ITCO20100041A1

ITCO20100041A1 - Macchina sottomarina e metodi per separare componenti di un flusso di materiale

Info

Publication number: ITCO20100041A1
Application number: IT000041A
Authority: IT
Inventors: Simone Billi; Fabrizio Mammoliti; Andrea Masi; Alessandro Pagliantini; Sergio Palomba
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-01-31
Also published as: EP2412920A1; CN102345453B; JP5814678B2; CN102345453A; RU2562290C2; US8978771B2; US20120024534A1; RU2011131498A; IT1401274B1; JP2012031722A; EP2412920B1

Description

TITLE / TITOLO

SUBSEA MACHINE AND METHODS FOR SEPARATING COMPONENTS OF A MATERIAL STREAM / MACCHINA SOTTOMARINA E METODI PER SEPARARE COMPONENTI DI UN FLUSSO DI MATERIALE

CAMPO TECNICO

Le realizzazioni dell'oggetto divulgato dal presente documento si riferiscono in generale alla separazione di un flusso di un mezzo nei suoi componenti e, più particolarmente, alla separazione di un flusso da un pozzo sottomarino e alla compressione di gas del flusso.

ARTE NOTA

Oggi il petrolio e il gas naturale vengono utilizzati in molti settori della nostra società. Attualmente il petrolio rappresenta la principale fonte di alimentazione nel settore dei trasporti ed è un elemento essenziale in molti campi della produzione manifatturiera, come l'industria della plastica, mentre il gas naturale può essere impiegato come fonte di riscaldamento o per soddisfare altri bisogni energetici. Poiché la nostra società ha consumato nel tempo grandi quantità di petrolio e gas naturale, le riserve più accessibili di questi idrocarburi sono diminuite determinando una ricerca di più petrolio e gas naturale in ambienti sempre più critici. Uno di questi ambienti critici è l'ambiente sottomarino.

Attualmente, ad alcune profondità, è possibile estrarre petrolio e gas naturale da un pozzo sottomarino. Una panoramica di questo processo è mostrata in figura 1. La figura 1 mostra un pozzo sottomarino 102 attraverso cui scorre il flusso di una miscela in direzione di un separatore 104. Questa miscela può contenere petrolio, gas, fango, acqua e altri materiali che scorrono dal pozzo sottomarino 102 e che sono mescolati fisicamente tra loro. Il separatore 104 separa la miscela nei diversi componenti, ad esempio il gas e gli altri materiali. Il gas viene quindi trasferito a un compressore 106 che comprime il gas e veicola il gas lungo i vari impianti 108, ad esempio una struttura di stoccaggio 108.

Attualmente esistono tanti diversi tipi di separatori 104 per la separazione dei componenti di un flusso. Un esempio di separatore 104 è mostrato in figura 2. Si tratta di un separatore 104 centifugo. Inizialmente, un flusso liquido/gassoso 202 s'immette nel separatore centrifugo 104. Il flusso liquido/gassoso 202 supera un componente della turbolenza 204 e attraversa una camera di separazione 206 che conduce all'estrazione del gas 208. Il risultato di questo processo è la creazione di due flussi distinti: un flusso privo di liquidi 210 e un flusso liquido 212. Altri tipi di separatori 104 comprendono separatori acustici, agglomeratori elettrostatici e separatori magnetici.

Come descritto in precedenza, l'ambiente sottomarino è un ambiente critico per l'estrazione di petrolio e gas. Inoltre, la sfida attuale è rappresentata dalla produzione di attrezzature in grado di operare in questo ambiente in sicurezza ed efficienza in termini di costo. Pertanto, si raccomandano sistemi e metodi per il miglioramento delle operazioni sottomarine.

RIEPILOGO

Secondo una realizzazione esemplificativa, si presenta una macchina sottomarina per la separazione di una miscela ricevuta da un pozzo sottomarino. La macchina sottomarina comprende: una camera configurata per la ricezione e la separazione gravitazionale della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino. La camera comprende: un alloggiamento configurato per contenere la miscela ricevuta dal pozzo sottomarino durante la separazione, un pistone posto all'interno dell'alloggiamento che divide l'alloggiamento in una sezione superiore e una inferiore. Il pistone è configurato per spostarsi in una prima direzione lungo un asse per creare più spazio nella sezione superiore così da ricevere la miscela dal pozzo sottomarino e per spostarsi in una seconda direzione opposta alla prima così da eliminare la miscela dalla camera dopo la separazione. La macchina sottomarina inoltre comprende: una sezione del compressore fluidamente collegata alla sezione superiore e configurata per ricevere, comprimere e propellere il gas verso gli impianti sulla terraferma.

