BR112015024649B1

BR112015024649B1 - Configurações e métodos para separadores de gás e líquido

Info

Publication number: BR112015024649B1
Application number: BR112015024649-4A
Authority: BR
Inventors: Clifford Neal Prescott; Jeff (Jianfeng) Zhang
Original assignee: Fluor Technologies Corporation
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2021-11-30
Also published as: NO20151203A1; US20140290485A1; US10052568B2; WO2014160801A1; BR112015024649A2

Abstract

configurações e métodos para separadores de gás e líquido os separadores de gás e líquido contemplados e especialmente separadores de gás e líquido submarinos têm um tubo principal com uma pluralidade de tubos ramais descendentes que são acoplados de modo fluido ao tubo principal e uns aos outros de forma a permitir a desvinculação do gás ao tubo principal, enquanto líquido e areia descem às extremidades inferiores dos tubos ramais. o acúmulo de areia nas extremidades inferiores dos tubos ramais é preferen-cialmente impedido pelo fluxo lateral em série de líquido a areia de um tubo ramal ao seguinte e pelo uso de um líquido de lavagem que é retirado de um ou mais tubos ramais.

Description

[001] Este pedido reivindica prioridade sobre o pedido provisório com o número de série US 61/806288, que foi depositado em 28 de março de 2013.

Campo da Invenção

[002] 0 campo da invenção são dispositivos e métodos para separação de gás e líquido, especialmente no que se refere a separadores submarinos.

Antecedentes da Invenção

[003] A descrição dos antecedentes inclui informações que podem ser úteis no entendimento da presente invenção. A mesma não é uma admissão de que qualquer uma das informações fornecidas no presente documento é técnica anterior ou relevante à invenção presentemente reivindicada ou de que qualquer publicação referenciada específica ou implicitamente é técnica anterior.

[004] A separação de gás e líquido tem se tornado cada vez mais importante em muitos ambientes submarinos de produção de hidrocarboneto para possibilitar e/ou aprimorar as operações e a economia de projeto. Em alguns casos, os separadores operam em uma orientação vertical (por exemplo, separadores tipo Caisson ou separadores verticais de múltiplos tubos), enquanto, em outros casos, os separadores operam em orientação horizontal (por exemplo, separadores tipo tambor conforme descrito no documento WO 2010/151392, separadores de tubo horizontal conforme descrito no documento WO 2013/130856). Ainda outros exemplos de separadores conhecidos são descritos nos documentos US 4.948.393, US 6.554.066, WO 01/87453, WO 2011/028093 e EP711903B1. Todas as publicações identificadas no presente documento são incorporadas a titulo de referência na mesma medida em que se cada publicação ou pedido de patente individual fossem especifica e individualmente indicados a serem incorporados a titulo de referência. Quando uma definição ou um uso de um termo em uma referência incorporada for inconsistente ou contrário(a) à definição desse termo fornecida no presente documento, a definição desse termo fornecida no presente documento se aplica e a definição desse termo na referência não se aplica.

[005] Infelizmente, onde os fluidos produzidos carregam areia ou outras partículas sólidas (também referidas como "areia" no presente documento), o acúmulo de areia é uma grande preocupação nos separadores horizontais. 0 acúmulo de areia nos separadores horizontais é tipicamente impedido pela remoção de areia a montante do separador (por exemplo, hidrociclone de desareamento, removedor de areia baseado em recipiente, etc.) e/ou pelo jateamento periódico dentro do separador para remover areia. No entanto, e especialmente quando os separadores de gás e líquido são instalados em um ambiente submarino, a remoção de areia e/ou o jateamento a montante introduzem complexidades adicionais e possíveis pontos de falha, o que é particularmente problemático em aplicações em águas profundas onde separadores menores e menos componentes no sistema geral são desejáveis. Ademais, e especialmente quando separadores horizontais são usados, graus poucos desejáveis de separação de gás e líquido podem ser encontrados.

