BR112013019469A2

BR112013019469A2 - um separador aperfeiçoado e método de separação

Info

Publication number: BR112013019469A2
Application number: BR112013019469A
Authority: BR
Inventors: Arul Jothy; Abidin Shahrul Azman B Zainal
Original assignee: Ngltech Sdn Bhd; Petroliam Nasional Berhad Petronas
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2019-12-03
Also published as: SG192255A1; WO2012104700A1; CN103635246B; US20130312614A1; KR20140023279A; CN103635246A; MY166281A; KR101965270B1; US9387432B2

Abstract

separador aperfeiçoado e método de separação a invenção refere-se a um vaso separador (5) compreendendo: uma câmara de separação (10) disposta para separar líquido de um fluxo de entrada de fluido de produção (45); pelo menos um purificador de gás (15) para remover líquido arrastado de um fluxo de entrada de gás separado da dita câmara de separação (10); onde o dito pelo menos um purificador de gás (15) é posicionado acima e próximo à dita câmara de separação (10), o dito purificador de gás (15) e a câmara de separação (10) sendo conectáveis através de pelo menos um duto de fluxo de saída de líquido (20) orientado verticalmente disposto para direcionar o líquido arrastado removido proveniente do purificador de gás (15) para câmara de separação (10) onde o duto (20) é disposto de tal forma que uma extremidade do fluxo de saída (22) do dito duto (20) se estende para dentro da câmara de separação (10) de tal forma que fica abaixo de um limite mínimo de profundidade do líquido (65) na dita câmara de separação (10).

Description

UM SEPARADOR APERFEIÇOADO E MÉTODO DE SEPARAÇÃO

Campo da Invenção

A invenção refere-se a um sistema e a um método para a separação de gás e líquido, e particularmente refere-se a aplicações para a indústria de óleo e gás. Em particular, a invenção refere-se a um separador, e a um método de separação para isolar gás, óleo e água de uma fonte natural antes do processo de refino.

Antecedentes

Um meio convencional de separação de gás, óleo e água é a utilização de um separador trifásico. Entretanto, a experiência de campo indica que em muitos destes sistemas ocorre um transbordamento de líquido significativo que resulta em problemas e danos em instalações a jusante como nas de compressão de gás. De maneira a reduzir isto, um purificador de polimento (“polishing”) adicional é geralmente provido a jusante do gás/líquido bruto ou separadores de gás, óleo e água. Isto adiciona espaço, peso e instrumentação (devido ao nível adicional de monitoramento e controle) o que por sua vez resulta em aumento de custo. A confiabilidade, disponibilidade e necessidade de manutanção do sistema são também reduzidas devido ao equipamento adicional e instrumentação associada.

Para instalações em que o fluido de entrada provém de uma tubulação, o fluxo em golfada (“slug flow”) na tubulação resulta em “sloshing” significativo, arraste de líquido e uma alteração drástica no nível de líquido no separador de entrada. Esta turbulência no separador de entrada resulta em uma quantidade significativa de coleta de líquido em torno do dispositivo de entrada de gás no separador. Isto, por sua vez, resulta tanto em alto arraste de líquido na corrente de gás que sai do separador quanto também em bloqueio potencial do dispositivo de saída do separador particularmente se o líquido for ceroso.

Os bloqueios ocorrem como resultado de pontos frios no dispositivo de saída de gás; com o efeito se tornando pior pela normalmente pequena rota de fluxo associada com as partes internas. O “sloshing” da fase líquida pode levar também a fato do líquido entrar em contato com o dispositivo de saída de gás. Para separadores em uma Unidade

2/24 de Produção Armazenagem e Descarga (“Floating Production Storage and Unloading Unit” - FPSO), isto é mais pronunciado na medida em que o movimento da embarcação leva a movimentos maiores da fase líquida. Se o líquido arrastado na corrente de gás for ceroso, não há forma de remover a cera que se acumula no dispositivo a não ser que o separador seja retirado da linha, e o dispositivo de saída desmontado.

A necessidade por uma separação de alta eficiência do gás dos líquidos arrastados, para a maioria das aplicações, resulta na exigência de dispositivos de saída de gás altamente eficientes, ou internos, necessários no separador. Estes dispositivos internos podem ser mantas de filtragem de névoa, conjuntos de palhetas, dispositivos ciclônicos ou outros dispositivos internos proprietários. Entretanto, para acomodar o dispositivo de saída de gás dentro do separador, o espaço de vapor no separador precisa ser grande o suficiente para acomodar o dispositivo. Isto aumenta o tamanho do separador.

Em particular, óleo cru ceroso, que forma gel ou estrutura cristalina em temperaturas mais baixas, normalmente leva a uma série de problemas operacionais, especialmente a capacidade do fluido de fluir e de entupir instrumentos e dispositivos internos, o que é essencial para a performance do equipamento.

Para instalações que manipulam óleos crus cerosos é onipresente a injeção de depressores de ponto de fluidez (“Pour Point Depressant” - PPD) para reduzir as temperaturas de ponto de fluidez, e para manter temperaturas de fluido de alta produção nos equipamentos, tubulações e instrumentos que manipulam o óleo cru ceroso. Contudo, é inevitável que alguns pontos frios surgirão no interior do sistema. Esses pontos frios são localizados no interior do equipamento ou tubulação que apresenta temperaturas mais baixas do que a temperatura geral do fluido. Esses pontos frios são mais predominantes na fase gasosa, na qual o calor específico do gás é baixo. Baixo calor específico significa que o gás ganha ou perde temperatura mais rapidamente.

A câmara de separação, que recebe o fluido de produção, é tipicamente um separador trifásico que realiza separação em curso do fluido de produção em suas fases individuais. O problema da cera é agravado em toda essa separação, visto que os dispositivos internos com fase gasosa são normalmente incorporados no separador de

3/24 entrada e consistem de pequenos caminhos e partes de fluxo, e além disso, com a fase gasosa em contato direto com a fase oleosa. Também tem sido notado que a formação de golfadas (“slugging”), ou ondas, levam a mais transbordamento de líquidos na fase gasosa.

Para aplicações específicas de FPSO, o movimento do vaso pode tornar o problema acima pior.

Além disso, não há meio de se detectar previamente os problemas de formação de cera, e não há meio de corrigir o problema em linha se a cera começa a se formar.

E quando a cera começa a se formar, o problema é autopropagador. Tipicamente, para se reduzir os problemas com transbordamento, um purificador de gás é provido a jusante e o líquido coletado é bombeado de volta para o separador. Contudo, isso aumenta as exigências de espaço e de peso e, além disso, aumenta a complexidade operacional, de controle e de manutenção do sistema.

Um outro problema envolve a formação de golfadas, o que é um problema desafiador para muitas instalações que recebem a produção de óleo cru, particularmente aquelas que recebem a produção de tubulações submarinas multifásicas, visto que elas são suscetíveis à formação de golfadas. Este é particularmente o caso de instalações de produção que recebem óleo cru e gás associado de fontes remotas via tubulações e elevadores. Golfadas geradas em tubulações e elevadores não apenas requerem que as instalações de processamento tenham seu tamanho aumentado para acomodar as golfadas, mas também resultam em transtornos na produção associados à alta velocidade em que chegam as golfadas e às flutuações transientes de pressão devidas à onda de gás que se sucede a passagem da golfada. Nestes cenários as instalações de produção, como trocadores de calor de entrada, separadores de produção e compressores de gás a jusante geralmente não estarão aptas para suportar este fenômeno transiente de formação de golfadas, resultando em transtornos de produção e possivelmente paralisações.

