DE102016223611A1

DE102016223611A1 - Apparatus and method for generating electrical energy for an underwater oil or gas production facility

Info

Publication number: DE102016223611A1
Application number: DE102016223611.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Voss; Kevin Tom; Alexandre Orth; Rahul Dewan; Falco Sengebusch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-05-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Unterwasser angeordnete Öl- oder Gasförderanlage mit einer Fördereinrichtung (4) und mit einer Anlage (5) zur Erzeugung elektrischer Energie aus Wärme, wobei die Wärme aus heißem Wasser (22) gewonnen wird, das als gesonderter Bestandteil eines Gemischs zusammen mit dem Öl (21) oder Gas aus einem Bohrloch (2) ausströmt, wobei eine Abscheideeinrichtung (6) zur Abscheidung des Wassers (22) von dem Öl (21) oder Gas und die Anlage (5) zur Erzeugung der elektrischen Energie auf dem Meeresboden (1) stationiert sind und die Wärme für die Erzeugung der elektrischen Energie unter Verwendung des aus dem vom Öl (21) oder Gas abgeschiedenen Wassers (22) gewonnen wird. Weiter wird ein Verfahren vorgeschlagen, wobei mittels einer solchen Abscheideeinrichtung (6) die Wärme für die Erzeugung der elektrischen Energie unter Verwendung des abgeschiedenen Wassers (22) erzeugt wird.The invention relates to a device for an underwater oil or gas conveying system with a conveyor (4) and with a system (5) for generating electrical energy from heat, wherein the heat from hot water (22) is obtained as a separate part of a Mixture together with the oil (21) or gas from a borehole (2) flows out, wherein a separation device (6) for separating the water (22) from the oil (21) or gas and the system (5) for generating the electrical energy are stationed on the seabed (1) and the heat for the generation of electrical energy is obtained using the water (22) separated from the oil (21) or gas. Further, a method is proposed, wherein by means of such a separator (6), the heat for the generation of electrical energy using the separated water (22) is generated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine unter Wasser angeordnete Öl- oder Gasförderanlage mit einer Fördereinrichtung und mit einer Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie aus Wärme, wobei die Wärme aus heißem Fördergut, insbesondere Wasser, gewonnen wird, das aus dem Unterseeboden gewonnen wird.The invention relates to a device for an underwater oil or gas production plant with a conveyor and with a system for generating electrical energy from heat, wherein the heat from hot conveyed material, in particular water, is recovered, which is obtained from the subsurface.

Die Förderung von Öl und Gas wird sich in Zukunft auf Felder auch in großen Tiefen unter Wasser erstrecken, z. B. mehr als 3.000 Meter. Um eine Produktion von Öl und Gas in solchen Tiefen bzw. bei solch harten Bedingungen zu ermöglichen und/oder die Förderung weiter zu steigern, sollten die Öl- und Gas-Prozesssysteme nach Art einer (möglichst autarken) Unterwasserfabrik auf den Meeresboden verlegt werden.The extraction of oil and gas will in future extend to fields even at great depths under water, eg. B. more than 3,000 meters. In order to enable production of oil and gas at such depths or conditions and / or to further increase production, the oil and gas process systems should be laid on the seabed in the manner of a (as self-sufficient as possible) underwater factory.

Der Großteil der bekannten Prozess- und Energieeinrichtungen für den Betrieb der Fördereinheiten unter Wasser („offshore“ und „subsea“) sind auf entsprechend großen Schiffen (FPSOs - „Floating Production Storage and Offloading“) installiert, die von Dieselgeneratoren oder Gasturbinen angetrieben sind. Bekannt ist auch, die Energie von Kraftwerken an Land heranzuführen, wobei Hochspannungsleitungen mit Gleichstrom verwendet werden. Nachteilig bei den beiden vorgenannten Möglichkeiten sind die hohen Kosten der Energiegewinnung bzw. des Energietransportes und betriebssichere Geräteanschlüsse. Insbesondere stört, dass hierbei die Energie durch sehr teure Kabel zum Meeresboden transportiert werden muss. Dadurch ist die am Meeresboden verfügbare elektrische Energie begrenzt. Ein Problem besteht zudem darin, zusätzliche elektrische Verbraucher wie fernliegend angeordnete Sensoren, Stellglieder etc. später während der Laufdauer der Unterwasseranlage hinzuzufügen, weil die zugehörigen Energienetze knapp kalkuliert und begrenzt sind. Most of the known underwater ("offshore" and "subsea") process and energy facilities for operating the underwater pumping units are installed on floating production storage and offloading (FPSOs) powered by diesel generators or gas turbines. It is also known to bring the power of power plants ashore, using high voltage power lines with direct current. A disadvantage of the two aforementioned possibilities are the high cost of energy and energy transport and reliable device connections. Particularly disturbing that here the energy must be transported by very expensive cables to the seabed. This limits the electrical energy available on the seabed. A problem is also to add additional electrical loads such as remote sensors, actuators, etc. later during the life of the underwater system, because the associated energy networks are tightly calculated and limited.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die die genannten Nachteile lindern oder sogar vermeiden. Insbesondere soll auf konstruktiv einfache Weise die Erzeugung von elektrischer Energie für Einrichtungen am Meeresboden geschaffen werden.On this basis, it is an object of the present invention to provide a device and a method which alleviate or even avoid the disadvantages mentioned. In particular, the generation of electrical energy for facilities on the seabed should be created in a structurally simple way.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Vorrichtung und einem Verfahren gemäß den unabhängig formulierten Patentansprüchen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, weitere Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anführen, die mit den Merkmalen aus den Patentansprüchen kombinierbar sind.These objects are achieved with a device and a method according to the independently formulated claims. Further embodiments of the invention are specified in the dependent claims. It should be noted that the description, in particular in conjunction with the figures, further details and developments of the invention, which can be combined with the features of the claims.

Hierzu trägt eine Vorrichtung für eine unter Wasser angeordnete Öl- oder Gasförderanlage mit einer Fördereinrichtung und mit einer Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie aus Wärme bei, wobei die Wärme aus heißem Fördergut, z.B. darin umfasste Fluide oder Feststoffe (wie beispielsweise Wasser, Schlamm, Gas oder ähnliches) gewonnen wird, das als gesonderter Bestandteil eines Gemischs zusammen mit dem Öl oder Gas aus einem Bohrloch ausströmt, wobei eine Abscheideeinrichtung zur Abscheidung des Förderguts von dem Öl oder Gas und die Anlage zur Erzeugung der elektrischen Energie auf dem Meeresboden stationiert sind und die Wärme für die Erzeugung der elektrischen Energie unter Verwendung des aus dem Öl oder Gas abgeschiedenen Förderguts gewonnen wird.To this end, a device for an underwater oil or gas production plant with a conveyor and with a system for generating electrical energy from heat contributes, wherein the heat from hot conveyed material, e.g. therein fluids or solids (such as water, sludge, gas or the like) is obtained, which flows as a separate component of a mixture together with the oil or gas from a wellbore, wherein a separator for separating the conveyed by the oil or gas and the Station for generating the electrical energy are stationed on the seabed and the heat for the generation of electrical energy using the separated from the oil or gas conveyed material is obtained.

