BR112012012489A2

BR112012012489A2 - compressão centrífuga de gás molhado ou expansão com um supressor de golpe de ariete e/ou atomizador

Info

Publication number: BR112012012489A2
Application number: BR112012012489-7A
Authority: BR
Inventors: Stanley O. Uptigrove
Original assignee: Exxonmobil Upstream Research Company
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2020-08-11
Also published as: CN102667017B; CA2777868C; CN102667017A; RU2552083C2; BR112012012489B1; CA2777868A1; AU2010325127B2; EP2504497A1; EP2504497A4; JP2013512089A; WO2011066050A1; RU2012126170A; JP5763667B2; US20120224980A1; SG10201407025TA; EP2504497B1; AU2010325127A1

Abstract

COMPRESSÃO CENTRÍFUGA DE GÁS ÚMIDO OU EXPANSÃO COM UM SUPRESSOR DE GOLFADAS E/OU ATOMIZADOR. Esta divulgação é para um aparelho e método para aumentar a capacidade de compressores centrífugos e expansores para tratar fluidos multifase com conteúdo líquido aumentado passando o fluido através de um supressor de golfadas e/ou um dispositivo de atomização antes de compressão e expansão.

Description

! 1111 “COMPRESSÃO CENTRÍFUGA DE GÁS ÚMIDO OU EXPANSÃO COM UM SUPRESSOR DE GOLFADAS E/OU ATOMIZADOR"

REFERÊNCIA CRUZADA DE PEDIDO RELACIONADO Este Pedido reivindica o benefício de Pedido de Patente Provisional U.S.

— 61/264/414 depositado em 25 de novembro de 2009 intitulado CENTRIFUGAL WET GAS COMPRESSION OR EXPANSION WITH A SLUG SUPPRESSOR AND/OR ATOMIZER, cuja totalidade do mesmo encontra-se incorporada neste documento por referência.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO Campo da Invenção A matéria divulgada neste pedido refere-se a tecnologia utilizada na compressão e expansão de fluido multifase em um sistema de tratamento de fluido.

Descrição de Arte Relacionada Esta seção destina-se a introduzir vários aspectos da arte que podem ser associados a modalidades de exemplo da presente invenção. Acredita-se que esta discussão auxilia no provimento de uma estrutura para facilitar um melhor entendimento de aspectos particulares da presente invenção. Portanto, deve ser compreendido que esta seção deve ser lida com base nesta concepção, e não necessariamente como admissões de arte anterior.

Tradicionalmente é compreendido que compressores centrífugos ou expansores de gás não tratam porções de líquido e, assim, entende-se que eles só podem tratar uma fração de um por cento de líquido por volume. Assim, em muitas aplicações, separadores de líquido caros, processos de desidratação e/ou unidades de lavagem de gases são utilizados para tentar e remover ou separar os líquidos antes de usar compressores centrífugos ou expansores. Estes dispositivos com frequência são desenhados para condições operacionais específicas e então são limitados na faixa de Fração de Volume de Gás (GVF) que pode ser tratada com uma dada vazão de processo. Mesmo com este equipamento de processamento caro e complexo, se houver um alto nível repentino de líquidos eles podem saturar rapidamente, encher e transbordar os separadores de líquido uma vez que a capacidade deles seja excedida, resultando em alagamento do equipamento compressor ou expansor.

Em geral, bombas multifase podem ser usadas se for de conhecimento que o fluido ficará em geral abaixo de 90% de GVF. Os compressores centrífugos com frequência são restritos a aplicações com GVFs de 99.7 ou mais altas, e mesmo isto pode causar problemas dentro da máquina quanto a estabilidade, e afetar a confiabilidade dos selos e rolamentos. Por conseguinte, para processos fora desta pequena faixa, a prática corrente é separar os fluidos antes de utilizar um compressor centrífugo, mesmo com a limitação de desenho com o processo associado e |