A formação de golfadas resulta na compressão da fase gasosa que segue a golfada. O transporte de uma golfada requer uma pressão maior após a golfada, para mantê-la em movimento ao longo da tubulação e do elevador. Esse aumento de pressão depende do tamanho da golfada líquida. Após a chegada da golfada na saída da

4/24 tubulação ou plataforma de produção, o gás comprimido cria uma enorme onda de gás, o que, mais uma vez, pode resultar em graves transtornos nas instalações superiores, como nas unidades de compressão de gás a jusante.

A produção proveniente de fontes remotas, normalmente contendo grandes volumes de golfadas é transportada ao trocador de calor via tubulações e elevadores. Sem qualquer separação efetiva a montante, as condições de fluxo de golfadas no aquecedor resulta em grandes cargas de aquecimento para o trocador, visto que tanto a corrente gasosa como a corrente líquida são aquecidas. As cargas excessivas de aquecimento resultam em um fraco desempenho do trocador de calor, assim o óleo cru ceroso e as emulsões ainda estão presentes na corrente de saída. Além disso, o sistema apresenta uma grande queda de pressão, já que a carga de aquecimento é alta.

Por outro lado, a presença de óleo cru ceroso e emulsões causará obstruções nas entradas e saídas do separador. Embora a separação de óleo, gás e água possa ser efetuada, a corrente de gás que sai inclui um significativo arraste de líquido que causará dano ao sistema de condensação, resultando na paralisação do sistema. Consequentemente, a confiabilidade do sistema separador é muita baixa. Ademais, essas turbulências e o aquecimento inefetivo dos fluidos de entrada, levando à presença de emulsão aquosa, inerente a fluidos multifásicos sob condições de formação de golfadas, também vai resultar em uma separação óleo-água inadequada no separador. Isto vai requerer que o sistema a jusante tenha seu tamanho superdimensionado devido ao excessivo transbordamento de água na corrente oleosa e ao excessivo transbordamento de óleo na corrente aquosa.

Além disso, a presença de areia no fluido de produção frequentemente resulta no acúmulo de areia no separador a jusante, o que por sua vez possivelmente requer frequentes paralisações para a remoção de areia do separador ou requer que dispositivos de remoção, que são caros, sejam instalados no separador.

Resumo da Invenção

Em um primeiro aspecto, um vaso separador consistindo em: uma câmara de separação providenciada para separar líquido de um fluxo de entrada de fluido de produção; pelo menos um purificador de gás para remover líquido arrastado de um fluxo

5/24 de entrada de gás separado da citada câmara de separação; em que o citado, pelo menos um, purificador de gás é posicionado acima e próximo à citada câmara de separação, o citado purificador de gás e a câmara de separação conectáveis através de pelo menos um duto de fluxo de saída de líquido verticalmente orientado, providenciado de forma a direcionar o líquido arrastado removido do purificador de gás para a câmara de separação, em que o duto é providenciado de forma que um extremo de fluxo de saída do citado duto se extenda para o interior da câmara de separação, de tal modo que esteja abaixo de um limite mínimo de profundidade de líquido (65) na citada câmara de separação.

Com o separador contendo um purificador de gás bem próximo, a capacidade de reciclar líquido mais eficientemente, a invenção é capaz de reduzir espaço e economizar em custos de capital de infraestrutura, provendo vantagem sobre o estado da arte.

Em uma realização, ao realmente montar o purificador na câmara de separação, mais economia de espaço pode ser obtida.

Em uma outra realização, o duto pode ser providenciado de tal modo que uma extremidade de fluxo de saída do citado duto se extenda para o interior da câmara de separação. Além disso, a extremidade de fluxo de saída vai se extender para o interior da câmara de separação de tal modo que ele esteja mais baixo do que o limite mínimo de profundidade da água na citada câmara de separação.

Em uma realização, o vaso separador pode incluir um dispositivo de manipulação de golfada para gerenciar e/ou remover as golfadas do fluxo de entrada de fluido de produção. O dispositivo de manipulação de golfada pode incluir um dispositivo de separação que receba o fluxo de entrada de fluido de produção através de um tubo de entrada. O dispositivo de separação pode ser inclinado para promover o fluxo por gravidade, de modo a separar uma corrente gasosa e a corrente líquida por gravidade. O dispositivo de manipulação de golfada incluirá um poço de dissipação para receber o líquido separado.

O citado poço de dissipação pode ter uma armadilha para areia de modo a permitir que sólidos contidos no citado líquido separado se assentem por gravidade. O

6/24 poço de dissipação também pode incluir uma saída acima da armadilha para areia de forma a despejar o citado líquido separado na câmara de separação.

O dispositivo de manipulação de golfada pode ser um separador arranjado de forma a criar um regime de fluxo estratificado e com volume total suportável dimensionado para acomodar o volume de golfada previsto para o citado fluxo de entrada de fluido de produção de forma a realizar a separação da corrente gasosa e da corrente líquida. Altemativamente, o dispositivo de manipulação de golfada pode incluir um tubo com um diâmetro expandido, tal como um contendo um diâmetro maior do que o diâmetro do tubo de entrada. Esse diâmetro expandido pode ser dimensionado de tal modo que atinja o regime de fluxo estratificado e com volume total suportável dimensionado para acomodar o volume de golfada previsto.

Em uma outra realização, o dispositivo de manipulação de golfada pode incluir também um tubo de desvio de gás para direcionar o gás separado do dispositivo de separação para o purificador de gás.

O poço de dissipação terá a saída localizada acima da armadilha para areia, e além disso, o tubo pode ser inclinado para cima de forma a evitar que a areia saia do citado poço de dissipação. Adicionalmente, a saída pode incluir uma válvula de controle para controlar o fluxo de líquido para a câmara separadora.

Em uma realização, o poço de dissipação pode incluir um conjunto de remoção de areia no interior da armadilha para areia, o citado conjunto de armadilha para areia incluindo pelo menos um dispositivo ciclônico para agitar areia até a formação de suspensão, e uma saída controlada por válvula para descarregar o líquido contendo a areia em suspensão. De fato, ter a areia em suspensão permite que a areia seja removida ao se retirar o líquido para fora da armadilha para areia, e assim usa-se o líquido como um meio de remoção de areia. Adicionalmente, o conjunto de remoção de areia pode conter também uma armadilha para areia intermediária contendo uma saída adicional controlada por válvula disposta de forma tal que o líquido é descarregado para a armadilha para areia intermediária, antes do descarte final. Além disso, a armadilha para areia intermediária inclui um dispositivo ciclônico adicional para agitar o líquido na armadilha para areia intermediária antes da descarga final.

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Breve Descrição das Figuras

Será conveniente descrever também a presente invenção com respeito às figuras em anexo, que ilustram possíveis arranjos da invenção. Outros arranjos da invenção são possíveis, e consequentemente a particularidade das figuras em anexo não são para serem entendidas como substitutas do caráter geral da descrição precedente da invenção.

A Figura 1 é uma vista esquemática de um vaso separador de acordo com uma realização da presente invenção;

A Figura 2 é uma vista de elevação de um vaso separador de acordo com uma realização adicional da presente invenção;

A Figura 3 é uma vista de elevação de um vaso separador de acordo com uma realização adicional da presente invenção;

A Figura 4 é uma vista esquemática de um trem de estabilização de óleo cru, de acordo com uma realização adicional da presente invenção;

As Figuras 5A e 5B são vistas esquemáticas de um sistema de manipulação de golfada e de um vaso separador, de acordo com uma realização da presente invenção;

A Figura 6 é uma vista esquemática de um sistema de manipulação de golfada e de um vaso separador, de acordo com uma realização da presente invenção;

A Figura 7 é uma vista esquemática de um sistema de manipulação de golfada e de um vaso separador, de acordo com uma realização da presente invenção;

As Figuras 8A e 8B são vistas esquemáticas de um sistema de manipulação de golfada e de um vaso separador, de acordo com uma realização da presente invenção, e;

As Figuras 9A e 9B são vistas esquemáticas de um sistema de manipulação de golfada e de um vaso separador, de acordo com uma realização da presente invenção.

