JPH0324517B2 - - Google Patents

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JPH0324517B2
JPH0324517B2 JP57222839A JP22283982A JPH0324517B2 JP H0324517 B2 JPH0324517 B2 JP H0324517B2 JP 57222839 A JP57222839 A JP 57222839A JP 22283982 A JP22283982 A JP 22283982A JP H0324517 B2 JPH0324517 B2 JP H0324517B2
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JP
Japan
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rotor
axis
liquid
phase
crude oil
Prior art date
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JP57222839A
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Japanese (ja)
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JPS58145783A (en
Inventor
Ramusho Korin
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Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Imperial Chemical Industries Ltd filed Critical Imperial Chemical Industries Ltd
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Publication of JPH0324517B2 publication Critical patent/JPH0324517B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体炭化水素である天然資源の分離
および/または精製に関し、特に、油井または天
然ガス井の掘穿プラツトフオームにおける如く沖
合で行なわれるそのような分離および/または精
製に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the separation and/or purification of natural resources that are fluid hydrocarbons, and in particular to such separation and purification conducted offshore, such as in oil or natural gas well drilling platforms. / or related to purification.

油井から産出される原油は、しばしば、有機流
体と水性媒体との混合物からなり、また無機固体
で汚濁されていることがある。原油の組成は非常
に広範に変動しうる。典型的には有機流体は、生
産の開始時における原油の約99%(wt)から、
油井の経済的に有効な寿命の終期における原油の
約10%(wt)まで、を占めうる。有機流体は炭
化水素の混合物であり、その小部分(例えばC1
C2およびC3炭化水素)は通常の大気条件下で気
状でありうるものであり、またその主要部分は液
体類であり、例えばC7以上の炭化水素フラクシ
ヨンは有機液体の80%(wt)以上をなしうる。
水性媒体は典型的には水またはブライン(塩水)
であり、これらは有機流体との懸濁物、分散物、
乳化物または混合物の形で存在しうる。無機固形
分(これが存在する場合)は、典型的には砂礫で
ある。
Crude oil produced from oil wells often consists of a mixture of organic fluids and aqueous media and may be contaminated with inorganic solids. The composition of crude oil can vary widely. Typically, organic fluids are extracted from approximately 99% (wt) of the crude oil at the start of production.
It can account for up to about 10% (wt) of the crude oil at the end of a well's economically viable life. Organic fluids are mixtures of hydrocarbons, of which a small fraction (e.g. C 1 ,
C 2 and C 3 hydrocarbons) can be gaseous under normal atmospheric conditions, and their major portion is liquids, for example the C 7 and above hydrocarbon fraction is 80% (wt. ) and more.
The aqueous medium is typically water or brine
These are suspensions, dispersions, and
It can be present in the form of an emulsion or a mixture. The inorganic solids (if present) are typically gravel.

慣用法においては、原油(油井頭において典型
的には数百万パスカルの圧力である)を一連の分
離器列へ導入し、各々の分離器において適切な圧
力の下に1分間ないし数十分間にわたつて保持し
て原油のいろいろな成分を分離させる。これらの
分離器は数百トンの原油を保持しうるものであ
り、従つて、プラツトフオームは、プラツトフオ
ームのその他の部材の重量に加えてこのような原
油の重量を充分に支えられるような強度に設計す
ることが必要となる。さらには、そのような分離
器は産油プラツトフオームおよびその他の沖合設
備で利用しうる限度のあるスペースの不釣合いに
大きな部分を占めてしまう。従つて原油に対して
行なわれる精製/分離プロセスを改変して、構
築、建造および設置が安価なプラツトフオームを
与えようとする動きがある。
In conventional practice, crude oil (typically at a pressure of several million Pascals at the well head) is introduced into a series of separator banks, each of which is exposed to an appropriate pressure for one minute to several tens of minutes. It is held for a period of time to separate the various components of the crude oil. These separators can hold hundreds of tons of crude oil, so the platform must be sufficiently designed to support the weight of such crude oil in addition to the weight of other parts of the platform. It is necessary to design it with sufficient strength. Moreover, such separators occupy a disproportionately large portion of the limited space available on oil production platforms and other offshore facilities. Accordingly, there is a movement to modify the refining/separation processes performed on crude oil to provide platforms that are cheaper to construct, construct, and install.

井頭における天然ガスは、しばしば有機質およ
び/または水性の液体によつて汚濁されており、
従つて、井頭からポンプ輸送する前にそのような
汚濁物質を除去するのが望ましいことが多い。液
状の汚濁物質の除去は、ミスト除去塔で実施され
ることが多い。そのような塔は沖合のガス井設備
で利用しうる限定されたスペースの大きな割合を
占めてしまう。
Natural gas at wellheads is often contaminated with organic and/or aqueous liquids;
Therefore, it is often desirable to remove such contaminants before pumping them from the wellhead. Removal of liquid pollutants is often carried out in mist removal towers. Such towers occupy a large proportion of the limited space available in offshore gas well installations.

ここに我々は、流体化石燃料を遠心分離装置に
より精製しうる方法を発明した。
Here, we have invented a method by which fluid fossil fuel can be purified using a centrifugal separator.