[006] Portanto, embora várias configurações de separador e métodos sejam conhecidos na técnica, todos ou quase todos sofrem de uma ou mais desvantagens. Assim, ainda há uma necessidade de fornecer separadores de gás e líquido aprimorados, especialmente quando o separador é operado em um ambiente submarino.

Sumário da Invenção

[007] A matéria inventiva é direcionada a dispositivos separadores horizontais e métodos (especialmente separadores submarinos) que reduzem e, na maioria dos casos, impedem totalmente o depósito de areia dentro de locais críticos de um separador horizontal de líquido e gás enquanto permitem que a areia se assente em ou próximo a um local onde a areia assim isolada pode ser removida do separador, tipicamente junto com o líquido separado. Mais preferencialmente, a remoção de areia pode ser alcançada com um sistema de lavagem que é consideravelmente mais simples do que a maioria dos sistemas de jateamento conhecidos. Assim, e vistos a partir de uma perspectiva diferente, os dispositivos e métodos contemplados eliminarão a necessidade de dispositivos de remoção de areia a montante e reduzirão, dessa forma, o número de componentes em um sistema submarino.

[008] Em um aspecto da matéria inventiva, os inventores contemplam um separador de gás e líquido que inclui um tubo principal que recebe um fluido que compreende um gás, um líquido e areia, em que o tubo principal é acoplado de modo fluido a uma pluralidade de tubos ramais descendentes. Mais tipicamente, os tubos ramais são acoplados uns aos outros de modo fluido de forma a permitir que o líquido se segregue do tubo principal em um primeiro tubo ramal e migre do primeiro a pelo menos um segundo dentre os tubos ramais enquanto o gás permanece no tubo principal. Ademais, é geralmente preferível que pelo menos alguns dentre os tubos ramais sejam acoplados de modo fluido a um conduto de lavagem e a um conduto de retirada de líquido. Conforme usado no presente documento, e a não ser que o contexto determine o contrário, o termo "acoplado(a) a" se destina a incluir tanto o acoplamento direto (em que dois elementos que são acoplados um ao outro entram em contato um com o outro) quanto o acoplamento indireto (em que pelo menos um elemento adicional se localiza entre os dois elementos). Portanto, os termos "acoplado(a) a" e "acoplado(a) com" são usados como sinônimos.

[009] Em aspectos especialmente contemplados, os tubos ramais descendentes são acoplados ao tubo principal em um ângulo não retangular (e, mais tipicamente, formam um formato de V) e/ou são acoplados uns aos outros em uma extremidade inferior. Embora sem limitar a matéria inventiva, os separadores de gás e liquido contemplados também incluem um conduto de fluxo cruzado que é acoplado de modo fluido ao segundo e a um terceiro tubo ramal descendente de forma que pelo menos uma porção do fluido flua do segundo ao terceiro tubo ramal descendente. Condutos de fluxo cruzado especialmente adequados são configurados para reduzir ou eliminar depósito de areia no conduto de fluxo cruzado (por exemplo, através de diâmetro menor para aumentar o fluxo e/ou da instalação em um ângulo a partir da horizontal).

[010] Contempla-se, adicionalmente, que o separador de gás e liquido também inclui um coletor de alimentação e/ou um coletor de gás que é acoplado de modo fluido às respectivas extremidades do tubo principal para, assim, permitir múltiplos trens de separação paralelos. Adicionalmente, é contemplado que o separador inclui um conduto de lavagem que é acoplado de modo fluido a pelo menos um dentre os tubos ramais descendentes de forma que o conduto de lavagem receba o liquido como um fluido de lavagem a partir do pelo menos um dentre os tubos ramais descendentes e/ou que o conduto de retirada de liquido seja configurado para permitir a remoção do liquido e da areia. Em ainda outros aspectos contemplados, o separador de gás e liquido também compreende uma pluralidade de sensores, que são, mais tipicamente, sensores de pressão e/ou fluxo.