Das Fördergut beschreibt hierbei ein Sekundärmedium, dass neben dem zu fördernden Öl und/oder (Erd-)Gas mitgefördert wird. Dabei ist möglich, dass das Fördergut volumetrisch oder quantitativ einen größeren Anteil des tatsächlichen Förderstroms ausmacht. Das Fördergut betrifft also insbesondere den Anteil des (gesamten/tatsächlichen) Förderstroms, der nicht dem Öl bzw. (Erd-)Gas zuzurechnen ist.The conveyed material here describes a secondary medium that is conveyed in addition to the oil to be pumped and / or (natural) gas. It is possible that the conveyed volumetrically or quantitatively makes up a larger proportion of the actual flow rate. In particular, the material to be conveyed relates to the proportion of the (total / actual) flow that is not attributable to the oil or (natural) gas.

Für den Fall, dass das separierte Fördergut im Wesentlichen (nur) Wasser umfasst, und das Wasser, das zusammen mit dem Öl oder Gas als Beiprodukt ausströmt und anschließend in der Abscheideeinrichtung abgeschieden wird, von anderem Umgebungswasser zu unterscheiden, wird die Bezeichnung „separiertes“ Fördergut/Wasser verwendet. Das vom Öl oder Gas getrennte Wasser ist abgeschiedenes Fördergut/Wasser.In the event that the separated conveyed essentially (only) comprises water, and the water that flows together with the oil or gas as a by-product and then deposited in the separator to distinguish from other ambient water, the term "separated" Goods / water used. The separated from oil or gas water is separated conveyed / water.

Es wird somit die geothermische Energie des separierten bzw. abgeschiedenen Förderguts genutzt und in elektrische Energie umgewandelt. Die ausnutzbare Temperaturdifferenz ergibt sich aus dem nahe Null Grad Celsius [°C] kalten Tiefseewasser und der Temperatur des abgeschiedenen Förderguts, die circa 70 bis 150 °C betragen kann. Der besondere Vorteil liegt darin, dass teure und aufwendige elektrische Versorgungsleitungen von Kraftwerken an der Küste und/oder offshore-Plattformen reduziert oder entfallen können. Weiterhin kann damit eine Notstromversorgung (autark unter Wasser) eingerichtet werden, falls die Übersee-Versorgung oder Küsten-Versorgung ausfällt.Thus, the geothermal energy of the separated or separated conveyed material is used and converted into electrical energy. The exploitable temperature difference results from the near-zero degrees Celsius [° C] cold deep-sea water and the temperature of the separated material, which can be around 70 to 150 ° C. The particular advantage is that expensive and expensive electrical supply lines of power plants on the coast and / or offshore platforms can be reduced or eliminated. Furthermore, this can be used to set up an emergency power supply (self-sufficient under water) if the overseas supply or coastal supply fails.

Die hier vorgestellte Energiegewinnung bei unter Wasser angeordneten Öl- oder Gasförderanlagen hat den besonderen Vorteil, dass das aus dem Bohrloch ausströmende heiße Fördergut- nach Abtrennung von Öl oder Gas - zur Stromerzeugung genutzt wird.The presented here energy production in underwater oil or gas production facilities has the particular advantage that the effluent from the well hot Fördergut- after Separation of oil or gas - used to generate electricity.

Bei der Fördereinrichtung handelt es sich um eine Anlage, die auf dem Meeresboden im Bereich eines oder mehrerer Bohrlöcher abgesetzt ist, über die insbesondere Erdöl oder Erdgas aus einer im Untergrund unter dem Meeresboden vorhandenen Lagerstätte gefördert wird.The conveyor is an installation set down on the seabed in the area of one or more wells through which, in particular, petroleum or natural gas is extracted from a deposit located underground beneath the seabed.

Das aus dem Bohrloch ausströmende heiße Fördergut strömt zusammen mit dem Öl oder Gas aus. Im Fall des Wassers bildet das Fördergut mit dem Öl oder Gas ein heterogenes Gemisch. Das Wasser kann (teilweise) über eigene Bohrlöcher in die Tiefe des Meeresbodens in und/oder unter die Öl- oder Gaslagerstätte gedrückt werden. Aus der Tiefe kann (vorhandenes und/oder eingeleitetes) heißes Fördergut umfassend Wasser zusammen mit dem Öl oder Gas auf das Niveau des Meeresbodens geholt werden. Dies kann auch in einem geschlossenen Kreislauf geschehen, wobei Wasser in einem Rohr in die Tiefe gedrückt, erhitzt und als Fördergut zusammen mit dem Öl oder Gas auf das Niveau des Meeresbodens zurückgeholt wird.The hot material flowing out of the borehole flows out together with the oil or gas. In the case of water, the conveyed material forms a heterogeneous mixture with the oil or gas. The water can be (partially) pushed through its own wells into the depth of the seabed into and / or under the oil or gas deposit. From the depth, (hot and / or discharged) hot material, including water, together with the oil or gas, can be brought to the level of the seabed. This can also be done in a closed circuit, with water in a tube pressed into the depth, heated and brought back as conveyed along with the oil or gas to the level of the seabed.

Das heiße Fördergut bildet also einen gesonderten Bestandteil des heterogenen Gemischs bzw. Förderstroms, das (unmittelbar) bei der Förderung erzeugt wird. Das bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass der Förderstrom neben Öl und/oder Gas auch Fördergut/Wasser umfasst, welches gleichzeitig auf das Niveau des Meeresboden gefördert wird, insbesondere über das selbe Fördersystem bzw. das selbe Bohrloch. Dieses Gemisch kann zusammen z. B. via ein am Meeresboden angeordnetes Rohrleitungssystem vom Bohrloch bzw. der Fördereinrichtung abtransportiert und einer Abscheidevorrichtung zugeführt werden.The hot material thus forms a separate component of the heterogeneous mixture or flow that is generated (directly) in the promotion. In other words, this means in particular that the flow includes not only oil and / or gas but also conveyed / water, which is simultaneously promoted to the level of the seabed, in particular via the same conveyor system or the same well. This mixture may together z. B. transported via an arranged on the seabed piping system from the well or the conveyor and fed to a separation device.

In der (nachfolgenden) Abscheidevorrichtung zur Abscheidung des Förderguts, insbesondere des Wassers, von dem Öl oder Gas erfolgt zumindest teilweise eine Entmischung des Gemischs. Bevorzugt wird eine Abscheidung mittels Schwerkraft oder mittels eines Zyklons durchgeführt. Das separierte Fördergut kann dann eigenständig bzw. getrennt weiter transportiert werden. Die (verbleibende) Wärme dieses abgeschiedenen Förderguts wird anschließend für die Erzeugung der elektrischen Energie verwendet.In the (subsequent) separation device for separating the conveyed material, in particular the water, from the oil or gas, the mixture is at least partially separated. Preferably, a separation is carried out by means of gravity or by means of a cyclone. The separated conveyed material can then be transported independently or separately. The (remaining) heat of this deposited material is then used for the generation of electrical energy.