本発明は、相異なる密度の複数の相を含む流体
化石燃料を、ロータの回転軸と同軸の回転可能な
軸上に透過性エレメントを取りつけてなるロータ
に装入し、該ロータ内で流体化石燃料を遠心力の
作用に付して流体化石燃料の密度のより高い相は
ロータの回転軸に関して一般的に外方向へ移動さ
せ、一方密度のより低い相は該回転軸に関し内方
向へ移動するようにさせる工程と、ロータから排
出される少くとも1つの炭化水素相を取出す(補
集する)工程とを有することを特徴とする相異な
る密度の複数の相を含む流体化石燃料の少くとも
1つの成分を分離する方法に関するものである。
The present invention involves charging a fluid fossil fuel containing a plurality of phases with different densities into a rotor having a permeable element mounted on a rotatable shaft coaxial with the rotational axis of the rotor, and discharging the fluid fossil fuel in the rotor. Subjecting the fuel to centrifugal force causes the denser phase of the fluid fossil fuel to move generally outwardly with respect to the axis of rotation of the rotor, while the less dense phase moves inwardly with respect to the axis of rotation of the rotor. at least one of the fluid fossil fuels comprising a plurality of phases of different densities, characterized in that the method comprises the steps of: causing at least one hydrocarbon phase to be discharged from the rotor; The invention relates to a method for separating two components.

ここに「流体」とは気体または液体、あるいは
それらの混合物を意味するものとする。
"Fluid" herein means gas or liquid, or a mixture thereof.

流体化石燃料を直列の複数の適当なロータ(例
えば一本の共通軸に沿つて装着されたもの)に通
して、各々のロータにおいて個有の分離/精製工
程を行うようにするのがしばしば好都合である。
It is often convenient to pass the fluid fossil fuel through a number of suitable rotors in series (e.g. mounted along a common axis), with each rotor undergoing its own separate separation/purification step. It is.

本発明の好ましい態様においては、井頭からの
原油を、第1段ロータ(単複または複数)に適切
な圧力で仕込み、そこでC1およびC2フラクシヨ
ンの主要部分を脱離させて気相として除去する。
次いでその液状相を第2段ロータに適切な圧力で
仕込み、そこで水性媒を液体炭化水素相から分離
させる。
In a preferred embodiment of the invention, the crude oil from the wellhead is charged at suitable pressure to the first stage rotor(s) where a major portion of the C 1 and C 2 fractions are desorbed and removed as a gas phase. .
The liquid phase is then charged to a second stage rotor at suitable pressure where the aqueous medium is separated from the liquid hydrocarbon phase.

本発明方法の操作圧力は、気状炭化水素および
水性媒体の除去後に、設備からのポンプ圧送に先
立つて液体炭化水素フラクシヨンを再加圧する必
要がない程度の圧力である。このことは、慣用の
沖合の精製/分離法と比較して、エネルギー必要
量の節約が大である。
The operating pressure of the process of the invention is such that, after removal of gaseous hydrocarbons and aqueous medium, there is no need to repressurize the liquid hydrocarbon fraction prior to pumping it out of the facility. This results in significant savings in energy requirements compared to conventional offshore purification/separation methods.

本発明の方法において流体化石燃料を仕込むロ
ータの部分は、除去しようとする成分の密度およ
び量とによつて、しばしば決定される。例えば、
原油から水分を除去しようとする場合には、原油
はロータの外周縁とその回転軸との中間帯域にお
いてロータに仕込まれ、水はロータの外周縁付近
でロータから排除され、そして有機相はロータの
回転軸付近でロータから排出される。気状炭化水
素が主要成分である液体炭化水素/気状炭化水素
混合物、例えば気状炭化水素が重量で約80%そし
て容積で99%を占めるような混合物(このような
混合物は、しばしばミストの状態にある)を分離
しようとする場合には、混合物はロータの外周縁
と回転軸との中間でロータに仕込まれ、液相はロ
ータの外周縁付近から取出され、そして気相はロ
ータの軸付近から放出される。液体炭化水素が主
要成分であるような液体炭化水素/気状炭化水素
混合物、例えば液体炭化水素が重量で約95%を占
めるような混合物(その液体:気体の容積比は約
1:3でありうる)を分離しようとする場合に
は、混合物はロータの回転軸付近でロータに仕込
まれ、液相はロータの外周縁付近から排出され、
そして気相はその回転軸付近から放出される。
The portion of the rotor that is charged with fluid fossil fuel in the method of the invention is often determined by the density and amount of the component to be removed. for example,
When water is to be removed from crude oil, the crude oil is charged to the rotor in an intermediate zone between the rotor's outer periphery and its rotating shaft, the water is rejected from the rotor near the rotor's outer periphery, and the organic phase is removed from the rotor. is ejected from the rotor near the rotation axis. Liquid hydrocarbon/gaseous hydrocarbon mixtures in which gaseous hydrocarbons are the predominant component, such as mixtures where gaseous hydrocarbons account for approximately 80% by weight and 99% by volume (such mixtures are often When it is desired to separate the mixture (which is in the state of Emitted from nearby. A liquid hydrocarbon/gaseous hydrocarbon mixture in which liquid hydrocarbon is the main component, for example, a mixture in which liquid hydrocarbon accounts for approximately 95% by weight (the liquid:gas volume ratio is approximately 1:3) When attempting to separate the liquid phase, the mixture is charged into the rotor near the rotor's axis of rotation, and the liquid phase is discharged from near the outer periphery of the rotor.
The gas phase is then released near the rotation axis.

