백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템과 브라인 및 베이스오일의 백업 공급 방법{BRINE AND BASE OIL SUPPLY SYSTEM WITH BACKUP FUNCTION AND BACK UP SUPPLY METHOD OF BRINE AND BASE OIL THEROF}
본 발명은 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템과 브라인 및 베이스오일의 백업 공급 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 브라인 펌프(brine pump)와 베이스오일 펌프(base oil pump) 상호 간에 백업(backup)용으로 용이하게 운용할 수 있도록 하고, 신속한 백업 시스템의 사용이 가능하도록 구성된 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템과 브라인 및 베이스오일의 백업 공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 시추는 지각 내부의 여러 정보를 얻고자 하거나, 석유, 천연가스, 온천, 지하수 등을 채취하기 위하여 지각에 홀을 형성하는 작업을 말하는데, 사용 목적에 따라 그 길이가 정해지는데, 해상에서 해저를 시추하기 위한 시추선의 경우, 시추시 드릴 비트의 윤활 및 마찰을 감소시키기 위하여, 머드(mud), 브라인(brine), 베이스오일(base oil) 등을 드릴 비트까지 공급하도록 한다. 시추선에서 브라인과 베이스오일을 각각 공급하기 위한 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 브라인 공급 시스템을 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 브라인 공급 시스템(10)은 브라인이 저장되는 브라인 탱크(brine tank; 11)와, 브라인 탱크(11)로부터 브라인이 공급되기 위한 경로를 제공하는 브라인 공급라인(brine supply line; 12)과, 브라인 공급라인(12)에 설치되는 브라인 펌프(brine pump; 13)와, 브라인 공급라인(12)에서 브라인 펌프(13)의 전단에 분기되어 머드 펌프(mud pump; 미도시)에 연결되는 분기라인(14)을 포함한다. 따라서, 브라인 탱크(11)에 저장된 브라인이 브라인 펌프(13)의 펌핑력에 의해 브라인 공급라인(12)을 통해서 공급되도록 하되, 브라인 펌프(13)가 고장시, 머드 펌프의 펌핑력을 이용하여 분기라인(14)을 통해서 브라인이 공급되도록 한다. 도 2는 베이스오일 공급 시스템을 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하면, 베이스오일 공급 시스템(20)은 베이스오일이 저장되는 베이스오일 탱크(base oil tank; 21)와, 베이스오일 탱크(21)로부터 베이스오일이 공급되기 위한 경로를 제공하는 베이스오일 공급라인(base oil supply line; 22)과, 베이스오일 공급라인(22)에 설치되는 베이스오일 펌프(base oil pump; 23)와, 베이스오일 공급라인(22)에서 베이스오일 펌프(23)의 전단에 분기되어 머드 펌프(mud pump; 미도시)에 연결되는 분기라인(24)을 포함한다. 따라서, 베이스오일 탱크(21)에 저장된 베이스오일이 베이스오일 펌프(23)의 펌핑력에 의해 베이스오일 공급라인(22)을 통해서 공급되도록 하되, 베이스오일 펌프(23)가 고장시, 머드 펌프의 펌핑력을 이용하여 분기라인(24)을 통해서 베이스오일이 공급되도록 한다. 전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
