KR20140091682A - 구형상 분리 장치 및 분리 방법 - Google Patents

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    • E21B43/35—Arrangements for separating materials produced by the well specially adapted for separating solids

Abstract

본 발명은 특히 웰스트림 혼합물로서 장치로 들어오는 물/기름/가스/모래 혼합물의 흐름들의 제 1 분리 단계들을 위한, 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

구형상 분리 장치 및 분리 방법{Spherical separation device and method for separation}
본 발명은 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물을 위한 주입구; 분리 내부; 용기의 하측에 위치되는 사전 분리된 실질적으로 중질상 부분을 위한 적어도 하나의 배출구; 및 용기의 상측에 위치된 사전 분리된 실질적으로 경질성 부분을 위한 다른 배출구를 포함하는, 웰스트림 혼합물로서 장치에 들어오는, 특히 물/기름/가스/모래 혼합물의 흐름들의 제 1 분리 단계들을 위해, 예를 들어 가스/액체 혼합물들과 같은, 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이와 같은 분리 장치를 이용하여 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법에 관한 것이다.
탄화수소들(기름 및 가스)의 추출의 기술 분야에서 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들의 분리를 위해 사용되는 분리기들은 보통 플레이트와 같은 분리 장비의 내부, 버텍스 브레이커들(vortex breaker) 등을 갖는 큰 용기들(길이 25 - 30 미터)로 구성된다. 처리될 체적 흐름(volume flow)은 웰스트림으로서 웰(well)로부터 통상 유도되고 1만 m3/일 정도일 수 있다. 얻어진 분리 제품들은 보통 A) 하나 이상의 액체 흐름들(주로 기름 및/또는 물), B) 실질적인 가스 흐름 및 C) 모래와 같은 고체 성분들의 재료 흐름에 특징이 있다. 액체 흐름 A)는 단일 기름 가스 흐름일 수 있지만 또한 주로 기름 흐름 A1) 및 주로 물 흐름 A2)으로 사전 분리될 수 있다. 고체 입자들 C)의 재료 흐름은 또한 액체 흐름 A)와 결합될 수 있다. 이와 같은 1차 분리로부터 얻어진 실질적인 가스 상 부분은 통상 여전히 특히 예컨대 사이클론 또는 다른 데미스터(demister)를 포함하는 용기에서 추가 분리될 상당한 양의 액체를 포함한다. 주입구는 통상 용기의 하나의 맨 끝의 상측에 위치되고 실질적인 가스 흐름을 위한 배출구는 용기의 대향 맨 끝의 상측에 위치된다. 액체 배출구(들)는 용기의 하측에 축적되는 유체 혼합물의 액체 레벨 아래에 위치되고, 그래서 가스 배출구가 또한 접속되는 맨 끝 위의 하측 위치 상에 위치된다. 기존의 분리 용기들은 크고 무겁다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 분리 장치들보다 취급 및/또는 구성하기가 더 쉬운 구성과 적당한 분리 성능들을 결합하는 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들의 분리를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 서두에서 언급한 유형의 장치를 제공하고, 여기서 용기는 1기압보다 외압보다 실질적으로 높은 외압 하에서 사용하기 위해 설계된 적어도 하나의 실질적으로 구형상 케이싱을 포함하고, 장치는 또한 적어도 하나의 후속 및/또는 중질상 부분 배출구, 경질상 부분 배출구들 중 적어도 하나에 접속되는 선행 컴팩트 분리기, 및/또는 혼합물을 위한 주입구를 포함한다. 중질상 배출구는 실질적인 액체 배출구일 수 있고 경질상 배출구는 실질적인 가스 배출구일 수 있다. 본 발명에 따른 분리 장치의 선행 또는 후속 컴팩트 분리기의 특정 실시예는 직렬 분리기이다. 실질적으로 구형상 용기와 조합하여 하나 이상의 컴팩트 타입 분리기들을 사용하는 이점은 이들 "대략 파이프 형상의(generally pipe shaped)" 및 상이한 방식들의 최소화된 용적 측정 분리기들은 만약 정지 체적(hold up volume)을 가지는 용기형 분리기들과 비교하면 이들의 용량과 관련하여 상대 체적을 필요로 한다는 것이다. 