本発明方法で分離および/または精製されるべ
き原油中に無機固体が存在する場合、そのような
固体を除去してから原油を本発明方法で処理する
のが好ましい。しかし、本発明方法の中でそのよ
うな無機固体を除去することは好ましい態様では
ないけれども、本発明方法でそのような固体除去
を行うことは本発明の範囲内である。
If inorganic solids are present in the crude oil to be separated and/or purified by the process of the invention, it is preferred to remove such solids before processing the crude oil by the process of the invention. However, although it is not a preferred embodiment to remove such inorganic solids in the method of the present invention, it is within the scope of the present invention to perform such solid removal in the method of the present invention.

本発明方法におけるロータに取り付ける透過性
エレメントは、本発明者らが先に出願した特公昭
63−52921号公報(欧州特許第20055号明細書に対
応)及び特開昭54−85179号公報(同第2568号明
細書に対応)に記載される如き透過性エレメント
が好ましい。これら公報に記載されているよう
に、同エレメントは、大きな界面面積
(interfacial area−内部面積ということもある。)
を有し、かつ流体化石燃料を透過させ得るもの
で、一体化したもの又は複数の独立成分からなる
ものであつてよい。前者の場合、細孔を有するよ
う形成される。後者の場合、透過細孔は個々の独
立成分の中又はその間に構成される。独立成分と
しては、たとえばガラス、プラスチツク、金属な
どの不透過性粒体(ビーズ)、粉体などから成る。
ストランド、繊維、フイブリル、またはフイラメ
ントから成るものも例示される。実施例に示した
金属スケルトン発泡体(例えば商標名
「Retimet」で販売されるもの)は好ましい例で
ある。
The transparent element attached to the rotor in the method of the present invention is based on the Japanese Patent Publication No.
Transparent elements such as those described in JP-A-63-52921 (corresponding to EP 20055) and JP-A-54-85179 (corresponding to EP 2568) are preferred. As described in these publications, the element has a large interfacial area (sometimes referred to as internal area).
and is permeable to fluid fossil fuels, and may be integrated or composed of a plurality of independent components. In the former case, it is formed to have pores. In the latter case, permeable pores are constructed within or between the individual independent components. The independent components include impermeable particles (beads), powders, etc. of glass, plastic, metal, etc., for example.
Also exemplified are those consisting of strands, fibers, fibrils, or filaments. The metal skeleton foams shown in the examples (such as those sold under the trade name "Retimet") are preferred examples.

透過性エレメントの界面面積および空隙率は、
就中それを通過する液体の粘度、存在しうる固体
粒子の寸法、および液体化石燃料の気状成分と液
体成分との相対的容積、の因子を考慮して選定さ
れる。透過性エレメントを使用する場合に、それ
は約500m2/m3以上、好ましくは約1500m2/m3
上の界面面積(interfacial area)、および/また
は約85%以上、好ましくは約90%以上の空隙率を
有するのが好ましい。
The interfacial area and porosity of the permeable element are:
It is selected taking into account, inter alia, the following factors: the viscosity of the liquid passing through it, the size of any solid particles that may be present, and the relative volumes of the gaseous and liquid components of the liquid fossil fuel. When a permeable element is used, it has an interfacial area of about 500 m 2 /m 3 or more, preferably about 1500 m 2 /m 3 or more, and/or about 85% or more, preferably about 90% or more It is preferable to have a porosity.

本発明方法は、流体化石燃料の分離および/ま
たは精製に際して、第1の液体を、それと非混和
性でありまた相異なる密度をもつ第2の液体また
は気体から分離させるのに一般的に応用できる。
しかし、そのような分離が慣用的に実施される装
置の寸法および重量の低減が望まれる場合には、
本発明は特に価値を発揮する。これは、そのよう
な分離および/または精製が沖合で、殊に産油ま
たは産ガス用プラツトフオーム上で行われる場合
に特に有意義である。本発明方法は、はしけや船
(例:タンカー)またはその他の船舶の甲板上で、
殊に水性液体、例えば海水から有機液体を分離
し、その水性液体を海中へ投棄しようとする場合
にも、実施できる。
The method of the invention is generally applicable to separating a first liquid from a second liquid or gas that is immiscible therewith and has a different density in the separation and/or purification of fluid fossil fuels. .
However, if it is desired to reduce the size and weight of the equipment in which such separations are conventionally carried out,
The present invention is particularly valuable. This is particularly significant when such separation and/or purification is carried out offshore, in particular on oil or gas production platforms. The method according to the invention is carried out on the deck of a barge, ship (e.g. tanker) or other vessel.
In particular, it can also be carried out when an organic liquid is separated from an aqueous liquid, for example seawater, and the aqueous liquid is to be dumped into the sea.

最近の8年程度の間に、沖合での産油および産
ガス方法を改善して、従来は経済的に利用しうる
とは考えられなかつた深所や位置から石油やガス
を回収しうるようにするための開発がなされてき
ている。これらの開発により、一またはそれ以上
の井戸に接続され、フレキシブル管で海面生産設
備に結ばれた海床(海底=sea−bed)構造物が
もたらされた。
Over the past eight years or so, offshore oil and gas production methods have improved, allowing oil and gas to be recovered from depths and locations not previously considered economically viable. Developments have been made to do so. These developments have resulted in sea-bed structures connected to one or more wells and tied to surface production equipment by flexible tubing.

