 상기 외관(130)의 내부 중 상기 와류회전자(150)의 하류측에는 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부(400)가 장착된다. 상기 저밀도유체와류직경검출부(400)는 외관(130)의 내측면에서 길이 방향을 따라 이동될 수 있도록 구성되어 깔때기 형상의 저밀도유체와류(50)의 길이 방향에서의 각각의 직경을 검출한 후 관구동부(300)로 출력하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 저밀도유체와류직경검출부(400)는, 거울검출방식, 초음파검출방식 등의 방식이 적용될 수 있다.
거울 검출방식은, 와류 발생체 양쪽의 압력 변동을 얇은 금속제의 거울표면에 도압공을 통하여 유도하고 거울을 진동시킨다. 이 진동하는 거울에 한 쌍의 발광소자를 근접시켜서 그 반사광을 신호로 하여 와류(Vortex)를 검출하도록 한다.
초음파 검출 방식은, 와류(Vortex)에 의한 공기의 밀도 변화를 이용하여 관로 내에 연속적으로 발신되는 일정한 초음파를 수신할 때, 밀도변화에 의해 수신신호가 와류의 수만큼 흩어지는 것으로 와류(Vortex)의 발생 주파수를 검출한다.
상술한 구성을 가지는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)는 가스 또는 원유와 해수가 혼합된 유정유체 또는 유전유체를 유입구(120)를 통해 유입 받은 후 와류회전자(140)가 회전하면서 와류를 형성한다. 이때 밀도가 낮은 가스 또는 원유 등의 저밀도 유체는 저밀도유체와류(50)를 형성하며 중심부에 위치되고, 밀도가 높은 해수 등의 고밀도 유체는 고밀도유체와류(60)를 형성하며 원심력에 의해 저밀도유체와류(50)의 외부에 위치된다.
이에 따라, 저밀도유체와류(50)는 고정추출관(180)을 통해 추출된 후 추출관(180)의 추출관회전자(190)에 의해 와류력이 커지면서 가속되고, 압력보상관(200)에 의해 적정한 압력이 부여된 후 배출구(220)에 연결되는 파이프라인을 통해 시추장치의 가스 또는 원유 저장조로 공급되어 저장된다. 그리고 고밀도유체와류(60)는 외관(130)과 고정추출관(180)의 사이 영역을 통해 해수 배출관(160)을 통해 배출되는 것에 의해 가스 또는 원유와 분리된다.
이와 같은 유정유체 또는 유전유체의 분리 과정 중 가스 또는 원유와 해수의 비율 차이에 따라 저밀도유체와류(50)와 고밀도유체와류(60)의 직경이 가변된다. 따라서 다중 이동 추출관(182A)의 입구 측의 내경과 다중 이동 추출관(182A)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경이 다른 경우에는 분리 효율이 저하된다. 구체적으로, 다중 이동 추출관(182A)의 입구 측의 내경이 다중 이동 추출관(182A)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 큰 경우, 분리된 가스 또는 원유에 해수가 포함될 수 있다. 이와 달리, 다중 이동 추출관(182A)의 입구 측의 내경이 다중 이동 추출관(182A)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 작은 경우, 분리된 가스 또는 원유의 일부가 다중 이동 추출관(182A)의 외부로 배출되어 분리 효율이 저하될 수 있다.
이에 따라, 본원 발명의 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법이 수행되어 분리된 가스 또는 원유의 누수 또는 분리된 가스 또는 원유에 해수가 혼합되는 것을 방지한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 8는 저밀도유체와류(50)의 직경 감소에 따라, 다중 이동 추출관(182A)의 입구 내경과 일치하는 저밀도유체와류 위치에 다중 이동 추출관(182A)의 입구가 위치되도록 다중 이동 추출관(182A)이 고정추출관(180)으로부터 신장된 상태를 나타내는 도면이며, 도 9는 저밀도유체와류(50)의 직경 증가에 따라, 다중 이동 추출관(182A)의 입구 내경과 일치하는 저밀도유체와류 위치에 다중 이동 추출관(182A)의 입구가 위치되도록 다중 이동 추출관(182A)이 고정추출관(180)에 삽입되어 수축된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 본원 발명의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 상세히 설명한다.