| 2/1 equipamento. O mesmo é verdadeiro para expansores de gás, que são funcionalmente um compressor centrífugo operando inversamente para extrair energia de uma forma ou outra através de uma queda de pressão de processo através do expansor. Os separadores, lavadores de gás, e unidades de desidratação não são apenas caros e limitados em capacidade e volume de líquido, e faixa de escoamento, mas eles também tendem a ser muito volumosos, ocupando imobiliário caro em locais, tais como plataformas offshore, instalações de processamento ou onshore submarinas. Isto juntamente com sistemas de controle complexos e equipamento auxiliar adicional como bombas, reguladores, controladores de nível, transmissores e filtros adicionam-se à complexidade e probabilidade de falha destes sistemas. Um exemplo de um processo onde bolsões de líquido podem provocar danos severos é mostrado na fig. 1 que retrata um serviço de corrente de poço de óleo e gás típico onde um separador 4 é usado para separar líquidos do gás, de modo que um compressor centrífugo 21 e bomba 12 então podem ser usados para intensificar o gás e líquido separadamente. Os dois então são combinados novamente, número de referência 14, a fim de transportar ambos através de uma tubulação de grande diâmetro para uma instalação de processamento. Se uma máquina pudesse ser usada para transportar o fluxo combinado, ela teria potencial de reduzir grandemente o custo geral e complexidade do sistema total.

Algumas questões adicionais com líquidos não se referem apenas a estabilidade da máquina, mas também erosão de impulsores e difusores, incrustação, e resultando em desequilíbrio se os líquidos esguicham ou vaporizam enquanto estão sendo comprimidos na máquina. No entanto, testes têm mostrado que a erosão pode ser reduzida ou impedida desacelerando a velocidade de líquido em pontos de impacto e reduzindo o tamanho de gotícula. Incrustações também foram reduzidas ou mesmo removidas aumentando os níveis de líquido acima do ponto de fulgor em efeito lavando as partes internas da máquina.

A discussão precedente de necessidade na arte é destinada a ser representativa em vez de exaustiva. Uma tecnologia que aumentasse a capacidade de compressores ou expansores de tratar o fluxo de fluido multifase com um conteúdo de líquido mais alto comprado ao estado corrente da arte seria de grande valor.

BREVE SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO Os problemas notados acima em tratamento de fluxo de fluido multifase foram abordados utilizando um supressor de bolsões de líquido e/ou um dispositivo de atomização para aumentar a mistura a montante do líquido com o gás, possibilitando, assim, ao compressor centrífugo ou expansor tratar melhor níveis mais altos de líquido. O dispositivo de atomização pode ser qualquer um dos atomizadores de fluido conhecidos, incluindo um ou mais de bocais de atomização ou um dispositivo misturador de fluxo.

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| 3/11 Este pode ser usado em desenhos existentes para ajudar a proteger o compressor ou expansor de perturbações de processo com volume de líquido adicional ou como um desenho independente para ajudar a eliminar algum dos equipamentos exigidos, tais como o separador ou bomba de líquido.

O supressor de golfadas desacelera um bolsão de líquido e o mistura com gás já no dispositivo para reduzir a mudança brusca de densidade. Isto permite tempo para o acionador de compressor desacelerar à medida que o torque ou carga aumenta com o aumento de volume líquido ou redução de GVF. O dispositivo de atomização ainda ajuda a tornar bolsões de líquido em gotículas ou misturados em névoa com o gás para ajudar mais ao compressor a lidar com a mudança de densidade e carga enquanto reduz o impacto, resultando em menos erosão. Um e outro produto ou ambos em série podem ser usados em uma aplicação de compressor ou expansor onde exista um potencial para alguns líquidos ou perturbações de líquido.

No contexto desta divulgação, o termo “dispositivo de atomização" significa qualquer dispositivo ou mecanismo para romper um líquido em uma bruma, névoa, ou pulverização de líquido. O termo "atomizado" como usado aqui deve ser entendido como significando pequenas partículas separadas de líquido. Também os termos supressor de golfadas significa qualquer dispositivo que ajuda a desacelerar a mudança repentina de densidade de fluido de um alto nível de líquido dentro de uma corrente de gás misturando ao fluxo de líquido predominante com gás que foi escoado a frente de, com ou atrás do líquido.