Secondo una realizzazione esemplificativa, si presenta un metodo per la separazione di una miscela ricevuta da un pozzo sottomarino in una macchina sottomarina. Il metodo comprende: ricezione e separazione della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino in una camera; contenimento della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino durante la separazione in un alloggiamento; spostamento di un pistone in una prima direzione lungo un asse per creare più spazio nella camera così da ricevere la miscela e spostamento del pistone in una seconda direzione opposta così da eliminare la miscela dalla camera dopo la separazione;

ricezione e compressione del gas a una sezione del compressore; e propulsione del gas compresso verso gli impianti sulla terraferma.

Secondo un'altra realizzazione esemplificativa, si presenta una macchina sottomarina per la separazione di una miscela ricevuta da un pozzo sottomarino. La macchina sottomarina comprende: una camera configurata per ricevere la miscela dal pozzo sottomarino ed eiettare la miscela mediante la pressione dell'acqua marina internamente alla camera.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

I disegni allegati mostrano realizzazioni esemplificative, in cui:

la figura 1 illustra l'attrezzatura utilizzata in un flusso di una miscela, da un pozzo sottomarino verso gli impianti sulla terraferma;

la figura 2 mostra un separatore centrifugo;

la figura 3 illustra l'attrezzatura utilizzata in un flusso della miscela, da un pozzo sottomarino verso gli impianti sulla terraferma, secondo le realizzazioni esemplificative;

la figura 4 illustra un'attrezzatura alternativa utilizzata in un flusso della miscela, da un pozzo sottomarino verso gli impianti sulla terraferma, secondo le realizzazioni esemplificative;

la figura 5 mostra una macchina sottomarina, secondo le realizzazioni esemplificative;

la figura 6 mostra una torre con una tubazione a forma di U, un compressore e gli impianti sulla terraferma, secondo le realizzazioni esemplificative;

la figura 7 illustra una serie di macchine sottomarine che ricevono una miscela dal pozzo sottomarino, secondo le realizzazioni esemplificative;

la figura 8 illustra una serie di macchine sottomarine che operano in parti diverse del ciclo di separazione, secondo le realizzazioni esemplificative;

la figura 9 illustra un diagramma di flusso per un metodo di separazione della miscela ricevuta da un pozzo sottomarino nella macchina sottomarina, secondo le realizzazioni esemplificative.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

La seguente descrizione dettagliata delle realizzazioni esemplificative fa riferimento ai disegni allegati. Numeri di riferimento identici in disegni diversi identificano elementi identici o simili. I disegni non sono necessariamente in scala. Inoltre, la seguente descrizione dettagliata non pone un limite all'invenzione. Al contrario, il campo di applicazione dell'invenzione è definito nelle rivendicazioni in calce.

In tutta la descrizione dettagliata il riferimento a “una realizzazione” sta a indicare che una particolare caratteristica, struttura o proprietà descritta in relazione a una realizzazione, è inclusa in almeno una realizzazione dell'oggetto divulgato. Pertanto, l’utilizzo delle espressioni "in una realizzazione" in vari punti della descrizione dettagliata non farà necessariamente riferimento alla medesima realizzazione. Inoltre, le particolari caratteristiche, strutture o proprietà possono essere opportunamente combinate in una o più realizzazioni esemplificative.