[011] Visto a partir de uma perspectiva diferente, os inventores também contemplam um separador de gás e liquido para separação de um fluido que contém gás, liquido e areia que compreende um tubo principal com uma primeira extremidade e uma segunda extremidade e uma pluralidade de tubos ramais descendentes acoplados ao tubo principal entre a primeira e a segunda extremidades. Mais tipicamente, um primeiro, um segundo, um terceiro e um quarto dos tubos ramais são acoplados de modo fluido ao tubo principal através de suas respectivas extremidades superiores, enquanto o primeiro e o segundo tubos ramais e o terceiro e o quarto tubos ramais são acoplados uns aos outros de modo fluido através de suas respectivas extremidades inferiores. Em outros aspectos contemplados, um conduto de fluxo cruzado é acoplado de modo fluido ao segundo e ao terceiro tubos ramais em uma posição intermediária às extremidades superiores e inferiores do segundo e do terceiro tubos ramais de forma a permitir o fluxo do fluido do segundo ao terceiro tubo ramal. Ademais, separadores preferenciais também incluem um conduto de lavagem e/ou um conduto de retirada de liquido que são acoplados de modo fluido à extremidade inferior de pelo menos um dentre o primeiro e o segundo e o terceiro e o quarto tubos ramais.

[012] Conforme observado anteriormente, é tipicamente preferível que uma extremidade do tubo principal do separador de gás e líquido seja acoplada de modo fluido a um coletor de alimentação e que a outra extremidade do tubo principal seja acoplada de modo fluido a um coletor de gás. Em aspectos adicionalmente preferenciais, o conduto de fluxo cruzado é configurado para reduzir ou eliminar depósito de areia no conduto de fluxo cruzado (por exemplo, através de diâmetro menor para aumentar o fluxo e/ou instalação em um ângulo a partir da horizontal). Embora sem limitar a matéria inventiva, contempla-se adicionalmente que o conduto de lavagem é acoplado de modo fluido a pelo menos um dentre os tubos ramais descendentes de forma que o conduto de lavagem receba o líquido como um fluido de lavagem a partir do pelo menos um dentre os tubos ramais descendentes. Mais tipicamente, o conduto de retirada de líquido é configurado para permitir a remoção do líquido e da areia. Em ainda outros aspectos contemplados, o separador de gás e líquido também inclui um sensor de pressão e/ou um sensor de fluxo (por exemplo, disposto e/ou configurado de forma a permitir a determinação do acúmulo de areia).

[013] Consequentemente, os inventores também contemplam um método para separar um gás de um fluido que inclui o gás, um líquido e areia. Métodos especialmente preferenciais incluem uma etapa de fornecer um tubo principal ao qual uma pluralidade de tubos ramais descendentes em comunicação são acoplados de modo fluido nas respectivas extremidades superiores, em que pelo menos dois dentre os tubos ramais são acoplados, adicionalmente, uns aos outros de modo fluido nas respectivas extremidades inferiores. Em outra etapa, o fluido é alimentado em uma extremidade de alimentação do tubo principal em um volume e uma velocidade tais que o líquido migre através dos tubos ramais descendentes em comunicação enquanto o gás migra dos tubos ramais ao tubo principal através das respectivas extremidades superiores; e em ainda outra etapa, o gás é retirado de uma extremidade de descarga do tubo principal, e retira-se o líquido das respectivas extremidades inferiores. Deve-se observar que todos os métodos descritos no presente documento podem ser realizados em qualquer ordem adequada exceto quando indicado em contrário no presente documento ou de outro modo claramente contradito pelo contexto.

[014] Em métodos especialmente preferenciais, os tubos ramais descendentes em comunicação formam um conduto em formato de V, e é tipicamente preferível que o acúmulo de areia indesejavelmente alto seja evitado ou remediado pela introdução de um líquido de lavagem em pelo menos dois dentre os tubos ramais nas respectivas extremidades inferiores. Mais tipicamente, o liquido de lavagem compreende o líquido e é retirado de pelo menos um dentre os tubos ramais. 0 liquido do fluido é preferencialmente retirado das respectivas extremidades inferiores juntamente com a areia.