O precedente delineou bastante amplamente os aspectos e vantagens técnicas da presente invenção a fim de que a descrição detalhada da invenção que se segue possa ser mais bem compreendida. Aspectos e vantagens adicionais da invenção serão descritos doravante e que formam o objeto das reivindicações da invenção. Deverá ser apreciado por aqueles que são versados na arte que a concepção e modalidade específica divulgadas podem ser prontamente utilizadas como uma base para modificar ou desenhar outras estruturas para execução dos mesmos propósitos da presente invenção. Deverá ser também entendido por aqueles que são versados na arte que estas construções equivalentes não se afastam do espírito e escopo da invenção conforme expressas nas reivindicações apensas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DO(S) DESENHO(S) Os novos aspectos que se acredita serem característicos da invenção, tanto quanto a sua organização e método de operação, juntamente com outros objetos e vantagens ficarão mais bem compreendidos a partir da descrição a seguir quando considerada em relação às figuras anexas. É para ser expressamente compreendido, no |

| 4/11 entanto, que cada uma das figures é provida apenas para os fins de ilustração e descrição, e não se destina a uma definição dos limites da presente invenção. A fig. 1 é um diagrama esquemático de um sistema de tratamento de fluido multifase conhecido.

A fig. 2 é um diagrama esquemático de uma modalidade de um sistema de tratamento de fluido multifase conhecido de acordo com a divulgação para comprimir um fluido multifase.

A fig. 3 é um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de tratamento de fluido multifase conhecido de acordo com a divulgação para expandir um fluido multifase.

A fig. 4 é uma representação esquemática de um supressor de golfadas e dispositivo de atomização combinados.

A fig. 5 é uma versão modificada do sistema de tratamento de fluido multifase conhecido como mostrado na fig. 2.

É importante notar que as figuras são simplesmente exemplos de várias modalidades da presente invenção, e não se pretende, desse modo, qualquer limitação ao escopo da presente invenção. Ademais, as figuras não são geralmente desenhadas em escala, mas são esboçadas para fins de conveniência e clareza na ilustração de vários aspectos da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Será feita referência agora a modalidades de exemplo, e uma linguagem específica será usada para descrever as mesmas. Não obstante, será compreendido que nenhuma limitação do escopo da invenção é portanto pretendida. Alterações de outras modificações dos aspectos inventivos descritos neste documento, e aplicações adicionais dos princípios da invenção como descritas neste documento, que ocorreria a uma pessoa versada na arte relevante e tendo posse desta divulgação, devem ser consideradas dentro do escopo da invenção. Ademais, antes de modalidades particulares da presente invenção serem divulgadas e descritas, é para ser compreendido que esta invenção não está limitada ao processo particular e materiais divulgados neste documento, como tal podem variar em certo grau. Também é importante compreender que a terminologia é usada aqui para os fins de apenas descrever modalidades particulares, e não se destina a ser limitativa, pois o escopo da presente invenção será definido apenas pelas reivindicações apensas e equivalentes das mesmas.

A fig. 1 ilustra um sistema conhecido de tratar um fluido multifase em um ambiente de cabeça de poço. O fluido, que pode, por exemplo, incluir água, óleo e gás, é dirigido para um resfriador 1 e em seguida para um tanque separador 4 por meio de uma válvula de contrapressão 2 e conduto 3. A água é classificada e uma bomba 6 bombeia a |

| 5/11 água para um local remoto por meio de conduto 7. Óleo e condensado são coletados e a bomba 12 distribui o óleo e condensado para o conduto 15 por meio de condutos 11 e 13.

O gás flui do separador 4 para o compressor 21 por meio do conduto 20, em seguida ele passa através da válvula de contrapressão 23 e é combinado com o fluxo de óleo/fluxo representado pelo número de referência 14. Uma linha de reciclagem 30 é provida que inclui válvula 31, resfriador 32 e válvula de contrapressão 33.