Descrição Detalhada

A invenção proporciona um separador desenvolvido para a indústria de petróleo e gás em que um separador bifásico (gás e líquido) ou trifásico (gás, óleo e água) que, em várias realizações, pode apresentar as vantagens de proporcionar uma alta eficiência de remoção de gotas de líquido, pode ser compacto, com espaço e peso mínimos e que pode requerer menos controle e instrumentações. O sistema pode ser apropriado tanto para aplicações em terra como no mar em que o espaço é limitado e pode ser apropriado

8/24 para serviços com fluidos cerosos e poluídos e para instalações em que os efeitos do movimento são altos, e.g. FPSOs.

A Figura 1 apresenta uma vista esquemática do vaso separador (5) desta invenção para permitir uma separação gás/líquido bruta (bulk) e o polimento eficiente de gás. O sistema de separação (5) compreende duas seções, a seção de separação gás/líquido bruta (10) e uma seção purificadora por polimento de gás (15), como uma unidade integrada (5).

A câmara separadora (10) é similar a um separador gás-líquido trifásico no qual um fluido de produção (45) contendo uma fase gasosa e líquida passa por uma câmara de separação (10) através de um dispositivo de entrada (75). A câmara de separação (10) inclui câmaras separadas, onde o líquido separado forma um colchão (pad) líquido na base da câmara, que é dividida por uma barreira (70) na fase aquosa que é drenada (50) para tratamento e uma fase de óleo cru que é drenada (60) para processamento.

A diferença entre a presente invenção e o sistema convencional está na colocação de um purificador de gás (15) montado acima da câmara de separação (10) e conectado por meio de um tubo de conexão (25) para escoar gás da fase gasosa na câmara de separação (10) através do purificador de gás (15), no qual um processo adicional de separação ocorre por meio de polimento do gás para remover o líquido restante do gás, que é drenado atrávés de um duto para líquidos verticalmente orientado, ou um tubo descendente (20), que retorna para o interior da câmara de separação (10). O gás desta forma sai através de um dispositivo de saída (80) para a linha de saída de gás (55) para posterior processamento.

A extremidade final (22) do tubo descendente (20) deve estar abaixo do nível inferior do líquido (65) no separador horizontal (10) para assegurar que o gás não se desvie do separador (10) através do tubo descendente (20) sob todas as condições operacionais. Para evitar o acúmulo de fase oleosa no tubo descendente, a extremidade final do tubo pode ser localizada acima do nível superior da interface óleo-água do separador horizontal (10). A queda de pressão do gás da seção do separador horizontal (10) para a seção do purificador vertical (15), incluindo o dispositivo de entrada do

9/24 purificador (35), deve ser menor do que a altura (head) estática do líquido no tubo descendente (20) do nível superior do líquido no separador horizontal para o fundo do purificador vertical. Isso vai garantir que o líquido do colchão líquido da seção do separador não suba do tubo descendente para o purificador, devido ao efeito sifão.

Como o separador (10) e o purificador (15) compartilham um colchão de líquido comum no interior do separador, o purificador não precisa ter um compartimento de armazenamento de líquido. Isso minimiza o tamanho e a altura do purificador (15).

Um transmissor de pressão diferencial (40) entre a seção do purificador (15) e a seção do separador (10) permite que o sistema monitore o nível do líquido no tubo descendente que resolva problemas do sistema.

O vaso separador (5) é disposto de forma a ter o vaso horizontal, ou a câmara de separação (10), suportando um purificador vertical de gás (15). A separação gás/líquido bruta ocorrerá na parte horizontal (10) do vaso (5) enquanto o polimento do gás é realizado na parte vertical (15) do vaso. O gás, com o líquido arrastado, sairá da seção do separador horizontal (10) por uma placa defletora de saída (30). Nesta realização, um dispositivo especial de saída de gas, como uma manta de filtragem de névoa, um conjunto de palhetas, etc, não é provido na seção de saída de gás (30) da seção do separador horizontal (10) pelas seguintes razões:

> A remoção de líquidos arrastados do gás é realizada na seção do purificador vertical (15) do sistema de separação (5).

> Provendo o dispositivo de polimento de saída do gás aqui o exporá ao contato com a massa da fase líquida na seção horizontal do sistema de separação. Esse é particularmente o caso em que golfadas de líquido estão presentes no fluido de produção de entrada com as turbulências associadas e com os efeitos de sloshing do líquido.

> No caso em que o líquido é ceroso, haverá um risco de que o dispositivo de saída de líquido seja bloqueado ou que tenha o fluxo restringido devido ao acúmulo de cera no dispositivo.

> Com a eliminação do dispositivo de saída de gás, o diâmetro da seção do separador horizontal pode ser reduzido, o que economiza em peso e espaço.

10/24 > A queda de pressão do sistema pode ser minimizada.

Uma tubulação de conexão expandida (25), dimensionada para minimizar a queda de pressão, direciona o gás (com líquido arrastado) para a seção do purificador de gás vertical.

A seção do purificador vertical de gás (15) é dimensionada conforme as condições do processo e o fluxo de gás e o transbordamento de líquido da seção do separador horizontal (10). O purificador (15) é provido com dispositivos internos típicos projetados para aumentar a separação gás-líquido. Um distribuidor de entrada (35) é provido no purificador para reduzir a velocidade de entrada e para prover uma boa distribuição de gás no vaso. Um dispositivo de retirada de névoa de saída de gás (80) também é provido e pode ser uma manta de filtragem de névoa, um conjunto de palhetas, um dispositivo ciclônico ou outros dispositivos internos proprietários, dependendo dos requisitos de aplicação específicos.

Um dispositivo trocador de calor também pode ser incorporado no purificador de gás. Um trocador de calor como esse (não mostrado) pode ser disposto para dissipar calor do fluxo de entrada de gás. Alternativamente, um trocador de calor no interior do corpo do purificador de gás pode ser usado para dissipar calor do gás no interior do purificador. Trocadores de calor convencionais podem ser usados com este propósito. Assim, a seção do purificador pode ter também a função de resfriar a corrente de gás (fluxo de entrada de gás separado) e de remoção das gotas líquidas finais da corrente gasosa. Isto pode evitar a necessidade de se prover um resfriador adicional a jusante da seção do purificador antes de direcionar para as instalações de processamento a jusante.

No caso em que o líquido de produção é ceroso ou poluído, um sistema de remoção de matéria cerosa ou poluída (26), consistindo em um difusor montado no tubo de entrada ou de conexão (25), pode ser provido para permitir o esguicho de água quente a partir do dispositivo de entrada (35) (devido ao entupimento pela cera), de acordo com a necessidade. O entupimento potencial ou a restrição de fluxo no dispositivo de entrada (35) são monitorados pelo transmissor de pressão diferencial (40). Alta pressão diferencial pode significar entupimento no dispositivo de entrada (35) do purificador de gás devido a deposição de cera, etc. Adicionalmente, o sistema de remoção de cera (26)

11/24 também pode ser provido no compartimento de drenagem de líquido do dispositivo de saída de gás para remover bloqueios/restrições, de acordo com a necessidade. Enquanto a água quente pode ser usada para a remoção de cera, na verdade qualquer um ou a combinação de água, vapor, diesel ou qualquer outro solvente também pode ser usada.