この分野における初期作業は、いわゆる「初期
生産システム」、すなわち生産がガス/油分離装
置を乗せた浮遊、半潜水ドリル掘井機上で実施さ
れるシステム、例えばアージル(Argyll)油田
によつて採用されたものによつて代表される。脱
ガス済の原油は海床構造物へ戻されて、次いでタ
ンカーに荷積される。
Initial work in this field has been carried out by so-called "initial production systems", i.e. systems in which production is carried out on floating, semi-submersible drilling wells carrying gas/oil separation equipment, such as those adopted by the Argyll oil field. represented by The degassed crude oil is returned to the offshore structure and then loaded onto tankers.

最近の開発は、「ニユー・サイエンテイスト」
(1981年11月5日)第375頁に記載されている「水
面下多岐管センター」(UMC)である。UMCは
海床に位置されるようになつており、採油および
数個の外部井からの油流切換のための設備を乗せ
ている。この場合も、原油は、UMCがフレキシ
ブル管で結合された表面プラツトフオーム上で処
理される。
Recent developments include “New Scientists”
(November 5, 1981), page 375, is the "Underwater Manifold Center" (UMC). The UMC is intended to be located on the seabed and carries equipment for oil extraction and diversion of oil flow from several external wells. Again, the crude oil is processed on a surface platform to which the UMC is connected with flexible tubing.

特に、採り上げられた特定の油田のために設定
されていない浮遊生産設備を用いる初期生産シス
テムに関しては、生産(産油)はその浮遊プラツ
トフオームの重量および空間容量によつて非常に
制限を受ける。この点について、本発明方法を採
用することによる利益は極めて明白である。
Particularly for initial production systems using floating production equipment not configured for the particular oil field tapped, production is severely limited by the weight and space capacity of the floating platform. In this regard, the benefits of adopting the method of the invention are quite obvious.

しかし、低経済性または遠隔地の井戸を有効に
利用するための技術の開発の総体的傾向は、より
多くの設備を海床(海底)に位置させることであ
る。本発明により使用される設備はこの目的にと
つて潜在的に適している。殊に、本発明による設
備は、慣用分離設備と比較して軽量かつコンパク
ト(小型)である。その寸法因子は、最近開発さ
れつつある油井の位置の水深に存在する外圧下で
使用されるように設計されなければならない設備
にとつては、特に重要である。
However, the overall trend in the development of technology to take advantage of low economic or remote wells is to locate more equipment on the ocean floor. The equipment used according to the invention is potentially suitable for this purpose. In particular, the equipment according to the invention is lightweight and compact compared to conventional separation equipment. That size factor is particularly important for equipment that must be designed to be used under the external pressures that exist at depth in oil well locations that are currently being developed.

本発明により使用される分離設備は、一本の油
井の井頭に直接に配置しても、あるいは井頭から
隔れたところに配置してもよい。例えば、それ
は、複数の外部井戸から油やガスを捕集する多岐
管のような他の付帯設備と一緒に設置しうる。
The separation equipment used in accordance with the invention may be located directly at the wellhead of an oil well or may be located at a distance from the wellhead. For example, it may be installed with other ancillary equipment such as a manifold to collect oil or gas from multiple external wells.

海床に構築された断えず動く設備の使用に関し
ての実用的経験は(たとえあつたとしても)ほと
んど得られないが、ロータ設備の特殊な性質は、
海床設備の熟練設計者に実質的な問題を与えない
と信じられる。かくして、ロータ、または分離設
備全体を、海水が全く浸入しない隔離室または
「エヤ・バブル」中に封入するのが望ましい。本
発明方法により特徴的に使用しうるコンパクト設
備ではそのような隔離室の構成は、慣用分離設備
を用いる場合よりも一層実用化性がある。
Although little (if any) practical experience is available in the use of permanently moving equipment built on the seabed, the special nature of rotor equipment
It is believed that it does not present any substantial problems to the skilled designer of offshore equipment. It is thus desirable to encapsulate the rotor, or the entire separation facility, in an isolated chamber or "air bubble" that is completely impermeable to seawater. With the compact equipment that can be characteristically used with the method of the invention, such isolation chamber configurations are even more practical than with conventional separation equipment.

海床ロータ設備の一特徴は、規則的な保守およ
び/または修繕を必要とすることであろう。この
ような作業を促進するために、ロータ設備を「モ
ジユール(単位構造)」として、好適には海床構
造物の残部から全体的に分離しうるモジユールと
して設計、構成するのが望ましい。
One characteristic of subsea rotor equipment may be that it requires regular maintenance and/or repair. To facilitate such operations, it is desirable to design and construct the rotor installation as a "module," preferably as a module that is entirely separable from the rest of the seabed structure.

