DE1956275A1

DE1956275A1 - Trenngeraet (Separator) fuer unterseeische OElbohrungen

Info

Publication number: DE1956275A1
Application number: DE19691956275
Authority: DE
Inventors: Orieux Pierre P
Original assignee: Compagnie Francaise des Petroles SA
Current assignee: Total Compagnie Francaise des Petroles SA
Priority date: 1968-11-14
Filing date: 1969-11-08
Publication date: 1970-06-11
Also published as: US3599400A; NL6917002A; GB1241748A; CA956897A; FR1591780A

Description

DiPL.-iNG. WILFRID RAECK PATENTANWALT

7 STUTTGART I₁ MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

6, November 1969 / F - C 58 -

COMPAGNIE PRANCAISE DES PETROLES, Michel-Ange,

(Prankreich)

5, rue Michel-Ange, Paris XVI°,

Trenngerät (Separator) für unterseeische Ölbohrungen

Die Erfindung betrifft ein Trenngerät für öl und Gas, insbesondere bei einer Unterwasser-Bohranlage. Es ist bekannt, daß der aus Ölbohrungen koranende Rohstoff einer Trennanlage zugeführt und darin entgast wird. Die dafür üblichen Trenngeräte haben im allgemeinen zylindrische Form mit waagerechter oder senkrechter Achse und enthalten Ablenkflächen, deren Aufgabe darin besteht, beim Auftreffen des Rohöls das darin befindliche Gas freizusetzen. Diese Geräte enthalten ferner Kontrollinstrumente zum Zweck der Regelung und Überwachung der Durchflußmengen von Rohstoff, Gas und entgastem öl.

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Die Anmelderin hat bereits eine neue Art von Trenneinrichtung empfohlen, die speziell zur Behandlung des in dem Abschlußrohr einer Unterwasser-Bohrung aufgefangenen Rohöls entwickelt wurde· Dabei sind die verschiedenen Mengenkontrollgeräte in einer lösbaren Instrumentenkapsel untergebracht, die mit Hilfe einer besonderen Vorrichtung an die eigentliche Trenneinheit angeschlossen ist, deren äußere Form von den üblichen Trenngeräte nicht abweicht·

Obwohl dieses System zahlreiche Vorteile bietet, unterscheidet sich die eigentliche Trenneinheit nicht wesentlich von den bekannten Separatoren. Ihr Wirkungsgrad ist daher diesen ähnlich, und die Unterbringung am Meeresgrund erfordert sowohl wegen der langen Leitungen als auch wegen der Bemessung der Apparatur eine Unterbaufläche, deren unpraktische Installation in der Tiefe beachtet werden muß·

Da andererseits die Leistung der horizontalen Trenngeräte umso größer ist» Je größer ihr Umfang ist, jedoch auf diesem Wege sehr schnelle oberhalb einer gewissen Größe keine Steigerung mehr zu erwarten ist, kann mit solchen Separatoren a» Meeresboden keine Anlage mit gedrängter Bauart und gutem Wirkungsgrad errichtet werden.

Das Trenngerät nach der Erfindung gewährleistet eine bisher nicht erreichbare gedrängte Bauart verbunden mit einem besseren Wirkungsgrad dadurch, daß die Rohstoff- und Gasmengen über Wandflächen des Trenngefäßes in einer Bahn geführt werden, deren Hauptrichtung einwärts gekrümmt verläuft und dabei eine Zentrifugalkraft entstehen läßt. Eine derartige Vorrichtung bringt eine Reihe von Vorteilen. Sie steigert den Wirkungsgrad, und es ist möglich, bei gleicher Länge des Trenngerätes seinen Umfang und Querschnitt und infolgedessen auoh die Stärke der dabei zur Anwendung kommenden Bleche zu verringern·

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Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die neue Trenneinrichtung die Form eines offenen Ringes hat, bei dem die öffnungen für das Einführen des Rohöls und die Entnahme sdes Gases und des entgasten Öls dicht beieinander liegen. Dabei verläuft die Rohölleitung durch eine Wandung des Trenngerätes, die, praktiseh zur Hauptrichtung des Ringes senkrecht stehend, eine Endfläche des Trenngerätes bildet, während die Leitungen für das Qas und das entgaste Ol durch die Wandung am anderen Ende der Trennvorrichtung herausführen.

