JP2013512089A - スラグサプレッサ及び／又は噴霧化装置を用いた遠心湿式ガス圧縮又は膨張 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体含有量の増大した多相流体を圧縮又は膨張に先立ってスラグサプレッサ及び／又は噴霧化装置に通すことによってこのような多相流体を取り扱う遠心圧縮機又はエクスパンダの能力を向上させる装置及び方法に関する。

Description

本願において開示される本発明は、流体取り扱いシステムにおける多相流体の圧縮又は膨張に利用される技術に関する。

〔関連出願の説明〕
本願は２００９年１１月２５日に出願された米国特許仮出願第６１／２６４，４１４号（発明の名称：CENTRIFUGAL WET GAS DOMPRESSION OR EXPANSION WITH A SLUG SUPPRESSOR AND/OR ATOMIZER）の権益主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。

本項は、本発明の例示の実施形態と関連している場合のある当該技術分野の種々の観点を紹介するものである。この説明は、本発明の特定の観点の良好な理解を容易にする技術内容の枠組みを提供するのを助けるものと考えられる。従って、本項は、このような見方で読まれるべきであり、必ずしも本項の記載内容が先行技術である旨の承認として読まれるべきではない。

伝統的に理解されているように、遠心圧縮機又はガス（又は気体（なお、本明細書において、ガスという用語と気体という用語は区別なく用いられる））エクスパンダ（膨張機と呼ばれることもある）は、液体スラグを取り扱うことはなく、遠心圧縮機又はガスエクスパンダは、１体積パーセントのほんの少しの液体しか取り扱わないことを前提条件としている。このため、多くの用途では、遠心圧縮機又はエクスパンダを利用する前に液体を除去し又は分離しようとして高価な液体セパレータ、脱水プロセス及び／又はユニットスクラバが利用されている。これら装置は、特定の作動条件に合わせて設計されている場合が多く、この場合、所与のプロセス流量で取り扱うことができる気体体積フラクション（Gas Volume Fraction ：ＧＶＦ）の範囲が制限される。この高価且つ複雑な処理機器を用いた場合であっても、液体レベルが急に高くなった場合、液体は、液体セパレータをすぐに飽和させ、満杯にし、そして液体セパレータの液体収容能力をいったん超えると、液体セパレータをオーバーフローし、その結果、圧縮機又はエクスパンダ機器のスラッギングが生じる。

一般に、流体が９０％ＧＶＦ未満であることが知られている場合には多相ポンプが用いられるのが良い。遠心圧縮機は、ＧＶＦが９９．７以上である用途に制限される場合が多く、この場合であっても、機械内には安定性やシール及び軸受の信頼性に悪影響を及ぼす問題が生じる場合がある。したがって、この狭い範囲から外れたプロセスに関し、現行のやり方は、関連プロセス及び機器に設計上の制限がある場合であっても遠心圧縮機の利用に先立って流体を分離することである。同じことは、ガスエクスパンダにも当てはまり、ガスエクスパンダは、機能的には、エネルギーをエクスパンダ前後のプロセス圧力降下により一形態又は別の形態で抽出するために逆方向に動作する遠心圧縮機である。セパレータ、スクラバ及び脱水ユニットは、高価であり且つ液体収容能力及び体積流量範囲が制限されているだけでなく、極めて嵩張っており、例えば沖合又は海上プラットフォーム、海底処理施設又は陸上施設のような場所では費用の高く付く固定資産（土地建物）を必要とする。これと複雑な制御システム及びポンプ、レギュレータ、レベルコントローラ、トランスミッタ及びフィルタのような追加の補助機器との組み合わせにより、これらシステムの複雑さや故障の恐れが増大する。スラグが深刻な損傷を引き起こす場合のあるプロセスの一例が図１に示されており、図１は、セパレータ４を用いて液体をガス又は気体から分離し、次に遠心圧縮機２１及びポンプ１２を用いてガスと液体を別々にブーストすることができるようにする典型的な油井又はガス井流れ施設を示している。次に、ガスと液体を再び１４で合流させ、その目的は、これら両方をパイプラインにより処理施設に輸送することにある。１つの機械を用いて合流流れを輸送することができれば、これは、システム全体の総コスト及び複雑さを大幅に減少させる可能性を有する。