먼저, 도 7과 같이, 와류회전자(140)의 회전에 의해 외관(130)의 내부로 유정유체 또는 유전유체가 유입되면 외관(130) 내측의 다중 이동 추출관(182A) 상류에 와류가 형성된다. 이때 상기 와류는 가스 또는 원유 등의 저밀도유체와류(50)가 중심부에 위치되고, 해수 등의 고밀도유체와류(60)가 외부에 형성된다.
상술한 바와 같이, 와류가 형성되면, 저밀도유체와류직경검출부(400)가 다중 이동 추출관(182A) 입구에 대응하는 저밀도유체와류(50)의 직경 위치를 검출하는 다중 이동 추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정(S30)을 수행한다.
그리고 다중 이동 추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정(S30)이 수행된 후에는 다중 이동 추출관(182A)의 입구가 다중 이동 추출관(182A)의 입구의 내경에 대응하는 저밀도유체와류(50)의 직경 위치에 위치되도록 다중 이동 추출관(182A)을 이동시키는 다중 이동 추출관이동과정(S40)을 수행한다.
상기 다중 이동 추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정(S30)의 검출 결과, 다중 이동 추출관(182A)의 입구 측의 내경이 다중 이동 추출관(182A)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 큰 경우에는, 상기 다중 이동 추출관이동과정(S40)은, 도 8와 같이, 관구동부(400)가 다중 이동 추출관(182A)의 입구를 와류회전자(150) 측으로 이동시키는 것에 의해 다중 이동 추출관(182A)의 입구가 다중 이동 추출관(182A) 입구의 내경을 가지는 저밀도유체와류의 직경 위치에 위치되도록 다중 이동 추출관(182A)을 고정추출관(180)으로부터 신장시키는 처리과정이 된다.
이와 달리, 다중 이동 추출관(182A)의 입구 측의 내경이 다중 이동 추출관(182A)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 작은 경우에는, 상기 다중 이동 추출관이동과정(S40)은, 도 9와 같이, 관구동부(400)가 다중 이동 추출관(182A)의 입구를 와류회전자(150)로부터 이격시키는 것에 의해 다중 이동 추출관(182A)의 입구가 다중 이동 추출관(182A) 입구의 내경을 가지는 저밀도유체와류의 직경 위치에 위치되도록 다중 이동 추출관(182A)을 고정추출관(180)에 대하여 수축시키는 처리과정이 된다.
도 10는 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)의 단면도이다.
도 10와 같이, 상기 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)는 일 측에 분산기(110)가 구비된 유입구(120)가 형성된 외관(130)과, 외관(130)의 내부에 와류회전자고정브라켓(15)에 의해 회전 가능하게 고정되는 와류회전자(140)와, 내부에 추출관회전자(190)가 장착되어 추출관 고정브라켓(170)에 의해 고정된 고정추출관(180)과, 상기 고정추출관(180)의 상기 와류회전자(140) 측 단부에서 직경이 가변되도록 결합되는 가변직경관(182b) 및 압력보상기(210)가 구비되고 배출구(220)가 형성된 압력보상관(200)이 순차적으로 배치되며, 고정추출관(180)이 형성된 외관(130)의 위치에는 해수배출관(160)이 연결되고, 외관(130)의 내경과 고정추출관(180)의 외경의 사이에는 해수가 이동하는 유격이 형성되도록 구성된다.
상기 구성에서 상기 분산기(110)는 외관(130)의 내부에서 균일한 와류가 형성되도록 유입되는 유정유체 또는 유전유체를 균일하게 분산시켜 외관(130)의 내부로 유입시키는 기능을 수행하는 것으로 허니컴 구조 등의 격자상으로 구성될 수 있다.