[015] Vários objetivos, recursos, aspectos e vantagens da matéria inventiva irão se tornar mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir das modalidades preferenciais, juntamente com os desenhos anexos, nos quais números similares representam componentes similares.

Breve Descrição dos Desenhos

[016] A Figura 1 ilustra esquemática e exemplificativamente a separação de gás a partir de um liquido em uma unidade de separação de acordo com a matéria inventiva.

[017] As Figuras 2A a 2C são vistas em detalhe esquemático exemplificativas de uma unidade de separação de acordo com a matéria inventiva.

Descrição Detalhada

[018] Os inventores constataram que um fluido que contém um gás, um liquido e areia pode ser separado em uma porção de gás e uma porção de liquido que contém a areia sem a areia entupir ou de outro modo inibir o processo de separação. Mais preferencialmente, o fluido é alimentado em uma extremidade de um tubo principal a partir do qual uma pluralidade de tubos ramais descendentes e tipicamente em comunicação se estende de forma que o liquido e a areia caiam preferencialmente nos tubos ramais descendentes e de forma que o gás possa finalmente ser separado do fluido na outra extremidade do tubo principal. Os tubos ramais descendentes são preferencialmente configurados e acoplados ao tubo principal de forma que (um) gás possa se separar ainda mais do liquido no tubo ramal e escapar para cima a partir do tubo ramal de volta ao tubo principal, e (b) liquido e areia se assentem no fundo dos tubos ramais.

[019] Em aspectos particularmente preferenciais, o liquido e a areia são retirados das extremidades inferiores dos tubos ramais, e o acúmulo de areia é impedido nas extremidades inferiores pelo uso de um fluido de lavagem que é introduzido nos tubos ramais. Em algumas modalidades, pelo menos uma parte do fluido de lavagem é retirada com o liquido na extremidade inferior dos tubos ramais, enquanto outra porção do fluido de lavagem e do liquido pode se mover através de um conduto de fluxo cruzado a outro tubo ramal. Em aspectos particularmente preferenciais, pelo menos dois dentre os tubos ramais descendentes são acoplados um ao outro de modo fluido através de suas extremidades inferiores para formar um elemento em formato de V, e múltiplos elementos em formato de V podem, então, ser acoplados uns aos outros de modo fluido através de condutos de fluxo cruzado. Ademais, e especialmente quando o fluido de lavagem é uma porção do liquido, é preferível que o fluido de lavagem seja reciclado.

[020] A Figura 1 mostra uma configuração exemplificativa de um separador de gás e liquido 100 contemplado. Nesse caso, o dispositivo é feito de duas unidades de separação 110A e 110B que são acopladas uma à outra de modo fluido em paralelo através do coletor de alimentação 112 e do coletor de gás 114. No entanto, deve- se compreender que, dependendo das taxas de fluxo, das propriedades de fluido, da profundidade da água, da pressão, etc., mais de duas unidades de separação podem ser usadas. Quando múltiplas unidades forem usadas, o acoplamento é preferencialmente em paralelo, mas o acoplamento em série é também considerado adequado. Além disso, deve-se compreender que as unidades de separação podem também ser acopladas umas às outras de modo fluido de forma que um tubo ramal descendente de um tubo principal seja acoplado de modo fluido a outro tubo ramal descendente de outro tubo principal para, assim, formar uma rede de unidades de separação interconectadas (não mostrado). Assim, a titulo de simplicidade, somente duas unidades de separação são mostradas na Figura 1 na qual cada unidade compreende um tubo principal de topo 116A e 116B para fluxo de gás e uma série de tubos ramais descendentes 118A, 118B que são acoplados um ao outro em suas respectivas extremidades inferiores para formar um elemento em formato de V para fluxo de liquido e areia. Conforme deve ser prontamente evidente, o gás separado do fluido flui através do tubo principal, enquanto o liquido e a areia separados fluem das extremidades inferiores dos tubos ramais. 0 fluxo em série de um conjunto de tubos ramais em formato de V ao seguinte é alcançado através dos condutos de fluxo cruzado 119. Deve-se compreender que agora é possível não somente separar o líquido e a areia do gás por meio da gravidade em um movimento de fluxo descendente do líquido e da areia para os tubos ramais descendentes, como também permitir, adicionalmente, que o gás escape de cada um dentre os tubos ramais descendentes em um movimento de fluxo ascendente dos tubos ramais ao tubo principal. 0 fluxo de gás assim separado é, então, reunido na outra extremidade do separador no coletor de gás 114, enquanto o liquido e a areia são reunidos e removidos através de um conduto de retirada de liquido 120 e do coletor de liquido 121.

