머드 재생 시스템의 가스제거기

머드 재생 시스템의 가스제거기 { DEGASSER OF MUD RECYCLING SYSTEM }

본 발명은 머드 재생 시스템의 가스제거기에 관한 것으로, 더 자세하게는 굴착과정에서 회수되는 혼합머드에 포함된 가스를 제거할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

일반적으로 지반 굴착과정에서는 굴착공구를 보호하기 위해 머드를 공급하게 되며, 굴착과정에서 지상으로 배출되는 굴착 폐토로부터 자갈이나 암석을 분리하여 머드를 재사용하게 된다.

예를 들어 석유 시추를 위한 드릴쉽이나 그 밖의 각종 굴착현장의 굴착과정에서는 굴착비트를 보호하기 위해 머드를 공급하게 된다.

하기의 특허문헌 1에는 시추용 머드 공급장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1의 시추용 머드 공급장치는 해저 유정에 삽입되는 시추 파이프에 머드(Mud)를 공급하기 위하여 마련되는 복수의 머드펌프; 복수의 머드펌프에 각각 연결되는 복수의 토출배관을 합류시키고 재 분기시켜 머드를 배출하는 매니폴드 배관; 및 매니폴드 배관이 결합되는 매니폴드 프레임;을 포함한다

상기에서 굴착비트에 공급되는 머드는 굴착과정에서 발생되는 굴착 폐토와 함께 회수배관을 통해 회수되며, 셰일 쉐이커 및 머드 클리너를 비롯한 각종 분리장비를 통해 굴착 폐토와 섞인 머드를 다시 분리하여 재사용하게 된다.

하기의 특허문헌 2 및 특허문헌 3에는 부유식 시추설비의 머드 재생 시스템이 개시되어 있다.

특허문헌 2에 개시된 부유식 시추설비의 머드 재생 시스템에서 머드는 드릴비트가 과열되는 것을 방지하고, 이상 고압이 드릴 파이프를 타고 올라오는 것을 방지하기 위해 드릴링 작업 중에는 지속적으로 공급된다.

특허문헌 2에 개시된 부유식 시추설비의 머드 재생 시스템에서 드릴 파이프 내부로 공급된 머드는 드릴비트를 통해 빠져나가고, 라이저를 통해 디버터(diverter)까지 올라와서 머드 분기라인을 통해 머드 피트(mud pit)로 들어가서 머드 속에 포함된 암석 조각, 불순물, 가스 등이 제거되며, 재생된 머드는 활성화 머드 피트(mud pit) 속으로 들어가서 저장되었다가 머드 펌프에 의해 가압되어 다시 드릴 파이프 속으로 공급된다.

특허문헌 3의 드릴쉽의 머드 재생 시스템은 회수라인을 통해 전달되는 머드에 포함된 암석, 모래 및 가스 등을 제거하여 머드를 재생하기 위한 셰일 쉐이커(shale shaker), 가스제거기(degasser), 디샌더(desander), 디실터(desilter), 머드 클리너(mud cleaner)를 포함한다.

특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 가스제거기의 구체적인 기술 구성이 개시되어 있지 않다.

종래 기술에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 많은 수의 구성부품으로 복잡하게 구성되어 제작이 매우 어려운 문제가 있었다.