As vantagens de combinar as duas seções (10), (15) podem incluir:

> Ambas as seções podem compartilhar um sistema de controle de líquido em comum, minimizando assim a complexidade operacional e de controle do sistema.

> O tamanho do purificador é independente da taxa de transbordamento de líquido, já que a exigência de manipulação de líquido é mantida no interior da seção do separador.

> Para fluidos cerosos, ambas as seções podem compartilhar um sistema de aquecimento em comum para evitar a formação de cera no colchão líquido de cada seção.

Várias realizações da presente presente invenção incluem os seguintes componentes:

A Figura 2 mostra um vaso real (85) construído de acordo com a presente invenção. Aqui uma câmara de separação (90) teve montado acima de si um purificador de gás (95) com um tubo descendente (100) se estendendo para o intrior da câmara de separação. A posição de saída (102) do tubo (100) é posicionada próxima da base da câmara de separação (90) de forma a estar abaixo de um nível limite mínimo do colchão líquido no interior da câmara de separação. A câmara de separação (90) inclui um fluxo de entrada (120) para receber um suprimento de gás/líquido por uma tubulação de conexão (110) para direcionar o gás separado da câmara de separação (90) para o purificador de gás (95). O gás primeiramente passa através de uma placa de deflexão (115) antes de entrar na tubulação de conexão (110) e então passa por um dispositivo de entrada (105) antes de entrar no purificador de gás (95). O gás é então purificado para remover o líquido restante e direciona-se o gás através de um dispositivo de saída (150) e subsequentemente através de uma saída (145). O líquido restante é transportado de volta para o vaso separador (90) através de um duto (100). A câmara de separação (90)

12/24 também inclui uma saída (125) e saídas de líquido para água (130) e óleo cru (135) das respectivas câmaras separadas por uma barreira (140).

Seria aconselhável que o purificador (95) possa ser montado diretamente acima da câmara de separação (90), como mostrado na Figura 2. Alternativamente, uma estrutura de suporte do purificador de gás (95) pode apoiar o purificador de gás em uma posição acima da câmara de separação, mas não efetivamente montada ali.

O vaso de separação (85) funciona da seguinte maneira:

1. Todo o fluido da corrente da fonte é primeiramente direcionado por um aquecedor de entrada, o aquecedor assegura que o fluido esteja acima da WAT e o suficiente para quebrar a emulsão.

2. Os vasos separadores incluem duas seções distintas:

a. Seção horizontal (90) em que ocorre a separação bruta e a água é separada do óleo cru.

b. Seção vertical (95) que abriga o dispositivo de separação de gás que realiza o polimento final da corrente gasosa.

3. O dispositivo de entrada (105) para a corrente gasosa é localizado na seção do purificador vertical (95) que é isolada da seção de massa de líquido.

4. A saída de gás da câmara de separação inclui uma placa defletora (115) que inibe o transbordamento da massa de fluido na fase gasosa e minimiza a queda de pressão.

5. O gás fluirá através de uma seção de tubo (110) inclinada de volta para o interior da câmara de separação (90).

6. Os dispositivos internos de separação de gás estão localizados na seção vertical (95).

7. Haverá um tubo descendente (100) que permitirá que qualquer líquido separado na seção vertical entre novamente no vaso principal cuja extremidade final fica abaixo do nível do líquido no separador horizontal.

8. O dispositivo de separação de gás pode ser instalado com instrumentos de pressão diferencial para monitorar a condição dos dispositivos internos.

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9. Uma fonte de água quente pode ser conectada aos dispositivos internos, o que pode permitir a limpeza em linha dos dispositivos internos de gás.

10. Como o polimento principal do gás ocorre na seção do purificador vertical do vaso, a seção de gás no vaso horizontal pode ser reduzido.

11. Como não haverá válvulas de isolamento entre o vaso horizontal e o vertical, não haverá necessidade de válvulas de segurança de pressão (“Pressure Safety Valves” - PSV) adicionais.

Uma configuração alternativa para a opção acima é ter uma seção horizontal de separação de gás de forma que o vaso separador terá uma altura global mais baixa, como mostrado na Figura 3.

Aqui a câmara de separação (90) é configurada da mesma maneira que na realização da Figura 2. Contudo, a posição do purificador de gás (160) é alinhada horizontalmente. Um dispositivo de entrada (165) ainda é usado assim como um dispositivo de saída (170) e um dispositivo de gás desidratado (180) e um tubo descendente (100) para a drenagem do líquido para o interior da câmara de separação (90).

Um trem de estabilização de óleo cru típico inclui de 2 a 3 estágios de separação, e o gás de “flash” dos separadores trifásicos são comprimidos novamente. Convencionalmente, isso é obtido através de estágios múltiplos de um separador trifásico operando a pressão progressivamente mais baixa para encontrar a especificação de pressão de vapor do produto do óleo cru em que a corrente gasosa de saída passa por purificadores de gás a montante da sucção do compressor para o polimento final e para prover o volume de onda.

A Figura 4 mostra um trem de estabilização de óleo cru (185), de acordo com a presente invenção. Em tal sistema, o gás de saída do purificador integrado pode ser alimentado diretamente para o interior do compressor de gás de “flash” (240), (285). Assim, não apenas os separadores trifásicos (210), (250), (290) têm seu tamanho reduzido, como também os purificadores de gás (212), (265), (300) têm seu tamanho reduzido. No todo, o sistema pode prover um trem de estabilização muito compacto.

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O trem de estabilização de óleo cru (185) mostrado na Figura 4 inclui um sistema em que um fluido gás/líquido (205) flua para dentro de um primeiro estágio separador (190) por meio de um aquecedor (207). O resultado é a saída do gás separado (230) por um primeiro purificador de gás (212) do sistema (185), e o fluxo de óleo cru para a desidratação e a remoção de armazenamento (285). Água também é removida (215), (255) do sistema (185). O sistema em si inclui um processo em três estágios em que cada estágio representa um vaso de separação, de acordo com a presente invenção, que são operados a pressões progressivamente mais baixas para atingir a especificação de pressão de vapor do produto de óleo cru, (285). O primeiro estágio (190) recebe o fluido (205) e envia (225) gás de volta para o seu purificador de gás (212), que remove o líquido restante e direciona o gás separado para processamento (230) enquanto direciona o líquido de volta para a câmara de separação (210) do primeiro estágio (190) e a água é drenada através da saída (215).

O óleo cru é enviado (220) para o segundo estágio (195) através de um aquecedor interestágio (245), onde ele é recebido por uma segunda câmara separadora (250). O gás enviado (270) para o segundo purificador de gás (265) é purificado e transferido (280) para um compressor de gás de “flash” (240) que resfria (235) o gás antes de retorná-lo ao primeiro purificador (212). A água é drenada (255) e o óleo cru subsequente é enviado para o terceiro estágio (200) para ser recebido pela terceira câmara de separação (290), que remove (305) o gás final para o terceiro purificador de gás (300) e entrega (285) o óleo cru para processamento.

O gás removido do terceiro estágio (200) é enviado para um segundo compressor de gás de “flash” (285) que resfria (275) o gás antes de transferí-lo para o segundo purificador de gás (265).

Assim, um processo de três estágios de separação e purificação contínuas do gás é substancialmente reduzido em sua área ocupada e com a proximidade entre os três estágios e os purificadores de gás correspondentes, economias substanciais em infraestrutura de capital e em instrumentação também podem ser obtidas.

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A Tabela 1 abaixo mostra a comparação do tamanho dos separadores/purificadores para as duas opções, baseada em uma instalação de produção típica.

