BRPI0811528B1

BRPI0811528B1 - método para controle de líquidos em tubulações de fluido multifase

Info

Publication number: BRPI0811528B1
Application number: BRPI0811528A
Authority: BR
Inventors: Holm Henning
Original assignee: Statoil Asa; Statoil Petroleum As; Statoilhydro Asa
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2018-08-28
Also published as: WO2008140319A1; CA2687058A1; EA018454B1; NO344355B1; AU2008251130B2; MX2009012318A; AP2009005067A0; BRPI0811528A2; CA2687058C; US20100155075A1; NO20093478L; AU2008251130A1; EA200971064A1; US8453747B2

Description

(54) Título: MÉTODO PARA CONTROLE DE LÍQUIDOS EM TUBULAÇÕES DE FLUIDO MULTIFASE (51) Int.CI.: E21B 43/36; F17D 1/00 (30) Prioridade Unionista: 16/05/2007 NO 20072523 (73) Titular(es): STATOIL PETROLEUM AS (72) Inventor(es): HENNING HOLM (85) Data do Início da Fase Nacional: 13/11/2009

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MÉTODO PARA CONTROLE DE LÍQUIDOS EM TUBULAÇÕES DE FLUIDO MULTIFASE.

[0001] A presente invenção refere-se a um método para o controle do fluxo líquido transiente ou precipitado de condensado líquido em tubulações de fluido multifase.

[0002] Quando se transporta um fluido que contém gás e líquido por longas distâncias tal como quando se transporta fluido de poço não-processado ou parcialmente processado de um sistema de produção marítimo para uma instalação de processamento em terra, ou quando se transporta fluido de poço não-processado ou parcialmente processado de um sistema de produção marítimo para uma instalação de processamento em plataforma, o fluxo líquido transiente ou precipitado de condensado líquido que contém parcialmente hidrocarbonetos (condensados e petróleo) e/ou água tendem a ser criados na tubulação seja devido aos efeitos do terreno do leito marinho, e/ou operação transiente da tubulação. O líquido no fluxo fluido da tubulação, dependendo da velocidade do fluido, tenderá a se acumular na tubulação. A altas velocidades o líquido será transportado continuamente junto com o gás. Por outro lado, com baixas velocidades o líquido acumulará nas partes em aclive da tubulação como mencionado acima. Conforme as velocidades são aumentadas o líquido acumulado será disposto da tubulação em instalações a jusante seja como precipitado de condensado ou líquido de surgência. Tais precipitados de condensado ou surgências líquidos podem exceder a capacidade de manipulação das instalações de processamento a jusante e causar problemas operacionais, e podem, a altas velocidades, causar danos severos ao equipamento do processo que está conectado a extremidade a jusante da tubulação.

[0003] Tipos diferentes de receptador de precipitado de condensado que são projetados para lidar com precipitados de condensados em tubulações de fluxo multifase são previamente conhecidos. Um tipo que é comumente usado é o assim chamado receptador de precipitado de condensado tipo dedo que consiste em múltiplos tubos paralelos conectados a uma unidade comum e que são capazes de receber e amortecer um precipitado de condensado que chega. Tal receptador de

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2/8 precipitado de condensado conhecido é, entretanto, muito pesado, grande e consumidor de espaço e portanto representa uma solução muito cara quando usado em plataformas em terra ou marinhas visto que as plataformas têm que ser especialmente projetadas para uma peça de equipamento pesada e grande.

[0004] A WO 03/067146 A1 está relacionada a uma tubulação multifase submarina com receptador de precipitado de condensado onde a tubulação submarina compreende pelo menos uma seção com uma tendência para a formação de precipitado de condensado em um fluxo multifase em um aclive, e onde em um ponto baixo na referida seção é fornecida pelo menos uma ramificação direcionada para baixo conectada a uma segunda tubulação para permitir a separação do líquido a partir daquele ponto mais baixo na tubulação submarina para a segunda tubulação.

