KR102039669B1 - 머드 분배 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 머드 분배 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 머드의 분배를 위해 일시 저장할 수 있는 내부 공간을 포함하는 바디; 상기 바디에 제공되고, 상기 내부 공간으로 머드가 유입되는 유입구; 상기 바디에 제공되고, 상기 유입구보다 하측에 위치되며, 상기 내부 공간으로부터 머드가 배출되는 복수 개의 유출구; 및 상기 바디에 제공되고, 상기 내부 공간에 유입된 머드를 선택적으로 배출하는 바이패스부를 포함하는 머드 분배 장치를 제공할 수 있다.

Description

머드 분배 장치{MUD DISTRIBUTION APPARATUS}
본 발명은 머드 분배 장치에 관한 것이다.
시추선은 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을　시추하는 선박이다. 시추선을 통해서 해저에 구멍을 뚫으려면, 우선 암석을 파괴할 수 있어야 하고, 굴착된 암석 부스러기를 효과적으로 제거해야 한다. 그리고 뚫어 낸 구멍이 무너져 내리지 않아야 하고, 원유 또는 가스의 분출도 막아야 하는데, 이를 위해 주로 사용하는 방식이 머드 순환 방식이다.
머드 순환 방식은 해저에 시추관을 내리면서 그 안으로 머드(Mud)를 고압으로 공급한다. 시추관 끝에 도착한 머드는 노즐에서 강한 압력으로 분사되고, 분사 후에는 유정의 벽과　시추관 사이 틈을 통해서 밀려 올라오게 된다. 이때 밀려 올라오는 머드와 함께 파낸 흙, 암석 부스러기가 함께 운반되며,　머드에 의해 공급되는 유동성과 드릴의 회전력으로 구멍 뚫기 작업이 진행된다.
이와 같은 머드 순환 방식에서는 머드를 순환 및 분배하기 위한 장치가 필요하며, 이러한 머드 분배 장치는 머드를 이송하기 위한 복수의 머드 펌프(mud pump), 다수의 토출배관과 게이트 밸브, 머드 거터(mud gutter), 셰일 쉐이커(shale shaker) 등을 구비할 수 있다.
한편, 시추선 또는 반잠수식 시추선에서 드릴링 작업을 위해 시추공에 투입된 머드는 라이저(riser)를 통해 시추선 또는 반잠수식 시추선으로 되돌아온 다음, 머드 회송 라인을 통해 머드 분배 장치의 셰일 쉐이커로 이동되어 처리(예컨대, 재사용)된다.
그러나, 머드 분배 장치에 의해 머드가 복수 개의 셰일 쉐이커로 분배될 때, 균일한 양으로 분배되지 못하여 셰일 쉐이커마다 수용하는 머드의 양에 차이가 발생하게 되고, 이로 인해 셰일 쉐이커의 효율이 저하된다는 문제가 있다. 또한, 머드 분배 장치의 몸체에 머드 또는 돌조각 등이 퇴적되어 머드 분배의 효율을 저감시킨다는 문제가 있다.
공개특허 제2012-0132595호에는 시추용 머드 공급장치가 개시되어 있다.
본 발명의 실시예들은 상술한 문제를 해결하고자 발명된 것으로서, 복수 개의 분배 탱크에 동일한 비율로 머드를 분배할 수 있는 머드 분배 장치를 제공하고자 한다.