液体に関する幾つかの追加の問題は、機械の安定性だけでなく、羽根車やディフューザのエロージョン、ファウリングであり、液体が機械の中で圧縮されている間に瞬間蒸発し又は揮発した場合に結果として不均衡状態が生じる。しかしながら、試験結果の示すところによれば、衝撃箇所での液体速度を減速すると共に粒径（液滴サイズ）を減少させることによりエロージョンを減少させ又は阻止することができる。ファウリングも又、液位を瞬間蒸発箇所よりも上に上昇させ、実際に機械の内部を洗浄することによって減少し又はそれどころか除去された。

当該技術分野における要望に関する上述の説明は、要望が上記以外にはないという訳ではなく、例示であることを意図している。技術の現状と比較して多量の液体成分を含む流体の多相流れを取り扱う圧縮機又はエクスパンダの能力を向上させる技術が極めて有用である。

多相流体流れを取り扱う際の上述の問題は、液体スラグサプレッサ及び／又は噴霧化装置を利用して液体とガスの上流側混合度を促進し、遠心圧縮機又はエクスパンダが高い液体レベルを良好に取り扱うことができるようにすることにより解決された。噴霧化装置は、１又は２以上の噴霧化ノズル又はフローミキサ装置を含む公知の流体アトマイザの任意の１つであって良い。これは、圧縮機又はエクスパンダを液体量が追加されたプロセス混乱状態から保護するのを助ける既存の設計に利用でき又は所要の機器、例えばセパレータ又は液体ポンプの幾つかを省くのを助けるスタンドアロン型設計に利用できる。

スラグサプレッサは、液体のスラグを減速させ、これを既に装置内に存在するガスと混合し、それにより密度の突然の変化を減少させる。これにより、トルク又は負荷が液体量の増大又はＧＶＦの減少につれて増大したときに圧縮機駆動装置が減速するための時間を作ることができる。噴霧化装置は、液体スラグをガスと混合された液滴又はミスト中に方向転換させるのを一段と助け、それにより圧縮機が密度及び負荷の変化に対処するのを良好に助ける一方で衝撃を減少させ、その結果エロージョンが少なくなる。何種類かの液体又は液体の異常状態の恐れが存在する圧縮機又はエクスパンダ用途においていずれか一方の生成物又は両方を連続して利用することができる。

本発明との関連において、「噴霧化装置」という用語は、液体を液体の霧、ミスト又はスプレーの状態にする任意の装置又は機構を意味する。本明細書で用いられる「噴霧化され」という表現は、液体の微小の別々の粒子を意味する。また、「スラグサプレッサ」という用語は、主として液体の流れを液体の前に、液体と共に又は液体の後ろに流れているガスと混合することによりガス流中の高い液体レベルの流体密度の突然の変化を遅くするのに役立つ任意の装置を意味している。

上記内容は、以下の本発明の詳細な説明を良好に理解することができるようにするために本発明の特徴及び技術的利点をかなり広くに概説している。以下において、本発明の要旨をなす本発明の追加の特徴及び利点について説明する。当業者であれば理解できるように、開示する概念及び特定の実施形態は、本発明の同一目的を達成するために他の構造を改造し又は設計する基礎として容易に利用できる。また、当業者であれば理解できるように、このような均等範囲の構成は特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び範囲から逸脱しない。

本発明の構成と作動方法の両方に関して本発明にとって特有であると考えられる新規な特徴は、別の目的及び別の利点と共に、添付の図面と関連して以下の説明を読むと良く理解できる。しかしながら、図の各々は、例示及び説明目的で提供されているに過ぎず、本発明の範囲の限界を定めるものとして意図されていないことは明確に理解されるべきである。

公知の多相流体取り扱いシステムの概略図である。 多相流体を圧縮するための本発明の多相流体取り扱いシステムの一実施形態の概略である。 多相流体を膨張させるための本発明の多相流体取り扱いシステムの別の実施形態の概略である。 組み合わせ状態のスラグサプレッサと噴霧化装置の概略図である。 図２に示された多相流体取り扱いシステムの改造例を示す図である。