[0005] Uma desvantagem maior com esta conhecida solução é que ela não permitirá a separação suficientemente rápida do fluido de precipitado de condensado que contém grandes quantidades de líquido, pelo que os precipitados de condensado passarão, e prosseguirão adicionalmente a jusante do ponto de separação.

[0006] Com a presente invenção, é fornecido um método, para o controle dos líquidos de surgência ou precipitados de condensado líquidos em tubulações de fluido multifase ou sistemas de tubos, que não é sobrecarregado com as desvantagens acima, ou seja, que proporciona um controle ótimo dos líquidos de surgência e precipitados de condensado líquidos em tubulação multifase, o qual é simples e requer nenhum ou mínimo espaço em terra ou na plataforma e que é barato e seguro em operação. Uma característica preferencial da invenção é usar equipamento de tubulação-padrão como volume de amortecimento do líquido, permitindo volumes de amortecimento pelo uso de equipamento simples.

[0007] O método é caracterizado pelas características como definido na reivindicação independente 1 em anexo.

[0008] As modalidades preferenciais da invenção são adicionalmente definidas nas reivindicações dependentes de 2 a 8 em anexo.

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3/8 [0009] De acordo com a presente invenção um precipitado de condensado líquido é evacuado em um volume de amortecimento. Após o recebimento de um precipitado de condensado líquido o volume de amortecimento pode ser drenado para liberar o volume de amortecimento pelo menos por uma extensão na qual ele tenha capacidade de receber o próximo precipitado de condensado líquido.

[0010] A evacuação do volume de amortecimento pode ser executada de maneiras diferentes. O líquido pode ser dirigido para fora a partir do ponto mais baixo pela pressão na tubulação. Em condições normais, o que significa nenhum precipitado de condensado líquido, um fluxo corrente pode ser passado pelo volume de amortecimento para mantê-lo vazio.

[0011] Alternativamente o receptador de precipitado de condensado líquido pode ser evacuado por pigging dinâmico, o que significa direcionar o fluxo de gás através do receptor de precipitado de condensado líquido e desse modo forçar o líquido para fora. Em condições normais um fluxo corrente pode ser aplicado para manter o volume de amortecimento vazio.

[0012] Outra alternativa é o uso do pig tradicional.

[0013] A invenção será descrita adicionalmente a seguir a título de exemplo e com referências as figuras, nas quais:

[0014] A Figura 1 mostra um esboço principal da invenção, [0015] A Figura 2 mostra uma variação da modalidade apresentada na Figura 1, [0016] A Figura 3 mostra um esboço principal de uma segunda modalidade da invenção, [0017] A Figura 4 mostra um esboço principal de uma terceira modalidade da invenção, [0018] A Figura 5 mostra um esboço principal de uma quarta modalidade da invenção, [0019] A Figura 6 mostra um esboço principal de uma quinta modalidade da invenção, [0020] A Figura 7 mostra um esboço principal de uma sexta modalidade da invenção.

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4/8 [0021] Um esboço principal do arranjo do sistema de acordo com o qual, o método da invenção é baseado, como dito acima, é mostrado na Figura 1 e Figura 2. [0022] Quando da interpretação das figuras, é da maior importância entender que elas apenas mostram o princípio da invenção e não detalhes da instalação tais como uma plataforma ou um local do processo em terra em conexão com o que o método, ou arranjo do sistema, válvulas ou controles.