또한, 머드 분배 장치 내부에 퇴적될 수 있는 머드나 돌조각을 효과적으로 배출할 수 있는 머드 분배 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 머드의 분배를 위해 일시 저장할 수 있는 내부 공간을 포함하는 바디; 상기 바디에 제공되고, 상기 내부 공간으로 머드가 유입되는 유입구; 상기 바디에 제공되고, 상기 유입구보다 하측에 위치되며, 상기 내부 공간으로부터 머드가 배출되는 복수 개의 유출구; 및 상기 바디에 제공되고, 상기 내부 공간에 유입된 머드를 선택적으로 배출하는 바이패스부를 포함하는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 유출구 중 적어도 일부는 동일한 높이에 형성되는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바이패스부는, 바이패스 개구가 형성된 개구 부재; 및 상기 바이패스 개구를 선택적으로 개방하도록 이동하고, 상기 유입구로 유입된 머드를 상기 유출구로 안내하도록 기울어진 캡을 포함하는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바이패스부는, 상기 개구 부재 및 상기 캡의 사이에 구비되고, 상기 캡을 이동시키는 구동장치를 더 포함하는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 캡은 상기 유입구에 가까운 부분일수록 폭이 더 작은 기둥 형상을 가지는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 캡은 상하로 이동하도록 구성되고, 상기 바이패스 개구는 상기 개구 부재의 하부에 형성되고, 상기 바이패스부는, 상기 캡이 상측으로 이동할 때 상기 캡의 하부와 상기 개구 부재의 하부가 서로 이격됨으로써 상기 바이패스 개구가 개방되고, 상기 캡이 하측으로 이동할 때 상기 캡의 하부와 상기 개구 부재의 하부가 서로 밀착함으로써 상기 바이패스 개구가 폐쇄되도록 구성되는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 캡의 하부와 상기 개구 부재의 하부는 서로 대응되는 형상을 가지는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바이패스부는, 상기 캡이 상기 바이패스 개구를 폐쇄할 때 상기 캡과 상기 개구 부재 사이로 머드가 유입되는 것을 방지하는 밀봉부재를 더 포함하는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 유출구는 상기 바이패스부를 중심으로 대칭적으로 구비되는 머드 분배 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 복수 개의 분배 탱크에 동일한 비율로 머드를 분배할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 머드 분배 장치의 바디에 퇴적될 수 있는 머드나 돌조각을 효과적으로 배출할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 분배 장치의 개념도이다.
도 2는 도 1의 머드 분배 장치의 측면도이다.
도 3은 도 1의 머드 분배 장치의 바디의 사시도이다.
도 4는 도 3의 머드 분배 장치의 바디의 저면도이다.
도 5는 도 3의 머드 분배 장치의 단면 사시도이다.
도 6은 도 3의 머드 분배 장치의 분해 단면 사시도이다.
도 7은 도 3의 머드 분배 장치에서 바이패스부가 개방된 것을 나타내는 측단면도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1 내지도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 머드 분배 장치(1)는 중공형으로 구성되는 바디(100), 머드가 바디(100)에 유입되기 위한 유입구(210), 상기 유입구(210)와 연결된 유입 통로(220), 바디(100)에 유입된 머드가 유출되기 위한 유출구(310), 유출구(310)와 연결된 유출 통로(320), 유출 통로(320)와 연결되는 분배 탱크(330), 바디(100) 내에 유입된 머드를 선택적으로 배출하기 위한 바이패스부(400)를 포함할 수 있다.
바디(100)는 내부로 유입된 머를 수용하기 위한 내부 공간(110)을 포함할 수 있고, 분배 탱크(330)보다 높은 위치에 구비될 수 있다.
유입구(210)는 내부 공간(110)으로 머드가 유입되기 위한 개구일 수 있다. 유입구(210)를 통해 내부 공간(110)과 유입 통로(220)가 연통할 수 있다. 유입구(210)는 유출구(310) 및 바이패스부(400) 보다 상측에 제공될 수 있으며, 바디(100)의 상면에 형성될 수 있다. 유입구(210)는 그 중심이 바디(100)의 중심을 지나는 가상의 수직선 상에 위치하도록 배치될 수 있다.
유입 통로(220)는 유입구(210)와 연결될 수 있으며, 바디(100)로 머드를 공급하기 위한 통로 역할을 할 수 있다. 이러한 유입 통로(220)는 파이프로 형성될 수 있다.