本発明の分離操作は大気圧付近または大気圧に
等しい圧力で実施して、気状成分を、そのような
圧力における平衡濃度の水準にまで低減するよう
に効率的に除去するのが好適合である。分離操作
に続いて、所望ならば分離生成物を再加圧しても
よい。従つて、例えば気状生成物炭化水素流を再
圧縮して含油地層中は再注入して、その地層にお
ける圧力維持および産油の助けとすることもでき
る。別法として、気体流または第2の気体流は海
面で焼却してもよい。脱ガスした原油は海面へ直
接にポンプ輸送してタンカーへ積んでも、あるい
はパイプラインで海岸線まで移送してもよい。分
離した生成物を再加圧またはポンプ輸送するため
の設備は、前述の隔離室または「エアバブル」に
設置するのが有利である。
The separation operations of the present invention are suitably carried out at pressures near or equal to atmospheric pressure to efficiently remove gaseous components to reduce them to the level of their equilibrium concentration at such pressures. be. Following the separation operation, the separation product may be repressurized if desired. Thus, for example, gaseous product hydrocarbon streams may be recompressed and reinjected into oil-bearing formations to aid in pressure maintenance and oil production in the formation. Alternatively, the gas stream or the second gas stream may be incinerated at sea surface. Degassed crude oil can be pumped directly to the surface and loaded onto tankers, or transported by pipeline to the coastline. Equipment for repressurizing or pumping the separated product is advantageously installed in the aforementioned isolation chamber or "air bubble".

海床での気・液分離が付帯海面設備の設置を不
要にする度合は、井戸の特定な情況、例えば井戸
の位置および現存する海面設備への距離により、
また一般的な経済性の考慮により左右される。例
えば井戸が海水脱気および再注入設備を有する現
存生産プラツトフオームの近くにあるならば、当
該井戸のためにそのような設備を特別に設ける必
要をなくすことができる。別法として、そのよう
な設備は、分離設備と脱気および再注入設備とを
結び合せる海床構造物中に配置されてもよい。同
様に、海岸へ向けて油を送るためのパイプライン
が既に近くに設置されているならば、そのパイプ
ラインに新しい井戸を結びつけることは簡単なこ
とであり、もしそのようなパイプラインが存在し
なければ、タンカーで生産品を輸送するために海
面設備を設ける必要があろう。
The degree to which gas-liquid separation on the seabed obviates the need for ancillary surface equipment depends on the specific circumstances of the well, such as its location and distance to existing surface equipment.
It is also influenced by general economic considerations. For example, if a well is located near an existing production platform that has seawater degassing and reinjection equipment, the need for such equipment specifically for the well may be eliminated. Alternatively, such equipment may be located in a subsea structure that combines separation equipment with degassing and reinjection equipment. Similarly, if there is already a pipeline installed nearby to transport oil to the coast, it is a simple matter to connect a new well to that pipeline, and if such a pipeline exists, If not, it would be necessary to provide seaside facilities to transport the products by tanker.

海床への分離設備の配置が海面設備の設置を不
要としなくても、それはプラツトフオームの重量
および空間容量の必要性を大巾に低減し、またプ
ラツトフオームを小型の構造とさせうるか、また
はプラツトフオームの空間を他の(多分、随意的
な)設備、たとえばガスまたは水の再注入用設備
のために使用しうるようにする。
Even if the placement of separation equipment on the ocean floor does not necessitate the installation of surface equipment, it can significantly reduce the weight and space requirements of the platform, and also allow the platform to be a compact structure. , or to make space in the platform available for other (perhaps optional) facilities, such as facilities for gas or water reinjection.

ロータ型の小型分離設備を海床位置に配置する
ことによつて、「初期生産」すなわち永久生産設
備の建造就役に先立つ石油生産の可能性が生ず
る。本発明に用いる設備は慣用設備よりも小さい
ので、油田に運んで永久設備が就役するまで稼動
させ、次いで別の油田へ移動しうる可移動な井頭
分離設備が容易に実用化しうる。その可移動設備
は吊上げ輸送できるように設計することができ、
あるいは油田から油田へ容易に移動できるように
推進手段を備えることもできる。そのような推進
手段は、付帯した乗務室に配置したオペレーター
によりまたはインバータにより遠隔操作および/
または手動操作しうるものである。
By locating small rotor-type separation facilities at seabed locations, the possibility of "initial production" or oil production prior to the construction and commissioning of permanent production facilities is created. Because the equipment used in the present invention is smaller than conventional equipment, a mobile wellhead separation equipment that can be transported to an oil field, operated until the permanent equipment is put into service, and then moved to another oil field can be readily implemented. The mobile equipment can be designed to be transported by hoist;
Alternatively, a propulsion means may be provided to facilitate movement from oil field to oil field. Such propulsion means may be remotely controlled and/or controlled by an operator located in an attached cabin or by means of an inverter.
Or it can be operated manually.

ロータ式分離設備を駆動するのに必要な動力
は、適当な場合には、海面または地上電源から電
線により供給されうる。別法として、必要な動力
は、現場で発生させることもできる。例えば、井
戸から産出される加圧下の炭化水素液体で駆動さ
れる一またはそれ以上のタービンを設けることが
できる。
The power necessary to drive the rotary separation equipment may be supplied by electrical lines from sea or land sources, where appropriate. Alternatively, the necessary power can be generated on-site. For example, one or more turbines may be provided that are powered by hydrocarbon liquid under pressure produced from a well.