[021] Conforme já é ilustrado esquematicamente na Figura 1, o separador de gás e liquido é tipicamente operado em uma orientação horizontal (em relação ao tubo principal). Conforme usado no presente documento, o termo "horizontal" se refere a exatamente horizontal e praticamente horizontal (isto é, menos ou igual a +/- 30 graus do normal e, mais preferencialmente, menos ou igual a +/- 20 graus do normal e, ainda mais preferencialmente, menos ou igual a +/- 10 graus do normal). Assim, o princípio de separação primária se baseia em uma diferença de densidade dos componentes no fluido, dentro tanto do tubo principal quanto dos tubos ramais descendentes. Especialmente, visto que a trajetória até o líquido e a areia é estendida (e tortuosa) em relação à trajetória do gás, gás adicional pode ser separado do líquido e da areia devido ao acoplamento fluido dos tubos ramais descendentes. Ademais, e ao contrário de outros dispositivos, um ou outro tubo ramal descendente também permite o fluxo ascendente de liquido e areia, facilitando ainda mais, assim, a separação de gás do líquido e da areia.

[022] A Figura 2A mostra em mais detalhes um corte transversal de um separador exemplificative que ilustra como a separação é alcançada e o acúmulo de areia é evitado. Após a mistura fluida de gás/líquido entrar na unidade através de uma extremidade do tubo principal (tipicamente através de um coletor de alimentação), o gás com goticulas de liquido arrastadas flui na maioria das vezes através do tubo principal de topo ("T"), em que quase todas ou todas as goticulas de liquido finalmente caem nos tubos ramais descendentes abaixo. 0 líquido com gás arrastado residual flui pelo tubo ramal 1 até a extremidade inferior do tubo ramal onde o tubo ramal 1 é acoplado de modo fluido ao tubo ramal 2. Mais preferencialmente, os tubos ramais 1 e 2 são mantidos em um ângulo tal a partir da horizontal de modo que o depósito de areia nas paredes de tubo seja reduzido, se não inteiramente evitado. Consequentemente, deve-se observar que o ângulo dos tubos ramais descendentes não apenas vantajosamente evita o assentamento de areia, como também aumenta a trajetória tomada por um liquido para permitir, adicionalmente, a desvinculação de gás do liquido. Devido à gravidade, a areia tende a cair do fluxo nas extremidades dos tubos 1 e 2. Obviamente, deve-se compreender que as extremidades inferiores das linhas ramais descendentes podem ser acopladas de modo fluido de várias maneiras. Por exemplo, as extremidades inferiores podem ser acopladas umas às outras por soldagem, através de um encaixe de tubo, através de uma base intermediária que pode ter um formato para encorajar o assentamento de areia, etc.