Os princípios da invenção são mostrados em uma modalidade, como esquematicamente mostrado na fig. 2. O fluido multifase, por exemplo, fluido de uma cabeça de poço, é dirigido para o aparelho por um conduto 50, válvula de contrapressão 51, e conduto 52. A mistura de líquido e gás entra em um dispositivo de tratamento de fluido 55. O dispositivo de tratamento de fluido pode ser um supressor de golfadas ou um dispositivo de atomização conhecido, tal como um ou mais bocais de atomização ou um misturador de fluxo. Ele também pode ser uma combinação destes elementos. Um exemplo de um supressor de golfadas e dispositivo de atomização combinados é conhecido na fig. 4. Líquido acumula-se em uma câmara interna 107 e gás flui para a câmara externa 108. Defletores 104 são providos nas paredes da câmara interna 107 para permitir que aumentos repentinos de líquido se derrame na corrente de gás e se misture com o gás. Assim, um aumento repentino de fluxo de líquido é desacelerado usando parte do gás ainda no supressor de golfadas para reduzir o volume de líquido. Os bocais de atomização 105 na extremidade inferior da câmara de líquido atomizam o líquido e o pulverizam no fluxo de gás a jusante de uma porção afilada 109 da via de fluxo de gás. O líquido atomizado e correntes de gás continuam a fluir através da porção de conduto 106. Um supressor de golfadas típico e dispositivo de atomização é comercializada por Framo Engineering AS. Um misturador de fluxo pode incluir aletas contra-rodopiantes ou vórtices contra-rotativos.

Referindo-se novamente à fig. 2, a mistura levando o dispositivo de tratamento de fluido 55 flui através do conduto 56 para o compressor 58. Fluido comprimido deixa o compressor 58 através do conduto 60 e 61 para a válvula de contrapressão 62 e para um conduto de distribuição 63 que libera o fluido comprimido para um local desejado. Uma linha de reciclagem para a mistura a partir do compressor 58 é provida no número de referência 66 que inclui uma válvula 67, e válvula de contrapressão 69.

A fig. 3 ilustra a aplicação dos princípios da invenção em um sistema expansor. Um fluido multifase passa através de um medidor de fluxo multifase 82, uma válvula de controle 84, e um conduto 85 para o dispositivo de tratamento de fluido 55. De lá a mistura flui através do conduto 91, expansor 93, conduto 94, válvula de contrapressão 95 e conduto de distribuição 96. O expansor 93 pode ser conectado a um gerador ou compressor 92 ou qualquer dispositivo que requeira um fonte de energia. Uma linha de | derivação 99, 97 juntamente com uma válvula 98 são providas para derivar o expansor

93. Um conversor de torque hidráulico 90 pode ser posicionado entre o expansor 93 e o gerador ou compressor 90. Combinando um ou ambos de um supressor de golfadas e um dispositivo de atomização com controle de torque ou redução de velocidade com carga aumentada, nível de líquido ou densidade total do fluido possibilitaria adicionalmente a faixa operacional mais ampla para um compressor centríifugo ou expansor. O controle de velocidade para o compressor, por exemplo, pode ser atingido utilizando um acionamento de velocidade variável, como mostrado na fig. 2. Um acionamento de velocidade variável 57 (VSD), tal como um motor ou outro acionamento mecânico ou elétrico, incluindo, por exemplo, motor a gás, turbina a vapor ou a gás, expansor, turbina hidráulica, é conectado ao compressor 58. O mecanismo de acionamento que controla o torque ou velocidade entre o acionador e compressor pode ser eletrônico, hidráulico ou mecânico. Meios adequados para controlar o acionamento de velocidade variável podem incluir sensores de detecção de torque, carga, densidade de fluido, GVF ou potência de entrada. O controle de velocidade ou torque ajuda a tornar os compressores centrífugos e expansores mais robustos, aumentando, assim, a confiabilidade e reduzindo custo de manutenção em serviços molhados projetando o sistema para gerenciar melhor um bolsão de líquido e fluxo multifase. Isto pode ser aplicado em todos os tipos de aplicações de compressor centrífugo e expansor onde líquidos estão presentes ou potencialmente presentes no processo, incluindo serviços de cabeça de poço, compressores ou expansores submarinos, expansão LNG, compressores de gás úmido e outros processos a montante e a jusantes. Uma opção para controlar o torque é através de um conversor de torque hidráulico no lugar de usar o acionamento VSD. Em seguida motores de velocidade fixa convencionais, turbinas a gás e engrenagens associadas poderiam ser usados como o acionador de compressor. Para um expansor o controle de fluxo poderia usar um medidor de fluxo bifásico ou trifásico 82 para operar uma válvula de fluxo de entrada 84 ou aletas de guiamento de entrada a fim de reduzir o fluxo à medida que o GVF cai com nível de líquido aumentado, como mostrado na fig. 3. Outras opções são usar um conversor de torque hidráulico 90 entre o expansor de gás 93 e o que está acionando ou qualquer outro método para medir a densidade de fluido, mistura de fluxo multiphase, fluxo de massa, potência de saída ou torque. Como mostrado na fig. 5, o acionamento de velocidade variável 57 da fig. 2 pode ser substituído por um acionador de velocidade fixo 102. Um conversor de torque |