Come descritto nella sezione Arte nota, l'estrazione di petrolio e/o gas da un pozzo sottomarino è un'operazione impegnativa.. Secondo le realizzazioni esemplificative, sono presenti componenti esemplificativi per la fornitura del componente gas da un pozzo sottomarino come mostrato in figura 3. La figura 3 mostra un pozzo sottomarino 302 da cui una miscela, che può contenere petrolio, gas, fango, acqua e altri materiali o sostanze che sono fisicamente mescolate fra loro, scorre verso una macchina sottomarina 304. La macchina sottomarina 304 può essere collocata sul fondo del mare relativamente vicino al pozzo sottomarino 302. La macchina sottomarina 304 separa il gas dagli altri componenti della miscela, comprime il gas e veicola il gas verso gli impianti sulla terraferma 306. In un'applicazione, la separazione avviene solo per effetto della gravità e nessuna macchina o dispositivo è utilizzato per realizzare tale separazione. In quest'applicazione, la separazione si ottiene consentendo semplicemente alla miscela di separarsi per azione della gravità (poiché gas, fluido e fango della miscela hanno densità diverse). Secondo una realizzazione esemplificativa alternativa, le funzioni di separazione e compressione possono essere distinte come mostrato in figura 4, nella quale si evidenziano: il pozzo sottomarino 302, una macchina sottomarina 402 (che esegue la separazione del flusso dal pozzo sottomarino 302), un compressore 404 e gli impianti sulla terraferma 306.

Secondo una realizzazione esemplificativa, s'individua una macchina sottomarina 304 per la separazione della miscela nei vari componenti, ad esempio un componente gas, un componente liquido e un componente fango. Sarà ora descritta la macchina sottomarina 304 esemplificativa mostrata in figura 5. La macchina sottomarina 304 comprende una camera 502 per la ricezione e la separazione della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino 302 e una sezione del compressore 504 per la compressione di un componente gas della miscela ricevuta. La camera 502 può avere un'altezza compresa fra i 5 e i 10 metri, ma a seconda delle diverse realizzazioni esemplificative è possibile utilizzare anche altre altezze. La camera 502 comprende una sezione di aspirazione della miscela 506 per la ricezione della miscela dal pozzo sottomarino 510 e una sezione di aspirazione dell'acqua marina 508 per la ricezione dell'acqua marina. L'acqua marina ricevuta è sottoposta a una pressione che è collegata alla profondità della sezione di aspirazione dell'acqua marina 508 della superficie di un corpo di acqua, come ad esempio un oceano, in cui è collocata la macchina sottomarina 304. Questa pressione sottomarina consente, se lo si desidera, di mantenere all'interno della camera 502 una pressione costante.

Secondo le realizzazioni esemplificative, la camera 502 ha un alloggiamento 526 che contiene una sezione superiore 514, una sezione inferiore 516 e un pistone 512 che divide le due sezioni e che può muoversi su e giù lungo un asse (come mostrato dalla doppia freccia 518). Il diametro del pistone 512 può variare all'interno di un intervallo di qualche metro (ad esempio da 1 a 10 metri) e/o può essere aumentato in relazione all'altezza della camera 502.

La camera 502 può separare la miscela ricevuta dal pozzo 510 tramite la miscela che entra nella sezione superiore 514 della camera 502. Questo flusso di materiale in entrata è sottoposto a una pressione (la pressione del pozzo ad esempio) ed esercita una pressione sul pistone 512 spingendolo verso il fondo della camera 502. Una volta che la sezione superiore 514 raggiunge la portata desiderata, il flusso di miscela in entrata viene bloccato. A tal fine è possibile aggiungere un dispositivo di arresto 525 per bloccare il movimento del pistone 512. Altri dispositivi possono essere utilizzati per ottenere lo stesso risultato. La miscela si separa successivamente nel corso del tempo, ad esempio ore, per effetto della gravità. Per cui si verifica che il gas raggiunge la sommità della sezione superiore 514, le sostanze solide raggiungono il fondo della sezione superiore 514 e il liquido finisce fra il gas e le sostanze solide. Secondo le realizzazioni esemplificative, è possibile introdurre nella camera 502 suono e vibrazione per accelerare il processo di separazione, riducendo così il tempo ciclo di separazione, come mostrato nel modulo facoltativo suono/vibrazione 528. Inoltre, è possibile eseguire una pre-compressione della miscela dal pozzo 510 per facilitare la separazione del contenuto liquido dalla miscela.