Tamanho do Vaso	Convencional	Realizações
Separador do 1 ° Estágio	4,2m x 12m	3,7m x 9,7m
Separador do 2^o Estágio	3,0m x 10,lm	3,0m x 9,3m
Separador do 3 ^o Estágio	3,0m x 9,5m	3,0m x 8,9m
Purificador do 1 ° Estágio	2,7m x 3,7m	l,9m x 2,5m
Purificador do 2^o Estágio	1,2m x 3,9m	l,0m x 2,5m
Purificador do 3^o Estágio	l,4m x 3,5m	l,0m x 2,5m

Tabela #1: Comparação de Tamanho

Isto indica que com os separadores da presente invenção, há benefícios significativos de tamanho e peso para o sistema, resultando em um trem de estabilização de óleo cru compacto. Como os purificadores estão localizados acima dos respectivos separadores, uma economia adicional de espaço e de peso é obtida. Adicionalmente, funções significantes de instrumentação, controle e de desligamento são removidas com o sistema separador, resultando em uma complexidade reduzida de controle, de operação e de manutenção do sistema. Isso também resulta em uma maior disponibilidade do sistema.

O conceito de instalação de um purificador provê uma maneira conveniente e eficiente de aumentar a capacidade de manipulação de gás do separador, tanto para uma modificação de equipamento abandonado (“brownfield modification) como para uma renovação de equipamento usado. Muitas instalações operacionais atualmente experimentam significativos problemas devido ao transbordamento de líquido dos separadores gás-líquido brutos para os trens de compressão, resultando em dano

16/24 mecânico para os impulssores do compressor, etc. A configuração proposta do vaso separador pode prover uma opção de custo efetivo de instalação de um purificador de gás em cima de um separador existente, para polir a corrente gasosa saindo do separador sem a necessidade de significativo espaço e acréscimo de peso às instalações existentes. Adicionalmente, ela também pode evitar a necessidade de controles e desligamentos adicionais.

As Figuras 5A e 5B mostram vistas esquemáticas da configuração do separador (315), de acordo com uma realização da presente invenção. Essa realização provê manipulação de golfada, separação gás/líquido bruta e polimento eficiente de gás. O sistema de separação (315) inclui 3 seções, a seção de manipulação de golfada (320), a seção de separação de gás-líquido bruta (325) e uma seção de purificador de polimento de gás (330), como uma unidade integrada.

A seção de manipulação de golfada (320) inclui um tubo de separação inclinado para a horizontal, tal como um tubo espandido horizontal (340), ou outro tal separador/vaso, capaz de separação de gás e líquido de um fluido (tal como um fluido FWS), que possui uma Linha de Escape de Gás (342) em sua seção superior e está em conexão operacional com um tubo conhecido como um Poço de dissipação (350) em sua seção inferior. O dispositivo de Manipulação de Golfada (340) pode ser um separador convencional ou uma peça de tubo, com ou sem dispositivos internos, que é posicionado horizontalmente com uma leve inclinação para permitir que o líquido flua sem esforço para o Poço de Dissipação (350). Apenas uma separação gás/líquido grosseira pode ser realizada neste dispositivo de manipulação de golfada (340), já que a separação final é realizada na seção do purificador de polimento de gás (330) e na seção de separação de gás/líquido bruta (325). Como tal, o dispositivo de manipulação de golfada pode ser dimensionado em um tamanho mínimo que assegure que o fluxo nessa seção esteja no regime de fluxo estratificado e que acomode o volume de golfada previsto chegando.

Em operação, um fluido tal como um fluido FWS é primeiramente direcionado para o dispositivo de manipulação de golfada (340) para a separação de gás e líquido, após a qual, os líquidos, incluindo golfadas líquidas, são desviados para o Poço de Dissipação (350) e o gás é direcionado para a Linha de Escape de Gás (342). A Linha

17/24 de Escape de Gás (342) direciona a corrente gasosa para o Purificador de Gás (405), assegurando que a pressão no dispositivo de Manipulação de Golfada (320) seja quase igual àquela no Purificador de Gás (405) e no Separador (380). Essa configuração assegura que a descarga do líquido proveniente do Poço de Dissipação (350) para o Separador (380) via trocador de calor (365) e/ou orifício de restrição (não mostrado no diagrama) seja dependente apenas da altura estática diferencial (386) do nível de líquido no Poço de Dissipação (350) e no Separador (380). A altura do Poço de Dissipação (350) é predeterminada para prover suficiente altura de líquido (386), entre o nível normal de líquido (346) e o nível de líquido (375) na câmara de separação (380), para superar a queda de pressão do líquido escoando do poço de dissipação (350) para a câmara de separação (380). Sob condições de fluxo de projeto de regime estacionário normal, a hidráulica do sistema é configurada para manter o nível de líquido (346) próximo da base do dispositivo de manipulação de golfada (340) e no interior do poço de dissipação (350).

A posição horizontal do dispositivo de manipulação de golfada (340), sua geometria (longa e fina) e seu volume total asseguram que a chegada das golfadas de líquido não aumentem a altura do líquido (345) significativamente, enquanto as golfadas são acomodadas no dispositivo de manipulação de golfada, minimizando assim a altura de líquido incrementai (345). Como o fluxo de líquido é dependente da altura de líquido disponível, a posição e a geometria asseguram um fluxo permanente através do aquecedor (365) para o interior do separador mesmo com a chegada de grandes golfadas de líquido. Consequentemente, isso assegura um bom controle de temperatura e performance do aquecedor e minimiza turbulência a jusante do separador, permitindo uma boa separação trifásica. Adicionalmente, o sistema também assegura que as ondas de pressão seguindo a chegada da golfada não causem ondas no fluxo de líquido do poço de dissipação para a câmara separadora, já que a pressão no sistema de manipulação de golfada (320) no purificador de gás (330) está equalizada.

Assim, esta configuração do separador (315) gerencia efetivamente as golfadas e as ondas de pressão associadas, usando um sistema equilibrado de pressão com o uso efetivo de altura hidráulica de líquido, como detalhado acima, para assegurar o fluxo

18/24 estável mesmo sob condições de golfadas. Isso é obtido sem instrumentação e controles adicionais, provendo assim um sistema altamente confiável com controles globais de nível de líquido mantidos no separador trifásico bruto (325).

Como a areia está ocasionalmente presente no fluido de entrada, a armadilha para areia (355) é instalada no fundo do Poço de dissipação (340), onde válvulas adicionais (360) serão acrescidas para remover periodicamente a areia. A separação da areia em meio líquido pode ocorrer através de dois mecanismos principais:

(i) Mudança do momento (ii) Assentamento por gravidade

Conforme mostrado nas Figuras 5A e 5B, o Poço de Dissipação (350), de acordo com esta realização, ambos os mecanismos são empregados, onde o grande diâmetro e a sua orientação para baixo do tubo de saída proveniente do poço de dissipação permite que as partículas sólidas (317) se assentem e com a mudança abrupta na direção do fluxo (316) se cria uma mudança do momento que também auxiliaria na separação.

Fases com diferentes densidades terão momentos diferentes. Se uma corrente bifásica muda de direção acentuadamente, um momento maior não permitirá que as partículas da fase mais pesada se desviem tão rapidamente quanto o fluido mais leve, então a separação ocorre.

O diâmetro do poço de dissipação é dimensionado para auxiliar tanto o assentamento da areia por gravidade como para prover um volume de onda adequado à retenção de líquido e para assegurar que flutuações instantâneas de fluxo sejam amortecidas.