또한, 종래 기술에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 가스제거 효율이 높지 않을 뿐 아니라 잦은 고장으로 유지관리에 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 굴착과정에서 회수되는 혼합머드에 포함된 가스를 안정적으로 분리하여 제거할 수 있도록 하는 머드 재생 시스템의 가스제거기를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 그 다른 목적이 제작이 간편하고 고장의 우려없이 안정적으로 혼합머드의 가스를 분리하여 제거할 수 있도록 하는 머드 재생 시스템의 가스제거기를 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 바닥면에 설치되어 분리탱크, 진공펌프, 분리가스 처리탱크를 지지하는 베이스; 상기 베이스의 상단에 설치되고, 굴착과정에서 회수되는 혼합머드에서 가스를 분리하는 분리탱크; 상기 베이스의 상단에 설치되고, 상기 분리탱크에서 분리된 분리가스를 분리가스 처리탱크로 공급하는 진공펌프; 상기 분리탱크의 내부 하부에 설치되고, 지반 굴착과정에서 회수되는 혼합머드를 분리탱크로 공급하는 혼합머드 공급관; 상기 분리탱크의 분리챔버 일측에 설치되고, 분리탱크 내부의 분리머드를 머드 피트 쪽으로 공급하는 분리머드 배출관; 상기 분리탱크의 외부 일측에 설치되고, 임펠러 구동축 및 임펠러를 구동시키는 구동모터; 상기 분리탱크의 내부 상부 중앙에 설치되고, 상기 구동모터와 접속되는 임펠러 구동축; 상기 임펠러 구동축의 하부에 설치되고, 상기 혼합머드 공급관으로 공급되는 혼합머드를 분리탱크로 토출하는 동시에 가스가 분리된 분리머드를 분리머드 배출관으로 배출하는 임펠러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 상기 베이스의 상단에 설치되고, 진공펌프를 통해 분리탱크의 외부로 인출된 분리가스의 압력을 저감하고 유해성분을 제거하여 분리가스를 안전하게 처리하는 분리가스 처리탱크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 상기 분리탱크의 내부 상부와 내부 중앙부에 제1격판과 제2격판이 설치되어 상기 제1격판 상부에 진공챔버가 형성되고, 제1격판과 제2격판 사이에 분리챔버가 형성되며, 제2격판 하부에 분리머드 적재챔버가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 상기 제1격판에 분리챔버에서 혼합머드로부터 분리된 가스가 진공챔버로 유입되도록 하는 다수의 가스 유입구멍이 형성되고, 상기 제2격판에 혼합머드로부터 분리된 분리머드가 분리머드 적재챔버로 낙하할 수 있도록 하는 분리머드 낙하구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 상기 임펠러가 외주에 형성된 복수의 토출구멍을 통해 혼합머드 공급관을 통해 공급되는 혼합머드를 분리챔버로 토출하는 혼합머드 토출관부; 상기 혼합머드 토출관부의 하단에 일체로 마련되고, 복수의 이송날개편을 통해 분리머드 적재챔버의 분리머드를 분리머드 배출관 쪽으로 이송하는 분리머드 이송날개부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 상기 제2격판 하단에 고정 설치되어 분리머드 적재챔버의 분리머드를 임펠러 및 분리머드 배출관 쪽으로 유도하는 분리머드 디퓨저;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 상기 분리머드 디퓨저가 제2격판에 고정되고, 일측에 분리머드 배출관이 접속되는 원통형의 분리머드 배출유도부; 상기 분리머드 배출유도부의 하부에 마련되고, 하부로 갈수록 점차 직경이 확대되는 원추형의 분리머드 상승유도부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 상기 분리탱크의 제1격판의 하단부에 설치되고, 임펠러 구동축에 접속되는 탈기 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기는 상기 분리탱크의 분리챔버의 내주면에 설치되는 완충링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기에 의하면, 혼합머드를 임펠러로 분출시키는 과정에서 혼합머드에 포함된 가스를 분리하여 간편하게 제거할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기에 의하면, 적은 수의 구성부품을 사용하여 간편하게 제작할 수 있게 되어 제작원가를 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기에 의하면, 고장의 우려없이 신속하고 안정적으로 혼합머드의 가스를 제거할 수 있게 되어 유지비용을 절감할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기의 분해사시도,
도 2는 동 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기의 일부 절제 사시도,
도 3은 동 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기의 요부 종단면도,
도 4는 동 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기의 일부 절재 정면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기의 분해사시도이고, 도 2는 동 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기의 일부 절제 사시도이다.

도 3은 동 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기의 요부 종단면도이고, 도 4는 동 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기의 일부 절재 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기(100)는 베이스(110), 분리탱크(120), 진공펌프(130), 혼합머드 공급관(140), 분리머드 배출관(150), 구동모터(160), 임펠러 구동축(170), 임펠러(180), 분리가스 처리탱크(190)를 포함한다.