유출구(310)는 내부 공간(110)의 머드가 바디(100)의 외부로 유출되기 위한 개구일 수 있다. 유출구(310)는 유입구(210)보다 하측에 형성되고 후술하는 바이패스 개구(411)보다 상부에 구비될 수 있다. 또한 유출구(310)는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 유출구(310)중 일부 또는 전부는 동일한 높이에 형성되며, 바이패스부(400)를 중심으로 대칭적으로 배치될 수 있다. 유출구(310)를 통해 내부 공간(110)과 유출 통로(320)가 연통할 수 있다.
유출 통로(320)는 유출구(310)와 연결될 수 있으며, 바디(100)의 머드가 빠져나가기 위한 통로 역할을 할 수 있다. 유출 통로(320)는 유출구(310)에 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 복수 개의 유출 통로(320)는 각각의 분배 탱크(330)에 공급되는 머드가 혼합되지 않도록 유출구(310)에 독립적으로 연결될 수 있다. 이러한 유출 통로(320)는 머드가 효과적으로 흘러갈 수 있도록 바디(100)로부터 하방으로 기울어져 형성될 수 있으며, 파이프로 형성될 수 있다.
분배 탱크(330)는 유출 통로(320)를 통해 바디(100)로부터 빠져나온 머드를 수용할 수 있다. 분배 탱크(330)는 머드를 일시적으로 저장할 수 있다. 분배 탱크(330)는 바디(100)보다 낮은 위치에 배치될 수 있으며, 유출구(310) 및 유출 통로(320)의 개수에 대응하도록 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 분배 탱크(330)는 내부의 머드가 서로 혼합되지 않도록 독립적으로 구성될 수 있다.
바이패스부(400)는 선택적으로 개폐됨으로써 유출 통로(320) 이외의 경로를 통해 머드를 바디(100)의 외부로 배출할 수 있도록 구성된다. 바이패스부(400)로 인하여 바디(100) 내에 퇴적된 머드와 돌조각을 머드를 효과적으로 배출할 수 있다. 이를 위해 바이패스부(400)는 머드가 통과할 수 있는 바이패스 개구(411)가 형성된 개구 부재(410); 바이패스 개구(411)를 선택적으로 개방하는 캡(420); 캡(420)을 이동시키는 구동장치(430); 개구 부재(410)와 캡(420) 사이의 틈을 실링하는 밀봉부재(440); 및 바이패스 개구(411)를 통해 내부 공간(110)과 연통하는 바이패스 통로(450)를 포함할 수 있다.
개구 부재(410)는 바이패스 통로(450)를 커버하도록 구비될 수 있다. 이러한 개구 부재(410)는, 바디(100)의 내부 공간(110)과 연통할 수 있는 바이패스 개구(411); 유입구(210)에 가까운 부분일수록 폭이 더 작은 형상을 가지는 경사부(412); 및 경사부 상에 구비되어 구동장치(430)를 지지할 수 있는 지지부(413)를 포함할 수 있다. 개구 부재(410)는 바디(100)와 별도의 부재로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 바디(100)와 일체형으로 구비될 수도 있다.
바이패스 개구(411)는 캡(420)에 의해 선택적으로 폐쇄될 수 있다. 바이패스 개구(411)는 경사부(412)에 형성된 제1 바이패스 개구(411a) 및 지지부(413)에 형성된 제2 바이패스 개구(411b)를 포함할 수 있다. 캡(420)이 개구 부재(410)로부터 소정 거리로 이격됨으로써 바이패스 개구(411)가 개방되었을 때 대부분의 머드는 제1 바이패스 개구(411a)를 통해 바이패스 통로(450)로 빠져나가게 된다. 한편, 내부 공간(110)의 머드의 양이 지나치게 많아서 머드가 경사부(412) 위의 지지부(413)쪽까지 올라올 경우, 경사부(412) 위쪽으로 올라온 머드는 지지부(413)에 형성된 제2 바이패스 개구(411b)를 통해 배출될 수 있다. 제1 바이패스 개구(411a)는 구동장치(430)를 중심으로 경사부(412)에 복수 개로 구비될 수 있고, 제2 바이패스 개구(411b) 는 구동장치(430)를 중심으로 지지부(413)에 복수 개로 구비될 수 있다.