[0023] O fluido na forma de gás que contém líquido tal como condensado e água é transportado em uma tubulação multifase 1 a partir de um local a montante 2, por exemplo, a partir de um sistema de produção submarino ou uma plataforma de processamento mínimo, para um local a jusante 3 tal como uma instalação de processamento localizada em outra plataforma ou em terra. A tubulação 1 pode ser de vários quilômetros (centenas) de comprimento e pode ser estabelecida no leito do mar. A característica chave da invenção é a provisão de uma unidade de separação de gás 4 que é conectada a tubulação multifase 1 para separar (extrair) o gás da tubulação multifase 1 para um segundo tubo de transporte de gás 5, o qual pode ter ou não o mesmo diâmetro da tubulação multifase 1, e uma seção de tubulação dedicada que atua como um receptor de precipitado de condensado (tubulação de volume de amortecimento) 7 que nesta modalidade é estabelecida como uma parte de continuação da tubulação multifase 1. A unidade de separação de gás inclui um ou preferencialmente alguns tubos verticais ou inclinados 6 conectados a uma distância um do outro ao longo da tubulação multifase. O gás é então transportado separadamente para um destino do gás 3, enquanto o líquido prossegue para a tubulação de volume de amortecimento 7 que pode preferencialmente ser uma extensão da tubulação multifase 1 ou uma terceira tubulação conectada a tubulação multifase 1 e ter possivelmente um diâmetro diferente. A tubulação de volume de amortecimento 7, que pode ser de vários quilômetros de comprimento dependendo do tamanho do precipitado de condensado ou quantidade de líquido que é esperada, representa um receptor de amortecimento projetado para capturar (segurar) uma quantidade de líquido em excesso da quantidade de líquido que está presente no precipitado de condensado esperado ou o líquido que chega com o gás. O gás no

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5/8 tubo de gás 5 pode ser levado para um destino de alta pressão 8, enquanto o líquido pode ser levado para um destino de baixa pressão 9 de uma maneira controlada através de um dispositivo de controle 10 através de uma linha de tubos de líquido separada, para o destino do líquido, ou o líquido e o gás podem ser recombinados e levados em uma tubulação de transporte comum para o destino desejado. Adicionalmente, o destino do gás e do líquido pode ou não ser operado em igual pressão. O dispositivo de controle 10 pode ser um dispositivo redutor de pressão (válvula ou estrandulador) ou um dispositivo intensificador de pressão tal como uma bomba. A função do dispositivo de controle é assegurar o esvaziamento da tubulação de volume de amortecimento 7 após ela ter recebido um precipitado de condensado, de modo que a capacidade de amortecimento/capacidade do receptador de precipitado de condensado seja restabelecida. Com a presente invenção como descrito acima em conjunto com a Figura 1, é então fornecido um método e arranjo de sistema pelo qual um fluido multifase na forma de gás e líquido é manipulado de forma segura e controlada onde o gás é separado do líquido e transportado para um local de processo ou similar, e enquanto o líquido que pode chegar na forma de precipitado de condensado e/ou de maneira contínua ou descontínua, é alimentado a partir do tubo de volume de amortecimento 7 a uma taxa de fluxo controlada para um processamento selecionado a jusante ou arranjo de recepção/armazenamento. As caixas cinzentas P na extremidade de cada tubulação na Figura 1 e nas figuras posteriores estão relacionadas a um lançador de pig ou receptor de pig, que indica que as tubulações incluídas no método e arranjo do sistema de acordo com a presente invenção podem ser limpas por um arranjo de limpeza de tubo com o uso de pig, que representa uma importante vantagem com a presente invenção.

[0024] A Figura 2 mostra uma variação da modalidade ilustrada na Figura 1. A Figura 2 ilustra a disposição vista de cima. Aqui a seção de tubulação dedicada atuando como um receptor de precipitado de condensado (tubulação de volume de amortecimento) 7 é estabelecida como uma parte de continuidade da outra tubulação. Nesta alternativa o fluido do poço é roteado para a outra tubulação

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6/8 através de um Tê e de volta dentro da continuação da tubulação principal através da unidade de separação de gás 4. A unidade de separação de gás compreende tubulações em forma de U com uma primeira seção principalmente vertical conectada a outra tubulação, uma parte principalmente horizontal e uma parte vertical conectada a tubulação principal. A válvula na tubulação principal posicionada a montante do Tê é fechada durante as operações normais, mas pode ser aberta em conexão com a limpeza de tubo com o uso de pig da tubulação principal.