本発明を以下添付図を参照して説明する。 The invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

第1図において、ロータは軸6に装着されて、
それにより回転されるようになつている。ロータ
は透過性エレメント(例えば商標「Retimet」で
販売される金属骨格発泡体製の透過性エレメン
ト)からなりうる。ロータ5は、ほぼ円筒状の容
器7内に軸方向に配置されている。容器7は室8
を限定し、そして下端部に原油導入用オリフイス
10をもつ供給パイプ9、液相排出用の第1排出
パイプ11および気相排出用の第2排出パイプ1
2を備えている。この装置はラビリンスシール1
3およびメカニカルシール14を備えている。
In FIG. 1, the rotor is mounted on the shaft 6,
This allows it to be rotated. The rotor may consist of a permeable element, such as a permeable element made of metal skeleton foam sold under the trademark "Retimet". The rotor 5 is arranged axially within a substantially cylindrical container 7. Container 7 is in chamber 8
and a supply pipe 9 having an orifice 10 for introducing crude oil at its lower end, a first discharge pipe 11 for liquid phase discharge, and a second discharge pipe 1 for gas phase discharge.
2. This device is Labyrinth Seal 1
3 and a mechanical seal 14.

操作に際して、高圧の原油を、供給パイプ9お
よびオリフイス10を介してロータ5へ仕込む。
ロータは、原油が重力による加速度(G)よりも大き
な加速度を受けるような速度で回転される。原油
は、例えば10〜1000G、好ましくは100〜500Gの
加速度に付される。
In operation, high pressure crude oil is charged to rotor 5 via supply pipe 9 and orifice 10.
The rotor is rotated at such a speed that the crude oil experiences an acceleration greater than the acceleration due to gravity (G). The crude oil is subjected to an acceleration of, for example, 10 to 1000G, preferably 100 to 500G.

遠心力の影響下で、ロータ5内で脱離が生じ、
気相および液相が分離し、液相はロータ5内を概
して半径方向において外向きに室8中へ流動し、
次いで第1排出パイプ11を介して排出され、ま
た気相はロータ内を概して半径方向において内向
きに流れて第2排出パイプ12を介して排出され
る。
Under the influence of centrifugal force, detachment occurs within the rotor 5,
The gas and liquid phases separate, the liquid phase flowing generally radially outwardly within the rotor 5 into the chamber 8;
It is then discharged via a first discharge pipe 11 and the gas phase flows generally radially inwardly within the rotor and discharged via a second discharge pipe 12 .

第2図の装置においては、ロータ5は回転軸6
に装置されている。ロータの上面15には、円状
に配列された穴16の群および一のフランジ17
が形成されている。ロータ5は、ほぼ円筒状の容
器7内に同軸状に配置されている。容器7は室8
を限定し、供給パイプ9、液相排出用の第1排出
パイプ11および気相排出用の第2排出パイプ1
2を備えている。第2排出パイプ12はフランジ
付き基部18を有している。ラビリンスシール1
3がフランジ17および容器8の間に設けられ、
ラビリンスシール19がロータの上面15とフラ
ンジ付き基部18との間に設けられ、そしてメカ
ニカルシール14が軸6と容器7との間に設けら
れている。ロータ5は、例えば金属骨格発泡体
(例:商標「Retiment」で販売されている)から
作つた環状エレメント、であつてよい。
In the device shown in FIG. 2, the rotor 5 is the rotating shaft 6.
The equipment is installed in The upper surface 15 of the rotor includes a group of circularly arranged holes 16 and a flange 17.
is formed. The rotor 5 is arranged coaxially within a substantially cylindrical container 7. Container 7 is in chamber 8
, a supply pipe 9, a first discharge pipe 11 for liquid phase discharge, and a second discharge pipe 1 for gas phase discharge.
2. The second discharge pipe 12 has a flanged base 18 . labyrinth seal 1
3 is provided between the flange 17 and the container 8,
A labyrinth seal 19 is provided between the top surface 15 of the rotor and the flanged base 18, and a mechanical seal 14 is provided between the shaft 6 and the container 7. The rotor 5 may be, for example, an annular element made of metal skeleton foam (eg sold under the trademark "Retiment").

操作において、小容積割合の液相を含む気体
を、供給パイプ9および孔16を介してロータ5
へ供給する。ロータは、その気体および液体が重
力の加速度(G)を越える遠心力を受けるように回転
される。ロータ5内で気体および液体が分離し、
液相はロータ内を外向きに室8中へ流入し、そこ
から第1排出パイプ11を介して排出され、また
気相はロータ内を内向きに流動して第2排出パイ
プ12を介して排出される。
In operation, a gas containing a small volume fraction of the liquid phase is supplied to the rotor 5 via the supply pipe 9 and the bore 16.
supply to The rotor is rotated such that the gas and liquid experience a centrifugal force that exceeds the acceleration of gravity (G). Gas and liquid are separated in the rotor 5,
The liquid phase flows outwardly within the rotor into the chamber 8 and from there is discharged via a first discharge pipe 11, and the gas phase flows inwardly within the rotor via a second discharge pipe 12. It is discharged.