注目されるべきこととして、図は、本発明の幾つかの実施形態の例示に過ぎず、図の記載内容により本発明の範囲を制限するものではない。さらに、図は、一般に、縮尺通りには作成されておらず、便宜上且つ分かりやすくする目的で、本発明の種々の観点を説明するうえで作図されている。

次に、例示の実施形態を参照し、これを説明するために特定の用語が用いられている。それにもかかわらず、このような実施形態により本発明の範囲を制限するものではない。本明細書において記載する本発明の特徴の別の改造例の変形例及び本発明の開示を読んだ当業者に想到される本明細書において記載した本発明の原理の追加の用途は、本発明の範囲に含まれる。さらに、本発明の特定の実施形態を開示すると共に説明する前に、本発明は、或る程度の設計変更が可能なので、本明細書において開示する特定のプロセス及び材料には限定されることがないということは言うまでもない。また、本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明する目的のためにだけ用いられており、本発明を限定するものではないことも又言うまでもない。というのは、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及びその均等範囲に基づいてのみ定められるからである。

図１は、坑口環境において多相流体を取り扱う公知のシステムを示している。例えば水、油及びガスを含む場合のある流体がクーラ（冷却器）に差し向けられ、次いで、逆止弁２及び導管３を経てセパレータタンク４内に差し向けられる。水は、分離して除去され、ポンプ６が水を導管７により遠隔な場所まで圧送する。油及び凝縮物は、集められ、ポンプ１２は、油及び凝縮物を導管１１，１３により導管１５に送り出す。ガスは、セパレータ４から導管２０を経て圧縮機２１に流れ、次に、このガスは、逆止弁２３を通り、このガスは符号１４で示されたところで油／凝縮物流れと合流する。弁３１、クーラ３２及び逆止弁３３を有する再循環ライン３０が設けられている。

本発明の原理が図２に概略的に示された一実施形態において示されている。多相流体、例えば坑口からの流体が導管５０、逆止弁５１及び導管５２によって本装置に差し向けられる。液体とガスの混合物は、流体処理装置５５に入る。流体処理装置は、スラグサプレッサ又は公知の噴霧化装置、例えば１又は２以上の噴霧化ノズル又はフローミキサであるのが良い。流体処理装置は又、これら要素の組み合わせであっても良い。組み合わせ状態のスラグサプレッサと噴霧化ノズルの一例が図４に示されている。液体が内部チャンバ１０７内に蓄積し、ガスは、外側チャンバ１０８内を流れる。液体の突然の増加を見込んでこれがガス流中にあふれ出てガスと混合するようにするためにバッフル１０４が内部チャンバ１０７の壁に設けられている。このため、液体流れの突然の増加は、スラグサプレッサ内に依然として存在するガスの何割かを用いて液体の量を減少させることにより減速される。液体チャンバの下端部に設けられた噴霧化ノズル１０５が液体を噴霧化し、これをガス流路のテーパ付き部分１０９の下流側でガス流中に噴射する。噴霧化された液体とガスの流れは、導管部分１０６を通って流れ続ける。代表的なスラグサプレッサ及び噴霧化装置は、フラモ・エンジニアリング・エーエス（Framo Engineering AS）社から入手できる。フローミキサは、逆旋回羽根又は逆回転渦を利用するのが良い。

再び図２を参照すると、流体処理装置５５を出た混合物は、導管５６を通って圧縮機５８に流れる。圧縮された流体は、圧縮機５８を出て導管６０，６１を通って逆止弁６２に至り、そして分配導管６３に至り、この分配導管は、圧縮流体を所望の場所に送り出す。圧縮機５８からの混合物のための再循環ラインが符号６６に設けられており、この再循環ラインは、弁６７及び逆止弁６９を有する。

図３は、エクスパンダシステムにおける本発明の原理の用途を示している。多相流体が多相流量計８２、制御弁８４及び導管８５を通って流体処理装置５５内に流れる。ここから、混合物は、導管９１、エクスパンダ９３、導管９４、逆止弁９５及び分配導管９６を通って流れる。エクスパンダ９３は、発電機又は圧縮機９２又は動力源を必要とする任意の装置に連結可能である。エクスパンダ９３をバイパスするためにバイパスライン９９，９７が弁９８と共に設けられている。流体トルクコンバータ９０がエクスパンダ９３と発電機又は圧縮機９０との間に配置されるのが良い。