경사부(412)는 캡(420)의 적어도 일부와 대응하는 형상을 가짐으로써 캡(420)과 맞물릴 수 있다. 예를 들어, 캡(420)이 원뿔 형상을 가질 경우, 경사부(412)는 상부로 갈수록 더 좁은 단면적을 가지는 실린더 형상을 가짐으로써 원뿔 형상을 가지는 캡(420)의 일부분과 맞물릴 수 있다. 경사부(412)와 바디(100) 사이에는 틈이 형성되지 않도록 구성될 수 있다.
지지부(413)는 구동장치(430)를 지지할 수 있다. 지지부(413)는 경사부(412)의 상단부로부터 연장 형성될 수 있으며, 편평한 플레이트 형상을 가질 수 있다. 지지부(413)는 캡(420)과 이격되어 구동장치(430)가 배치되기 위한 소정의 공간을 제공할 수 있다.
캡(420)은 구동장치(430)에 의해 일 방향으로 이동함으로써 바이패스 개구(411)를 개폐할 수 있다. 예를 들어, 캡(420)은 유입구(210)로부터 멀어지도록 하측으로 이동하여 개구 부재(410)와 맞닿음으로써 바이패스 개구(411)를 폐쇄할 수 있고[도 5], 유입구(210)로 가까워지도록 상측으로 이동하여 개구 부재(410)와 소정 거리로 이격됨으로써 바이패스 개구(411)를 개방할 수 있다[도 7]. 머드는 개구 부재(410)와 캡(420) 사이의 틈으로 흘러들어가 바이패스 개구(411)를 통해 바디(100) 외부로 빠져나갈 수 있다. 이를 위해 캡(420)은 바이패스 개구(411)와 지지부(413)를 커버하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 캡(420)이 폐쇄되었을 때 머드는 바이패스 통로(450)로 빠져나가지 않게 된다.
이러한 캡(420)은 개구 부재(410)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 캡(420)은 유입구(210)를 통해 내부 공간(110)으로 유입되는 머드를 유출구(310)로 안내하도록 소정의 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어, 캡(420)은 유입구(210)에 가까운 부분일수록 폭이 더 작은 기둥 형상을 가질 수 있으며, 이러한 캡(420)은 도 5, 도 6과 같이 원뿔형을 가질 수 있다. 또한, 캡(420)의 상단부는 유입구(210) 측을 향하고, 캡(420)의 하단부는 유출구(310)의 하측에 위치할 수 있다. 또한, 캡(420)은 그 중심이 바디(100)의 중심을 지나는 가상의 수직선 상에 위치하도록 배치될 수 있다.
캡(420)은 구동장치(430)에 의해 개구 부재(410)로부터 멀어지도록 이동하였을 때, 그 하단부가 지지부(413) 및 유출구(310) 보다 아래에 위치하도록 구성될 수 있다. 이로 인해, 캡(420)이 바이패스 개구(411)를 개방하더라도, 머드가 지지부(413) 상으로 유입되는 것이 방지될 수 있으며, 머드가 유출구(310)를 통해 효과적으로 배출될 수 있다. 또한, 캡(420)의 중앙부와 지지부(413) 사이에 구동장치(430)가 배치되기 위한 소정의 공간을 형성할 수 있다.