Bevorzugt weist die Abscheideeinrichtung (separation system) eine Trennkammer für die Abscheidung des heißen Förderguts von dem Gemisch aus Förderguts und Öl oder Gas auf, wobei zumindest eine Leitung zum Abtransport des abgeschiedenen Förderguts durch eine Wärmeisolierung isoliert ist. Das heißt mit anderen Worten insbesondere, dass eine Wärmeisolierung vorgesehen ist, die in und/oder um die Leitung angeordnet ist und eine gegenüber Stahl reduzierte spezifische Wärmeleitfähigkeit hat. Zweckmäßig ist die Leitung für heißes Fördergut/Wasser mit der nachgeschalteten Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie verbunden. Bevorzugt ist, dass die Leitung ausgehend von der Trennkammer bis hin zur Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie vollständig wärmeisoliert ist. Bevorzugt ist die Leitung derart wärmeisoliert, dass zumindest eine Temperaturdifferenz des separierten Förderguts/Wassers hin zur Umgebung (Meerwasser) von zumindest 30 °C, insbesondere zumindest 50 °C aufrechterhalten wird.The separation system preferably has a separation chamber for the separation of the hot conveyed material from the mixture of conveyed material and oil or gas, wherein at least one line for the removal of the separated conveyed material is insulated by a thermal insulation. In other words, this means in particular that a thermal insulation is provided, which is arranged in and / or around the conduit and has a reduced specific thermal conductivity compared to steel. Suitably, the line for hot conveyed / water is connected to the downstream system for generating electrical energy. It is preferred that the line is completely thermally insulated, starting from the separation chamber to the system for generating electrical energy. Preferably, the line is thermally insulated such that at least one temperature difference of the separated conveyed material / water towards the environment (seawater) of at least 30 ° C, in particular at least 50 ° C is maintained.

Vorzugsweise umfasst die Anlage zur Erzeugung der elektrischen Energie mindestens einen thermoelektrischen Generator. Dabei kann mit der Unterwasseranlage aus der Wärme des separierten Förderguts im Unterschied zur Wärme des Meereswassers elektrische Energie gewonnen. Bei einem geeigneten thermoelektrischen Generator können mehrere thermoelektrische Schichten mit Abstand nebeneinander angeordnet sein. Zwischen den thermoelektrischen Schichten wird abwechselnd kaltes Wasser (z. B. Meerwasser) und warmes Fördergut (z. B. das heiße separierte Wasser) hindurchgeleitet.Preferably, the system for generating the electrical energy comprises at least one thermoelectric generator. In this case can be obtained with the underwater system from the heat of the separated conveyed in contrast to the heat of the sea water electrical energy. In a suitable thermoelectric generator, a plurality of thermoelectric layers may be arranged at a distance next to one another. Between the thermoelectric layers alternately cold water (eg seawater) and warm conveyed material (eg the hot separated water) are led through.

Der Schichtaufbau besteht im Falle des Wassers im Wechsel aus Kaltwasserschicht, thermoelektrischem Material, Warmwasserschicht, thermoelektrischem Material, Kaltwasserschicht usw. Es wechseln sich also jeweils eine Schicht aus thermoelektrischem Material und eine Wasserschicht ab, wobei die Wasserschichten abwechselnd kaltes Wasser und warmes/heißes Wasser führen. Die Kaltwasserschichten können dabei nach unten und nach oben offen sein, so dass für den Durchsatz des Kaltwassers die natürliche Konvektion aufgrund der Wassererwärmung genutzt wird.The layer structure consists in the case of water in alternation of cold water layer, thermoelectric material, hot water layer, thermoelectric material, cold water layer, etc. So each alternate a layer of thermoelectric material and a water layer, the water layers alternately cold water and hot / hot water , The cold water layers can be open at the bottom and upwards, so that the natural convection due to the heating of the water is used for the throughput of the cold water.

Es kann auch vorteilhaft sein, zur Erzeugung der elektrischen Energie aus dem heißen Fördergut bzw. Wasser bspw. eine Anlage nach dem ORC-Prozess (Organic Ranking Cycle) oder eine Anlage nach dem Kalina-Kreisprozess einzusetzen.It may also be advantageous to use for the production of electrical energy from the hot conveyed or water, for example, a plant according to the ORC process (Organic Ranking Cycle) or a plant according to the Kalina cycle.

Die Erzeugung der elektrischen Energie unter Wasser unter Verwendung des heißen Förderguts kann also bevorzugt zumindest auf zwei Arten gewonnen werden. Nach einer Art entsteht bei dem primären Effekt für den thermoelektrischen Generator eine elektrische Spannung entlang eines elektrischen Leiters bedingt durch einen Temperaturgradienten. Der anderen Art liegt das Prinzip des Wärmetauschs zugrunde, bei dem die Wärme des heißen Förderguts an ein kälteres Medium abgegeben wird und die Temperaturdifferenz zur Erzeugung der elektrischen Energie herangezogen wird.The generation of electrical energy under water using the hot conveyed material can therefore preferably be obtained in at least two ways. In one way, in the primary effect for the thermoelectric generator, an electrical voltage develops along an electrical conductor due to a temperature gradient. The other type is based on the principle of heat exchange, in which the heat of the hot conveyed material is delivered to a colder medium and the temperature difference is used to generate the electrical energy.

Mit Vorteil ist die Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie mit mindestens einem unter Wasser angeordneten Energieverbraucher und/oder Energiespeicher verbunden. Die Energieverbraucher können andere Maschinen sein, zu deren Aufladen mit Energie eine Ladestation mit Unterwasser-Schnittstellen vorhanden sein kann. Die erzeugte elektrische Energie kann in elektrischen Batterien oder in Hydrospeichern gespeichert sein.Advantageously, the system for generating electrical energy with at least one under water arranged energy consumers and / or energy storage connected. The energy consumers may be other machines that can be charged with energy by a charging station with underwater interfaces. The generated electrical energy can be stored in electric batteries or in hydraulic accumulators.