| 71 hidráulico 101 pode ser posicionado entre o acionador de velocidade fixo e o compressor 58 para permitir variação da velocidade do compressor 58. A presente invenção é descrita adicionalmente nas seguintes modalidades: Modalidade A: Aparelho para comprimir um fluido multifase compreendendo: - um primeiro conduto para transportar o fluido multifase; - um supressor de golfadas conectado ao primeiro conduto; - um compressor centrífugo conectado a uma saída do supressor de golfadas; e um conduto de distribuição conectado ao compressor para transportar o fluido multifase comprimido para um local desejado.

Modalidade B: O aparelho da modalidade A, compreendendo ainda um dispositivo de atomização posicionado no primeiro conduto.

Modalidade C: O aparelho de modalidade B, em que o dispositivo de atomização é um misturador de fluxo que inclui pelo menos duas aletas contra-rodopiantes ou vórtices contra-rotativos.

Modalidade D: O aparelho de qualquer uma das modalidades A-C, em que o acionador para o compressor é um motor elétrico ou a gás, turbina a gás ou a vapor, expansor, turbina hidráulica.

Modalidade E: O aparelho de qualguer uma das modalidades A-D, compreendendo ainda um meio para controlar a velocidade de compressor baseado em torque produzido, carga, densidade de fluido, medição de fluxo multifase ou potência de saída.

Modalidade F: O aparelho da modalidade B ou C, em que o supressor de golfadas e dispositivo de atomização são combinados em um alojamento tendo uma entrada e saída, em que o alojamento compreende: - uma primeira câmara para acumulação de líquido; - uma segunda câmara para acumulação de gás; - uma pluralidade de defletores entre as primeira e segunda câmaras para permitir a líquido acumulado na primeira câmara se derramar na segunda câmara; e - uma pluralidade de bocais de atomização localizada na porção de extremidade da primeira câmara.

Modalidade G: Aparelho de acordo com a modalidade F, em que o alojamento afila-se da entrada para a saída.

Modalidade H: Aparelho de acordo com qualquer uma das modalidades A-G, compreendendo ainda um conduto de reciclagem conectado a uma extremidade da saída do compressor e em sua outra extremidade ao primeiro conduto.

Modalidade |: Aparelho de acordo com a modalidade H, compreendendo ainda uma válvula de reciclagem no conduto de reciclagem.

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| 8/11 Modalidade J: Aparelho para expandir um fluido multifase compreendendo: - um primeiro conduto para transportar o fluido multifase; - um supressor de golfadas conectado ao primeiro conduto; - um expansor conectado a uma saída do supressor de golfadas; e - um conduto conectado ao expansor para transportar o fluido multifase para um local desejado.

Modalidade K: O aparelho da modalidade J, compreendendo ainda um dispositivo de atomização conectado ao primeiro conduto.

Modalidade L: O aparelho da modalidade K, em que o dispositivo de atomização é um misturador de fluxo que inclui pelo menos duas aletas contra-rodopiantes ou vórtices contra-rotativos.

Modalidade M: O aparelho de qualquer uma das modalidades JL, compreendendo ainda um gerador ou compressor conectado a um veio de saída de potência do expansor.