구동장치(430)는 그 일측이 지지부(413)에 지지되고, 타측이 캡(420)과 연결되어 캡(420)을 이동시킬 수 있다. 구동장치(430)는 앞서 서술한 것처럼 캡(420)과 지지부(413) 사이에 위치할 수 있으며, 바이패스 개구(411)보다 상측에 구비될 수 있다. 또한, 구동장치(430)는 개구 부재(410)와 캡(420) 사이로 머드가 유입되더라도, 머드로 인해 손상되거나 고장나지 않도록 방수 구조를 가질 수 있다. 이러한 구동장치(430)는 일예로, 유압 실린더 일 수 있으나, 본 발명의 사상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
밀봉부재(440)는 경사부(412)와 캡(420)이 맞물리는 지점의 하단부에 구비되어, 캡(420)이 폐쇄되었을 때 머드가 경사부(412)와 캡(420) 사이로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 밀봉부재(440)는 경사부(412)의 하단부 측에 설치될 수 있으며, 경사부(412)의 둘레를 따라 연장하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 밀봉부재(44)는 오링(O-링)일 수 있다.
바이패스 통로(450)는 개구 부재(410)에 의해 커버될 수 있으며, 개구 부재(410)의 하부에 제공될 수 있다. 캡(420)이 바이패스 개구(411)를 개방하였을 때 바이패스 개구(411)로 배출된 머드는 바이패스 통로(450)를 통하여 바디(100) 외부로 빠져나갈 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 머드 분배 장치
100: 바디 110: 내부 공간
210: 유입구 220: 유입 통로
310: 유출구 320: 유출 통로
330: 분배 탱크
400: 바이패스부 410: 개구 부재
411: 바이패스 개구 411a: 제1 바이패스 개구
411b: 제2 바이패스 개구 412: 경사부
413: 지지부 420: 캡
430: 구동장치 440: 밀봉부재
450: 바이패스 통로

Claims (9)

  1. 머드의 분배를 위해 일시 저장할 수 있는 내부 공간을 포함하는 바디;
    상기 바디에 제공되고, 상기 내부 공간으로 머드가 유입되는 유입구;
    상기 바디에 제공되고, 상기 유입구보다 하측에 위치되며, 상기 내부 공간으로부터 머드가 배출되는 복수 개의 유출구; 및
    상기 바디에 제공되고, 상기 내부 공간에 유입된 머드를 선택적으로 배출하는 바이패스부를 포함하고,
    상기 바이패스부는,
    바이패스 개구가 형성된 개구 부재;
    상기 유입구로 유입된 머드를 상기 유출구로 안내하도록 기울어진 캡; 및
    상기 개구 부재 및 상기 캡의 사이에 구비되고, 상기 캡을 이동시키는 구동장치를 포함하고,
    상기 캡은 상기 개구 부재로부터 소정 거리로 이격됨으로써 상기 바이패스 개구를 선택적으로 개방시키는 머드 분배 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 유출구 중 적어도 일부는 동일한 높이에 형성되는 머드 분배 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡은 상기 유입구에 가까운 부분일수록 폭이 더 작은 기둥 형상을 가지는 머드 분배 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡은 상하로 이동하도록 구성되고,
    상기 바이패스 개구는 상기 개구 부재의 하부에 형성되고,
    상기 바이패스부는,
    상기 캡이 상측으로 이동할 때 상기 캡의 하부와 상기 개구 부재의 하부가 서로 이격됨으로써 상기 바이패스 개구가 개방되고, 상기 캡이 하측으로 이동할 때 상기 캡의 하부와 상기 개구 부재의 하부가 서로 밀착함으로써 상기 바이패스 개구가 폐쇄되도록 구성되는 머드 분배 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 캡의 하부와 상기 개구 부재의 하부는 서로 대응되는 형상을 가지는 머드 분배 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스부는, 상기 캡이 상기 바이패스 개구를 폐쇄할 때 상기 캡과 상기 개구 부재 사이로 머드가 유입되는 것을 방지하는 밀봉부재를 더 포함하는 머드 분배 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출구는 상기 바이패스부를 중심으로 대칭적으로 구비되는 머드 분배 장치.
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