Bevorzugt ist eine Leitung von der Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie zu der Lagerstätte des Öls und/oder (Erd-)Gases unter dem Meeresboden vorgesehen, welche zur Rückspeisung von in dem abgeschiedenen Fördergut enthaltenen Wassers dient und somit einen (geschlossenen) Kreislauf für das (separierte) Wasser bildet. Hierbei kann das heiße Wasser in die Öl- oder Gaslagerstätte zurückgedrückt werden, um den Druck in der Lagerstätte aufrecht zu erhalten. Außerdem kann dadurch eine Rückführung des separierten Wassers in die See und eine damit verbundene aufwendige Filtrierung des Wassers vermieden werden. Die Rückführung des separierten Wassers unter Druck in die Lagerstätte ist dadurch kosteneffektiv.Preferably, a line is provided by the plant for generating electrical energy to the reservoir of oil and / or (natural) gas under the seabed, which serves for the recovery of contained in the separated conveyed water and thus a (closed) circuit for the ( separated) forms water. In doing so, the hot water can be pushed back into the oil or gas reservoir to maintain pressure in the reservoir. In addition, a return of the separated water into the sea and an associated complex filtration of the water can be avoided. The return of the separated water under pressure into the deposit is thereby cost-effective.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb einer unter Wasser angeordneten Öl- oder Gasförderanlage mit einer Fördereinrichtung und mit einer Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie aus Wärme vorgeschlagen, wobei die Wärme unter Verwendung von heißem Fördergut gewonnen wird, das als gesonderter Bestandteil eines Gemischs zusammen mit dem Öl oder Gas aus einem Bohrloch ausströmt. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

a) Fördern eines Gemischs aus Fördergut und Öl oder Gas aus einer unterirdischen Lagerstätte;
b) Abscheiden des Förderguts von dem Öl oder Gas;
c) Erzeugen von elektrischer Energie aus einer Temperaturdifferenz des abgeschiedenen Förderguts gegenüber einem Kühlmittel;
d) Rückführen von im abgeschiedenen Fördergut enthaltenen Wasser zu einer unterirdischen Lagerstätte.

According to another aspect, there is provided a method of operating an underwater oil or gas production facility having a conveyor and a plant for generating electrical energy from heat, the heat being recovered using hot material collected as a separate component of a mixture flows out of a borehole with the oil or gas. The method comprises at least the following steps:

(a) conveying a mixture of material and oil or gas from an underground deposit;
b) separating the conveyed material from the oil or gas;
c) generating electrical energy from a temperature difference of the separated conveyed against a coolant;
d) returning water contained in the separated material to an underground deposit.

Die Schritte a) bis d) werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt, wobei gleichwohl die Schritte zumindest teilweise zeitlich überlagert und/oder separat wiederholt werden können. So kann es bspw. auftreten, dass die Schritte a) bis c) häufiger wiederholt werden, bevor Schritt d) durchgeführt wird, nämlich insbesondere dann, wenn die Bedingung in Schritt d) erfüllt ist.The steps a) to d) are preferably carried out in the order given, although the steps can nevertheless be at least partially superimposed in time and / or repeated separately. For example, it may occur that steps a) to c) are repeated more frequently before step d) is carried out, namely in particular when the condition in step d) is met.

Bevorzugt ist, dass alle Schritte des Verfahrens mit Einrichtungen durchgeführt werden, die unter Wasser, insbesondere am Meeresboden, positioniert sind.It is preferred that all steps of the method be carried out with devices that are positioned under water, especially on the seabed.

Schritt a) kann so ausgeführt werden, dass mittels Wasser ein Druck in der unterirdischen (bzw. unter dem Meeresboden) liegenden Lagerstätte aufgebaut und damit ein Förderstrom umfassend Erdöl und/oder Erdgas, sowie Fördergut (mit Wasser) erzeugt wird, der hin zur Fördereinrichtung auf dem Meeresboden geleitet wird. Dieses Gemisch kann dann in der Art behandelt werden, dass zumindest das mitgeförderte Wasser separiert wird. Hierzu kann in Schritt b) eine Schwerkraftabscheidung, eine Abscheidung mittels einem Zyklon oder dergleichen durchgeführt werden. Das separierte Fördergut bzw. Wasser kann dann einer Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie zugeführt werden, wobei bevorzugt Maßnahmen ergriffen werden, die Temperatur des abgeschiedenen Förderguts bzw. Wassers hoch zu halten. Es ist auch möglich, dass in Abhängigkeit der Temperatur des separierten Förderguts bzw. Wassers der Volumenstrom geregelt wird, um eine im Wesentlichen gleiche Energieausbeute anzustreben oder einzustellen. Der Volumenstrom kann auch lastabhängig geregelt sein, also zum Beispiel in Abhängigkeit zum (aktuellen) Strombedarf der Unterwasseranlage. Zur Erzeugung der elektrischen Energie nach Schritt c) kann insbesondere einer der folgenden Prozesse eingesetzt werden: Thermoelektrischer Prozess, Rankine-Prozess, Kalina-Prozess. Hierbei kann als Kühlmittel (Meer-)Wasser oder ein Ammoniak-WasserGemisch eingesetzt werden. Die (unter Wasser) erzeugte elektrische Energie kann dann (unter Wasser) gespeichert und/oder direkt einem (unter Wasser befindlichen) Verbraucher zugeführt werden. Das zur Energieerzeugung genutzte Wasser, das im separierte Fördergut enthalten ist, kann nach Verlassen der Anlage zur Erzeugung der elektrischen Energie gemäß Schritt d) wieder in die (selbe) Lagerstätte eingeleitet werden, so dass es dann wieder zum Druckaufbau dort dient.Step a) can be carried out in such a way that a pressure is built up in the subterranean (or under the seafloor) reservoir by means of water and thus a delivery stream comprising crude oil and / or natural gas as well as conveyed material (with water) is produced, which leads to the conveying device is conducted on the seabed. This mixture can then be treated in such a way that at least the entrained water is separated. For this purpose, in step b) a gravity separation, a separation by means of a cyclone or the like can be performed. The separated conveyed or water can then be fed to a system for generating electrical energy, wherein preferably measures are taken to keep the temperature of the separated conveyed or water high. It is also possible that, depending on the temperature of the separated conveyed material or water, the volume flow is regulated in order to seek or adjust a substantially equal energy yield. The volume flow can also be regulated depending on the load, for example, depending on the (current) power requirements of the underwater system. In particular, one of the following processes can be used to generate the electrical energy after step c): thermoelectric process, Rankine process, Kalina process. This can be used as a coolant (sea) water or an ammonia-water mixture. The electrical energy generated (under water) can then be stored (under water) and / or fed directly to a (submerged) consumer. The water used for power generation, which is contained in the separated conveyed material, after leaving the plant for generating the electrical energy according to step d) can be reintroduced into the (same) deposit, so that it then serves to build up pressure there again.

Bevorzugt wird aus der Wärme des heißen Förderguts durch Ausnutzung des thermoelektrischen Effekts elektrische Energie gewonnen.Preferably, electrical energy is obtained from the heat of the hot conveyed material by utilizing the thermoelectric effect.

Gemäß einem anderen Aspekt wird die Verwendung von heißem (aus einem Erdölförderstrom) separierten Fördergut, insbesondere darin enthaltenes Wasser, zur elektrischen Energieerzeugung unter Wasser mittels des thermoelektrischen Effekts vorgeschlagen. Die Verwendung erfolgt bevorzugt mit der hier ebenfalls vorgeschlagenen Vorrichtung und/oder gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren.According to another aspect, the use of hot (separated from a petroleum stream) conveyed, in particular water contained therein, for electric power generation under water by means of the thermoelectric effect proposed. The use preferably takes place with the device likewise proposed here and / or according to the proposed method.