スラグ圧縮機と噴霧化装置の一方又は両方を負荷、液位又は流体の全体的密度を増大させたトルク制御又は減速方式と組み合わせることにより、遠心圧縮機又はエクスパンダにとって広い作動範囲の実現が一段と可能である。例えば圧縮機の速度制御は、図２に示されている変速駆動装置を利用することによって達成できる。変速駆動装置５７（ＶＳＤ）、例えばモータ又は他の機械的又は電気的駆動装置が圧縮機５８に連結されており、このようなモータ又は他の機械的又は電気的駆動装置としては、ガスモータ、蒸気又はガスタービン、エクスパンダ、水車が挙げられるが、これらには限定されない。駆動装置と圧縮機との間のトルク又は速度を制御する駆動機構体は、電子式、油圧式又は機械式であるのが良い。変速駆動装置を制御する適当な手段は、トルク、負荷、流体密度、ＧＶＦ又は入力動力を検出するセンサを含むのが良い。

速度又はトルク制御方式は、遠心圧縮機及びエクスパンダをロバストにするのを助け、液体スラッグ及び多相流れを良好に取り扱うようシステムを設計することにより湿式施設における信頼性が向上すると共に保守費が減少する。これは、液体がプロセス中に存在し又は存在する可能性のあるあらゆる形式の遠心圧縮機及びエクスパンダ用途に利用でき、このような用途としては、坑口施設、海底圧縮機又はエクスパンダ、ＬＮＧ膨張、湿式ガス圧縮機並びに他の上流側及び下流側プロセスが挙げられる。

トルクを制御するオプションは、ＶＳＤ駆動装置を用いる代わりに流体トルクコンバータを用いることによる。この場合、従来型固定速度モータ、ガスタービン及び関連の歯車装置を圧縮機用駆動装置用に用いることができる。

エクスパンダに関し、流量制御方式は、図３に示されているように、ＧＶＦが液の増大につれて低下しているときに流量を減少させるために入口流量弁８４又は入口案内羽根を作動させるために２相又は３相流量計８２を用いても良い。他のオプションとしては、ガスエクスパンダ９３とガスエクスパンダが駆動している手段との間に流体トルクコンバータ９０を用いること又は流体密度、多相流れ混合物、質量流量、出力動力又はトルクを測定する任意他の方法を用いることが挙げられる。

図５に示されているように、図２の変速駆動装置５７に代えて固定速度駆動装置１０２を用いても良い。圧縮機５８の速度を変化させることができるようにするために流体トルクコンバータ１０１が固定速度駆動装置と圧縮機５８との間に配置されるのが良い。