[023] Mais tipicamente, um conduto de retirada de líquido é implantado em ou próximo às extremidades inferiores dos tubos ramais descendentes (tipicamente onde os tubos são acoplados uns aos outros de modo fluido) . 0 conduto de retirada de líquido pode ser configurado com uma abertura de largura fixa para, assim, permitir um fluxo predeterminado de liquido a partir das extremidades inferiores dos tubos ramais. Alternativamente, o conduto de retirada de liquido pode também ser acoplado de modo fluido a uma válvula ou outro elemento regulador de fluxo para, assim, controlar o fluxo do líquido e da areia para fora dos tubos ramais. Assim, uma porção do líquido flui da unidade através de um tubo de saida de líquido que é acoplado de modo fluido às respectivas extremidades inferiores dos tubos ramais, e a maior parte das partículas de areia que caem do fluxo nos tubos 1 e 2 fluem do separador junto com o liquido que sai. Visto a partir de uma perspectiva diferente, deve-se observar que um par de tubos ramais tem portas de retirada de fluido e areia separadas, o que ajuda a distribuir a carga de areia pelos múltiplos pontos de drenagem e, portanto, ajuda a reduzir o entupimento ou outras condições de acúmulo indesejadas.

[024] No exemplo da Figura 2A, mais ou menos a meio caminho do tubo 2, um conduto de fluxo cruzado A é acoplado de modo fluido ao tubo ramal e dimensionado para possibilitar velocidade de líquido suficiente do tubo ramal 2 ao tubo ramal 3 de modo que a areia não se assente dentro do conduto de fluxo cruzado. Na maioria dos casos, o diâmetro interno do conduto de fluxo cruzado é menor do que o diâmetro interno do tubo ramal descendente. Ademais, o conduto de fluxo cruzado pode também ser orientado em um ângulo adequado a partir da horizontal para impedir, adicionalmente, o assentamento de areia no conduto de fluxo cruzado. Assim, deve-se compreender que o tubo de fluxo cruzado A conecta de modo fluido os elementos em formato de V formados a partir dos tubos 1+2 e dos tubos 3 + 4, o que alonga ainda mais a trajetória tortuosa do liquido e da areia. Qualquer gás residual que seja separado do liquido flui até o tubo 2 para se unir ao gás no tubo principal T, enquanto o liquido e o gás arrastado restante fluem através do tubo de fluxo cruzado A até o segundo elemento em formato de V, quando o padrão de fluxo do primeiro elemento em formato de V é repetido. No exemplo da Figura 2A, um total de 6 tubos são mostrados em um ângulo para, assim, formarem três elementos em formato de V. Conforme já observado anteriormente, deve-se compreender que o número total de tubos pode variar consideravelmente, e o número especifico depende das circunstâncias e dos parâmetros de uso particulares. No entanto, é geralmente contemplado que pelo menos dois elementos em formato de V (acoplados de modo fluido por um conduto de fluxo cruzado) são empregados nos separadores contemplados no presente documento.

[025] Para mitigar o acúmulo de areia excessivo nas extremidades inferiores das linhas ramais descendentes, um circuito de lavagem de areia é implantado conforme retratado exemplificativa e esquematicamente na Figura 2A. Nesse caso, o bombeamento do liquido para a lavagem pode ser de uma pequena bomba dedicada ou uma corrente de deslizamento a partir da bomba para o liquido que flui do separador. Mais tipicamente, no entanto, o liquido é recirculado a partir de pelo menos um tubo ramal descendente de volta a pelo menos uma porta de lavagem de pelo menos um elemento em formato de V. Se a areia acumular no separador, espera-se que a mesma seja autolimitante porque todo o liquido flui de uma perna do V e para a outra. Consequentemente, a velocidade de líquido gradualmente aumenta à medida que a camada de areia assentada aumenta de profundidade. Deve-se reconhecer, adicionalmente, que a operação de lavagem de areia pode ser realizada continuamente, periodicamente como precaução, ou por demanda (por exemplo, mediante a indicação de que a profundidade de camada de areia alcançou um certo nível ou se circunstâncias imprevistas fizerem com que a camada de areia aumente a uma profundidade inaceitável) . Consequentemente, os inventores também contemplam um ou mais circuitos de controle para operar os condutos de lavagem e/ou as válvulas de controle associadas.