Die Erfindung und das technische Umfeld werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Darstellungen sind schematisch und nicht zur Veranschaulichung von Größenverhältnissen vorgesehen. Die mit Bezug auf einzelne Details einer Figur angeführten Erläuterungen sind extrahierbar und mit Sachverhalten aus anderen Figuren oder vorstehenden Beschreibung frei kombinierbar, es sei denn, dass sich für einen Fachmann zwingend etwas anderes ergibt bzw. eine solche Kombination hier explizit untersagt wird. Es zeigen schematisch:

1: eine Unterwasseranlage, bei der die Wärme zur Erzeugung elektrischer Energie durch Abscheidung heißen Förderguts (hier: Wasser) von Öl gewonnen wird;
2: eine erste Ausführungsform einer Abscheideeinrichtung zur Abscheidung von Fördergut (hier: Wasser) von Öl;
3: eine zweite Ausführungsform einer Abscheideeinrichtung zur Abscheidung von Fördergut (hier: Wasser) von Öl;
4: eine erste Ausführungsform, bei der elektrische Energie auf der Basis des thermoelektrischen Effekts erzeugt wird; und
5: eine zweite Ausführungsform, bei der elektrische Energie nach Art eines Dampfkraftwerks erzeugt wird.

The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to figures. The same components are identified by the same reference numerals. The illustrations are schematic and not by way of illustration Size ratios provided. The explanations given with reference to individual details of a figure are extractable and freely combinable with facts from other figures or the above description, unless it is absolutely necessary for a person skilled in the art or such a combination is explicitly prohibited here. They show schematically:

1 : an underwater system, where the heat for the production of electrical energy by separation of hot conveyed material (here: water) is obtained from oil;
2 a first embodiment of a separation device for separating conveyed material (here: water) from oil;
3 a second embodiment of a separation device for separating conveyed material (here: water) from oil;
4 a first embodiment in which electrical energy is generated on the basis of the thermoelectric effect; and
5 a second embodiment in which electrical energy is generated in the manner of a steam power plant.

Nach 1 ist z. B. in 3.000 m Tiefe auf dem Meeresboden 1 im Bereich eines oder mehrerer Bohrlöcher 2, über die Erdöl oder Erdgas aus einer im Untergrund unter dem Meeresboden 1 vorhandenen Lagerstätte 3 mit Hilfe einer auf dem Meeresboden 1 abgesetzten Fördereinrichtung 4 (Produktionssystem) gefördert wird, eine Anlage 5 (Unterwasseranlage) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus geothermischer Energie installiert. Das Bohrloch 2 reicht z. B. bis in eine Tiefe von 1.000 m unter dem Meeresboden 1, wo eine Temperatur von z. B. 140 °C herrscht. Das Wasser über dem Meeresboden 1 dagegen hat eine Temperatur um 4 °C.To 1 is z. B. at 3,000 m depth on the seabed 1 in the area of one or more drill holes 2 , about the petroleum or natural gas from an underground under the seabed 1 existing deposit 3 with the help of one on the seabed 1 remote conveyor 4 (Production system) is promoted, a facility 5 (Underwater system) installed to generate electrical energy from geothermal energy. The borehole 2 ranges z. B. to a depth of 1,000 m below the seabed 1 where a temperature of z. B. 140 ° C prevails. The water over the seabed 1 however, it has a temperature around 4 ° C.

Die Anlage 5 ist vorteilhafterweise als containerartiges Modul ausgebildet, wobei mehrere derartige Module auf dem Meeresboden 1 abgesetzt sein können. Der Container ist mit einer dielektrischen Flüssigkeit, z. B. einem Hydrauliköl gefüllt, so dass alle Komponenten in dem Modul in die Flüssigkeit eingetaucht sind. Durch eine Druckkompensationsvorrichtung 13 wird eine Druckkompensation zwischen dem Inneren des Containers und der äußeren Umgebung derart erreicht, dass die Flüssigkeit im Container wenigstens annähernd unter den gleichen Druck gesetzt ist, wie er in der äußeren Umgebung herrscht. Dazu besitzt die Druckkompensationsvorrichtung 13 ein nachgiebiges Trennelement, das auf der einen Seite vom Meerwasser und auf der anderen Seite von der Flüssigkeit, die sich in dem Container befindet, beaufschlagt wird.The attachment 5 is advantageously designed as a container-like module, with several such modules on the seabed 1 can be discontinued. The container is filled with a dielectric fluid, e.g. B. a hydraulic oil filled, so that all components are immersed in the module in the liquid. By a pressure compensation device 13 a pressure compensation between the interior of the container and the external environment is achieved such that the liquid in the container is at least approximately set under the same pressure as prevails in the external environment. For this purpose has the pressure compensation device 13 a compliant separator loaded on one side with the seawater and on the other side with the liquid in the container.

Außer der Anlage 5 oder den Anlagen 5 befindet sich auf dem Meeresboden 1 noch ein oder mehrere Module 7 zur Speicherung von Energie, vornehmlich mit Hilfe von elektrischen Batterien, ein System 8 zur Verteilung der elektrischen Energie und eine elektrische Steuerung 9 für die verschiedenen Systeme. Die elektrische Steuerung 9 kann mit Rechenleistung versehen sein. Sie kann Algorithmen für ein Energiemanagement enthalten, sie kann Algorithmen für die funktionale Sicherheit aufweisen. Sie kann Algorithmen zur Diagnose und zur Fehlererkennung, Fehlervorhersage, sowie für Empfehlungen einer präventiven Wartung aufweisen.Except the plant 5 or the facilities 5 is located on the seabed 1 one or more modules 7 for storing energy, primarily by means of electric batteries, a system 8th for distributing the electrical energy and an electrical control 9 for the various systems. The electrical control 9 can be provided with computing power. It can contain algorithms for energy management, it can have algorithms for functional safety. It can include algorithms for diagnostics and error detection, error prediction, as well as recommendations for preventive maintenance.

An der Meeresoberfläche 12 befindet sich eine schwimmende Master-Steuerungs-Station 10.At the sea surface 12 is a floating master control station 10.

Wartungsarbeiten an den Unterwassermodulen können mit einem Unterwasserfahrzeug 11 ausgeführt werden.Maintenance work on the underwater modules can be done with an underwater vehicle 11 be executed.

Die Flüssigkeit, die aus der Lagerstätte 3 unter Wasser gefördert wird, besteht zu etwa 75 % aus Wasser. In älteren Lagerstätten, z. B. über 10 Jahre alt, kann der Wasseranteil sogar höher als 95 % sein. Dieses Wasser, Sand, Schlamm, etc. (Fördergut) in der Lagerstätte 3 kann eine Temperatur von ca. 70 bis 150 °C aufweisen, abhängig von der Tiefe der Lagerstätte unter dem Meeresboden. Das Wasser, der Sand, der Schlamm etc. bildet neben dem Öl oder Gas einen gesonderten Bestandteil der Flüssigkeit (Gemischs) in der Lagerstätte 3. Das Wasser, der Sand, der Schlamm etc. strömt zusammen mit dem Öl oder Gas aus dem Bohrloch 2 aus.The liquid from the deposit 3 under water, about 75% consists of water. In older deposits, z. B. over 10 years old, the water content may even be higher than 95%. This water, sand, mud, etc. (conveyed) in the deposit 3 may have a temperature of about 70 to 150 ° C, depending on the depth of the deposit under the seabed. The water, the sand, the mud, etc. forms a separate constituent of the liquid (mixture) in the deposit besides the oil or gas 3 , The water, the sand, the mud, etc. flows out of the borehole together with the oil or gas 2 out.