Modalidade N: O aparelho da modalidade K ou L, em que o supressor de golfadas e dispositivo de atomização são combinados em um alojamento tendo uma entrada e saída, e o alojamento compreende - uma primeira câmara para líquido; - uma segunda câmara para acumulação de gás; - uma pluralidade de defletores entre a primeira e segunda câmara para permitir a líquido acumulado na primeira câmara se derramar na segunda câmara; e - uma pluralidade de bocais de atomização localizada na porção de extremidade da primeira câmara. Modalidade O: Aparelho de acordo com a modalidade N, em que o alojamento afila-se da entrada para a saída.

Modalidade P: Aparelho de acordo com qualquer uma das modalidades J-O, compreendendo ainda um conduto de derivação conectado a uma extremidade da saída do expansor e em sua outra extremidade ao primeiro conduto.

Modalidade Q: Aparelho de acordo com a modalidade P, compreendendo ainda uma válvula de derivação no conduto de derivação.

Modalidade R: Aparelho de acordo com qualquer uma das modalidades J-Q, compreendendo ainda meio para controlar o expansor ou a velocidade de equipamento movido baseado em torque produzido, carga, densidade de fluido, medição de fluxo multifase ou potência de saída.

Modalidade S: Um método de comprimir um fluido multifase compreendendo as etapas de: prover um supressor de golfadas ou um dispositivo de atomização; - dirigir um fluxo de fluido multifase para o supressor de golfadas ou dispositivo de atomização; |

' 9/11 - dirigir o fluxo de saída do supressor de golfadas ou dispositivo de atomização para uma porção de entrada de um compressor; e - comprimir o fluido multifase.

Modalidade T: A método de comprimir um fluido multifase incluindo componentes líquidos e de gás compreendendo as etapas de: - separar o líquido do gás dentro de um alojamento; - atomizar o líquido; - redirecionar o líquido atomizado de volta para o fluxo de gás ; e - comprimir a mistura resultante de líquido e gás atomizados.

Modalidade U: Um método de expandir um fluido pressurizado multifase compreendendo as etapas de: - prover um supressor de golfadas ou dispositivo de atomização; - dirigir um fluxo de fluido multifase para o supressor de golfadas ou dispositivo de atomização; - dirigir o fluxo de saída do supressor de golfadas ou dispositivo de atomização para uma porção de entrada de um expansor; e - expandir o fluido multifase.

Modalidade V: A método de expandir um fluido pressurizado multifase incluindo componentes líquidos e de gás compreendendo as etapas de: - separar o líquido do gás dentro de uma câmara; - atomizar o líquido; - redirecionar o líquido atomizado de volta para o fluxo de gás ; e - expandir a mistura resultante de líquido atomizado e gás.

Modalidade W: O método da modalidade S, compreendendo ainda a etapa de dirigir o fluido multifase através de um misturador de fluxo antes de ele ser comprimido.

Modalidade X: O método da modalidade S, em que o compressor é um compressor centrífugo.

Modalidade Y: O método da modalidade S, compreendendo ainda a etapa de usar um motor elétrico ou a gás, turbina a gás ou a vapor, expansor, turbina hidráulica ou outro dispositivo de acionamento para prover força ao compressor.

Modalidade Z: O aparelho da modalidade T, compreendendo ainda um meio para controlar a velocidade de compressor baseado em torque produzido, carga, densidade de fluido, medição de fluxo multifase ou potência de saída.

Modalidade AA: Aparelho par comprimir um fluido multifase compreendendo: - um primeiro conduto para transportar o fluido multifase; - um dispositivo de atomização conectado ao primeiro conduto; |

| 10/11 - um compressor conectado a uma saída do dispositivo de atomização; e um conduto de distribuição conectado ao compressor para transportar o fluido multifase comprimido para um local desejado.

Modalidade BB: O aparelho da modalidade AA, em que o disposítivo de atomização compreende um ou mais bocais de atomização ou um misturador de fluxo conectado ao primeiro conduto.

Modalidade CC: O aparelho da modalidade AA ou BB, compreendendo ainda um motor elétrico ou a gás, turbina a gás ou a vapor, expansor, turbina hidráulica ou outro dispositivo de acionamento para prover força ao compressor.

Modalidade DD: O aparelho de qualquer uma das modalidades AA-CC, compreendendo ainda meio para controlar a velocidade do compressor baseado em torque, carga, densidade de fluido, GVF ou potência de entrada.

