CN105899732A - 在开放式水捕集设备中防止水合物形成的方法 - Google Patents

Abstract

一种开放式水捕集设备，其中所述设备包括具有开放式底部、顶部和一个或多个主注入口的结构。

Description

在开放式水捕集设备中防止水合物形成的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年1月13日提交的美国临时申请No.61/926,733的权益，其在这里作为参考引入。

背景技术

本发明大体涉及开放式水捕集设备。更具体地，在某些实施方案中，本发明涉及在开放式水捕集设备中防止水合物形成的方法。

当油和气溢入海洋时，例如由管道泄漏、地下地层渗漏、或油从海底井口或防井喷装置流出时，需要收集油和气并容纳和运输或以其它方式处理油和气以防止对海洋和附近海岸线造成环境损害。用于收集油和气的常规方法和设备在美国专利申请公开US2012/0051841、US2012/0051840和US2012/0213587中有述，它们在这里作为参考全文引入。

这些方法通常可以包括在泄漏处放置一个开放式水捕集设备。但收集油和气的常规方法可能有若干个缺点。首先，这些捕集设备除了泄漏的油外，还可能捕集大量的海水，使得油的容纳更困难。其次，这些捕集设备可能易于被水合物堵塞。在所使用的开放式水捕集设备的滞留水区有可能快速形成水合物。可能只需要非常少的时间使足够气体溶于滞留水，以使捕集设备环境移入水合物区。

希望提供一种开放式水捕集设备，它限制了与烃一起捕集的海水量，并避免由于烃和海水形成水合物而发生堵塞。

发明内容

本发明大体涉及开放式水捕集设备。更具体地，在某些实施方案中，本发明涉及在开放式水捕集设备中防止水合物形成的方法。

在一个实施方案中，本发明提供一种开放式水捕集设备，其中所述设备包括具有一个开放式底部、顶部和一个或多个主注入口的结构。

在另一个实施方案中，本发明提供一种开放式水容纳系统，所述系统包括：开放式水捕集设备，其中所述开放式水捕集设备包括具有开放式底部、顶部和一个或多个主注入口的结构；与所述结构顶部相连的流动管线；和泄漏源，其中所述开放式水捕集设备位于所述泄漏源上方。

在另一个实施方案中，本发明提供一种在开放式水捕集设备中限制气体水合物形成的方法，所述方法包括：提供开放式水捕集设备，其中所述开放式水捕集设备包括具有开放式底部、顶部和一个或多个主注入口的结构以及与所述结构顶部相连的流动管线；将所述开放式水捕集设备设置在泄漏源上方；使流体由泄漏源流入开放式水捕集设备中；和将流体注入所述开放式水捕集设备中。

附图说明

因此，为了详细理解本发明的上述特征和优点，上面简要概述的本发明可以参考附图中描述的实施方案更具体地描述。但应注意附图描述的只是本发明的典型实施方案，和因此不限制本发明的范围。附图不必按比例，和为了清楚和简明，附图的某些特征和某些视图可以按比例或在所涉及的流程中放大。

图1描述了本发明某些实施方案的开放式水捕集设备。

图2描述了本发明某些实施方案的开放式水捕集设备。

图3描述了本发明某些实施方案的开放式水容纳系统。

图4描述了本发明某些实施方案的工艺流程图。

图5描述了本发明某些实施方案的工艺流程图。

本发明的特征和优点对于本领域熟练技术人员来说很明显。虽然本领域熟练技术人员可以进行多种改变，但这些改变均在本发明的实质范围内。

具体实施方式

如下描述包括示例性设备、方法、技术与/和使本发明主题技术具体化的指导程序。但应理解所述实施方案可以在没有这些细节的情况下实施。

本发明大体涉及开放式水捕集设备。更具体地，在某些实施方案中，本发明涉及在开放式水捕集设备中防止水合物形成的方法。

在某些实施方案中，本发明提供一种用于防止开放式水捕集设备水合物堵塞的方法。通过用附近的水或其它流体连续冲洗捕集设备可以防止水合物的形成，其中所述水和其它流体具有较低浓度的溶解的水合物形成气体。如果有效地进行实施，则溶解的水合物形成气体的浓度可能会维持为低于进入水合物区和形成稳定水合物的要求浓度。

下面参考图1，图1描述了本发明某些实施方案的开放式水捕集设备100。在某些实施方案中，开放式水捕集设备100可以包括具有开放式底部120、顶部130和一个或多个主注入口140的结构110。