브라인 공급 시스템(10)과 베이스오일 공급 시스템(20)은 머드의 이송에 사용되는 머드 펌프를 백업(back up)용으로 구성하였으나, 브라인 펌프(13)와 베이스오일 펌프(23)의 용량(capacity) 차이가 커서 백업 운용에 어려움이 따르는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 머드 펌프를 백업용으로 사용하게 됨으로써 드릴링시 메인 유체인 머드의 이송이 브라인 및 베이스오일의 이송과 중복되고, 머드 펌프의 사용 빈도가 높기 때문에 머드 펌프를 백업용으로 즉시 사용할 수 없게 되는 문제점을 가지고 있었다. 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 브라인 펌프(brine pump)와 베이스오일 펌프(base oil pump) 상호 간에 백업(backup)용으로 용이하게 운용할 수 있고, 브라인 펌프와 베이스오일 펌프 중 어느 하나가 고장이더라도 브라인과 베이스오일이 드릴링을 위하여 안정적으로 공급되며, 백업시 머드의 이송에 영향을 미치지 않도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 브라인 및 베이스오일 공급 시스템으로서, 브라인 탱크로부터 브라인 펌프에 의해 브라인을 공급하는 브라인 공급부; 베이스오일 탱크로부터 베이스오일 펌프에 의해 베이스오일을 공급하는 베이스오일 공급부; 상기 브라인 탱크로부터 브라인이 상기 베이스오일 펌프에 공급되기 위한 경로를 제공하는 브라인 백업라인; 및 상기 베이스오일 탱크로부터 베이스오일이 상기 브라인 펌프로 공급되기 위한 경로를 제공하는 베이스오일 백업라인을 포함하는 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템이 제공된다. 상기 베이스오일 공급부는, 상기 베이스오일 탱크로부터 베이스오일을 공급하기 위한 경로를 제공하고, 상기 베이스오일 펌프가 설치되는 베이스오일 공급라인을 더 포함하고, 상기 브라인 백업라인은, 상기 브라인 탱크에 저장된 브라인이 상기 브라인 펌프를 바이패스하기 위한 경로를 제공하도록 상기 베이스오일 공급라인에 연결될 수 있다. 상기 브라인 백업라인을 통한 브라인의 공급을 제어하기 위한 브라인 백업밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 브라인 공급부는, 상기 브라인 탱크로부터 브라인을 공급하기 위한 경로를 제공하고, 상기 브라인 펌프가 설치되는 브라인 공급라인을 더 포함하고, 상기 베이스오일 백업라인은, 상기 베이스오일 탱크에 저장된 베이스오일이 상기 베이스오일 펌프를 바이패스하기 위한 경로를 제공하도록 상기 브라인 공급라인에 연결될 수 있다. 상기 베이스오일 백업라인을 통한 베이스오일의 공급을 제어하기 위한 베이스오일 백업밸브를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 브라인 및 베이스오일 공급 시스템으로서, 브라인 탱크로부터 브라인을 공급하기 위한 브라인 펌프; 및 베이스오일 탱크로부터 베이스오일을 공급하기 위한 베이스오일 펌프를 포함하고, 상기 브라인 펌프가 고장시 상기 브라인 탱크로부터 브라인이 브라인 백업라인에 의해 상기 베이스오일 펌프에 공급되도록 하고, 상기 베이스오일 펌프가 고장시 상기 베이스오일 탱크로부터 베이스오일이 베이스오일 백업라인에 의해 상기 브라인 펌프에 공급되도록 하는 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템이 제공된다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 브라인 및 베이스오일의 백업 공급 방법으로서, 브라인 탱크와 베이스오일 탱크에 각각 저장된 브라인과 베이스오일을 브라인 펌프와 베이스오일 펌프에 의해 각각 공급될 수 있도록 하는 단계; 상기 브라인 펌프가 고장시 상기 브라인 탱크로부터 브라인이 브라인 백업라인에 의해 상기 베이스오일 펌프에 공급되도록 하는 단계; 및 상기 베이스오일 펌프가 고장시 상기 베이스오일 탱크로부터 베이스오일이 베이스오일 백업라인에 의해 상기 브라인 펌프에 공급되도록 하는 브라인 및 베이스오일의 백업 공급 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 브라인 펌프(brine pump)와 베이스오일 펌프(base oil pump)가 유량(flow rate) 및 헤드(head)가 동일할 뿐만 아니라, 유체 특성에 따른 모터 파워(motor power)만 차이를 가지므로, 상호 간에 백업(backup)용으로 용이하게 운용할 수 있도록 하고, 이로 인해 브라인 펌프와 베이스오일 펌프 중 어느 하나가 고장이더라도 브라인과 베이스오일이 드릴링을 위하여 안정적으로 공급되도록 하며, 브라인과 베이스오일의 석션을 위한 라인을 단독으로 구성할 수 있도록 하여 신속한 백업 시스템의 사용이 가능하도록 하고, 백업시 