Modalidade EE: Aparelho para expandir um fluido multifase compreendendo: - um primeiro conduto para transportar o fluido muitifase; - um dispositivo de atomização conectado ao primeiro conduto; - um expansor conectado a uma saída do dispositivo de atomização; e um conduto de distribuição conectado ao expansor para transportar o fluido multifase expandido para um local desejado.

Modalidade FF: O aparelho da modalidade EE, compreendendo ainda um supressor de golfadas conectado ao primeiro conduto.

Modalidade GG: O aparelho da modalidade EE ou FF, compreendendo ainda meio para controlar a velocidade do expansor ou o equipamento movido baseado em torque produzido, carga, densidade de fluido, medição de fluxo multifase, GVF ou potência de saída.

Modalidade HH: O aparelho de qualquer uma das modalidades EE-GG, compreendendo ainda um gerador ou compressor conectado a um veio de saída de potência do expansor.

Modalidade |I: O aparelho da modalidade HH, compreendendo ainda um conduto de derivação conectado a uma extremidade da saída do expansor e em sua outra extremidade ao primeiro conduto.

Modalidade JJ: O aparelho da modalidade !l, compreendendo ainda uma válvula de derivação no conduto de derivação.

Modalidade KK: O aparelho de qualquer uma das modalidades EE-JJ, em que o dispositivo de atomização é um misturador de fluxo ou um ou mais bocais de atomização.

Modalidade LL: O aparelho de qualquer uma das modalidades E, R, Y, ou DD em que o meio para monitorar ou controlar um parâmetro referido é compreendido de um sensor de torque, um sensor de carga, um sensor de densidade de fluido, um medidor de | fluxo multifase, um sensor de potência de entrada, um conversor de torque, um sistema de controle computadorizado, uma válvula de controle de entrada ou saída, válvula de reciclagem, um acionamento de velocidade variável, um motor de magneto permanente ou outro dispositivo similar.

É importante compreender que o precedente é simplesmente uma descrição detalhada de modalidades específicas desta invenção, e que numerosas mudanças, modificações, e alternativas às modalidades divulgadas podem ser feitas de acordo com a divulgação aqui apresentada, sem se afastar do escopo da invenção. Ao contrário, o escopo da invenção é para ser determinado apenas pelas reivindicações apensas e seus equivalentes. !

Claims

| 1/4 REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho par comprimir um fluido multifase caracterizado por compreender: - um primeiro conduto para transportar o fluido multifase; - um supressor de golfadas conectado ao primeiro conduto; - um compressor centrífugo conectado a uma saída do supressor de golfadas; e - um conduto de distribuição conectado ao compressor para transportar o fluido multifase comprimido para um local desejado.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um dispositivo de atomização posicionado no primeiro conduto.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de atomização é um misturador de fluxo que inclui pelo menos duas aletas contra-rodopiantes ou vórtices contra-rotativos.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um acionamento de velocidade variável conectado a um veio de entrada de potência do compressor.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o supressor de golfadas e dispositivo de atomização são combinados em um alojamento tendo uma entrada e saída, em que o alojamento compreende: - uma primeira câmara para acumulação de líquido; - uma segunda câmara para acumulação de gás; - uma pluralidade de defletores entre as primeira e segunda câmaras para permitir líquido acumulado na primeira câmara para derramar na segunda câmara; e - uma pluralidade de bocais de atomização localizados na porção de extremidade da primeira câmara.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o alojamento afila-se da entrada para a saída.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um conduto de reciclagem conectado a uma extremidade da saída do compressor e a sua outra extremidade ao primeiro conduto.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda uma válvula de reciclagem no conduto de reciclagem.