또한 상기 압력보상관(200)은 분리된 가스 또는 원유가 해상의 시추선의 저장소까지 용이하게 수송될 수 있도록, 분리된 가스 또는 원유에 압력을 부가한다.
그리고 상기 가변직경관(182b)은 고정추출관(180)의 입구측에 다수의 힌지(185)들에 회전 가능하게 결합되며 원통형을 이루는 다수의 날개(184)를 포함하여 구성된다. 상기 다수의 날개(184)는 인접된 날개(184)와 일정 영역이 동일 방향으로 겹쳐지도록 구성되어, 하기에 설명될 관구동부(300)와 구동로드(310)에 의해 직경이 가변될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 외관(130)의 내측에는 상기 가변직경관(182b)의 입구 측 직경을 가변시키는 관구동부(300)와 관구동부(300)의 구동력을 가변직경관(182b)으로 전달하도록 관구동부(300)와 가변직경관(182b)을 구동로드(310)가 구비된다.
또한, 상기 외관(130), 고정추출관(180) 및 가변직경관(182b)의 내부에는 유정유체 또는 유전유체의 와류 발생을 유도하기 위한 나선형 강선이 형성된다.
이때 상기 외관(130)의 내주면에 형성된 나선형 강선을 외관강선(131), 고정추출관(180)의 내주면에 형성된 나선형 강선을 고정추출관강선(181) 그리고 가변직경관(182b)의 내주면에 형성된 나선형 강선을 가변직경관강선(183b)이라 한다.
그리고 상기 외관(130)의 내부 중 상기 와류회전자(150)의 하류측에는 가변직경관(182b)의 입구측에서 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부(400)가 장착된다. 상기 저밀도유체와류직경검출부(400)는 외관(130)의 내측면에서 길이 방향을 따라 이동될 수 있도록 구성되어 깔때기 형상의 저밀도유체와류(50)의 길이 방향에서의 각각의 직경을 검출한 후 관구동부(300)로 출력하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 저밀도유체와류직경검출부(400)는, 거울 검출방식, 초음파검출방식 등의 방식이 적용될 수 있다.
거울 검출방식은, 와류 발생체 양쪽의 압력 변동을 얇은 금속제의 거울표면에 도압공을 통하여 유도하고 거울을 진동시킨다. 이 진동하는 거울에 한 쌍의 발광소자를 근접시켜서 그 반사광을 신호로 하여 와류(Vortex)를 검출하도록 한다.
초음파 검출 방식은, 와류(Vortex)에 의한 공기의 밀도 변화를 이용하여 관로 내에 연속적으로 발신되는 일정한 초음파를 수신할 때, 밀도변화에 의해 수신신호가 와류의 수만큼 흩어지는 것으로 와류(Vortex)의 발생 주파수를 검출한다.
상술한 구성을 가지는 가변 직경관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치(100)는 가스 또는 원유와 해수가 혼합된 유정유체 또는 유전유체를 유입구(120)를 통해 유입 받은 후 와류회전자(140)가 회전하면서 와류를 형성한다. 이때 밀도가 낮은 가스 또는 원유 등의 저밀도 유체는 저밀도유체와류(50)를 형성하며 중심부에 위치되고, 밀도가 높은 해수 등의 고밀도 유체는 고밀도유체와류(60)를 형성하며 원심력에 의해 저밀도유체와류(50)의 외부에 위치된다.
이에 따라, 저밀도유체와류(50)는 고정추출관(180)을 통해 추출된 후 추출관(180)의 추출관회전자(190)에 의해 와류력이 커지면서 가속되고, 압력보상관(200)에 의해 적정한 압력이 부여된 후 배출구(220)에 연결되는 파이프라인을 통해 시추장치의 가스 또는 원유 저장조로 공급되어 저장된다. 그리고 고밀도유체와류(60)는 외관(130)과 고정추출관(180)의 사이 영역을 통해 해수 배출관(160)을 통해 배출되는 것에 의해 가스 또는 원유와 분리된다.