Secondo le realizzazioni esemplificative, la macchina sottomarina 304 presenta anche quattro uscite. Un'uscita per l'estrazione di gas 520 è posta sulla sommità della camera 502 e collega la camera 502 alla sezione del compressore 504. Inoltre, quando necessario, l'uscita per l'estrazione di gas 520 consente il passaggio di gas dalla sezione superiore 514 alla sezione del compressore 504. Un'uscita per l'estrazione di liquido 522 consente l'eliminazione di liquido dalla sezione superiore 514 una volta avvenuta la separazione. Un'uscita per l'estrazione di fango 530 consente l'eliminazione di fango (e altre sostanze solide o semisolide) dalla sezione superiore 514 una volta avvenuta la separazione. L'eliminazione di gas, liquido e fango viene eseguita muovendo il pistone 512 verso l'alto. Pertanto, in un'applicazione, le uscite sono collocate così da corrispondere a un unico componente (gas, liquido, fango, etc.) per un dato volume della sezione superiore 514. La sezione inferiore 516 è utilizzata per contenere l'acqua marina e muovere il pistone 512 in alto quando desiderato. Inoltre, la sezione inferiore 516 comprende un'uscita per l'estrazione di acqua marina 524 che serve all'eliminazione dell'acqua marina quando si desidera muovere il pistone 512 verso il basso.

Una volta che la miscela è separata, è possibile spostare il pistone 512 verso l'alto. Questo avviene consentendo all'acqua marina di entrare attraverso l'apposita sezione di aspirazione per l'acqua marina 508. L'acqua marina è sottoposta a una pressione relativa alla profondità del mare che viene esercitata sul fondo del pistone 512. Poiché questa pressione è maggiore della pressione esercitata dalla miscela nella sezione superiore 514, il pistone 512 si muove verso l'alto, spingendo così i diversi componenti separati della miscela (fango, liquido e gas) verso le rispettive uscite per l'estrazione della sezione superiore 514.

Inoltre, se desirato, è possibile inserire altri mezzi meccanici per aiutare il movimento del pistone 512. Il movimento verso l'alto del pistone 512 può essere limitato dal controllo dell'aspirazione dell'acqua marina. Inoltre, se risultasse necessaria una compressione extra, è possibile inserire un sistema di pompaggio in corrispondenza della sezione di aspirazione dell'acqua marina 508. Le diverse frecce non numerate mostrate in figura 5 indicano il flusso direzionale dei diversi flussi e componenti summenzionati.

Secondo altre realizzazioni esemplificative, è possibile mettere in linea varie combinazioni di valvole e pompe in aree diverse per facilitare le realizzazioni esemplificative sopra menzionate. Ad esempio, le valvole possono essere collocate se Io si desidera solo per consentire l'entrata e l'uscita di un flusso. A tal fine le valvole possono essere collocate a ciascuna entrata/uscita della camera 502. Inoltre, secondo altre realizzazioni esemplificative, le pompe possono essere aggiunte per facilitare il movimento di un flusso, facilitando così l'eliminazione di un flusso qualsiasi, che sia fango, liquido o gas, e/o facilitare il movimento del pistone 512. Se la sezione di aspirazione dell'acqua marina 508 è chiuso da una valvola, allora non è necessaria alcuna pompa. Basta utilizzare la pressione della miscela dal pozzo per muovere il pistone verso il basso e quindi estrarre l'acqua (a seconda della pressione verso il basso). Tuttavia, secondo altre realizzazioni esemplificative, è possibile impiegare una pompa per consentire l'estrazione di acqua.

La figura 5 mostra due esempi di pompe di estrazione e di aspirazione diverse: le pompe di aspirazione 532 e le pompe di estrazione 534. Nella figura sono collegate al fondo della camera 502, ma possono essere collocate in posizioni diverse secondo necessità, come ad esempio in linea con un'uscita o con una sezione di aspirazione.

In alcune realizzazioni esemplificative, il compressore 504 è un compressore centrifugo, ma in altre realizzazioni vengono impiegati altri tipi di compressore. Secondo le realizzazioni esemplificative, la macchina sottomarina 304 è inoltre mostrata in figura 5 come unità singola, ma la figura 4 mostra che la camera di separazione 502 e il compressore 504 possono essere articolate anche in due unità distinte.