本発明を以下の実施形態において更に説明する。

〔実施態様項Ａ〕：多相流体を圧縮する装置であって、
前記多相流体を運搬する第１の導管と、
前記第１の導管に連結されたスラグサプレッサと、
前記スラグサプレッサの出力部に連結された遠心圧縮機と、前記圧縮機に連結され、前記圧縮された多相流体を所望の場所まで運搬する分配導管とを有する、装置。
〔実施態様項Ｂ〕：前記第１の導管内に配置された噴霧化装置を更に有する、実施態様項Ａ記載の装置。
〔実施態様項Ｃ〕：前記噴霧化装置は、少なくとも２つの逆旋回羽根又は逆回転渦を利用するフローミキサである、実施態様項Ｂ記載の装置。
〔実施態様項Ｄ〕：前記圧縮機用の駆動装置は、電気又はガスモータ、ガス又は蒸気タービン、エクスパンダ、水車である、実施態様項Ａ〜Ｃのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項Ｅ〕：発生トルク、負荷、流体密度、多相流れ測定値又は出力動力に基づいて前記エクスパンダ又は被動機器速度を制御する手段を更に有する、実施態様項Ａ〜Ｄのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項Ｆ〕：前記スラグサプレッサ及び前記噴霧化装置は、入口及び出口を備えたハウジング内で組み合わされており、前記ハウジングは、
液体を蓄積する第１のチャンバと、
気体を蓄積する第２のチャンバと、
前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に設けられ、前記第１のチャンバ内の蓄積された前記液体が前記第２のチャンバ内にあふれ出ることができるようにする複数個のバッフルと、
前記第１のチャンバの端部分に配置された複数個の噴霧化ノズルとを有する、実施態様項Ｂ又はＣ記載の装置。
〔実施態様項Ｇ〕：前記ハウジングは、前記入口から前記出口までテーパしている、実施態様項Ｆ記載の装置。
〔実施態様項Ｈ〕：一端が前記圧縮機の出力部に連結されると共に他端が前記第１の導管に連結された再循環導管を更に有する、実施態様項Ａ〜Ｇのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項Ｉ〕：前記再循環導管内に設けられた再循環弁を更に有する、実施態様項Ｈ記載の装置。
〔実施態様項Ｊ〕：多相流体を膨張させる装置であって、
前記多相流体を運搬する第１の導管と、
前記第１の導管に連結されたスラグサプレッサと、
前記スラグサプレッサの出口に連結されたエクスパンダと、
前記エクスパンダに連結され、前記多相流体を所望の場所まで運搬する導管とを有する、装置。
〔実施態様項Ｋ〕：前記第１の導管に連結された噴霧化装置を更に有する、実施態様項Ｊ記載の装置。
〔実施態様項Ｌ〕：前記噴霧化装置は、少なくとも２つの逆旋回羽根又は逆回転渦を利用するフローミキサである、実施態様項Ｋ記載の装置。
〔実施態様項Ｍ〕：前記エクスパンダの動力出力シャフトに連結された発電機又は圧縮機を更に有する、実施態様項Ｊ〜Ｌのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項Ｎ〕：前記スラグサプレッサ及び前記噴霧化装置は、入口及び出口を備えたハウジング内で組み合わされており、前記ハウジングは、
液体のための第１のチャンバと、
気体を蓄積する第２のチャンバと、
前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に設けられ、前記第１のチャンバ内の蓄積された前記液体が前記第２のチャンバ内にあふれ出ることができるようにする複数個のバッフルと、
前記第１のチャンバの端部分に配置された複数個の噴霧化ノズルとを有する、実施態様項Ｋ又はＬ記載の装置。
〔実施態様項Ｏ〕：前記ハウジングは、前記入口から前記出口までテーパしている、実施態様項Ｎ記載の装置。
〔実施態様項Ｐ〕：一端が前記エクスパンダの出力部に連結されると共に他端が前記第１の導管に連結されたバイパス導管を更に有する、実施態様項Ｊ〜Ｏのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項Ｑ〕：前記バイパス導管内に設けられたバイパス弁を更に有する、実施態様項Ｐ記載の装置。
〔実施態様項Ｒ〕：発生トルク、負荷、流体密度、多相流れ測定値又は出力動力に基づいて前記エクスパンダ又は被動機器速度を制御する手段を更に有する、実施態様項Ｊ〜Ｑのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項Ｓ〕：多相流体を圧縮する方法であって、
スラグサプレッサ又は噴霧化装置を用意するステップと、
多相流体の流れを前記スラグサプレッサ又は前記噴霧化装置内に差し向けるステップと、