Auf diese Weise ergibt sich ein Ring-Trenngerät, dessen beide Enden benachbart liegen und es ermöglichen, leicht die Leitungen zusammenzufassen, die den Rohstoff, das Qas und das Ol in eine Instrumentenkapsel bringen, welche die Durchflußmengen und den Füllstand des Trenngerätes überwacht·

Das Trenngerät nach der Erfindung bildet mit seinem Untersatz und dem Abschlußrohr der den Rohstoff liefernden Erdbohrung eine stabile und gedrängte Anlage,/welcher der Unterteil des Abschlußrohres mit dem Unterteil des Trenngerätes zusammenhängt, und das ringförmige Trenngerät das Rohr der Bohrung umgibt.

Bei dieser besonders bequemen Lage des Trenngerätes ist die Verbindung Trenngerät-Abschlußrohr lösbar, da mehrere radial sich erstreckende Träger an ihren Enden Stützen in BUgelform die Ring-Trennvom ohtung tragen. Die obere Fläche der Ringwandung dieses Trenngerätes enthält Befestigungsmittel, an denen sich Arme anfügen, die mit abnehmbaren Verbindungsstücken an einer am oberen Teil des Sohaohtkopfes angebrachten Schelle befestigt sind·

Man erhält auf diese Art ein wirtschaftliches Trenngerät von gedrängter Form mit verbessertem Wirkungsgrad und dem besonderen Vorteil, am Abechlußrohr einer Unterwasser-Bohrung leicht

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angebrachterer davon abgenommen werden können. Der geringe Platzbedarf einer solchen Anlage vermindert auch die Gefahr einer Kollision oder eines Verhakens mit anderen maritimen Geräten.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der an Hand der Zeichnung ein Beispiel für ein Trenngerät in Ringforra näher erläutert ist.

In der Zeichnung zeigt die

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Ringtrennvorrichtung, von der einzelne Teile fortgelassen sind und die am Abschlußrohr einer Bohrung angebracht ist.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 zeigt den Schnitt durch untere Teile der Trennvorrichtung nach der Linie III-III in Fig. 2.

Fig. 4 ist die Schnittzeichnung durch einen anderen Teil nach der Linie IV-IV in Fig. 2.

In dem gewählten Beispiel besteht die Trennanlage aus zwei Teilen, von denen der eine die Meß- und Überwachungsgeräte für die verschiedenen Strömungen enthält, also des Rohrmaterials, des Gases und Öls, bezeichnet als Instrumentenkapsel. Der andere Teil erhält den Rohstoff aus der Instrumentenkapsel zwecks Trennung von öl und Gas und Rückführung der einzelnen Stoffe wieder in die Kapsel. Eine solche Vorrichtung ist in der Anmeldung P 19 50 428.0 vom 7. 10. I969 beschrieben. Obwohl sich diese Art von Trenngeräten besonders gut zur Erläuterung der Erfindung eignet, soll al« Ausführungsbeispiel für die Erfindung von einem Trenngerät der zur Zeit üblichen Art ausgegangen werden.

Das aus der See auftauchende Abschlußrohr einer Bohrung ist mit 1 bezeichnet (Fig. 1 und 2). Aus diesem bringt die Rohrleitung 2 den Rohstoff in die gestrichelt gezeichnete Leitung

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I 1 < I I

und von dort in die Leitung 4 eines um seine Rotationsachse drehbaren Teiles 5· Aus Gründen der klareren Darstellung ist in der Zeichnung die Instrumentenkapsel, welche die weiterleitenden Stücke der Leitungen 4, 6, 7, 8, 9 und 10 des Teiles 5 enthält, nicht dargestellt. Der feste Teil 11 ist die Verbindungselnrichtung der Instrumentenkapsel mit dem Trenngeift.