이와 같은 유정유체 또는 유전유체의 분리 과정 중 가스 또는 원유와 해수의 비율 차이에 따라 저밀도유체와류(50)와 고밀도유체와류(60)의 직경이 가변된다. 따라서 가변직경관(182b)의 입구 측의 내경과 가변직경관(182b)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경이 다른 경우에는 분리 효율이 저하된다. 구체적으로, 가변직경관(182b)의 입구 측의 내경이 가변직경관(182b)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 큰 경우, 가변직경관(182b)의 내부로 해수가 유입되어 분리된 가스 또는 원유에 해수가 포함될 수 있다. 이와 달리, 가변직경관(182b)의 입구 측의 내경이 가변직경관(182b)의 입구측에 위치하는 저밀도유체와류(50) 부위의 직경보다 작은 경우, 분리된 가스 또는 원유의 일부가 가변직경관(182b)의 외부로 배출되어 분리 효율이 저하될 수 있다.
이에 따라, 본원 발명의 가변직경관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법이 수행되어 분리된 가스 또는 원유의 누수 또는 분리된 가스 또는 원유에 해수가 혼합되는 것을 방지한다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 가변직경관을 구비한 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 12는 저밀도유체와류(50)의 직경 증가에 따라, 가변직경관(182b)의 입구 측의 저밀도유체와류(50)의 직경에 대응하는 직경을 가지도록 가변직경관(182b)의 입구 직경이 확장된 상태를 나타내는 도면이고, 도 13는 저밀도유체와류(50)의 직경 감소에 따라, 가변직경관(182b)의 입구 측의 저밀도유체와류(50)의 직경에 대응하는 직경을 가지도록 가변직경관(182b)의 입구 직경이 축소된 상태를 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 13를 참조하여 본원 발명의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법의 처리과정을 상세히 설명한다.
먼저, 도 11과 같이, 와류회전자(140)의 회전에 의해 외관(130)의 내부로 유정유체 또는 유전유체가 유입되면 외관(130) 내측의 가변직경관(182b) 상류에 와류가 형성된다. 이때 상기 와류는 가스 또는 원유 등의 저밀도유체와류(50)가 중심부에 위치되고, 해수 등의 고밀도유체와류(60)가 외부에 형성된다.
상술한 바와 같이, 와류가 형성되면, 저밀도유체와류직경검출부(400)가 가변직경관(182b) 입구 위치의 저밀도유체와류(50)의 직경을 검출하는 가변직경관 입구 위치 대응 저밀도유체와류직경 검출과정(S50)을 수행한다.
그리고 가변직경관 입구 위치 대응 저밀도유체와류직경 검출과정(S50)이 수행된 후에는 가변직경관(182b)의 입구의 직경(내경)을 가변직경관(182b)의 입구 위치의 저밀도유체와류(50)의 직경이 되도록 가변시키는 가변직경관 직경변경과정(S60)을 수행한다.
상기 가변직경관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정(S50)의 검출 결과, 가변직경관(182b)의 입구 위치 대응 저밀도유체와류직경이 가변직경관(182b)의 입구의 직경보다 큰 경우에는, 상기 가변직경관 직경변경과정(S60)은, 도 12와 같이, 관구동부(400)가 가변직경관(182b)의 입구의 직경을 가변직경관(182b)의 입구 위치 대응 저밀도유체와류직경이 되도록 확장시켜 일치시키는 처리과정이 된다.
이와 달리, 가변직경관(182b)의 입구 위치 대응 저밀도유체와류직경이 가변직경관(182b)의 입구의 직경보다 작은 경우에는, 상기 가변직경관 직경변경과정(S60)은, 도 12와 같이, 관구동부(400)가 가변직경관(182b)의 입구의 직경을 가변직경관(182b)의 입구 위치 대응 저밀도유체와류직경이 되도록 축소시켜 일치시키는 처리과정이 된다.