Secondo un'altra realizzazione esemplificativa, un modello diverso di macchina sottomarina può essere utilizzata per la separazione della miscela come mostrato da una torre con tubazione a forma di U 602 in figura 6. Tale torre può ricevere la miscela dal pozzo sottomarino 302 mediante l'imbocco 606 o 608. A seconda delle necessità è possibile introdurre acqua marina attraverso una sezione di aspirazione dell'acqua marina 618, ma è possibile utilizzare altri liquidi o materiali. L'acqua marina funge da barriera fra le due parti della colonna della torre con tubazione a U 602. Al momento della separazione, il petrolio defluisce attraverso l'uscita di estrazione del petrolio 610 o 612, mentre il gas passa attraverso l'uscita di estrazione del gas 614 o 616. Il gas viene poi compresso dal compressore 604 e inviato a un impianto sulla terraferma 306. I fanghi o le sostanze solide possono essere eliminati unitamente al liquido. Tuttavia, secondo altre realizzazioni esemplificative, è possibile impiegare un'altra uscita dedicata esclusivamente al deflusso di fango e sostanze solide. Inoltre, il compressore 604 può essere integrato nella torre con tubazione a U 602 o fornito separatamente.

Durante il funzionamento, la torre con tubazione a U 602 inizia ad operare con una certa quantità di acqua marina (o altro liquido/materiale) nella sezione inferiore 620 del tubo. Le uscite di aspirazione e di estrazione 610, 612,614 e 616 sono chiuse. Gli imbocchi 606 e 608 sono aperti per consentire al materiale, ad esempio la miscela di petrolio/gas e altre sostanze, di immettersi in una prima sezione verticale 622 e in una seconda sezione verticale 624 della torre con tubazione a U 602. Una volta che nella torre 602 è entrata la quantità di materiale desiderata, gli imbocchi 606 e 608 vengono chiusi. Dopo un lasso di tempo sufficiente, ad esempio ore, a realizzare la separazione, l'imbocco 608 viene riaperto per far entrare altra miscela all'interno della sezione verticale 622. Questa è la configurazione esemplificativa mostrata in figura 6. Successivamente, le uscite di estrazione 614 e 610 vengono aperte per consentire l'uscita di gas e petrolio grazie alla forza esercitata sull'acqua marina dalla miscela del pozzo che entra attraverso l'imbocco 608. Tale forza viene poi applicata alla parte di petrolio e alla parte di gas. Una volta che il gas e il petrolio sono stati estratti, l'imbocco 608 viene chiuso consentendo un nuovo ciclo di processo (sull'altro lato della torre 602).

Secondo le realizzazioni esemplificative, il pozzo sottomarino 302 può fornire una molteplicità di macchine sottomarine 304 (o di torri 602 con i relativi compressori 604) come mostrato in figura 7. Questa capacità di avere un numero variabile di macchine sottomarine consente di inviare all'impianto sulla terraferma 306 (mostrato in figura 3) un flusso continuo di materiale separato. Inoltre, consente una modularizzazione secondo necessità. Secondo una realizzazione esemplificativa, una rete di assistenza per la produzione di un unico pozzo sottomarino 302 potrebbe essere composta da 10-15 unità. Un esempio di una rete di otto macchine sottomarine si trova in figura 8, in cui vengono mostrate le relative posizioni del pistone 512 per ciascuna macchina sottomarina 304. Secondo le realizzazioni esemplificative, i pistoni 512 hanno iniziato a muoversi su e giù in sei macchine sottomarine 304, mentre in due macchine sottomarine 304 (quella all'estrema sinistra e quella all'estrema destra) il pistone 512 è fermo nella sua posizione più bassa a indicare che la separazione è ancora in corso e assicurare così una produzione complessiva continua verso l'impianto sulla terraferma 306. Inoltre, la configurazione mostrata è quella della torre 602, ma è possibile impiegare altre configurazioni, a seconda dei requisiti specifici richiesti da un processo simile.

Secondo le realizzazioni esemplificative, si presenta un metodo per la separazione di una miscela ricevuta da un pozzo sottomarino 302 nella macchina sottomarina 304 come mostrato nel diagramma di flusso di figura 9. Il metodo comprende: un passaggio 902 di ricezione e separazione della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino in una camera; un passaggio 904 di contenimento della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino durante la separazione in un alloggiamento; un passaggio 906 di spostamento di un pistone in una prima direzione lungo un asse mediante la pressione della miscela dal pozzo per creare più spazio nella camera in modo tale da ricevere la miscela e di spostamento del pistone in una seconda direzione opposta lungo un asse mediante la pressione del mare (relativa alla profondità della sezione di aspirazione dell'acqua marina 508 dalla superficie di un corpo d'acqua in cui è collocata la macchina sottomarina 304) in modo tale da eliminare la miscela dalla camera dopo la separazione, in cui il pistone interno all'alloggiamento divide l'alloggiamento stesso in una sezione superiore e una inferiore; un passaggio 908 di ricezione e compressione del gas alla sezione del compressore fluidamente connesso alla sezione superiore; e un passaggio 910 di propulsione del gas compresso verso gli impianti sulla terraferma.