머드의 이송에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 브라인 공급 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 종래의 기술에 따른 베이스오일 공급 시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템을 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 브라인 및 베이스오일의 백업 공급 방법을 도시한 흐름도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템을 도시한 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템(100)은 브라인 펌프(brine pump; 112), 베이스오일 펌프(base oil pump; 122), 브라인 백업라인(brine backup line; 130) 및 베이스오일 백업라인(base oil backup line; 140)을 포함하되, 브라인 펌프(112)를 가지는 브라인 공급부(110)와 베이스오일 펌프(122)를 가지는 베이스오일 공급부(120)를 더 포함할 수 있다. 브라인 공급부(110)는 브라인 탱크(111)로부터 브라인 펌프(112)에 의해 브라인(brine)이 드릴링(drilling)을 수행하는 드릴 비트 등에 공급되도록 하고, 나아가서, 브라인 공급라인(brine supply line; 113)이 브라인 탱크(111)로부터 브라인을 공급하기 위한 경로를 제공하도록 한다. 여기서, 브라인 공급라인(113)에는 브라인 펌프(112)가 설치된다. 베이스오일 공급부(120)는 베이스오일 탱크(121)로부터 베이스오일 펌프(122)에 의해 베이스오일(base oil)이 드릴링을 수행하는 드릴 비트 등에 공급되도록 하고, 나아가서, 베이스오일 공급라인(base oil supply line; 123)이 베이스오일 탱크(121)로부터 베이스오일을 공급하기 위한 경로를 제공하도록 한다. 여기서, 베이스오일 공급라인(123)에는 베이스오일 펌프(122)가 설치된다. 브라인 백업라인(130)은 브라인 탱크(111)로부터 브라인이 베이스오일 펌프(122)에 공급되기 위한 경로를 제공하도록 하고, 이로 인해 베이스오일 펌프(122)가 브라인 펌프(112)의 백업용으로 사용할 수 있도록 한다. 브라인 백업라인(130)은 일례로, 브라인 탱크(111)에 저장된 브라인이 브라인 펌프(112)를 바이패스하기 위한 경로를 제공하도록 베이스오일 공급라인(123)에 연결될 수 있으며, 이를 위해 본 실시예에서처럼 일단이 브라인 탱크(111)에 연결되고, 타단이 베이스오일 공급라인(123)에서 베이스오일 펌프(122)의 전단에 연결될 수 있으며, 이 밖에도 브라인 탱크(111)로부터 브라인이 베이스오일 펌프(122)에 공급되기 위한 다양한 연결 구조를 가질 수 있다. 베이스오일 백업라인(140)은 베이스오일 탱크(121)로부터 베이스오일이 브라인 펌프(112)로 공급되기 위한 경로를 제공하도록 하고, 이로 인해 브라인 펌프(112)가 베이스오일 펌프(122)의 백업용으로 사용할 수 있도록 한다. 베이스오일 백업라인(140)은 일례로 베이스오일 탱크(121)에 저장된 베이스오일이 베이스오일 펌프(122)를 바이패스하기 위한 경로를 제공하도록 브라인 공급라인(113)에 연결될 수 있으며, 이를 위해 본 실시예에서처럼 일단이 베이스오일 탱크(121)에 연결되고, 타단이 브라인 공급라인(113)에서 브라인 펌프(112)의 전단에 연결될 수 있으며, 이 밖에도 베이스오일 탱크(121)로부터 베이스오일이 브라인 펌프(112)에 공급되기 위한 다양한 연결 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템(100)은 브라인 백업밸브(brine backup valve; 150)와 베이스오일 백업밸브(base oil backup valve; 160)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 브라인 백업밸브(150)는 브라인 백업라인(130)을 통한 브라인의 공급을 제어하기 위한 밸브로서, 본 실시예에서처럼 브라인 백업라인(130)의 출구측과 베이스오일 공급라인(123)이 연결되는 부위에 설치되는 3방향 밸브로 이루어질 수 있고, 이에 한하지 않고 브라인 백업라인(130)과 베이스오일 공급라인(123)에 각각 설치되는 다수의 양방향 밸브로 이루어질 수 있다. 