[026] A Figura 2B ilustra um método exemplificative que pode ser usado para se obter uma indicação da profundidade de camada de areia. Nesse caso, inúmeros sensores de pressão são instalados no separador, no tubo principal T, nos tubos ramais descendentes 1 e 2 próximo à base e no topo e no fundo da base. Ao se usar tal disposição, deve-se compreender que a profundidade da camada de areia pode ser estimada de várias formas. Por exemplo, as medições dos sensores 1, 2 e 5 podem ser comparadas para se determinar se o acúmulo de areia causou um grande diferencial de pressão quando o fluxo passou pela base. Alternativa ou adicionalmente, as medições dos sensores 3 e 4 podem ser comparadas para se estimar a espessura de camada de areia visto que o acúmulo de areia aumenta a diferença das duas medições devido à diferença de densidade entre a areia e o líquido. O circuito de controle CC pode, então, ativar a bomba P para perturbar o acúmulo de areia e, opcionalmente, para abrir (ainda mais) as válvulas e/ou ativar uma bomba de liquido para remover o depósito de areia. Obviamente, deve-se compreender que cada elemento em formato de V pode ter seus próprios bomba e circuito de controle ou que múltiplos elementos em formato de V podem ser operados a partir de um circuito de controle que usa uma ou mais bombas e/ou válvulas associadas para, assim, tratar de depósitos de areia individuais.

[027] Para tratar de preocupações com potencial "curto-circuito" de separação devido ao fluxo de liquido em excesso saindo do primeiro elemento em formato de V através do conduto de retirada de liquido antes do gás arrastado ser completamente separado do líquido e da areia, a taxa de escoamenr.o pode ser controlada conforme retratado exemplificativamente na Figura 2C. Nesse caso, o tamanho do tubo de saída de líquido é menor (L) no primeiro elemento em formato de V e, então, aumenta progressivamente de tamanho (M, L) com cada elemento em formato de V a jusante subsequente. Assim, deve-se compreender que o tamanho da saída de líquido pode ser escolhido de forma que somente uma pequena quantidade de líquido (mas suficiente para mover a areia) saia do separador em cada um dentre os elementos em V que não o elemento em V final. Alternativamente, o fluxo de liquido/areia pode também ser controlado com o uso de válvulas ou outros métodos de controle de fluxo conhecidos na técnica.

[028] Portanto, deve-se reconhecer que um fluido que contém um gás, um líquido e areia pode ser separado em um método em que o fluido é alimentado em um local de um tubo principal, em que uma pluralidade de tubos ramais descendentes é acoplada ao tubo principal, e em que cada um dentre os tubos ramais descendentes tem uma extremidade inferior e é acoplado de modo fluido a um conduto de lavagem. Em outra etapa, um fluido de lavagem é alimentado através do conduto de lavagem para o tubo ramal e, em ainda outra etapa, pelo menos uma porção do liquido, do fluido de lavagem e da areia é removida das extremidades inferiores dos tubos ramais, e o gás é removido do tubo principal em outro local do tubo principal.

[029] Assim, modalidades, dispositivos e métodos específicos para separadores de gás e líquido foram revelados. Deve ser evidente aos indivíduos versados na técnica que muito mais modificações além das já descritas são possíveis sem se afastar dos conceitos inventivos do presente documento. A matéria inventiva, portanto, não deve ser restrita, exceto ao espírito das reivindicações anexas. Ademais, na interpretação tanto do relatório descritivo quanto das reivindicações, todos os termos devem ser interpretados da maneira mais ampla possível em consistência com o contexto. Em particular, os termos "compreende" e "que compreende" devem ser interpretados como se referindo a elementos, componentes ou etapas de maneira não exclusiva, indicando que os elementos, componentes ou etapas referidos podem estar presentes, ou serem utilizados ou combinados com outros elementos, componentes ou etapas que não são referidos expressamente. Conforme usado na descrição do presente documento e por todas as reivindicações que se seguem, o significado de "um", "uma" e "o" e "a" inclui a referência plural, a não ser que o contexto claramente determine o contrário. Além disso, conforme usado na descrição do presente documento, o significado de "em" inclui "em" e "sobre", a não ser que o contexto claramente determine o contrário.