Il metodo può prevedere anche uno o alcuni dei passaggi seguenti: ricezione della miscela dal pozzo sottomarino al primo imbocco, che è connesso alla sezione superiore ed è disposto vicino a un'estremità superiore della camera; ricezione di acqua marina a un secondo imbocco, che è collegato alla sezione inferiore ed è disposto vicino a un'estremità inferiore della camera; passaggio di un gas attraverso una prima uscita di estrazione che collega la sezione superiore alla camera e alla sezione del compressore e che è collocata lungo l'estremità superiore della camera; deflusso di un liquido dalla camera attraverso una seconda uscita di estrazione collocata sotto la prima uscita di estrazione e collegata alla sezione superiore; deflusso di fango dalla camera attraverso una terza uscita disposta sotto la seconda uscita di estrazione e collegata alla sezione superiore; deflusso di acqua marina dalla camera attraverso una quarta uscita di estrazione collocata sotto la terza uscita di estrazione e collegata alla sezione inferiore vicino all'estremità inferiore della camera; generazione, tramite un modulo di vibrazione sonora, di suono, vibrazione o una combinazione di entrambi per ridurre il tempo richiesto per eseguire la separazione della miscela ricevuta; estrazione di acqua marina dalla camera con una pompa; estrazione di gas dalla camera dopo la separazione con la sezione del compressore; estrazione di liquido dalla camera dopo la separazione con una pompa di estrazione per liquidi; ed estrazione di fango e altre sostanze solide/semisolide dalla camera dopo la separazione con una pompa di estrazione per fanghi.

Secondo una realizzazione esemplificativa, una macchina sottomarina per la separazione dì una miscela ricevuta da un pozzo sottomarino comprende una camera configurata per la ricezione della miscela dal pozzo sottomarino e di acqua marina così come per l'espulsione della miscela per mezzo di una pressione dell'acqua marina interna alla camera. La macchina può essere fornita anche di un pistone collocato all'interno della camera e che la divide in una prima sezione e in una seconda sezione. Tale pistone è configurato per muoversi in una prima direzione lungo un asse mediante la pressione esercitata dalla miscela ricevuta dal pozzo sottomarino per creare più spazio nella sezione superiore così da ricevere la miscela dal pozzo sottomarino e per muoversi in una seconda direzione opposta lungo l'asse mediante la pressione dell'acqua marina per espellere dalla prima sezione la miscela separata nelle sue parti liquida, gassosa e fangosa attraverso le rispettive uscite; una prima entrata con un'apposita valvola nella prima sezione attraverso cui entra la miscela nella prima sezione alla pressione del pozzo; una prima uscita con un'apposita valvola nella prima sezione attraverso cui esce la miscela dalla prima sezione; una seconda entrata con un'apposita valvola nella seconda sezione attraverso cui entra l'acqua marina; e una seconda uscita con un'apposita valvola nella seconda sezione attraverso cui esce l'acqua. La macchina può presentare un primo foro di uscita configurato per collegare la prima sezione della camera e la sezione del compressore e consentire il passaggio di una parte gassosa della miscela; un secondo foro di uscita per espellere la parte liquida della miscela dalla prima sezione della camera che è disposta sotto la prima uscita di estrazione; e un terzo foro di uscita configurato per espellere la parte fangosa della miscela dalla prima sezione della camera e collegato sotto la seconda uscita di estrazione. Il pistone può muoversi in modo tale da fornire una prima separazione fra le parti liquida, gassosa e fangosa della miscela aH'intemo della prima sezione. Il pistone della macchina può muoversi in modo tale da fornire una prima compressione della miscela all'interno della sezione. La miscela ricevuta dal pozzo sottomarino può contenere due o più sostanze diverse che sono mescolate fisicamente fra loro.