第3図において、基部20、円筒状外壁21、
円筒状内壁22および環状頂部15からなるロー
タ5は回転軸6に装着されている。円筒状外壁2
1はその下方部分に穿孔23を有し、円筒状内壁
22もその下方部に穿孔24を有している。カバ
ー状の液体排出手段25を円筒状外壁21の外側
に装着してある。ロータ5の頂部15には、円状
に配列した孔16の群およびフランジ17が形成
されている。ロータ内にロータの回転軸の周囲に
対称的に装着されているのは、環状の透過性エレ
メント26であり、透過性材料から作られてい
る。この具体例においてその透過性エレメント
は、金属骨格発泡体(商標「Retiment」)から作
られている。
In FIG. 3, a base 20, a cylindrical outer wall 21,
A rotor 5 consisting of a cylindrical inner wall 22 and an annular top 15 is mounted on a rotating shaft 6. Cylindrical outer wall 2
1 has a perforation 23 in its lower part, and the cylindrical inner wall 22 also has a perforation 24 in its lower part. A cover-like liquid discharge means 25 is attached to the outside of the cylindrical outer wall 21. A group of circularly arranged holes 16 and a flange 17 are formed on the top 15 of the rotor 5 . Mounted within the rotor symmetrically about the axis of rotation of the rotor is an annular permeable element 26 made of a permeable material. In this embodiment the permeable element is made from metal skeleton foam (trademark "Retiment").

ロータ5はほぼ円筒状の容器7内に同軸状に配
置されている。容器7は室8を限定しており、供
給パイプ9、第1液相を排出するための第1排出
パイプ11、および第2液相排出用の第2排出パ
イプ18(基部にフランジ18が付けられてい
る)が設けられている。前例と同様にラビリンス
シール13,19およびメカニカルシール14が
配置されている。
The rotor 5 is arranged coaxially within a substantially cylindrical container 7. The container 7 delimits a chamber 8 and includes a supply pipe 9, a first discharge pipe 11 for discharging the first liquid phase and a second discharge pipe 18 for discharging the second liquid phase (with a flange 18 at the base). ) is provided. Labyrinth seals 13, 19 and mechanical seal 14 are arranged as in the previous example.

操作に際して、原油の液体フラクシヨンを、供
給パイプ9および孔16を介して透過性エレメン
ト26へ供給する。透過性エレメントの細孔内で
水性相および有機液体相が、ロータの回転により
生ずる遠心力の影響下に分離する。水性相は透過
性エレメントの細孔内を外向きに移動し、穿孔2
3およびカバー25を経て室8中へ流入し、次い
で排出パイプ11を介して排出される。他方、有
機相は透過性エレメントの細孔内を内向きに流動
して、穿孔24および排出パイプ12を介して排
出される。
In operation, a liquid fraction of crude oil is fed to permeable element 26 via feed pipe 9 and bore 16 . The aqueous and organic liquid phases separate within the pores of the permeable element under the influence of the centrifugal force generated by the rotation of the rotor. The aqueous phase moves outward within the pores of the permeable element and perforates 2
3 and the cover 25 into the chamber 8 and is then discharged via the discharge pipe 11. On the other hand, the organic phase flows inwardly through the pores of the permeable element and is discharged via the perforations 24 and the discharge pipe 12.

第4図において油井頭からの原油は一方または
両方の気体分離器へ供給される。気体分離器では
本発明による分離工程が行われる。この気体分離
器は、普通、第1図の装置のタイプであつてよ
い。気状成分を除去された原油はロータから排出
され次工程へ供給され、また分離された気状成分
は別個に除去され、例えば燃料ガス溜、あるいは
焼却煙突へ送られる。第4図には一段の気体分離
を示してあるが、気体を二またはそれ以上の直列
の気体分離工程により(例えば次第に低くなる圧
力で運転される連続した複数のロータで)分離す
るのが望ましいことが多い。
In Figure 4, crude oil from the wellhead is fed to one or both gas separators. The separation process according to the invention takes place in the gas separator. This gas separator may typically be of the type of apparatus of FIG. The crude oil from which gaseous components have been removed is discharged from the rotor and supplied to the next process, and the separated gaseous components are separately removed and sent to, for example, a fuel gas reservoir or an incineration chimney. Although a single stage gas separation is shown in Figure 4, it is preferable to separate the gases by two or more gas separation steps in series (e.g., a series of rotors operated at progressively lower pressures). There are many things.

気体分離に続いて、原油は液体分離器へ供給さ
れ、そこで本発明による別の分離工程が実施され
る。液体分離器は第3図の装置のタイプであるの
が普通である。液体分離器からの水性層は、例え
ば海へ投棄され、あるいは油井への再注入に用い
ることができる。液体分離器からの有機液体は適
当な貯槽へ供給されるか、あるいは船またはパイ
プラインに直接供給しうる。
Following gas separation, the crude oil is fed to a liquid separator where another separation step according to the invention is performed. The liquid separator is typically of the type of device shown in FIG. The aqueous layer from the liquid separator can be dumped into the sea, for example, or used for reinjection into an oil well. The organic liquid from the liquid separator can be fed to a suitable storage tank or directly to a ship or pipeline.