前記スラグサプレッサ又は前記噴霧化装置からの出力流れを遠心圧縮機の取入れ部分内に差し向けるステップと、
前記多相流体を圧縮するステップとを有する、方法。
〔実施態様項Ｔ〕：液体成分及び気体成分を含む多相流体を圧縮する方法であって、
ハウジング内で前記液体を前記気体から分離するステップと、
前記液体を噴霧化するステップと、
前記噴霧化された液体の方向を変えて前記気体流れ中に戻すステップと、
結果として得られた噴霧化液体と気体の混合物を圧縮するステップとを有する、方法。
〔実施態様項Ｕ〕：加圧多相流体を膨張させる方法であって、
スラグサプレッサ又は噴霧化装置を用意するステップと、
多相流体の流れを前記スラグサプレッサ又は前記噴霧化装置内に差し向けるステップと、
前記スラグサプレッサ又は前記噴霧化装置からの出力流れをエクスパンダの取入れ部分内に差し向けるステップと、
前記多相流体を膨張させるステップとを有する、方法。
〔実施態様項Ｖ〕：液体成分及び気体成分を含む加圧多相流体を膨張させる方法であって、
チャンバ内で前記液体を前記気体から分離するステップと、
前記液体を噴霧化するステップと、
前記噴霧化された液体の方向を変えて前記気体流れ中に戻すステップと、
結果として得られた噴霧化液体と気体の混合物を圧縮するステップとを有する、方法。
〔実施態様項Ｗ〕：前記多相流体をその圧縮に先立ってフローミキサ内に差し向けるステップを更に有する、実施態様項Ｓ記載の方法。
〔実施態様項Ｘ〕：前記圧縮機は、遠心圧縮機である、実施態様項Ｓ記載の方法。
〔実施態様項Ｙ〕：動力を前記圧縮機に提供するために電気又はガスモータ、ガス又は蒸気タービン、エクスパンダ、水車又は他の駆動装置を用いるステップを更に有する、実施態様項Ｓ記載の方法。
〔実施態様項Ｚ〕：発生トルク、負荷、流体密度、多相流れ測定値又は出力動力に基づいて前記圧縮機の速度を制御する手段を更に有する、実施態様項Ｔ記載の装置。
〔実施態様項ＡＡ〕：多相流体を圧縮する装置であって、
前記多相流体を運搬する第１の導管と、
前記第１の導管に連結された噴霧化装置と、
前記噴霧化装置の出力部に連結された圧縮機と、
前記圧縮機に連結され、前記圧縮された多相流体を所望の場所まで運搬する分配導管とを有する、装置。
〔実施態様項ＢＢ〕：前記噴霧化装置は、前記第１の導管に連結された１つ又は２つ以上の噴霧化ノズル又はフローミキサを有する、実施態様項ＡＡ記載の装置。
〔実施態様項ＣＣ〕：前記圧縮機の動力入力シャフトに連結された変速駆動装置を更に有する、実施態様項ＡＡ又はＢＢ記載の装置。
〔実施態様項ＤＤ：トルク、負荷、流体密度、ＧＶＦ（Gas Volume Fraction ：気体体積フラクション）又は入力動力に基づいて前記圧縮機の速度を制御する手段を更に有する、実施態様項ＡＡ〜ＣＣのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項ＥＥ〕：多相流体を膨張させる装置であって、
前記多相流体を運搬する第１の導管と、
前記第１の導管に連結された噴霧化装置と、
前記噴霧化装置の出力部に連結されたエクスパンダと、
前記エクスパンダに連結され、前記膨張させた多相流体を所望の場所まで運搬する分配導管とを有する、装置。
〔実施態様項ＦＦ〕：前記第１の導管に連結されたスラグサプレッサを更に有する、実施態様項ＥＥ記載の装置。
〔実施態様項ＧＧ〕：トルク、負荷、流体密度、ＧＶＦ（Gas Volume Fraction ：気体体積フラクション）又は入力動力に基づいて前記エクスパンダの速度を制御する手段を更に有する、実施態様項ＥＥ又はＦＦ記載の装置。
〔実施態様項ＨＨ〕：前記エクスパンダの動力力シャフトに連結された発電機又は圧縮機を更に有する、実施態様項ＥＥ〜ＧＧのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項ＩＩ〕：一端が前記エクスパンダの出力部に連結されると共に他端が前記第１の導管に連結されたバイパス導管を更に有する、実施態様項ＨＨ記載の装置。
〔実施態様項ＪＪ〕：前記バイパス導管内に設けられたバイパス弁を更に有する、実施態様項ＩＩ記載の装置。
〔実施態様項ＫＫ〕：前記噴霧化装置は、フローミキサ又は１又は２以上の噴霧化ノズルである、実施態様項ＥＥ〜ＪＪのうちいずれか一に記載の装置。
〔実施態様項ＬＬ〕：上述のパラメータをモニタし又は制御する手段は、トルクセンサ、負荷センサ、流体密度センサ、多相流量計、入力動力センサ、トルクコンバータ、コンピュータ化制御システム、入口又は出口制御弁、再循環弁、変速駆動装置、永久磁石モータ又は他の類似の装置で構成させることを特徴とする実施形態Ｅ、Ｒ、Ｙ又はＤＤのいずれか一に記載の装置。