9. Aparelho para expandir um fluido multifase, caracterizado por compreender: - um primeiro conduto para transportar o fluido multifase; - um supressor de golfadas conectado ao primeiro conduto; - um expansor conectado a uma saída do supressor de golfadas; e - um conduto conectado ao expansor para transportar o fluido multifase para um | local desejado.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda um dispositivo de atomização conectado ao primeiro conduto.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de atomização é um misturador de fluxo que inclui pelo menos duas aletas contra-rodopiantes ou vórtices contra-rotativos.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda um gerador ou compressor conectado a um veio de saída de potência do expansor.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o supressor de golfadas e dispositivo de atomização são combinados em um alojamento tendo uma entrada e saída, e o alojamento compreende: - uma primeira câmara para líquido; - uma segunda câmara para acumulação de gás; - uma pluralidade de defletores entre a primeira e segunda câmara para permitir líquido acumulado na primeira câmara para derramar na segunda câmara; e - uma pluralidade de bocais de atomização localizada na porção de extremidade da primeira câmara.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o alojamento afila-se da entrada para a saída.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda um conduto de derivação conectado a uma extremidade da saída do expansor e em sua outra extremidade ao primeiro conduto.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda uma válvula de derivação no conduto de derivação.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda meio para controlar o expansor ou a velocidade de equipamento movido baseado em torque produzido, carga, densidade de fluido, medição de fluxo mutltifase ou potência de saída.

18. Método para comprimir um fluido multifase, caracterizado por compreender: - prover um supressor de golfadas ou um dispositivo de atomização; - dirigir um fluxo de fluido multifase para o supressor de golfadas ou dispositivo de atomização; - dirigir o fluxo de saída do supressor de golfadas ou dispositivo de atomização para uma porção de entrada de um compressor centrífugo; e - comprimir o fluido multifase.

19. Método para comprimir um fluido multifase incluindo componentes líquidos e de gás, caracterizado por compreender: |

- separar o líquido do gás dentro de um alojamento; - atomizar o líquido; - redirecionar o líquido atomizado de volta para o fluxo de gás; e - comprimir a mistura resultante de líquido e gás atomizados. 2O. Método para expandir um fluido pressurizado multifase, caracterizado por compreender: - prover um supressor de golfadas ou dispositivo de atomização; - dirigir um fluxo de fluido multifase para o supressor de golfadas ou dispositivo de atomização; - dirigir o fluxo de saída do supressor de golfadas ou dispositivo de atomização para uma porção de entrada de um expansor; e - expandir o fluido multifase.

21. Método para expandir um fluido pressurizado multifase incluindo componentes líquidos e de gás, caracterizado por compreender: - separar o líquido do gás dentro de uma câmara; - atomizar o líquido; - redirecionar o líquido atomizado de volta para o fluxo de gás; e - expandir a mistura resultante de líquido atomizado e gás.

22. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender ainda: - dirigir o fluido multifase através de um misturador de fluxo antes dele ser comprimido.

23. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender ainda: - usar um motor elétrico ou a gás, turbina a gás ou a vapor, expansor, turbina hidráulica ou outro dispositivo de acionamento para prover força ao compressor.

24. Aparelho par comprimir um fluido multifase, caracterizado por compreender: - um primeiro conduto para transportar o fluido multifase; - um dispositivo de atomização conectado ao primeiro conduto; - um compressor conectado a uma saída do dispositivo de atomização; e - um conduto de distribuição conectado ao compressor para transportar o fluido multifase comprimido para um local desejado.

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de atomização compreende um ou mais bocais de atomização ou um misturador de fluxo conectado ao primeiro conduto. |

26. Aparelho de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por compreender ainda um acionamento de velocidade variável conectado a um veio de entrada de potência do compressor.

27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por compreender ainda meios para controlar a velocidade do compressor baseado em torque, carga, densidade de fluido, GVF ou potência de entrada.

28. Aparelho para expandir um fluido multifase, caracterizado por compreender: - um primeiro conduto para transportar o fluido multifase; - um dispositivo de atomização conectado ao primeiro conduto; - um expansor conectado a uma saída do dispositivo de atomização; e - um conduto de distribuição conectado ao expansor para transportar o fluido multifase expandido para um local desejado.

29. Aparelho, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por compreender ainda um supressor de golfadas conectado ao primeiro conduto.

30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por compreender ainda meios para controlar a velocidade do expansor ou equipamento movido baseado em torque produzido, carga, densidade de fluido, medição de fluxo multifase, GVF, ou potência de saída.

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