Claims

1. Separador de gás e líquido caracterizado pelo fato de que compreende: um tubo, compreendendo uma primeira e uma segunda extremidade, em que o tubo principal configurado para receber um fluido que contém um gás, um líquido e areia na primeira extremidade para fluir através da segunda extremidade; uma pluralidade de tubos ramais descendentes, em que cada tubo ramal se estende para baixo a partir do tubo principal entre a primeira extremidade do tubo principal e a segunda extremidade do tubo principal; em que cada tubo ramal tem uma extremidade superior de modo fluido acoplado ao tubo principal e a extremidade inferior de modo fluido acoplado à extremidade inferior de um dos tubos ramais; de forma a permitir que o líquido se segregue do tubo principal em um primeiro dentre os tubos ramais e migre do primeiro a pelo menos um segundo dentre os tubos ramais, enquanto o gás permanece no tubo principal; e em que a extremidade inferior de pelo menos um dentre os tubos ramais é acoplado de modo fluido a um conduto de lavagem e a um conduto de retirada de líquido; em que o conduto de lavagem é configurado para circular o fluído de lavagem para a extremidade inferior de pelo menos um dentre uma pluralidade tubos ramais; e um primeiro conduto de fluxo cruzado se estendendo a partir do primeiro tubo ramal para um segundo tubo ramal, em que o primeiro conduto de fluxo cruzado possui uma extremidade de alimentação acoplado ao primeiro tubo ramal entre a extremidade superior e a extremidade inferior do primeiro tubo ramal e uma extremidade de descarga acoplado ao segundo tubo ramal entre a extremidade superior e a extremidade inferior do segundo tubo ramal.

2. Separador de gás e líquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de tubos ramais descendentes é cada acoplada ao tubo principal em um ângulo não retangular.

3. Separador de gás e líquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo tubos ramais descendentes são acoplados um ao outro na extremidade inferior.

4. Separador de gás e líquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro conduto de fluxo cruzado tem um diâmetro mentor do que tubos ramais descendentes.

5. Separador de gás e líquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um dentre um coletor de alimentação e um coletor de gás acoplado de modo fluido às respectivas extremidades do tubo principal.

6. Separador de gás e líquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em que fluído de lavagem compreende pelo menos uma parte do liquido em que o conduto de lavagem é acoplado de modo fluido a pelo menos um dentre os tubos ramais descendentes de forma que o conduto de lavagem receba uma porção do líquido a partir do pelo menos um dentre os tubos ramais descendentes.

7. Separador de gás e líquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conduto de retirada de líquido é configurado para permitir a remoção do líquido e da areia.

8. Separador de gás e líquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de sensores e de que pelo menos um dentre os sensores é um sensor de pressão ou um sensor de fluxo.

9. Separador de gás e líquido de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que conduto de lavagem é configurado para fazer circular o fluído de lavagem em cada um dentre a pluralidade de tubos ramais.

10. Separador de gás e líquido de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro conduto de fluxo cruzado é orientado em um ângulo a partir da horizontal.

11. Separador de gás e líquido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo tubo ramal e o terceiro tubos ramal são acoplados através de suas extremidades inferiores.

12. Separador de gás e líquido de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o segundo tubo ramal e a terceiro tubo ramal são acoplados em forma de um V; e em que o quarto tubo ramal e o quinto tubo ramal são acoplados em forma de um V.

13. Separador de gás e líquido de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreendo o segundo conduto de fluxo cruzado se estende a partir do quarto tubo ramal para o quinto tubo ramal, em que o segundo conduto de fluxo cruzado possui uma extremidade de alimentação acoplada ao quarto tubo ramal entre a extremidade superior e a extremidade inferior do quarto tubo ramal e uma extremidade de descarga acoplada ao quinto tubo ramal entre a extremidade superior e a extremidade inferior do quinto tubo ramal.