上述の内容は、本発明の特定の実施形態の詳細な説明に過ぎず、開示した実施形態の多くの変更例、改造例及び変形例が本発明の範囲から逸脱することなく本明細書の開示内容に従って想到できる。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及びその均等範囲に基づいてのみ定められる。

Claims (35)

1. 多相流体を圧縮する装置であって、
   前記多相流体を運搬する第１の導管と、
   前記第１の導管に連結されたスラグサプレッサと、
   前記スラグサプレッサの出力部に連結された遠心圧縮機と、
   前記圧縮機に連結され前記圧縮された多相流体を所望の場所まで運搬する分配導管と、を備えている、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記第１の導管内に配置された噴霧化装置を更に有する、
   請求項１記載の装置。
3. 前記噴霧化装置は、少なくとも２つの逆旋回羽根又は逆回転渦を利用するフローミキサである、
   請求項２記載の装置。
4. 前記圧縮機の動力入力シャフトに連結された変速駆動装置を更に有する、
   請求項１記載の装置。
5. 前記スラグサプレッサ及び前記噴霧化装置は、入口及び出口を備えたハウジング内で組み合わされており、前記ハウジングは、
   液体を蓄積する第１のチャンバと、
   気体を蓄積する第２のチャンバと、
   前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に設けられ、前記第１のチャンバ内の蓄積された前記液体が前記第２のチャンバ内にあふれ出ることができるようにする複数個のバッフルと、
   前記第１のチャンバの端部分に配置された複数個の噴霧化ノズルと、を備えている、
   請求項２記載の装置。
6. 前記ハウジングは、前記入口から前記出口までテーパしている、
   請求項５記載の装置。
7. 一端が前記圧縮機の出力部に連結されると共に他端が前記第１の導管に連結された再循環導管を更に有する、
   請求項１記載の装置。
8. 前記再循環導管内に設けられた再循環弁を更に有する、
   請求項７記載の装置。
9. 多相流体を膨張させる装置であって、
   前記多相流体を運搬する第１の導管と、
   前記第１の導管に連結されたスラグサプレッサと、
   前記スラグサプレッサの出口に連結されたエクスパンダと、
   前記エクスパンダに連結され前記多相流体を所望の場所まで運搬する導管と、を備えている、
   ことを特徴とする装置。
10. 前記第１の導管に連結された噴霧化装置を更に有する、
    請求項９記載の装置。
11. 前記噴霧化装置は、少なくとも２つの逆旋回羽根又は逆回転渦を利用するフローミキサである、
    請求項１０記載の装置。
12. 前記エクスパンダの動力出力シャフトに連結された発電機又は圧縮機を更に有する、
    請求項９記載の装置。
13. 前記スラグサプレッサ及び前記噴霧化装置は、入口及び出口を備えたハウジング内で組み合わされており、前記ハウジングは、
    液体のための第１のチャンバと、
    気体を蓄積する第２のチャンバと、
    前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に設けられ、前記第１のチャンバ内の蓄積された前記液体が前記第２のチャンバ内にあふれ出ることができるようにする複数個のバッフルと、
    前記第１のチャンバの端部分に配置された複数個の噴霧化ノズルと、を備えている、
    請求項１０記載の装置。
14. 前記ハウジングは、前記入口から前記出口までテーパしている、
    請求項１３記載の装置。
15. 一端が前記エクスパンダの出力部に連結されると共に他端が前記第１の導管に連結されたバイパス導管を更に有する、
    請求項９記載の装置。
16. 前記バイパス導管内に設けられたバイパス弁を更に有する、
    請求項１５記載の装置。
17. 発生トルク、負荷、流体密度、多相流れ測定値又は出力動力に基づいて前記エクスパンダ又は被動機器速度を制御する手段を更に有する、
    請求項９記載の装置。
18. 多相流体を圧縮する方法であって、
    スラグサプレッサ又は噴霧化装置を用意するステップと、
    多相流体の流れを前記スラグサプレッサ又は前記噴霧化装置内に差し向けるステップと、