Die Energieerzeugung wird hier am spezifischen Beispiel erläutert, wenn Wasser als Fördergut aus dem Förderstrom extrahiert wird. Es ist offensichtlich, dass entsprechend angepasste Apparaturen in entsprechender Weise die Erzeugung von Energie aus anderen im separierten Fördergut enthaltenem Fluiden oder Feststoffen realisieren können.The energy production is explained here on the specific example, when water is extracted as conveyed from the flow. It is obvious that appropriately adapted equipment can correspondingly realize the generation of energy from other fluids or solids contained in the separated material to be conveyed.

Wie 1 zeigt, durchläuft das in der Abscheideeinrichtung 6 abgeschiedene heiße Wasser die Anlage 5 zur Erzeugung elektrischer Energie. Die Wärme des Wassers dient der Erzeugung der elektrischen Energie unter Wasser.As 1 shows that passes through the separator 6 separated hot water the plant 5 for generating electrical energy. The heat of the water serves to generate the electric energy under water.

Mit 14 ist eine Leitung bezeichnet, über die das verwendete heiße Wasser mittels einer Pumpe 15 wieder in die Lagerstätte 3 gepumpt wird.With 14 is a line referred to, over which the hot water used by means of a pump 15 back to the deposit 3 is pumped.

Pfeil A bezeichnet einen Strom aus Wasser und Öl, Pfeil B bezeichnet einen Strom aus separiertem bzw. abgeschiedenem heißem Wasser, Pfeil C bezeichnet einen Strom aus Öl und Pfeil D (siehe 4) bezeichnet einen Strom aus kaltem Wasser (z. B. gewonnen beispielsweise aus Meereswasser der Umgebung).Arrow A denotes a stream of water and oil, Arrow B denotes a stream of separated or separated hot water, Arrow C denotes a stream of oil and arrow D (see 4 ) denotes a stream of cold water (eg obtained from seawater of the environment, for example).

Die 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Abscheideeinrichtung 6 zur Abscheidung des heißen Wassers von Öl. Ein Behälter 16 bildet in seinem Innenraum eine Trennkammer 23 für die Abtrennung des heißen Wassers (hier das Fördergut 22) von dem Öl 21. Hierzu ist ein Eingang 17 für das Gemisch aus Wasser und Öl (Pfeil A) vorhanden. Der Eingang 17 ist z. B. als Rohr ausgebildet, das die Deckplatte 16a des Behälters 16 durchdringt und durch das das Gemisch gemäß Pfeil A von oben in die Trennkammer 23 eingefüllt wird. Der Behälter 16 weist an seiner Unterseite eine Bodenplatte 16b auf, an der ein Ausgang 18 für heißes Wasser des Förderguts 22 und ein Ausgang 19 für Öl 21 angeordnet sind. Die Ausgänge 18 und 19 sind z. B. als Rohr ausgebildet. Durch den Ausgang 18 fließt heißes Wasser des Förderguts 22 (Pfeil B) und durch den Ausgang 19 fließt Öl 21 (Pfeil C) ab. Der als Trennkammer 23 ausgebildete Innenraum enthält eine Trennwand 20, die sich von der Bodenplatte 16b in senkrechter Richtung bis etwa in die Mitte des Innenraums, sowie bis an die (nicht dargestellten) Seitenwände erstreckt und damit über den gesamten Querschnitt des unteren Teils den Innenraum in zwei Bereiche abdichtend aufteilt. Wie in 2 im linken Teil der Trennkammer 23 dargestellt, schwimmt das spezifisch leichtere Öl 21 auf dem spezifisch schwereren Wasser des Förderguts 22. Es erfolgt somit eine Entmischung des Gemischs in Wasser und Öl. Das Öl 21 fließt über die obere Kante der Trennwand 20 in den rechten Teil der Trennkammer 23 und sammelt sich dort. Durch die Ausgänge 18 und 19 werden - wie schon erwähnt - das heiße Wasser des Förderguts 22 (Pfeil B) bzw. das Öl 21 (Pfeil C) abgeführt. Mit 24 ist eine Wärmeisolierung des Ausgangs 18 für das heiße Wasser bezeichnet, mit der die Aufrechterhaltung der Temperatur bei der Förderung des heißen Wassers des Förderguts 22 zu der nachgeschalteten Anlage 5 zur Erzeugung elektrischer Energie verwirklicht wird. Der Ausgang 18 kann mit einem Rohr gebildet sein, dass zumindest teilweise innerhalb bzw. außerhalb des Containers 53 angeordnet ist. Das innen liegende Rohrteil 52a und/oder das außen liegende Rohrteil 52b kann mit einer Wärmeisolierung 24 ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass sich die Wärmeisolierung 24 durch die Bodenplatte 53b des Containers 53 hindurch erstreckt. Der Abtrennung des Wassers des Förderguts 22 vom Öl 21 liegt bei der Ausführungsform gemäß 2 das Gravitationsprinzip zugrunde. The 2 shows a first embodiment of a separation device 6 for separating the hot water from oil. A container 16 forms in its interior a separation chamber 23 for the separation of hot water (here the conveyed 22 ) of the oil 21 , This is an entrance 17 for the mixture of water and oil (arrow A). The entrance 17 is z. B. formed as a tube, which is the cover plate 16a of the container 16 penetrates and through the mixture according to arrow A from above into the separation chamber 23 is filled. The container 16 has a bottom plate on its underside 16b on, at the one exit 18 for conveyed hot water 22 and an exit 19 for oil 21 are arranged. The exits 18 and 19 are z. B. formed as a tube. Through the exit 18 hot water flows of the conveyed material 22 (Arrow B) and through the exit 19 flows oil 21 (Arrow C). The as a separation chamber 23 trained interior contains a partition 20 extending from the bottom plate 16b extends in the vertical direction to about the middle of the interior, as well as up to the side walls (not shown) and thus over the entire cross section of the lower part, the interior in two areas sealingly divides. As in 2 in the left part of the separation chamber 23 shown, the specifically lighter oil floats 21 on the specific heavier water of the conveyed material 22 , There is thus a segregation of the mixture in water and oil. The oil 21 flows over the top edge of the dividing wall 20 in the right part of the separation chamber 23 and collects there. Through the exits 18 and 19 be - as already mentioned - the hot water of the conveyed 22 (Arrow B) or the oil 21 (Arrow C) dissipated. With 24 is a heat insulation of the output 18 for the hot water, with which the maintenance of the temperature in the promotion of the hot water of the conveyed 22 to the downstream plant 5 is realized for generating electrical energy. The exit 18 can be formed with a tube that at least partially inside or outside of the container 53 is arranged. The inside pipe part 52a and / or the outer tube part 52b can with a thermal insulation 24 be executed. It is also possible that the heat insulation 24 through the bottom plate 53b of the container 53 extends through. The separation of the water of the conveyed 22 from the oil 21 is in the embodiment according to 2 based on the gravitational principle.