在某些实施方案中，结构110可能具有圆拱或漏斗形状。结构110可以由适合于深水环境的任何材料构造。合适材料的例子包括钢。

在某些实施方案中，结构110的开放式底部120可以对水开放。在某些实施方案中，结构110的顶部130可以与提升管150相连。

在某些实施方案中，主注入口140可以位于结构110上。在某些实施方案中，主注入口140可以位于结构110上，从而当将流体注入结构110时，它们在结构110内引起绕结构110垂直轴的循环。在某些实施方案中，结构110可以包括一个、两个、三个、四个或更多个主注入口140。在某些实施方案中，主注入口140可以位于结构110上，从而它们允许流体引入结构110中进入水垫或在水垫上方。在其它实施方案中，主注入口140可以位于结构110上，从而它们允许在泄漏源之上将流体引入结构110。在某些实施方案中，所述流体可以为来自泄漏源的烃。在其它实施方案中，所述流体可以为海水。在某些实施方案中，注入开放式水捕集设备的流体可以为加热后流体。

下面参考图2，图2描述了本发明某些实施方案的开放式水捕集设备200。开放式水捕集设备200可以包括与图1所述的开放式水捕集设备100相同的特征，例如具有开放式底部220、顶部230、主注入口240和提升管250的结构210。开放式水捕集设备200还可以包括一个或多个第二室270。

在某些实施方案中，第二室270可以包括开放式底部271、一个或多个第二注入口272、泵273和出口274。在某些实施方案中，第二室270可以完全包围结构210的底部。在某些实施方案中，第二室270的开放式底部271可以高于或低于结构210的开放式底部220。

第二室270可以由适合于深水环境的任何材料构造。合适材料的例子包括钢。在某些实施方案中，第二室270的开放式底部271可以对水开放。在某些实施方案中，第二室270的开放式底部271可以以一定方式位于结构210的开放式底部220的上方或下方，从而结构210的下溢流可以流入第二室270。在某些实施方案中，除了在结构210上设置的注入口240外，在第二室270上可以设置有第二注入口272。在其它实施方案中，第二注入口272可以设置在第二室270上，而在结构210上不设置任何主注入口240。在某些实施方案中，第二注入口272可以设置在第二室270上，从而当流体注入第二室270时，它们在第二室270内引起绕第二室270垂直轴的循环。

在某些实施方案中，泵273可以从第二室270泵送流体通过一个或多个出口274和经第三注入口245进入结构210。在结构210不包括任何第三注入口的其它实施方案(图中未示出)中，泵273可以将流体从第二室270泵送通过一个或多个出口274和经主注入口240进入结构210。在某些实施方案中，由第二室270泵送的流体可以是富含烃的物流，而来自第二室270的下溢流可以是贫含烃的物流。在某些实施方案中，第三注入口245可以设置在结构210上，从而它们允许流体引入结构210中进入水垫或在水垫上方。在某些实施方案中，第三注入口245可以设置在结构210上，从而它们在结构210内引起绕结构210垂直轴的循环。

下面参考图3，图3描述了一种开放式水容纳系统300。开放式水容纳系统300可以包括开放式水捕集设备310、泄漏源320和流动管线330。

在某些实施方案中，开放式水捕集设备310可以包括上面针对开放式水捕集设备100和开放式水捕集设备200所描述的任何特征。

在某些实施方案中，泄漏源320可以包括海底泄漏或水下设备某处的泄漏。在某些实施方案中，烃可以由泄漏源320流入开放式水捕集设备310中。烃可以通过流动管线330被输送到地面。

在某些实施方案中，本发明提供一种方法，所述方法包括：提供开放式水捕集设备；将所述开放式水捕集设备设置在泄漏源上方；允许烃由所述泄漏源流入所述开放式水捕集设备的开放式底部；和将流体注入所述开放式水捕集设备中。

在某些实施方案中，可以通过将所述开放式水捕集设备直接降低至海底泄漏的上方而将所述开放式水捕集设备设置在海底泄漏的上方。在其它实施方案中，开放式水捕集设备可以垂直降低至与海底泄漏邻近，然后水水平移动以设置在海底泄漏的上方。一旦开放式水捕集设备设置在海底泄漏的上方，它可进一步下降。在某些实施方案中，可以使所述开放式水捕集设备下降至海底泄漏上方，从而所述开放式水捕集设备的底部位于海底泄漏下方的深度处。

在某些实施方案中，可以允许海底泄漏的烃通过自然对流流入所述开放式水捕集设备的开放式底部。在某些实施方案中，流体可以通过主、第二和/或第三注入口注入开放式水捕集设备。在某些实施方案中，所述注入流体可以通过降低开放式水捕集设备中水合物形成气体的浓度至低于进入水合物区和形成稳定水合物所需的浓度来防止在开放式水捕集设备中形成水合物。

在一些实施方案中，所述开放式水捕集设备包括一个或多个第二室，可以将流体注入所述一个或多个第二室以置换第二室中存在的流体，然后可以将置换的流体通过出口由所述一个或多个第二室泵送入所述开放式水捕集设备。在某些实施方案中，置换出开放式水捕集设备底部的流体可以通过自然对流流入所述一个或多个第二室。