A configuração do Dispositivo de Manipulação de Golfada (340) pode simplificar os controles associados a apanhadores de golfadas convencionais, já que ela elimina a necessidade de válvula de controle de nível de líquido e de pressão e de válvulas de desligamento, aumentando assim a confiabilidade do sistema. Isto também reduz o tamanho do dispositivo de manipulação de golfada (340), comparado a um apanhador de golfadas convencional, já que o dispositivo de manipulação de golfada (340) necessita apenas atender ao volume máximo previsto de golfada com a retenção de

19/24 líquido para a desgaseificação final sendo acomodada no separador trifásico (325) a jusante.

Um Aquecedor (365) de entrada pode ser necessário a montante do separador trifásico (325) para prover calor para quebrar a emulsão, permitindo assim uma melhor separação do óleo e da água. Em um sistema de acordo com a presente invenção, a taxa de fluxo pode ser limitada pela altura estática disponível, de forma a superar a queda de pressão através do Aquecedor de Entrada e dos tubos e acessórios associados. Este arranjo tem o benefício de aquecer apenas a corrente líquida e evita o aquecimento da corrente gasosa, que é desviada através da Linha de Escape de Gás (342) do Dispositivo de Manipulação de Golfada (340). O sistema utiliza efetivamente a altura estática (386) disponível no Poço de Dissipação (350) para controlar o fluxo através do Aquecedor de Entrada (365) e eliminar assim a queda de pressão permanente. Isso vai resultar em requisitos reduzidos de poder de compressão a jusante. Adicionalmente, a configuração permite um fluxo permanente para o aquecedor mesmo sob as condições flutuantes de fluxo de entrada e de pressão tipicamente associadas às condições de fluxo de fluido de entrada com uma forte presença de golfadas.

O líquido é então transportado para o separador (380) no qual o vaso horizontal suporta um purificador vertical (405), de acordo com uma realização adicional da presente invenção. A separação gás/líquido bruta ocorrerá na parte horizontal (380) do vaso, enquanto que o polimento de gás é efetuado na parte vertical (405) do vaso. O gás, com líquido arrastado, sairá da seção do separador horizontal através de uma placa defletora de saída. Um dispositivo especial de saída de gás tal como uma manta de filtragem de névoa, um conjunto de palhetas, etc, não é provido na seção de saída do gás da seção do separador horizontal, pelas razões citadas previamente.

Um tubo expandido, dimensionado para minimizar a queda de pressão, direciona o gás (com líquido arrastado) para a seção do purificador vertical de gás. A Linha de Escape de Gás (342) do Sistema de Manipulação de Golfada (320) se conectará com o tubo expandido proveniente do separador antes de ser passado através do purificador de gás.

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A seção do purificador vertical de gás (330) é dimensionado em função das condições de processo e do fluxo de gás e do transbordamento de líquido da seção do separador horizontal e do dispositivo de manipulação de golfada. O purificador (405) pode ser provido com dispositivos internos típicos projetados para aumentar a separação gás-líquido. Um distribuidor de entrada (415) é provido no purificador para reduzir a velocidade de entrada e para prover uma boa distribuição de gás no vaso. Um dispositivo de retirada de névoa de saída de gás (410) também é provido e pode ser uma manta de filtragem de névoa, um conjunto de palhetas, um dispositivo ciclônico ou outro dispositivo interno proprietário, dependendo das exigências específicas de aplicação.

O líquido separado na seção vertical de purificação de gás (405) é direcionado através de um tubo descendente (385) para o colchão líquido do separador horizontal. A extremidade final do tubo descendente (385) deve estar abaixo do nível inferior do líquido (390) no separador horizontal (380) para assegurar que o gás não se desvie do separador através do tubo descendente (385) sob condições operacionais. Para evitar o acúmulo de fase oleosa no tubo descendente, a extremidade final do tubo fica acima do nível superior da interface óleo-água do separador horizontal, (325). A queda de pressão do gás da seção do separador horizontal (380) para a seção do purificador vertical (405), incluindo o dispositivo de entrada do purificador (415), deve ser menor do que a altura estática de líquido no tubo descendente (385) do nível superior do líquido no separador horizontal (380) para o fundo do purificador vertical (405). Isso assegurará que o líquido do colchão de líquido da seção do separador não se eleve do tubo descendente (385) até o purificador (380), devido ao efeito sifão.

Um transmissor de pressão diferencial pode ser provido para monitorar a performance do sistema. No caso em que o líquido de produção gere entupimento por impurezas ou que seja ceroso, um difusor pode ser provido no tubo de entrada para o purificador vertical (405), para permitir que água quente seja esguichada do dispositivo de entrada (devido aos bloqueios de cera e/ou aos entupimentos por impurezas), conforme necessário. Potencial bloqueio ou restrição de fluxo no dispositivo de entrada é monitorado pelo transmissor de pressão diferencial. Adicionalmente, uma instalação de esguicho de água quente ou solvente também pode ser provido no compartimento de

21/24 drenagem de líquido do dispositivo de saída de gás para remover bloqueios ou restrições, conforme necessário.

Os benefícios do sistema, de acordo com a presente invenção, em comparação com o sistema convencional, pode incluir:

1. Um dispositivo de manipulação de golfada que é capaz de manusear um grande volume de golfada e areia.

2. Um aquecedor para quebrar a emulsão antes que o líquido entre no separador. A configuração do sistema permite que apenas a fase líquida seja aquecida (minimizando assim a carga de aquecimento) com o fluxo através do aquecedor mantido permanente, assegurando assim um controle acurado de temperatura da fase líquida.

3. Uma seção separada, i.e., a seção do purificador de gás é localizada abaixo do separador gás/líquido bruto e abrigará os dispositivos internos de polimento de gás. Isto evitará o contato potencial do dispositivo de saída de gás com a massa de líquido devido a turbulências, sloshing, etc.

4. Uma seção de polimento de gás (ou a seção de separação secundária de gás) é provida com um tubo descendente cuja extremidade final fica abaixo do nível inferior do líquido da seção horizontal principal de separação gás/líquido bruta. Isto evita a necessidade de prover uma seção de retenção de líquido separada para o purificador vertical de gás e evita a necessidade de controle dedicado de nível e da instrumentação de salvaguarda associada para o purificador de gás.

5. Uma seção de polimento de gás é provida com um dispositivo de distribuição de entrada para reduzir o momento de entrada do fluido e aumentar a separação gás-líquido.

6. Esguicho de água quente em linha para limpeza.

7. Apanhador de golfada menor, já que a retenção de líquido e a desgaseificação é realizada no separador trifásico a jusante.

8. Separador trifásico menor, já que ele não necessita criar espaço para os dispositivos internos de saída de gás e a capacidade de manipulação de gás é reduzida com o gás desviado no dispositivo de manipulação de golfada.

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9. Purificador menor, já que ele não precisa prover qualquer retenção de líquido e volume de onda.

O nível de líquido do fluido no poço de dissipação (350) é dependente da queda de pressão do líquido ao longo do trocador de calor. Consequentemente, o trocador de calor é dimensionado para a mínima queda de pressão, para minimizar a altura do dispositivo de manipulação de golfada (340) em relação ao separador bruto (325). Note que a linha entre o poço de dissipação (350) e o separador bruto (325) pode incluir qualquer outro dispositivo de restrição de fluxo, como um orifício de restrição, se o trocador de calor não é necessário para o serviço.

O nível de líquido no poço de dissipação aumenta, como resultado, o fluxo de líquido para o Aquecedor e para o Separador vai aumentar. Para prover proteção adicional contra alto nível de líquido no Separador, uma realização adicional, como mostrada na Figura 6, pode ser adotada. Neste sistema (420), uma válvula de controle (430) é instalada a montante do separador (380). Durante a operação normal, a válvula de controle (430) pode ser deixada aberta para manter o nível de líquido e minimizar a queda de pressão do sistema. Quando uma grande onda de líquido é esperada (e.g. durante uma operação de pigagem), a onda de líquido entrando no separador é atenuada no nível superior do líquido no Separador (380) ajustando-se a válvula de controle (430).