베이스(110)는 바닥면에 설치되어 분리탱크(120), 진공펌프(130), 분리가스 처리탱크(190)를 지지한다.

분리탱크(120)는 굴착과정에서 회수되는 혼합머드에서 가스를 분리하는 것으로, 상기 베이스(110)의 상단에 설치된다.

상기 분리탱크(120)의 내부 상부와 내부 중앙부에는 제1격판(121)과 제2격판(122)이 설치된다.

상기 분리탱크(120)의 제1격판(121) 상부에는 진공챔버(V)가 마련되고, 제1격판(121)과 제2격판(122) 사이에는 분리챔버(S)가 마련되며, 제2격판(122) 하부에는 분리머드 적재챔버(R)가 마련된다.

상기 제1격판(121)에는 분리챔버(S)에서 혼합머드로부터 분리된 가스가 진공챔버(V)로 유입되도록 하는 다수의 가스 유입구멍(121a)이 마련된다.

상기 제2격판(122)에는 혼합머드로부터 분리된 분리머드가 분리머드 적재챔버(R)로 낙하할 수 있도록 하는 분리머드 낙하구멍(122a)이 마련된다.

진공펌프(130)는 상기 베이스(110)의 상단에 설치되고, 상기 분리탱크 진공챔버(V)의 상단에 마련되는 가스토출구(123)에 접속되어 진공챔버(V) 내부의 분리가스를 분리가스 처리탱크(190)로 공급한다.

혼합머드 공급관(140)은 굴착과정에서 회수되는 혼합머드를 분리탱크(120)의 분리챔버(S)로 공급하는 것으로, 상기 분리탱크(120)의 내부 하부에 설치된다.

상기 혼합머드 공급관(140)의 상단부는 상기 분리탱크(120)의 하단을 관통하여 분리탱크(120)의 분리머드 적재챔버(R)의 상부에 위치되고, 상기 분리탱크(120)의 외부로 인출되는 상기 혼합머드 공급관(140)의 하단부는 혼합머드 저장조(미도시)에 투입된다.

분리머드 배출관(150)은 가스가 분리된 분리머드를 머드 피트 쪽으로 공급하는 것으로, 상기 분리탱크(120)의 분리챔버(S) 일측에 설치된다.

구동모터(160)는 임펠러 구동축(170) 및 임펠러(180)를 구동시키는 것으로, 상기 분리탱크(120)의 외부 일측에 고정 설치된다.

임펠러 구동축(170)은 임펠러(180)를 회전 구동시키는 것으로, 상기 분리탱크(120)의 내부 상부 중앙에 설치된다.

상기 임펠러 구동축(170)은 동력전달벨트(171)를 통해 상기 구동모터(160)와 접속된다.

임펠러(180)는 혼합머드 공급관(140)으로 공급되는 혼합머드를 분리챔버(S)로 토출하고, 분리머드 적재챔버(R)의 분리머드를 분리머드 배출관(150)으로 배출하는 것으로, 상기 임펠러 구동축(170)의 하부에 설치된다.

상기 임펠러(180)는 외주에 형성된 복수의 토출구멍(181a)을 통해 혼합머드 공급관(140)을 통해 공급되는 혼합머드를 분리챔버(S)로 토출하는 혼합머드 토출관부(181); 상기 혼합머드 토출관부(181)의 하단에 일체로 마련되고, 복수의 이송날개편(182a)을 통해 분리머드 적재챔버(R)의 분리머드를 분리머드 배출관(150) 쪽으로 이송하는 분리머드 이송날개부(182);를 포함한다.

분리가스 처리탱크(190)는 진공펌프(130)를 통해 분리탱크(120)의 외부로 인출된 분리가스의 압력을 저감하고 유해성분을 제거하는 등 분리가스를 안전하게 처리하는 것으로, 상기 베이스(110)의 상단에 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기(100)는 상기 분리탱크(120)의 제2격판(122) 하단에 고정 설치되어 분리머드 적재챔버(R)의 분리머드를 임펠러(180) 및 분리머드 배출관(150) 쪽으로 유도하는 분리머드 디퓨저(210);를 포함한다.