Nach Durchgang durch die Kapsel gelangt der Rohstoff über die Leitungen 8, 12 und 15 zu dem eigentlichen Trenngefäß· Die Leitung ±J> führt in dieses durch die Abschlußflache 14, wie auf der Zeichnung im Sohnitt dargestellt ist, und zwar über ein angeschweißtes Verbindungselement 13 analog dem, was bei l6 klarer dargestellt ist, zu einem ersten Zylinderstumpfteil 17. Das vorliegende Trenngerät hat eine Ringform, die sich durch das Aneinanderstellen der Elemente wie 18 ergibt. Diese Teile sind Zylinder mit kreisförmigem Querschnitt, deren geneigte Grundflächen vertikal verlaufen und zu einem Kreisquerschnitt symmetrisch liegen. Es ist daher leicht, zwei einander stoßende gleiche Elemente wie 18 und 19 an ihren Schnittflächen wie bei 20 miteinander zu verbinden.

Im ausgewählten Beispiel besteht die Trenneinrichtung aus sieben Zylinderstumpfen, deren ebene Projektion sieben Elemente eines Ootogons darstellt· Das letzte (achte) Element enthält die Leitungen zu dem Trenngerät· So unterliegt der über die Leitung 13 ankommende in das Innere der Trennvorrichtung eintretende Rohstoff einer intensiven zentrifugalen Wirkung, welche die Entgasung begünstigt. Daraus geht hervor, daß für die Erzeugung von entgastem öl für eine gleiche Länge der Trennvorrichtung der Querschnitt der Ring-Trennvorriohtung verringert werden kann und es infolgedessen auch noch möglich 1st, die zu verwendenden Blähe In einer geringeren Stärke herzustellen·

Am Ende des Durchgänge· des Materials sammelt sich da» Gas an Endteil der Trennvorrichtung In der Leitung 21 und gelangt

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ÖAD ORIGINAL ,

durch die Endfläche 22 hindurch über die Leitung 7 zur Instrumentenkapsel. Es kommt daraus zurück über die Leitungen 10 und 25, von denen aus es nach außen als Fackel abgeleitet wird· Das entgaste Ul wird am unteren Teil der Fläche 22 über die Leitungen 24 und 9 aufgenommen und von dort zur Instrumentenkapsel geleitet, aus der es über die Leitungen 6 und 25 zurückkommt, um in die angeschlossenen Leitungen zu fließen«

Am Ende 22 der Trennvorrichtung kann ein Mannloch 26 vorgesehen sein· Oleichfalls enthält das zylindrische Element 27, welches die Endstumpfe der Trennvorrichtung verbindet, das andere Mannloch 28·

Bei- 29, 30 und 31 in Fig· 1 sind Arme gezeichnet, die sich radial um das Abschlußrohr gruppieren und den Bügeln 32 (Fig. 2 und 3) als Stütze dienen· Diese Bügel sind an den Armen 30 entsprechend dem Schnitt III-III angeschweißt· Der Arm 30 gemäß Fig. 4 enthält eine Stufe 34· Auf dieser ist die verbindungseinriohtung 11 gemäß Fig. 2 gehalten· Die Arme 29, 30, 31 und 33 sind am unteren Teil des Abschlußrohres 1 durch den Helfen oder die Schelle 35 gehalten, deren oberer Hand sioh auf den Bund 36 am Unterteil des Abschlußrohres stützt« Ihre Befestigung erfolgt mittels nicht dargestellter Bolzen oder Schrauben'an dem Bund 37·

Die Befestigung des auf den Bügeln 32 ruhenden Trenngerätes wird nooh dadurch vervollständigt, daß auf der oberen Seite des Trenngeräte β Arme 38 - 41 an den Halterungen 42 bis 45 angelenkt sind. Die anderen Enden dieser Arm« sind an Anaohlußstüoken festgeraaoht, die sich an ein·» au· den Elementen 46 und 47 gebildeten Ring befinden« der um den oberen Teil des Absohluörohre« herumgelegt ist und dessen Hälften duroh Bolzen oder Sohrauben festgesogen sind·

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Der Vorteil dieser. Vorrichtung besteht in einer Erleichterung der Einstellung der Trennvorrichtung, wenn diese über dem Abschlußrohr mit Hilfe der sie haltenden angelenkten Arme 38 bis 4l herabgelassen wird. Wenn die Trennvorrichtung sachgemäß auf den Bügeln 32 ruht, und das Verbindungsstück 11 seinen Platz eingenommen hat, werden die Elemente 46 und 47 am oberen Teil des Kopfes herum fest miteinander verbunden.

Ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, kann der aus Rohren 48 bestehende Boden des Trenngerätes in Fig. 1 fortgelassen werden. Die in der Instrumentenkapsel befindlichen Geräte können auch in dem Ringtrenngerät ihren Platz finden. Dann würde die Leitung 2, die vom Abschlußrohr ausgeht, direkt mit der Leitung 13 verbunden werden, entsprechend die Ölleitung 24 mit der Leitung 25 und die Gasleitung 21 mit der Leitung 23. In den Leitungen können wahlweise Absperrschieber vorgesehen sein.

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Claims

Dipl.-INQ. WILFRID RAECK 1 9 5 6 ? 7 S

PATENTANWALT ^?^⁹

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

COMPAGNIE FRANCAISE

DES PETROIES, Paris 6. November I969 / F

- C 58 -

Patentansprüche

1, Trenngefäß für aus einer Erdbohrung zugeführte flüssige und gasförmige Rohstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stoffe über die Gefäßwandungen in einer hauptsächlich einwärts gekrümmten, eine Zentrifugalkraft hervorrufenden Bahn zugeführt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen die Form eines unterbrochenen hohlen Ringes hatund die Abschlußflächen an der Unterbrechungsstelle des Ringes einen Zentriwinkel von weniger als 60 miteinander bilden·
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus aneinander liegenden Zylinderstümpfen (17, 18, 19) zusammengesetzt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen das Abschlußrohr (1) umgebenden Teile an diesem wenigstens teilweise oder indirekt befestigt sind.
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie um das Abschlußrohr (1) einer Erdbohrung herum angeordnet ist und mit dem Unterbau daran befestigt 1st.

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6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß sie starr und abnehmbar mit dem oberen Teil des Absohlußrohres (1) verbunden ist und auf einer fest mit dem Unterteil des Absehlußroh-KopfStückes verbundenen Stütze ruht.
7· Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennaiehnet, daß die obere Fläche seiner Wandung eine Reihe von Haltestücken (42 - 45) aufweist, an denen Tragarme (38 "- 4l) aufgehängt sind, deren andere Enden am Bohrungs-Abschlußrohr mittels einer Schelle (46, 47) befestigt sind.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr eines Ende (14) die Rohöl-Leitung (19) mündet, während am anderen Ende (22) die öl-(24) und Oasleitungen (21) angeschlossen sind.
9. Trennanlage unter Verwendung eines ringförmigen Trenngerätes nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeihnet, daß eine Anzahl rohrförmiger Hüllen (Γ?, 18, 19 ....) um das Absohlußrohr (1) einer Erdbohrung herum miteinander verbunden einen kontinuierlichen rohrförmigen Behälter bilden, von dem ein besonderer Hüllteil (27) mit einem Mannloch (28) zum Einstleg In den Behälter versehen ist, dessen Inneres eine halbmondförmige Trennanordnung bildet und dessen Enden (l4, 22) in der Ebene der Verbindung seiner rohrförmigen Hülle mit dem das Mannloch enthaltenden HUllentell (27) beieinander liegen, wobei an der Außenwand der Hüllenteile eine Reihe von Befestigungsstücken (42 - 45) vorgesehen und an diesen eine Reihe von Tragarmen (38 - 40) angelenkt sind, deren andere Enden an eine um das Abaohlußrohr gelegte Schelle (46, 49) befestigt sind, und daß eine Verbindungseinriohtung (11) die Leitungen (2, 3) dee aus dem Absohlußrohr (1) zugeführten Rohmaterials bzw. die Öl- und Oaaausgangsleitiingen (7, 24, 9) Kittels geeigneter Inetrumenttnkapieln an die Eingangsleitung des Rohmaterials in das Trenngefäß baw· an die aus den

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Trenngefäß kommenden Ul und Gasausgangsleitungen (6, 25) anschließt, wobei das Rohmaterial In das eine Ende (14) des Trenngefäßes eingeführt wird, das öl und Gas an dem anderen Ende (22) entnommen werden« die beiden Enden neben dem Verbindungsstück (11) angeordnet sind, und das Trenngefäß (11) auf einem am Ausgangsrohr befestigten Sockel ruht·

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