또한, 베이스오일 백업밸브(160)는 베이스오일 백업라인(140)을 통한 베이스오일의 공급을 제어하기 위한 밸브로서, 본 실시예에서처럼 베이스오일 백업라인(140)의 출구측과 브라인 공급라인(113)이 연결되는 부위에 설치되는 3방향 밸브로 이루어질 수 있고, 이에 한하지 않고 베이스오일 백업라인(140)과 브라인 공급라인(113)에 각각 설치되는 다수의 양방향 밸브로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백업 기능을 가지는 브라인 및 베이스오일 공급 시스템(100)은 브라인 펌프(112)가 고장시, 브라인 탱크(111)로부터 브라인이 브라인 백업라인(130)에 의해 베이스오일 펌프(122)에 공급되도록 하고, 베이스오일 펌프(122)가 고장시, 베이스오일 탱크(121)로부터 베이스오일이 베이스오일 백업라인(140)에 의해 브라인 펌프(112)에 공급되도록 하며, 이를 본 발명에 따른 브라인 및 베이스오일의 백업 공급 방법에서 보다 자세히 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 브라인 및 베이스오일의 백업 공급 방법을 도시한 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 브라인 탱크(111)와 베이스오일 탱크(121)에 각각 저장된 브라인과 베이스오일을 브라인 펌프(112)와 베이스오일 펌프(122)에 의해 드릴링시 드릴 비트 등에 각각 공급될 수 있도록 한다(S11), 이 단계(S11)는 브라인 공급부(110) 및 베이스오일 공급부(120)에 의해 브라인과 베이스오일을 각각 공급할 수 있도록 하는 상태를 유지하도록 할 뿐만 아니라, 나아가서, 브라인 공급부(110)와 베이스오일 공급부(120)에 의해 드릴링에 필요한 브라인과 베이스오일을 각각 공급하는 과정도 포함한다. 한편, 브라인 펌프(112)가 고장인지를 확인하여(S12), 브라인 펌프(112)가 고장시, 브라인 탱크(111)로부터 브라인이 브라인 백업라인(130)에 의해 베이스오일 펌프(122)에 공급되도록 함으로써 베이스오일 펌프(122)에 의해 브라인을 공급할 수 있도록 한다(S13). 이때, 브라인의 백업을 위한 경로 제어는 브라인 백업밸브(150)의 동작에 의해 수행될 수 있다. 또한, 베이스오일 펌프(122)가 고장인지를 확인하여(S14), 베이스오일 펌프(122)가 고장시, 베이스오일 탱크(121)로부터 베이스오일이 베이스오일 백업라인(140)에 의해 브라인 펌프(112)에 공급되도록 하여, 브라인 펌프(112)에 의해 베이스오일을 공급할 수 있도록 한다(S15). 이때, 베이스오일의 백업을 위한 경로 제어는 베이스오일 백업밸브(160)의 동작에 의해 수행될 수 있다. 브라인 펌프(112)에 의해 백업 단계(S12,S13)와 베이스오일 펌프(122)에 의한 백업 단계(S14,S15)는 그 순서에 전후가 없으며, 어느 단계라도 먼저 수행될 수 있고, 드릴링이 정지될 때까지 수행될 수 있다(S16). 이와 같은 본 발명에 따르면, 브라인 펌프(brine pump)와 베이스오일 펌프(base oil pump)가 유량(flow rate) 및 헤드(head)가 동일할 뿐만 아니라, 유체 특성에 따른 모터 파워(motor power)만 차이를 가지므로, 상호 간에 백업(backup)용으로 용이하게 운용할 수 있도록 하고, 이로 인해 브라인 펌프와 베이스오일 펌프 중 어느 하나가 고장이더라도 브라인과 베이스오일이 드릴링을 위하여 안정적으로 공급되도록 하며, 브라인과 베이스오일의 석션을 위한 라인을 단독으로 구성할 수 있도록 하여 신속한 백업 시스템의 사용이 가능하도록 하고, 백업시 머드의 이송에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
110 : 브라인 공급부 111 : 브라인 탱크
112 : 브라인 펌프 113 : 브라인 공급라인
120 : 베이스오일 공급부 121 : 베이스오일 탱크
122 : 베이스오일 펌프 123 : 베이스오일 공급라인
130 : 브라인 백업라인 140 : 베이스오일 백업라인
150 : 브라인 백업밸브 160 : 베이스오일 백업밸브 |