상기 분리머드 디퓨저(210)는 제2격판(122)에 고정되고, 일측에 분리머드 배출관(150)이 접속되는 원통형의 분리머드 배출유도부(211); 상기 분리머드 배출유도부(211)의 하부에 마련되고, 하부로 갈수록 점차 직경이 확대되는 원추형의 분리머드 상승유도부(212);를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기(100)는 상기 분리탱크(120)의 제1격판(121)의 하단부에 설치되고, 임펠러 구동축(170)에 접속되는 탈기 플레이트(220);를 포함한다.

상기 탈기 플레이트(220)는 혼합머드의 가스 분리과정에서 임펠러 구동축(170)과 함께 회전하면서 제1격판(121)의 하단부로 상승하는 머드를 제거함으로써 분리챔버(S)의 분리가스가 진공챔버(V)쪽으로 원활하게 이동할 수 있도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기(100)는 상기 분리탱크(120)의 분리챔버(S)의 내주면에 설치되는 완충링(230);을 포함한다.

상기 완충링(230)은 임펠러(180)의 토출구멍(181a)을 통해 강한 압력으로 토출되는 혼합머드에 의해 분리탱크(120)의 분리챔버(S)의 내주면이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 완충링(230)은 폴리우레탄를 비롯한 연질 합성수지, 합성고무, 실리콘, 그 밖의 완충성이 좋은 재질의 것이 바람직함은 물론이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 머드 재생 시스템의 가스제거기(100)는 분리탱크(120)의 내부로 유입된 혼합머드에 포함된 가스를 제거하고, 가스가 제거된 분리머드를 머드 재생 시스템의 머드 피트 쪽으로 배출한다.

즉, 혼합머드 공급관(140)으로 공급되는 혼합머드는 임펠러(180)의 토출구멍(181)을 통해 분리탱크(120)의 분리챔버(S)로 토출된다.

상기 혼합머드 토출과정에서 임펠러(180)는 구동모터(160)의 회전력이 전달되는 임펠러 구동축(170)에 접속되어 회전하게 되므로 혼합머드가 분리챔버(S)의 전체에 걸쳐 고르게 토출될 수 있게 된다.

상기 혼합머드가 분리챔버(S)의 토출되는 과정에서 혼합머드에 포함된 가스가 분리된다.

상기에서 분리된 가스는 제1격판(121)의 가스 유입구멍(121a)을 통해 진공펌프(130)의 흡입력이 작용하는 진공챔버(V)로 이동하게 된다.

상기 진공챔버(V)의 가스는 진공챔버(V)의 상단에 마련된 가스토출구(123)를 통해 분리탱크(120)의 외부로 인출되고, 진공펌프(130)를 거쳐 분리가스 처리탱크(190)로 이동되어 안전하게 처리된다.

한편, 혼합머드로부터 가스가 분리된 분리머드는 분리챔버(S)의 하단으로 떨어지게 되고, 제2격판(122)의 분리머드 낙하구멍(122a)을 통해 분리머드 적재챔버(R)로 낙하하게 된다.

상기 분리머드 적재챔버(R)의 분리머드는 분리머드 디퓨저(210)의 분리머드 상승유도부(212)를 통해 분리머드 배출유도부(211)로 유입되고, 임펠러(180)의 이송날개부(182)를 통해 분리머드 배출관(150)으로 이송되어 재생 머드 시스템의 디센더 쪽으로 공급된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100 : 가스제거기 110 : 베이스
120 : 분리탱크 121 : 제1격판
122 : 제2격판 130 : 진공펌프
140 : 혼합머드 공급관 150 : 분리머드 배출관
160 : 구동모터 170 : 임펠러 구동축
180 : 임펠러 190 : 분리가스 처리탱크
V : 진공챔버 S : 분리챔버
R : 분리머드 적재챔버