Le realizzazioni esemplificative summenzionate sono da intendersi a scopo illustrativo e non limitativo della presente invenzione. Pertanto, la presente invenzione ammette molte variazioni in fase di realizzazione, facilmente desumibili da una persona esperta in materia in base alla descrizione ivi contenuta. Tutte le predette variazioni e modifiche sono considerate rientranti nello scopo e nello spirito della presente invenzione, come definito dalle rivendicazioni di seguito esposte. Nessun elemento, azione o istruzione utilizzati nella descrizione della presente applicazione è interpretabile come cruciale o essenziale a meno che non sia diversamente dichiarato. Inoltre, nel presente documento l'articolo indeterminativo si intende comprensivo di uno o più oggetti.

La presente descrizione scritta utilizza degli esempi relativi all'oggetto divulgato, inclusa la modalità migliore, per consentire a qualsiasi esperto in materia di attuare l'invenzione, compresi la realizzazione e l'utilizzo di qualsiasi dispositivo o sistema nonché l'esecuzione di qualsiasi metodo incluso. L'ambito brevettabile dell'oggetto del presente è definito dalle rivendicazioni e può includere altri esempi noti agli esperti in materia. Tali altri esempi rientrano nell'ambito delle rivendicazioni se caratterizzati da elementi strutturali che non differiscono dal linguaggio letterale delle rivendicazioni, oppure nel caso in cui includano elementi strutturali equivalenti con differenze non significative rispetto ai linguaggi letterali delle rivendicazioni.