二つの独立した並列の分離工程ラインを設ける
ことにより、操業に大きなフレキシビリテイが与
えられ、また例えば保修のために一方のラインを
閉鎖したときでも他方のラインで操業を続けるこ
とが可能となる。
Having two independent parallel separation process lines gives great operational flexibility and allows for example if one line is shut down for maintenance, the other line can continue operating. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の種々の態様を実施するための装
置を示す。第1図は、本発明方法で液体から少量
の気体を分離するのに使用しうるロータ装置の概
略断面図。第2図は、本発明方法で気相から少量
の液体を分離するのに使用しうるロータ装置の概
略断面図。第3図は本発明方法で二つの液相を分
離するのに使用しうるロータ装置の概略断面図。
第4図は、本発明方法を採用しうる産油のための
一連の工程を示すフローシートである。 ロータ:5、回転軸;6、供給パイプ;9、第
1排出パイプ(低密度);11、第2排出パイプ
(高密度);12。
The drawings depict apparatus for implementing various aspects of the invention. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a rotor arrangement that can be used to separate small amounts of gas from a liquid in the method of the invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a rotor arrangement that can be used to separate small amounts of liquid from a gas phase in the method of the invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a rotor arrangement that can be used to separate two liquid phases in the method of the invention.
FIG. 4 is a flow sheet showing a series of steps for oil production in which the method of the present invention can be adopted. Rotor: 5, Rotation shaft; 6, Supply pipe; 9, First discharge pipe (low density); 11, Second discharge pipe (high density); 12.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 相異なる密度の複数の相を含む流体化石燃料
を、ロータの回転軸と同軸の回転可能な軸上に透
過性エレメントを取りつけてなるロータに装入
し、該ロータ内で流体化石燃料を遠心力に付して
流体化石燃料の密度のより高い相はロータの回転
軸に関して一般的に外方向へ移動させ、一方密度
のより低い相は該回転軸に関し内方向へ移動する
ようにさせる工程と、ロータから排出される少く
とも1つの炭化水素相を取り出す工程とを有する
ことを特徴とする相異なる密度の複数の相を含む
流体化石燃料の少くとも1つの成分を分離する方
法。 2 流体化石燃料が原油である特許請求の範囲第
1項記載の方法。 3 気相を含む原油をその軸付近で前記ロータに
装入し、気相をその軸付近でロータから取り出
し、液体炭化水素相をロータの放射的に外側の周
縁付近の位置から取り出す特許請求の範囲第2項
記載の方法。 4 水性液体を含む原油をその外周とその軸との
中間帯域においてロータに装入し、水性液体をロ
ータの放射的に外側の周縁付近の位置から取り出
し、液状炭化水素相をその軸付近でロータから取
り出す特許請求の範囲第2項又は第3項記載の方
法。 5 流体が天然ガスである特許請求の範囲記載の
方法。 6 液相を含む天然ガスをその外周とその軸との
中間帯域においてロータに装入し、液体成分をロ
ータの放射的に外側の周縁付近の位置から取り出
し、気体状炭化水素相をその軸付近でロータから
取り出す特許請求の範囲第5項記載の方法。 7 透過性エレメントが500m2/m3以上の界面面
積を有しかつ85%以上の空隙率(voidage)を有
する特許請求の範囲第6項記載の方法。 8 海底で実施する特許請求の範囲第1項から第
7項までのいずれかに記載の方法。
[Claims] 1. A fluid fossil fuel containing a plurality of phases with different densities is charged into a rotor having a permeable element attached to a rotatable shaft coaxial with the rotational shaft of the rotor, and subjecting the fluid fossil fuel to centrifugal force to cause the denser phase of the fluid fossil fuel to move generally outwardly with respect to the axis of rotation of the rotor, while the less dense phase moves inwardly with respect to the axis of rotation of the rotor. separating at least one component of a fluid fossil fuel comprising a plurality of phases of different densities, characterized in that the method comprises the steps of: causing the rotor to release at least one hydrocarbon phase; and removing at least one hydrocarbon phase discharged from the rotor. how to. 2. The method according to claim 1, wherein the fluid fossil fuel is crude oil. 3. Crude oil containing a gas phase is charged to said rotor near its axis, the gas phase is removed from the rotor near its axis, and the liquid hydrocarbon phase is removed from a location near the radially outer periphery of the rotor. The method described in Scope No. 2. 4. Crude oil containing an aqueous liquid is charged to the rotor at an intermediate zone between its periphery and its axis, the aqueous liquid is withdrawn from a location near the radially outer periphery of the rotor, and the liquid hydrocarbon phase is transferred to the rotor near its axis. A method according to claim 2 or 3, taken out from . 5. The method of the claims, wherein the fluid is natural gas. 6. Natural gas containing a liquid phase is charged to the rotor in a zone intermediate between its outer periphery and its axis, the liquid component is removed from a position near the radially outer periphery of the rotor, and the gaseous hydrocarbon phase is transferred near its axis. 6. The method according to claim 5, wherein the method is removed from the rotor. 7. The method of claim 6, wherein the permeable element has an interfacial area of 500 m 2 /m 3 or more and a voidage of 85% or more. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, which is carried out on the seabed.
JP22283982A 1981-12-18 1982-12-18 Separation of fluid fossil fuel component Granted JPS58145783A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8138327 1981-12-18
GB8138327 1981-12-18
GB8224531 1982-08-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58145783A JPS58145783A (en) 1983-08-30
JPH0324517B2 true JPH0324517B2 (en) 1991-04-03

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