Em alguns casos, um orifício de restrição pode ser usado no lugar da válvula para restringir a entrada da onda grande no separador, para assegurar que a queda de pressão global sob condições normais de fluxo máximo mantenha o nível do líquido no poço de dissipação próximo ao do topo do poço de dissipação. Isto assegura que quando a golfada chega, o volume de golfada é acomodado no interior do dispositivo de manipulação de golfada, minimizando assim o aumento da altura estática (345) na chegada da golfada. Isto assegura um fluxo permanente de líquido para o separador bruto através do aquecedor mesmo sob condições de formação de golfada.

Outra variação é prover uma válvula de controle (427) com queda de pressão mínima quando em posição aberta na Linha de Escape de Gás (342). Esta realização é ilustrada na Figura 7. Para este sistema (422), a válvula de controle (427) é normalmente mantida em uma posição amplamente aberta. Como a queda de pressão ao

23/24 longo do Aquecedor (365) aumenta, tal em função do entupimento por impurezas, o nível do líquido no Poço de Dissipação (350) também aumenta. O nível do líquido no Poço de Dissipação (350) é medido usando-se um transmissor de pressão diferencial (500) entre a base do Poço de dissipação e o Dispositivo de Manipulação de Golfada (340). Com a detecção de um alto nível de líquido no Poço de Dissipação (350), a válvula de controle (427) na Linha de Escape de Gás (342) vai se fechar para prover o impulso de pressão necessário para evacuar o líquido do Dispositivo de Manipulação de Golfada (320) para o Separador (325). Adicionalmente, se o nível do líquido no Separador (325) alcançar um nível alto, um sinal para ignorar o controle de alto nível no Separador pode ser provido para abrir a válvula de controle para evitar o alto nível no Separador. Embora o líquido que flui através da linha de escape de gás (342) finalmente chega no separador trifásico (325), esta condição é indesejável já que o líquido não passa através do aquecedor (365) para quebrar as emulsões.

Há dois métodos considerados neste sistema para separação de areia; assentamento por gravidade & mudança no momento da areia e dispositivo ciclônico de remoção de areia. A Figura 8A & 8B mostra um dispositivo ciclônico de remoção de areia (435) adaptado para uso com um sistema (430) de acordo com a presente invenção. O tubo (457) proveniente do poço de dissipação (350) que chega ao aquecedor de entrada (365) é inclinado em um ângulo que minimize a presença de areia no fluido de produção para o separador. Este dispositivo ciclônico de remoção de areia (435) funciona continuamente, e no qual a areia é removida do Poço de Dissipação (350) usando um dispositivo ciclônico convencional ou proprietário.

Com a introdução de uma corrente dejateamento de líquido (451), o dispositivo ciclônico (442) gera um vortex que fluidifica sólidos na área ao seu redor, de modo a formar uma suspensão de areia/sólidos. Quando fluidificado, ou suspenso, os sólidos são lançados para o tubo de descarga do dispositivo ciclônico, permitindo o seu hidrotransporte controlado para fora do poço de dissipação. Os sólidos são tranportados para o vaso de retirada de areia (444) onde os sólidos são separados da corrente de lama de areia descarregada. A operação de retirada de areia pode ser semiautomatizada, com operadores ativando uma sequência automática ou operada continuamente, dependendo

24/24 do conteúdo de areia do fluido de produção. A areia pode ser removida através de saída controlada por válvula (445) enquanto o separador continua ligado, sem interrupção na produção. Para auxiliar na remoção de areia da lama no vaso de retirada de areia (444), um dipositivo ciclônico adicional de remoção de areia (440) pode ser empregado para 5 separar a areia da lama areia/líquido.

Em uma realização adicional, um sistema (460) pode incluir um separador de água bruto (465). As Figuras 9A e 9B mostram uma configuração do sistema (460) para a remoção de água do sistema antes da separação trifásica. Nesta realização, o poço de dissipação (350) pode incluir uma base maior, tal como uma com diâmetro aumentado 10 em direção à base (472) do poço, de forma a prover capacidade adequada e, consequentemente, tempo de residência para que a água se assente no fundo do Poço de Dissipação. Uma válvula de controle de saída (475) é conectada à linha de saída da água (474) do Poço de Dissipação (350) para drenar a água com base no controle de nível de interface (470) no caso em que um nível predeterminado de interface óleo/água seja 15 alcançado. Para evitar o arraste de areia, o bocal de saída de água é elevado da base do poço de dissipação. A separação bruta de água reduz a carga de calor do aquecedor de entrada, minimizando assim o tamanho do aquecedor.

Claims

REIVÍNEMCAÇÕES

1. Vaso separador (5) compreendendo;

- uma câmara de separação (10) disposta para separar liquido de um fluxo de

5 entrada de fluido de produção (45 K « pelo menos um purificador de gás (15) para remover líquido arrastado de (luxo de entrada dc gás separado da dita câmara de separação (íOk caracterizado pelo fato do dito pelo menos um purificador dc gás (15) ser posicionado acima c próximo à dita câmara de separação (10), o dito purificador de gâs 10 (15) e a câmara de separação (10) sendo coneciúvcís atras es dc pelo menos um duto de fluxo dc saída de líquido orientado vcmcalmcntc (20) disposto para direcionar o liquido arrastado removido do purificador de gás (15) para a câmara de separação f 10) onde o duto {20) è disposto de tal íbrma que uma extremidade do fluxo de saída (22) do dito duto (20) se estende para dentro da câmara de separação (10) de tal forma que fica .15 abaixo de um limite mínimo de profundidade do líquido (65) na dita câmara de separação (10).
2. Vaso separador (?) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tato do duto (20) apresentar um comprimento a partir de uma base do purificador de gás (15) de maneira a prover uma cabeça estática de liquido na tubulação do duto devido a

20 uma queda de pressão do gás conforme este atravessa do separador (10) para o purificador de gás (15) que è .mantida dentro do duto (20).
3. Vaso separador (5) de acordo corn a reivindicação l ou 2. caracterizado pelo fato de haver exatamente um dito purificador de gás (15) posicionado acima e próximo à dita câmara de separação (10).

25 4. Vaso separador (5) de acordo com a reivindicação 3. caracterizado pelo tato de haver exatamente um dito duto de fluxo de saída de líquido (20) disposto para direcionar o líquido arrastado removido do purificador de gás (15) paru a câmara de separação (10).

?. Vaso separador (5) de acordo com a reivindicação l. caracterizado pelo 30 fato do puri Ikador de gás (15) ser montado na câmara de separação (10).

6. Vaso separador (5) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tatu do purificador de gás ser fixado na càmam de separação por orna armação de suporte.

7, Vaso separador (5) de acordo com qualquer ama das reivindicações 1 a 6,

5 caracterizado pelo fato do lluxo de entrada de gás separado ser direcionado da câmara de separação GO) para o purificador de gás (15) através de uma tubulação de conexão tubulação de conexão (25)., a dita tubulação de conexão apresentando urna placa defietora (30) próxima à câmara de separação para dificultar o transporte de líquido através da dita tubulação de conexão.

10 8. Vaso separador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

caracterizado pelo fato da dita tubulação de conexão (25) incluir um dispositivo de distribuição de entrada (35) próximo ao purificador de gàs (15) para dissipar o lluxo de entrada de gás separado para dentro do dito purificador de gá.s.