    前記スラグサプレッサ又は前記噴霧化装置からの出力流れを遠心圧縮機の取入れ部分内に差し向けるステップと、
    前記多相流体を圧縮するステップと、を備えている、
    ことを特徴とする方法。
19. 液体成分及び気体成分を含む多相流体を圧縮する方法であって、
    ハウジング内で前記液体を前記気体から分離するステップと、
    前記液体を噴霧化するステップと、
    前記噴霧化された液体の方向を変えて前記気体流れ中に戻すステップと、
    結果として得られた噴霧化液体と気体の混合物を圧縮するステップとを有する、
    ことを特徴とする方法。
20. 加圧多相流体を膨張させる方法であって、
    スラグサプレッサ又は噴霧化装置を用意するステップと、
    多相流体の流れを前記スラグサプレッサ又は前記噴霧化装置内に差し向けるステップと、
    前記スラグサプレッサ又は前記噴霧化装置からの出力流れをエクスパンダの取入れ部分内に差し向けるステップと、
    前記多相流体を膨張させるステップと、を備えている、
    ことを特徴とする方法。
21. 液体成分及び気体成分を含む加圧多相流体を膨張させる方法であって、
    チャンバ内で前記液体を前記気体から分離するステップと、
    前記液体を噴霧化するステップと、
    前記噴霧化された液体の方向を変えて前記気体流れ中に戻すステップと、
    結果として得られた噴霧化液体と気体の混合物を圧縮するステップと、を備えている、
    ことを特徴とする方法。
22. 前記多相流体をその圧縮に先立ってフローミキサ内に差し向けるステップを更に有する、
    請求項１８記載の方法。
23. 動力を前記圧縮機に提供するために電気又はガスモータ、ガス又は蒸気タービン、エクスパンダ、水車又は他の駆動装置を用いるステップを更に有する、
    請求項１８記載の方法。
24. 発生トルク、負荷、流体密度、多相流れ測定値又は出力動力に基づいて前記圧縮機の速度を制御する手段を更に有する、
    請求項２０記載の装置。
25. 多相流体を圧縮する装置であって、
    前記多相流体を運搬する第１の導管と、
    前記第１の導管に連結された噴霧化装置と、
    前記噴霧化装置の出力部に連結された圧縮機と、
    前記圧縮機に連結され、前記圧縮された多相流体を所望の場所まで運搬する分配導管と、を備えている、
    ことを特徴とする装置。
26. 前記噴霧化装置は、前記第１の導管に連結された１つ又は２つ以上の噴霧化ノズル又はフローミキサを有する、
    請求項２５記載の装置。
27. 前記圧縮機の動力入力シャフトに連結された変速駆動装置を更に有する、
    請求項２５記載の装置。
28. トルク、負荷、流体密度、ＧＶＦ（Gas Volume Fraction ：気体体積フラクション）又は入力動力に基づいて前記圧縮機の速度を制御する手段を更に有する、
    請求項２６記載の装置。
29. 多相流体を膨張させる装置であって、
    前記多相流体を運搬する第１の導管と、
    前記第１の導管に連結された噴霧化装置と、
    前記噴霧化装置の出力部に連結されたエクスパンダと、
    前記エクスパンダに連結され、前記膨張させた多相流体を所望の場所まで運搬する分配導管と、を備えている、
    ことを特徴とする装置。
30. 前記第１の導管に連結されたスラグサプレッサを更に有する、
    請求項２９記載の装置。
31. トルク、負荷、流体密度、ＧＶＦ（Gas Volume Fraction ：気体体積フラクション）又は入力動力に基づいて前記エクスパンダの速度を制御する手段を更に有する、
    請求項２９記載の装置。
32. 前記エクスパンダの動力力シャフトに連結された発電機又は圧縮機を更に有する、
    請求項２９記載の装置。
33. 一端が前記エクスパンダの出力部に連結されると共に他端が前記第１の導管に連結されたバイパス導管を更に有する、
    請求項２９記載の装置。
34. 前記バイパス導管内に設けられたバイパス弁を更に有する、
    請求項３３記載の装置。
35. 前記噴霧化装置は、フローミキサ又は１又は２以上の噴霧化ノズルである、
    請求項２９記載の装置。

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