In 3 ist eine zweite Ausführungsform einer Abscheideeinrichtung 6 des heißen Wassers umfassenden Förderguts von Öl dargestellt. Innerhalb eines Containers 53 ist eine Trennkammer 23 angeordnet, die sich in vertikaler Richtung erstreckt. Für das Gemisch aus Wasser und Öl (Pfeil A) ist ein Eingang 17 vorgesehen. Der Eingang 17 ist z. B. als Rohr mit reckteckförmigen Querschnitt ausgebildet, das eine Seitenwand 53a des Containers 53 durchdringt, an der Trennkammer 23 mündet und das Gemisch aus Wasser und Öl (Pfeil A) von der Seite in den Innenraum der Trennkammer 23 einfüllt. Der Container 53 weist an seiner Unterseite eine Bodenplatte 53b auf, an der ein Ausgang 18 für heißes Wasser angeordnet ist. Der Ausgang 18 ist z. B. als Rohr ausgebildet, das die Bodenplatte 53b durchdringt und das zweckmäßig sowohl innerhalb, als auch außerhalb des Containers 53 mit einer Wärmeisolierung 24 umgeben ist, die die Temperatur des heißen Wassers bei der Förderung zu der nachgeschalteten Anlage 5 aufrechterhält. An das obere Ende der Trennkammer 23 ist ein Ausgang 19 für das abgeschiedene Öl (Pfeil C) angeschlossen, der z. B. als Rohr ausgebildet ist, das die Deckplatte 53c des Containers 53 durchdringt. Die Ausführungsform gemäß 3 ist als Hydrozyklon ausgebildet, wobei der Abtrennung des Wassers vom Öl das Fliehkraftprinzip zugrunde liegt.In 3 is a second embodiment of a separator 6 represented by the hot water comprehensive Fördergut of oil. Inside a container 53 a separation chamber 23 is arranged, which extends in the vertical direction. For the mixture of water and oil (arrow A) is an entrance 17 intended. The entrance 17 is z. B. formed as a tube with reckteckförmigen cross-section, which has a side wall 53a of the container 53 Penetrates, at the separation chamber 23 opens and the mixture of water and oil (arrow A) from the side into the interior of the separation chamber 23 fills. The container 53 has a bottom plate on its underside 53b on, at the one exit 18 is arranged for hot water. The exit 18 is z. B. formed as a tube, which is the bottom plate 53b Penetrates and expediently both inside and outside the container 53 with a thermal insulation 24 surrounded, which is the temperature of the hot water in the promotion to the downstream plant 5 maintains. At the top of the separation chamber 23 is an exit 19 for the separated oil (arrow C) connected, the z. B. is designed as a tube, which is the cover plate 53c of the container 53 penetrates. The embodiment according to 3 is designed as a hydrocyclone, wherein the separation of the water from the oil based on the centrifugal force principle.

Das abgeschiedene heiße Fördergut bzw. Wasser (Pfeil B) kann in den Anlagen gemäß den 4 und 5 genutzt werden.The separated hot conveyed or water (arrow B) can be used in the systems according to 4 and 5 be used.

Eine weitere und besonders vorteilhafte Nutzung ist in 4 dargestellt. Diese Fig. zeigt einen wiederum mit einer dielektrischen Flüssigkeit gefüllten und mit einer Druckkompensationsvorrichtung 13 ausgestatteten Container, in dem im Abstand nebeneinander Schichten 25 von thermoelektrischen Modulen angeordnet sind. Zwischen den thermoelektrischen Schichten 25 wird abwechselnd kaltes Wasser und warmes Wasser (des Förderguts) hindurchgeleitet. Es ergibt sich somit ein sandwichartiger innerer Aufbau. Der Schichtaufbau besteht im Wechsel aus Heißwasserschicht 26, Schicht 25 aus thermoelektrischem Material, Kaltwasserschicht 27, Schicht 25 aus thermoelektrischem Material, Heißwasserschicht 26. Es wechseln sich also jeweils eine Schicht aus thermoelektrischem Material und eine Wasserschicht ab, wobei die Wasserschichten abwechselnd kaltes Wasser und warmes/heißes Wasser führen. In dem Leiterkreis wird aus zwei verschiedenen, jeweils homogenen und isotropen Metallen eine elektrische Spannung erzeugt, wenn die Lötstellen unterschiedliche Temperaturen haben. Diese elektrische Spannung wird Thermokraft oder Thermospannung genannt. Wird der Stromkreis geschlossen, so fließt ein Thermostrom genannter elektrischer Strom.Another and particularly advantageous use is in 4 shown. This figure shows a dielectric liquid filled in turn and with a pressure compensating device 13 equipped container in which layers 25 are arranged side by side of thermoelectric modules. Between the thermoelectric layers 25 alternately cold water and warm water (of the conveyed material) are passed through. This results in a sandwich-like internal structure. The layer structure consists of alternating hot water layer 26 , Layer 25 made of thermoelectric material, cold water layer 27 , Layer 25 made of thermoelectric material, hot water layer 26 , In each case, a layer of thermoelectric material and a water layer alternate, the layers of water alternately carrying cold water and hot / hot water. In the conductor circuit, an electrical voltage is generated from two different, each homogeneous and isotropic metals, if the solder joints have different temperatures. This electrical voltage is called thermoelectric or thermoelectric voltage. If the circuit is closed, then a thermal current called electric current flows.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Kaltwasser (Pfeil D) über den Anschluss 42 von aus Redundanzgründen zwei elektrisch angetriebenen Pumpen 28a, 28b, die parallel zueinander angeordnet sind, angesaugt und in ein Rohrsystem 29 gefördert, an das die Kaltwasserschichten 27 auf der dem Meeresboden 1 nahen Seite angeschlossen sind. Auf der dem Meeresboden 1 fernen Seite der Kaltwasserschichten 27 wird das Kaltwasser gesammelt und über ein Rohrsystem 30 und Anschluss 41 wieder nach außen abgegeben. Das Heißwasser des Förderguts (Pfeil B) wird über den Anschluss 39 von aus Redundanzgründen zwei elektrisch angetriebenen Pumpen 31a, 31b, die parallel zueinander angeordnet sind, angesaugt und in ein Rohrsystem 32 gefördert, an das die Heißwasserschichten 26 auf ihrer dem Meeresboden 1 fernen Seite angeschlossen sind. Auf der dem Meeresboden 1 nahen Seite der Heißwasserschichten 26 wird das Heißwasser gesammelt und über ein Rohrsystem 33 und Anschluss 40 wieder nach außen abgegeben. Bei der gewählten Anordnung wird die Konvektion durch die Erwärmung des Kaltwassers und die Abkühlung des Heißwassers unterstützt.In the embodiment shown, the cold water (arrow D) via the port 42 of redundancy reasons two electrically driven pumps 28a . 28b , which are arranged parallel to each other, sucked and into a pipe system 29 promoted, to which the cold water layers 27 on the seabed 1 near side are connected. On the seabed 1 far side of the cold water layers 27 the cold water is collected and passed through a pipe system 30 and connection 41 returned to the outside. The hot water of the material to be conveyed (arrow B) is transmitted via the connection 39 of redundancy reasons two electrically driven pumps 31a . 31b , which are arranged parallel to each other, sucked and into a pipe system 32 promoted, to which the hot water layers 26 on her the seabed 1 remote side are connected. On the seabed 1 near side of the hot water layers 26 the hot water is collected and passed through a pipe system 33 and connection 40 returned to the outside. In the chosen arrangement, the convection is assisted by the heating of the cold water and the cooling of the hot water.