V, Vaso separador (5) de acordo com a reivindicação K. caracterizado pelo as fato de incluir adieionalmentc um .sistema de remoção de cera (26) montado na dita tubulação do conexão (25). o dito sistema de remoção de cera (26) sendo disposto para direcionar um jato de fluido quente para o dito dispositivo de distribuição de entrada (3d). o dito fluido compreendendo qualquer um ou uma combinação de água. vapor, díeeel ou solvente.

20 10. Vaso separador (5) dc aeurdo com a reivindicação 9, caracterizado peIo lato do dito sistema de remoção de cera (26) incluir um transmissor de pressão diferenciai para medir a pressão diferencial entre a dita câmara de separação e o purificador de gás, n dito sistema de remoção de cera sendo disposto para ativar o jato de fluido quente na pressão diferenciai que escede a um limite predeterminado.

25 11. Vaso separador de acordo com qualquer uma das reivindicações l a 10.

caracterizado pelo fato do purificador de gás ser alongado e disposto vertical mente.

12. Vaso separador de acordo com qualquer uma das reivindicações I a II caracterizado pelo fato do purificador de gás scr alongado e disposto horizontalmeme.

13. Vaso separador de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 precedentes, caracterizado pulo fato de incluir adícionalmcnte um dispositivo trocador

3/S de calor montado dentro do purificador de gàs para dissipar o calor do fluxo de entrada de gás separado.

14. Trem de estabilização caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de estágios separadores em comunicação fluido, cada um dos ditos estágios s compreendendo am vaso separador de acordo com qualquer ama das reivindicações I a i 3.

15. Trem de estabilização de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato da dita pluralidade de estágios separadores incluir um primeiro, um segundo e um terceiro vaso separador, urna primeira câmara de separação do primeiro vaso

1Q separador apresentando uma entrada para receber um fluido gás-liquido e uma terceira câmara de separação do terceiro vaso separador apresentando uma saída para um fluxo separado de produto bruto.

16. Irem de estabilização de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de uma saída de produto bruto proveniente da primeira câmara de separação ser

15 conectada a «ma entrada de uma segunda câmara de separação e uma saída de produto bruto proveniente da segunda câmara de separação ser conectada a uma entrada de uma terceira câmara de separação.

1 7. Trem de estabilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado polo fato de uma saída de gás proveniente de um terceiro 20 purificador de gás is connected para ama entrada de um segundo purificador de gás e uma saída dc gás pros entente do segundo purificador de gás ser conectada a uma entrada de um primeiro purificador de gás. o dito primeiro purificador de gás sendo dispostoarranged para ventilar o gás do trem de estabilização.

18. Trem dc estabilização de acorda com qualquer uma das reivindicações 14

25 a 17, caracterizado pelo lã to dc incluir adicíonalmentc pelo menos uma unidude flash de compressão de gás intermediária ao terceiro e ao segundo purificador de gás c/ou o segundo e primeiro purificador de gás.

.19. Vaso separador de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 13. caracterizado pelo fino de compreender adicionaimcnte um dispositivo dc manipulação 30 de carga <520), o dito dispositivo de manipulação de carga (.320) compreendendo um
4/6 dispositivo de separação (34(f) para receber o fluxo dc entrado de fluido de produção (3351 através da tubulação do entrada, c> dito dispositivo de separação (340 j sendo indinado em relação à horizontal e disposto para separar uma corrente de gãs e anta corrente de liquido;

t> - am poço de dissipação (350) para receber o líquido separado e direcionar o dito líquido separado para o vaso separador (325);

- uma linha de escape de gàs (342) conectando o dispositivo de separação dispositivo de separação (340) e o purificador de gás (330) dispostos para direcionar a conrreníe de gás separado para o purificador de gás e consequentemente equalizar a 10 pressão entre o dito dispositivo de separação e o purificador de gàs;

onde dispositivo de manipulação de carga é posicionado acima da câmara do separade-r (325) de tal forma que um nível normal de líquido (346) no poço de dissipação provê líquido sufíc-iente no topo (386) para superar uma queda de pressão devida ao fluxo de líquido proveniente do poço de dissipação para a câmara do 15 separador.

20. Vaso separador de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de am duto para direcionar o líquido separado proveniente do poço de dissipação (350) para a câmara de separação incluir um ou ambos de um trocador de calor ou um orifício de restrição.

20 21. Separador de acordo com as reivindicações 19 e 20, caracterizado pelo fato do poço de dissipação ser dimensionado para o maior aumento do volume de líquido dc maneira a mauler um fluxo estável ou de maneira a facilitar a sedimentação dc areia por gravidade.

22. Separador de acordo com qualquer ema das reivindicações 19 a 21,

25 caracterizado pelo fato do dito peco de dissipação incluir uma armadilha para areia í 355} de maneira a permitir que sólidos contidos no dito liquido separado sedimentem, o dito poço dc dissipação incluindo adicionalntenie uma saidu acima da armadilha para areia d tal forma a descarregar o dito liquido separado para a câmara de separação (10).

23. Vaso separador dc acordo com qualquer ama das reivindicações i*> a 22. 30 caracterizado peto fato do dito dispositivo de separação (34(}) compreender um de um
5/6 separador ou tubulação expandida, o dito dispositivo de separação (340) sendo disposto para criar um regime de fluxo estratificado para o dito fluxo de entrada de fluido de produção de maneira a se obter a separação da corrente de gás e corrente de líquido.

24. Vaso separador de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 23,

5 caracterizado pelo íàto do dito dispositivo de separação (340) compreender um de um separador ou tubulação expandida, o volume do dilo dispositivo de separação sendo dimensionado para acomodar o maior volume de carga antecipado da corrente de entrada (,>35 l

25. Vaso separador de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 24. io caracterizado pelo íàto da salda acima da armadilha para areia incluir uma tubulação de saída (457) inclinada para cima de maneira a prevenir a saída de areia do dito poço de dissipação (350).

26. Vaso separador de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 25, caracterizado pelo fato do poço de dissipação incluir urna montagem de remoção de is areia (435) dentro da dita armadilha para areia, a dita montagem da armadilha para areia incluindo pelo menos um dispositivo ciclônico (442) no interior da dita armadilha para areia para agitar u areia em suspensão, e uma saída para a descarga de líquido contendo areia em suspensão.

27. Dispositivo separador de acordo com a reivindicação 26. caracterizado 20 pelo fato da dita montagem de remoção de areia conter uma armadilha para areia intermediária (444) apresentando uma saída controlada por válvula (445) adicional disposta de tal forma que o liquido é descarregado para a armadilha para areia intermediária (444), antes do final da descarga.

28. Dispositivo separador de acordo com a reivindicação 27. caracterizado

25 pelo fato da armadilha para areia intermediária incluir um dispositivo ciclônico (440) adicional para separar a areia da fase líquida na armadilha para areia intermediária antes da coleta ou descarga da areia através de uma salda controlada por válvula (445) adicional,

29. Dispositivo separador de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 30 a 28. caracterizado pelo fato (he linha de escape de gãs incluir uma válvula de controle.
6/6 •Ü a dita válvula de controle sendo disposta para fechar em nível alto de líquido no dispositivo de manipulação de carga ou no poço de dissipação de maneira a prevenir que liquido transborde para a linha de escape de gás no dispositivo de manipulação de carga.

30, Dispositivo separador de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 29, caracterizado pelo fato da saída do poço de dissipação incluir uma válvula de controle 1430) para controlar o fluxo de liquido para a câmara do separador (10).

31. Dispositivo separador de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 30. caracterizado pelo fato do poço de dissipação (350) incluir uma base ampliada (4'72) para aumentar a capacidade da dita base do poço de dissipação e uma válvula de controle de saída (473) disposta para liberar a água da base ampliada no caso de excesso de um nível predeterminado da interface ólco-água no interior do poço dc dissipação (350).