在某些实施方案中，注入所述开放式水捕集设备的水可以置换在开放式水捕集设备中已经存在的水和溶解的水合物形成气体，并冲洗水和溶解的水合物形成气体流出开放式水捕集设备的底部。在某些实施方案中，所述一个或多个第二室为分离提供更多的停留时间，和允许相当少的流量进入开放式水捕集设备，同时保持开放式水捕集设备处于水合物形成区域外。

在某些实施方案中，在安装前、过程中或之后，可以为开放式水捕集设备添加液体屏障。

下面参考图4，图4描述了本发明某些实施方案的工艺流程图。来自海底泄漏450的烃物流400可以通过自然对流流入开放式水捕集设备460。可以将流体物流401注入开放式水捕集设备460和置换来自开放式水捕集设备底部的贫烃物流402和来自开放式水捕集设备460顶部的富烃物流403。

下面参考图5，图5描述了本发明某些实施方案的工艺流程图。来自海底泄漏550的烃物流500可以通过自然对流流入开放式水捕集设备560。可以将来自第二室570的流体物流501注入开放式水捕集设备560和置换来自开放式水捕集设备560底部的贫烃物流502和来自开放式水捕集设备560顶部的富烃物流503。所置换的贫烃物流502可以流入第二室570，然后富烃物流503可以流出开放式水捕集设备560。第二置换的烃物流504可以流出第二室570的底部。

虽然参考各种实施和利用描述了一些实施方案，应理解这些实施方案只是示例性的，本发明主题的范围不限于此。许多变化、调整、添加和改进都是可能的。例如，这里所描述的一种或多种化学品和/或机械技术可以用来加热井孔。

这里以单数情况描述的组件、操作或结构也可以以复数提供。通常，在示例性构造中作为单独组件给出的结构和功能可以作为组合结构或组件实施。类似地，作为单个组件给出的结构和功能可以作为单独组件实施。这些和其它变化、调整、添加和改进均在本发明主题范围内。

Claims (20)

1.一种开放式水捕集设备，其中所述设备包括具有开放式底部、顶部和一个或多个主注入口的结构。

2.权利要求1的开放式水捕集设备，其中所述一个或多个主注入口设置在所述结构上，从而当流体注入所述结构时，它们能够在所述结构内引起循环。

3.权利要求1或2的开放式水捕集设备，其中所述结构还包括第二室。

4.权利要求3的开放式水捕集设备，其中所述第二室包括开放式底部、一个或多个第二注入口、一个或多个泵和一个或多个出口。

5.权利要求4的开放式水捕集设备，其中所述第二室的开放式底部位于所述结构的开放式底部下方。

6.权利要求4或5的开放式水捕集设备，其中所述第二室的一个或多个出口与主注入口流体连通。

7.权利要求5的开放式水捕集设备，其中所述结构包括一个或多个第三注入口。

8.权利要求7的开放式水捕集设备，其中所述第二室的一个或多个出口与一个或多个第三注入口流体连通。

9.一种开放式水容纳系统，包括：

开放式水捕集设备，其中所述开放式水捕集设备包括具有开放式底部、顶部和一个或多个主注入口的结构；

与所述结构顶部相连的流动管线；和

泄漏源，其中所述开放式水捕集设备位于所述泄漏源上方。

10.权利要求10的开放式水容纳系统，其中所述开放式水捕集设备包括权利要求1-8任一项的开放式水捕集设备。

11.权利要求9或10的开放式水容纳系统，其中所述流动管线为提升管。

12.权利要求9-11任一项的开放式水容纳系统，其中所述泄漏源为海底泄漏或水下设备某处的泄漏。

13.一种在开放式水捕集设备中限制气体水合物形成的方法，所述方法包括：

提供开放式水捕集设备，其中所述开放式水捕集设备包括具有开放式底部、顶部和一个或多个主注入口的结构；

将所述开放式水捕集设备设置在所述泄漏源上方；

允许流体由泄漏源流入开放式水捕集设备；和

通过所述一个或多个主注入口将流体注入所述开放式水捕集设备。

14.权利要求13的方法，其中所述开放式水捕集设备包括权利要求1-8任一项的开放式水捕集设备。

15.权利要求13或14的方法，其中所述流体包括水和/或烃。

16.权利要求13-15任一项的方法，其中注入开放式水捕集设备的流体降低了开放式水捕集设备中水合物形成气体的浓度。

17.一种方法，包括：

允许烃物流从海底泄漏流入开放式水捕集设备；和

将流体物流注入开放式水捕集设备以置换来自开放式水捕集设备底部的贫烃物流和来自开放式水捕集设备顶部的富烃物流。

18.权利要求17的方法，其中所述开放式水捕集设备包括权利要求1-8任一项的开放式水捕集设备。

19.权利要求17或18任一项的的方法，还包括允许贫烃物流流入第二室。

20.权利要求19的方法，还包括允许贫烃物流流入第二室以置换来自第二室底部的第二贫烃物流。