Elektromotoren 34a bis 34d werden von einer elektrischen Steuereinheit 35 gesteuert, die wiederum mit der Steuerung 9 (siehe 1) über eine Steuerleitung 38 verbunden ist. Die elektrische Steuereinheit 35 kann auch die eingesetzten Pumpen bzw. Elektromotoren bedarfsgerecht über Steuerleitungen 37 kontrollieren bzw. bedienen.electric motors 34a to 34d be from an electrical control unit 35 controlled, in turn, with the controller 9 (please refer 1 ) via a control line 38 connected is. The electric control unit 35 The pumps or electric motors can also be used as required via control lines 37 check or operate.

Der Container gemäß 4 besitzt noch zwei elektrische Anschlüsse 36a, 36b, an denen die Spannung der Thermoelemente aus den thermoelektrischen Schichten 25 ansteht.The container according to 4 has two more electrical connections 36a . 36b at which the voltage of the thermocouples from the thermoelectric layers 25 pending.

Die Anlage 5 (siehe 1) kann z. B. gemäß dem Schaltbild nach 5 ausgebildet sein. Ausgangspunkt für die Gewinnung von elektrischer Energie aus Wärme ist eine Lagerstätte 3, in der sich heißes Fördergut und Öl unter Druck befinden. Das heiße Fördergut (wie z. B. Wasser) wird zusammen mit dem Öl über das Bohrloch 2 vom Meeresboden 1 gebracht, wo in einer Vorrichtung 43 beim Entspannen des Wassers zumindest aus einem Teil des Wassers sogenannter Flash-Dampf entsteht. Dieser wird über einen Filter 44 und ein Ventil 45 einer Turbine 46 zugeführt. Von der Turbine 46 wird ein elektrischer Generator 47 angetrieben, der einen Wechselstrom abgibt. Durch das Ventil 45 kann zur Regelung der Drehzahl des Generators 47 die Menge des aus der Turbine 46 zugeführten Dampfs verändert werden. Der aus der Turbine 46 ausgetretene Dampf gelangt zu einem mit Meerwasser gekühlten Kondensor 48. Das Kondensat kann zusammen mit dem in der Vorrichtung 43 nicht verdampftem Wasser von einer Pumpe 49 über eine Leitung 50 wieder in die Lagerstätte 3 gepumpt werden. Der aus der Turbine 46 austretende Dampf kann noch zum Heizen von Bauteilen oder Aggregaten 51 genutzt werden. Die Anlage 5 nach 5 umfasst also die Dampferzeugungsvorrichtung 43, den Filter 44, das Ventil 45, die Turbine 46, den elektrischen Generator 47, den Kondensor 48 und die Pumpe 49. Diese Komponenten befinden sich in dem Container, der mit einer dielektrischen Flüssigkeit gefüllt ist und eine Vorrichtung 13 (siehe 1) zur Druckkompensation aufweist.The attachment 5 (please refer 1 ) can z. B. according to the diagram after 5 be educated. Starting point for the recovery of electrical energy from heat is a deposit 3, in which hot conveyed and oil are under pressure. The hot conveyed material (such as water) will go over the well along with the oil 2 from the seabed 1 brought where in a device 43 when relaxing the water at least from part of the water so-called flash steam is formed. This is about a filter 44 and a valve 45 a turbine 46 fed. From the turbine 46 becomes an electric generator 47 driven, which emits an alternating current. Through the valve 45 can be used to control the speed of the generator 47 the amount of out of the turbine 46 supplied steam can be changed. The one from the turbine 46 leaked steam passes to a seawater cooled condenser 48 , The condensate can be mixed with that in the device 43 non-evaporated water from a pump 49 over a line 50 back to the deposit 3 be pumped. The one from the turbine 46 Exiting steam can still be used to heat components or aggregates 51 be used. The attachment 5 to 5 So includes the steam generating device 43 , the filter 44 , the valve 45 , the turbine 46 , the electric generator 47 , the condenser 48 and the pump 49 , These components are located in the container filled with a dielectric fluid and a device 13 (see FIG 1 ) for pressure compensation.

Claims

Device for an underwater oil or gas production facility with a conveyor (4) and with a plant (5) for generating electrical energy from heat, wherein the heat from hot conveyed material (22) is obtained as a separate component of a mixture together with the oil (21) or gas flows out of a borehole (2), wherein a separation device (6) for separating the conveyed material (22) from the oil (21) or gas and the plant (5) for generating the electrical energy on the seabed (1) are stationed and the heat for the generation of electrical energy using the separated from the oil (21) or gas conveyed (22) is obtained.

Device after Claim 1 , characterized in that the separating device (6) has a separation chamber (23) for the separation of the hot conveyed material (22) from the mixture of conveyed material (22) and oil (21) or gas, wherein at least one conduit (14) for removal of the separated conveyed material (22) is insulated by a thermal insulation (24).

Device according to one of the preceding claims, wherein the system (5) for generating the electrical energy comprises at least one thermoelectric generator.

Device according to one of the preceding claims, wherein the system (5) for generating electrical energy with at least one submerged energy consumer or energy storage device (7) is connected.

Device according to one of the preceding claims, wherein a line (14, 50) of the plant (5) for generating electrical energy to the deposit (3) for recycling water contained in the separated conveyed material (22) is present in a circuit.

A method for operating an underwater oil or gas production plant with a conveyor (4) and with a system (5) for generating electrical energy from heat, wherein the heat is recovered using hot conveyed material (22), which is a separate component of a Out of a borehole (2), the method comprising at least the following steps: a) conveying a mixture of conveyed material (22) and oil (21) or gas from an underground deposit (3 ); b) depositing the conveyed material (22) from the oil (21) or gas; c) generating electrical energy from a temperature difference of the separated conveyed material (22) with respect to a coolant; d) returning water contained in the separated material (22) to an underground deposit (3).

Method according to Claim 6 , wherein from the heat of the hot conveyed material (22) by utilizing the thermoelectric effect electrical energy is obtained.

Use of hot separated conveyed material (22), which is taken from a Erdölörderstrom, for electric power generation under water by means of the thermoelectric effect.

Use after Claim 8 , wherein the separated conveyed material (22) is water.