본 발명의 해상 유정 유체 또는 유전 유체 개발 산업에 적용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 유입구가 형성된 외관;
    상기 유입구측에서 상기 외관의 내부에 장착되는 와류회전자;
    상기 외관의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 외관의 내측에서 상기 와류회전자의 하류에 배치되는 고정추출관;
    상기 고정추출관의 상기 와류회전자 측 단부에서 상기 고정추출관에 대하여 신장 수축되어 입구의 위치를 가변시키도록 결합되는 이동추출관;
    상기 고정추출관의 하류측에서 분리된 가스 또는 원유를 가압하여 배출하는 압력보상관; 및
    상기 고정추출관이 위치되는 외관의 위치에 형성되는 해수배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 와류회전자의 하류측에, 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 저밀도유체와류직경검출부에 의해 검출된 저밀도유체와류직경에 대응하여 상기 이동추출관의 입구와 상기 저밀도유체와류의 직경이 일치하는 위치로 상기 이동추출관을 이동시키는 관구동부; 및
    상기 관구동부로부터 공급되는 힘에 의해 상기 이동추출관의 위치를 이동시키는 구동로드;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  4. 청구항1에 있어서,
    상기 고정추출관의 내측에는 분리된 가스 또는 원유의 와류를 보강하는 추출관회전자;가 설치되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 외관과 고정추출관과 이동추출관의 내주연에는 와류 발생을 유도하는 강선이 형성된 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  6. 내부에 와류회전자와 저밀도유체와류직경검출부가 구비된 외관의 내측에 일정 유격을 가지도록 서로 결합된 이동추출관과 고정추출관 및 상기 이동추출관을 이동시키는 관구동부 및 구동로드가 장착되어 유입된 유정유체 또는 유전유체에서 가스 또는 원유와 해수를 분리하는 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법에 있어서,
    상기 와류회전자에 의해 상기 외관 내측의 상기 이동추출관 상류에 와류가 형성된 경우 상기 저밀도유체와류직경검출부가 이동추출관 입구 대응하는 저밀도유체와류의 직경 위치를 검출하는 이동추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정; 및,
    상기 관구동부와 구동로드로 추출된 상기 이동추출관 입구 대응하는 저밀도유체와류의 직경 위치에 이동추출관의 입구가 위치되도록 상기 이동추출관의 위치를 이동시키는 이동추출관 이동과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리 장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법.
  7. 유입구가 형성된 외관;
    상기 유입구측에서 상기 외관의 내부에 장착되는 와류회전자;
    상기 외관의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 외관의 내측에서 상기 와류회전자의 하류에 배치되는 고정추출관;
    상기 고정추출관의 상기 와류회전자 측 단부에서 상기 고정추출관에 대하여 신장 수축되어 입구의 위치를 가변시키도록 결합되는 다중 이동 추출관;
    상기 고정추출관의 하류측에서 분리된 가스 또는 원유를 가압하여 배출하는 압력보상관; 및
    상기 고정추출관이 위치되는 외관의 위치에 형성되는 해수배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 와류회전자의 하류측에, 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 저밀도유체와류직경검출부에 의해 검출된 저밀도유체와류직경에 대응하여 상기 다중 이동 추출관의 입구와 상기 저밀도유체와류의 직경이 일치하는 위치로 상기 다중 이동 추출관을 이동시키는 관구동부; 및
    상기 관구동부로부터 공급되는 힘에 의해 상기 다중 이동 추출관의 위치를 이동시키는 구동로드;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 고정추출관의 내측에는 분리된 가스 또는 원유의 와류를 보강하는 추출관회전자;가 설치되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 외관과 고정추출관과 다중 이동 추출관의 내주연에는 와류 발생을 유도하는 강선이 형성된 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  12. 내부에 와류회전자와 저밀도유체와류직경검출부가 구비된 외관의 내측에 일정 유격을 가지도록 서로 결합된 다중 이동 추출관과 고정추출관 및 상기 다중 이동 추출관을 이동시키는 관구동부 및 구동로드가 장착되어 유입된 유정유체 또는 유전유체에서 가스 또는 원유와 해수를 분리하는 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법에 있어서,
    상기 와류회전자에 의해 상기 외관 내측의 상기 다중 이동 추출관 상류에 와류가 형성된 경우 상기 저밀도유체와류직경검출부가 다중 이동 추출관 입구 대응하는 저밀도유체와류의 직경 위치를 검출하는 다중 이동 추출관 입구 대응 저밀도유체와류 직경 위치 검출과정; 및,
    상기 관구동부와 구동로드로 추출된 상기 다중 이동 추출관 입구 대응하는 저밀도유체와류의 직경 위치에 다중 이동 추출관의 입구가 위치되도록 상기 다중 이동 추출관의 위치를 이동시키는 다중 이동 추출관 이동과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리 장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법.