[0025] A Figura 3 mostra uma outra segunda modalidade da invenção onde o fluido, como no exemplo na Figura 1, na forma de gás que contém líquido tal como condensado e água é transportado em uma tubulação multifase 1 a partir de um local a montante 2, por exemplo, a partir de um sistema de produção submarino ou uma plataforma de processamento mínimo, para um local a jusante 12 que neste caso é uma instalação de processamento localizada em outra plataforma ou em terra. Neste exemplo a unidade de separação de gás 4 e o tubo de volume de amortecimento 7 são estabelecidos no fundo do mar, enquanto o gás e o líquido são passados para a plataforma ou para o local em terra 12 através da tubulação de ascenção de gás 13 e tubulação de ascenção de líquido 14 respectivamente. Com esta solução a separação do gás 4 e a tubulação de volume de amortecimento ou líquido 7 são estabelecidos no leito do mar antes da (a montante da) plataforma ou local em terra 12, desta forma evitando o uso de equipamento consumidor de espaço na plataforma ou em terra. Nesta modalidade o tubo de volume de amortecimento 7 pode ser evacuado por uma limpeza de tubo com o uso de pig, limpeza de tubo dinâmica com o uso de pig ou pelo uso de uma bomba, e ele pode ser mantido vazio pelo uso de um fluxo corrente.

[0026] A Figura 4 mostra uma terceira modalidade da invenção baseada na mesma solução como na Figura 2, mas onde o líquido pode ser evacuado da seção de tubo de volume de amortecimento 7 em uma linha de tubos separada 16 para ser transportado separadamente para o destino do líquido, ou para ser recombinado com o gás através de uma unidade de recombinação (não mostrada) antes do transporte adicional para o destino do líquido/gás. Em uma versão preferencial da

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7/8 terceira modalidade a linha 16 é conectada ao tubo 7 no ponto mais baixo da tubulação de volume de amortecimento 7.

[0027] A Figura 5 mostra uma quarta modalidade da invenção onde um fluido, como no exemplo das figuras 2 e 3 acima, é transportado a partir de um local a montante 2 através de uma tubulação de transporte 1 para uma plataforma ou um local em terra 12 através de um ascenção 15. O gás é, neste exemplo, separado do líquido pela unidade de separação de gás 4 estabelecida na plataforma ou no local em terra 12, enquanto o líquido em caso de um precipitado de condensado é evacuado para um arco de tubo de volume de amortecimento 7 preferencialmente estabelecido no leito do mar. Opcionalmente, o líquido pode desviar do arco de tubo de volume de amortecimento 7 durante períodos com baixa carga de líquido. Com esta solução é fornecido um arranjo pelo qual a separação é localizada no ambiente seco, enquanto os equipamentos que demandam espaço e peso, arco de tubo de volume de amortecimento, são localizados submarinos.

[0028] A Figura 6 mostra uma quinta modalidade da invenção que corresponde à solução de acordo com a Figura 5 com um arco de tubo de volume de amortecimento 7 estabelecido no leito do mar, mas onde o líquido é evacuado do arco de tubo 7 em uma linha de tubo de evacuação de líquido separada 20, preferencialmente conectada ao arco de tubo 7 em um ponto baixo. Com esta solução é fornecido um arranjo pelo qual uma drenagem simplificada do arco de tubo de volume de amortecimento 7 é alcançada.