Claims

CLAIMS / RIVENDICAZIONI: 1. Una macchina sottomarina per la separazione di una miscela ricevuta da un pozzo sottomarino comprendente: una camera configurata per la ricezione e la separazione gravitazionale della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino e che è composta da: un alloggiamento configurato per contenere la miscela ricevuta dal pozzo sottomarino durante la separazione e un pistone posto all'interno dell'alloggiamento che divide l'alloggiamento stesso in una sezione superiore e una inferiore. Tale pistone è configurato per muoversi in una prima direzione lungo un asse per creare più spazio nella sezione superiore in modo tale da ricevere la miscela dal pozzo sottomarino e per muoversi in una seconda direzione opposta lungo l'asse in modo tale da eliminare la miscela dalla sezione superiore dopo la separazione; e una sezione del compressore fluidamente collegata alla sezione superiore e configurata per ricevere, comprimere e propellere il gas verso gli impianti sulla terraferma. 2. La macchina sottomarina della rivendicazione 1 comprendente inoltre: un primo imbocco collegato alla sezione superiore, configurato per ricevere la miscela dal pozzo sottomarino e collocato vicino all'estremità superiore della camera; e un secondo imbocco collegato alla sezione inferiore, configurato per ricevere l'acqua marina e collocato vicino all'estremità inferiore della camera. 3. La macchina sottomarina della rivendicazione 1 comprendente inoltre: una prima uscita di estrazione configurata per collegare la sezione superiore alla camera e alla sezione del compressore e consentire il passaggio di un gas. Tale uscita è collocata all'estremità superiore della camera; una seconda uscita di estrazione collegata alla sezione superiore e configurata per consentire il deflusso del liquido dalla camera. Tale uscita è collocata sotto la prima uscita di estrazione; una terza uscita di estrazione collegata alla sezione superiore e configurata per consentire il deflusso del fango dalla camera. Tale uscita è collocata sotto la seconda uscita di estrazione; e una quarta uscita di estrazione collegata alla sezione inferiore e configurata per consentire il deflusso di acqua marina dalla camera. Tale uscita è collocata sotto la terza uscita di estrazione vicino all'estremità inferiore della camera. 4. La macchina sottomarina della rivendicazione 1 comprendente inoltre: un modulo di vibrazione sonora configurato per un utilizzo selettivo di suono, vibrazione o una combinazione di entrambi al fine di ridurre il tempo richiesto per eseguire la separazione della miscela ricevuta. 5. La macchina sottomarina della rivendicazione 1 comprendente inoltre: una pompa configurata per estarre acqua marina dalla camera. 6. La macchina sottomarina della rivendicazione 1, in cui la camera ha un'altezza compresa fra 1 e 10 metri. 7. La macchina sottomarina della rivendicazione 1, in cui la sezione del compressore estrae il gas dalla camera a separazione ultimata. 8. La macchina sottomarina della rivendicazione 1 comprendente inoltre: una pompa di estrazione per liquidi configurata per estrarre liquido dalla camera dopo la separazione; e una pompa di estrazione per fanghi configurata per estrarre fango e altre sostanze solide/semisolide dalla camera dopo la separazione. 9. Un metodo per la separazione di una miscela ricevuta da un pozzo sottomarino in una macchina sottomarina comprendente: ricezione e separazione della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino in una camera; un contenimento della miscela ricevuta dal pozzo sottomarino durante la separazione in un alloggiamento; movimento di un pistone in una prima direzione lungo un asse per creare più spazio nella camera in modo tale da ricevere la miscela e movimento in una seconda direzione opposta lungo l'asse in modo tale da eliminare la miscela dalla sezione superiore dopo la separazione, il pistone posto all'interno dell'alloggiamento divide l'alloggiamento stesso in una sezione superiore e una inferiore; ricezione e compressione del gas alla sezione del compressore fluidamente collegata alla sezione superiore; e propulsione del gas compresso verso gli impianti sulla terraferma. 10. Una macchina sottomarina per la separazione di una miscela ricevuta da un pozzo sottomarino comprendente: una camera configurata per ricevere la miscela dal pozzo sottomarino e l'acqua marina ed eiettare la miscela mediante la pressione dell'acqua marina all'interno della camera. CLAIMS / RIVENDICAZIONI: 1. A subsea machine for separating a mixture received from a seabed well, the subsea machine comprising: a chamber configured to receive and separate by gravity the mixture received from the seabed well, the chamber including: a housing configured to contain the mixture received from the undersea well during separation, and a piston provided inside the housing and separating the housing into a top section and a bottom section, the piston being configured to move in a first direction along an axis to create more space in the top section for receiving the mixture from the seabed well and to move in a second opposite direction along the axis for removing the mixture from the top section after separation has occurred; and a compressor section fluidly connected to the top section, the compressor section being configured to receive, compress and propel the gas towards an onshore facilities.
2. The subsea machine of claim 1 , further comprising: a first intake connected to the top section and configured to receive the mixture from the seabed well, the first intake being disposed near a top end of the chamber; and a second intake connected to the bottom section and configured to receive seawater, the second intake being disposed near a bottom end of the chamber.
3. The subsea machine of claim 1 , further comprising: a first extraction exit configured to connect the top section of the chamber and the compressor section and to allow passage of a gas, the first extraction exit being disposed through the top end of the chamber; a second extraction exit connected to the top section and configured to exit liquid from the chamber, the second extraction exit being disposed below the first extraction exit; a third extraction exit connected to the top section and configured to exit mud from the chamber, the third extraction exit being disposed below the second extraction exit; and a fourth extraction exit connected to the bottom section and configured to exit seawater from the chamber, the fourth extraction exit being disposed below the third extraction exit near the bottom end of the chamber.
4. The subsea machine of claim 1 , further comprising: a sound vibration module configured to selectively use sound, vibration or some combination of sound and vibration to reduce the time required for separation of the received mixture to occur.
5. The subsea machine of claim 1 , further comprising: a pump configured to extract seawater from the chamber.
6. The subsea machine of claim 1, wherein the chamber has a height substantially in a range of 1.0-10.0 meters.
7. The subsea machine of claim 1, wherein the compressor section extracts the gas from the chamber after separation has occurred.
8. The subsea machine of claim 1 , further comprising: a liquid extraction pump configured to extract liquid from the chamber after separation has occurred; and a mud extraction pump configured to extract mud, other solids, and other semisolids from the chamber after separation has occurred.
9. A method for separating a mixture received from a seabed well in a subsea machine, the method comprising: receiving and separating the mixture received from the seabed well in a chamber; containing the mixture received from the seabed well during separation in a housing; moving a piston in a first direction along an axis to create more space in the chamber for receiving the mixture and moving the piston in a second opposite direction along the axis for removing the mixture from the chamber after separation has occurred, the piston provided inside the housing and separating the housing into a top section and a bottom section; receiving and compressing the gas at the compressor section, the compressor section fluidly connected to the top section; and propelling the compressed gas towards an onshore facilities.
10. A subsea machine for separating a mixture received from a seabed well, the subsea machine comprising: a chamber configured to receive the mixture from the seabed well and sea water and to eject the mixture by using a pressure of the sea water inside the chamber.