  13. 유입구가 형성된 외관;
    상기 유입구측에서 상기 외관의 내부에 장착되는 와류회전자;
    상기 외관의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 외관의 내측에서 상기 와류회전자의 하류에 배치되는 고정추출관;
    상기 고정추출관의 상기 와류회전자 측 단부에 직경이 가변되도록 설치되는 가변직경관;
    상기 고정추출관의 하류측에서 분리된 가스 또는 원유를 가압하여 배출하는 압력보상관; 및
    상기 고정추출관이 위치되는 외관의 위치에 형성되는 해수배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 와류회전자의 하류측에, 저밀도유체와류의 직경을 검출하는 저밀도유체와류직경검출부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 가변직경관은,
    일단부가 상기 고정추출관의 와류회전자측 단부에 힌지 결합되고 인접영역에서 서로 교대로 중첩되도록 상기 고정 추출관의 단부에 다수의 날개가 관형으로 결합되어, 하나의 날개의 움직임에 따라 다수가 동일 방향으로 움직이는 것에 의해 단부 직경이 가변되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 저밀도유체와류직경검출부에 의해 검출된 저밀도유체와류직경에 대응하여 상기 가변직경관의 직경을 가변시키는 관구동부; 및
    상기 관구동부로부터 공급되는 힘에 의해 상기 가변직경관의 직경을 가변시키는 구동로드;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 고정추출관의 내측에는 분리된 가스 또는 원유의 와류를 보강하는 추출관회전자;가 설치되는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 외관과 고정추출관과 가변직경관의 내주연에는 와류 발생을 유도하는 강선이 형성된 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리장치.
  19. 내부에 와류회전자와 저밀도유체와류직경검출부가 구비된 외관과, 상기 외관의 내측에 일정 유격을 가지도록 배치되는 가변직경관과 고정추출관 및 상기 가변직경관의 직경을 가변시키는 관구동부 및 구동로드가 장착되어 유입된 유정유체 또는 유전유체에서 가스 또는 원유와 해수를 분리하는 유정유체 또는 유전유체 분리장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법에 있어서,
    상기 와류회전자에 의해 상기 외관 내측의 상기 가변직경관 상류에 와류가 형성된 경우 상기 저밀도유체와류직경검출부가 상기 가변직경관 입구 위치 대응 저밀도유체와류의 직경 위치를 검출하는 가변직경관 입구 위치 대응 저밀도유체와류직경 검출과정; 및,
    상기 관구동부와 구동로드로 추출된 상기 가변직경관 입구에 대응하는 저밀도유체와류의 직경으로 상기 가변직경관의 직경을 가변시키는 가변직경관 직경변경과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 관 일체형 유정유체 또는 유전유체 분리 장치의 유정유체 또는 유전유체 분리 방법.
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