[0029] Como dito acima em conjunção com a Figura 1, o gás no tubo de gás 5 pode ser levado para um destino de alta pressão 8, enquanto o líquido pode ser levado para um destino de baixa pressão 9 de forma controlada através de um dispositivo de controle 10 através de uma linha de tubos de líquido separada 11 para o destino do líquido, ou o líquido e o gás podem ser recombinados e levados em uma tubulação de transporte comum para o destino desejado. De fato, com todas as modalidades como mostrado nas Figuras 1 a 6 o líquido e o gás, depois de serem controlados pelo método de acordo com a presente invenção podem ser recombinados e ser transportados em uma tubulação comum como mostrado na

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Figura 7. Por consequência, a Figura 7A mostra uma solução onde o líquido de uma maneira controlada é reinjetado dentro da linha de transporte de gás 5 através de um dispositivo de controle de líquido 21 e é adicionalmente transportado em uma tubulação de transporte comum 22 para o destino desejado 23. A Figura 7B mostra uma solução em que o gás é reinjetado dentro da tubulação de transporte de líquido 24 e é adicionalmente transportado em uma tubulação de transporte comum 22 para o destino desejado 23. O objetivo do arco de tubo de volume de amortecimento 7 nesta modalidade é estabilizar o fluxo de líquido antes do gás e líquido serem recombinados.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para o controle de fluxo de líquido instável ou precipitado de condensado líquido em tubulações de fluido multifase, incluindo uma tubulação multifase (1) para o transporte de um fluido que consiste principalmente em gás e algum líquido, tal como água e/ou gás condensado, caracterizado pelo fato de que o gás é evacuado através de uma unidade de separação de gás (4) que é conectada à tubulação multifase (1) até um segundo tubo de transporte de gás (5), em que o líquido é alimentado para uma seção de tubulação dedicada que atua como um volume de amortecimento (7) preferencialmente estabelecido como uma parte de continuação da tubulação multifase (1), e que a unidade (4) inclui um ou preferencialmente vários tubos verticais (6) conectados a uma distância um do outro ao longo da tubulação multifase (1), pelos quais o gás é transportado separadamente e pela qual o líquido prossegue para a tubulação de volume de amortecimento (7), e onde o volume de abastecimento (7) é evacuado para restabelecer o volume de amortecimento.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás é transportado separadamente para uma instalação de processamento a jusante em uma plataforma ou em terra (3) ou similares, onde o líquido prossegue para a tubulação de volume de amortecimento (7), que pode preferencialmente ser uma extensão da tubulação multifase, ou o líquido e o gás podem ser recombinados após o líquido ter sido evacuado da tubulação de volume de amortecimento (7) e conduzidos em uma tubulação de transporte comum para o destino desejado.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de separação de gás (4) e o tubo de volume de amortecimento (7) são fornecidos no fundo do mar, enquanto o gás e o líquido são passados para a plataforma ou local em terra (12) através de uma tubulação ou ascenção de gás (13) e uma tubulação ou ascenção de líquido (14)

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2/2 respectivamente.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o líquido é evacuado a partir da seção de tubo de volume de amortecimento (7) em uma linha de tubo separada (16) e é transportado separadamente para o destino do líquido.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás é separado do líquido por uma unidade de separação de gás (4) fornecida na plataforma ou em um local em terra (12), enquanto o líquido é evacuado para um arco de tubo de volume de amortecimento (7) preferencialmente fornecido no leito do mar, ou o líquido desvia do arco de tubo de volume de amortecimento (7) durante períodos com baixa carga de líquido.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o arco de tubo de volume de amortecimento (7) é fornecido no leito do mar, enquanto o líquido é evacuado do arco de tubo (7) em uma linha de tubos de evacuação de líquido separada (20), preferencialmente conectada ao arco de tubo (7) em um ponto baixo.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o líquido de maneira controlada é reinjetado dentro da linha de transporte de gás (5) através de um dispositivo de controle de líquido (21) e é adicionalmente transportado em uma tubulação comum de transporte (22) para um destino desejado (23).
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás é reinjetado dentro da tubulação de transporte de líquido através de um dispositivo misturador (24) e é adicionalmente transportado em uma tubulação de transporte comum (22) para um destino desejado (23).

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