용기형 분리기의 저부에는 통상 예컨대 "스탠드 스틸(stand still)" 액체 체적 및 용기의 상부에 제공될 수 있는 "스탠드 스틸(stand still)" 가스 체적이 제공된다. 이와 같은 "스탠드 스틸(stand still)" 체적들(또는 격벽들) 중 하나 이상은 용기가 이와 같은 컬렉터 공간(들)을 필요로 하지 않는 컴팩트 타입 분리기들과 비교하면 상대적으로 크다는 것이다. 사전 분리 용기를 또한 유지하기 위한 이유는 직접 웰(well)로부터의 기름/가스 혼합물의 흐름과 같이, 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물의 다량의 흐름의 직접 입력이 컴팩트 타입 분리기에서 즉시 처리하는 것이 곤란하다는 것이다. 그 이유는 이와 같은 것이 예컨대 비혼합상들의 비가 시간에 따라 일정하지 않을 때 슬러깅(slugging)과 같은 문제들로 이어질 수 있다는 것이다. 따라서, 어떤 "용기형(vessel type)" 분리가 유지되어야 하지만 선행 컴팩트 분리 및/또는 후속의 컴팩트 추가 분리와 결합될 수 있다. 컴팩트 타입 분리기는 예컨대 원심 분리기들, 서리 제거 사이클론들(예컨대 용기에 부착된 하나 이상의 돔들에 배치되는)과 같은 사이클론 분리기들, 코어레서들(coalescers), 및 버텍스 분리기들로 존재하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 특정 레벨로의 사전 분리는 이와 같은 것을 위해 필요한 용기의 필요 길이 및 필요 체적을 제한하는 혼합물이다. 본 발명의 통찰력으로 인해, 사전 분리는 용기를 향한 수요들이 감소되는 종래 기술에 따른 제 1 분리 단계보다 덜 유효할 수 있다. 이것은 구조적 및 논리적 관점에서 본 더 효율적으로 성형된 용기를 이용하는 것을 가능하게 한다. 용기는 적어도 하나의 실질적으로 구형상 케이싱 밖에서 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 이점들은 분리 장치가 동일한 분리용량을 제공하는 종래 기술 장비에 비해 부피가 작다는 것이다. 더 적은 체적은 더 저렴한 구성, 더 용이한 수송 및 설치의 이점을 제공한다. 더 작은 구성 외에 또한 구형 케이싱은 종래 기술에 비해 케이싱 두께 감소에 대한 수요를 만든다. 더 컴팩트한 분리의 추가 이점은 안정된 조건들 하에서 선행 및/또는 후속 분리기(들)에서 경질상 및/또는 중질상 부분들의 고유 시간 분포가 일정하다는 것이다. 적합하나 컴팩트 선행 및/또는 후속 분리기들과 관련하여, 예를 들어 출원인의 초기 특허 출원들 WO 2010/114377 및 WO 2010/131958에 개시된 것과 유사한 분리기들이 참조된다. 가능성은 실질적으로 구형상 용기로부터 오는 부분들을 더 처리하기 위해 또한 하나 이상의 후속 용기들에 의해 후속의 인라인(in line) 또는 컴팩트한 분리를 결합하는 것에 있다. 특정 실시예에서 실질적으로 구형상 용기에서의 중질상 부분 버퍼는 후속 분리 용기에서 경질상 부분 버퍼와 직접 소통한다.
실질적으로 구형상 용기 케이싱은 1기압보다 실질적으로 높은 외압 하에서 사용하기 위해 설계되기 때문에, 분리 장치는 서브머시브 사용(submersive use)에 특히 적합하다. 그래서 수중 우물들 가까이에서 분리 장치는 해저에 배치될 수 있다. 이와 같은 서브머시브 사용은 (특히 사용 위치의 깊이에 의존하여) 고신뢰성 및 최소 유지보수를 요구하고 매칭하는 큰 벽 두께를 갖는 강인한 고체 장비를 낳을 수 있다. 전형적으로 구형상 용기의 벽 두께는 25 - 150 mm이다.
일 실시예에서, 용기의 하측에는 고체 입자 배출구가 제공될 수 있다. 분리될 혼합물에서 모래와 같은 고체 재료의 부분이 존재할 수 있다. 고체 재료의 이와 같은 부분은 나중에 중질상(예컨대 액체)으로부터 제거될 중질상 부분과 함께 제거될 수 있다. 이와 같은 처리를 위해, 인라인 디샌더(inline de-sander)가 사용될 수 있다. 대안으로서 고체 재료의 부분이 더 큰 상황에서, 또한 적어도 하나의 실질적으로 구형상 케이싱을 갖는 용기로부터 직접 고체 재료의 부분의 적어도 일부로부터 직접 제거를 제공하는 것이 가능하다.
통상 본 발명에 따른 분리 장치의 용기로 들어갈 때 적어도 2개의 비혼합상들이 제공된 혼합물에 대한 웰압력, 또는 나머진 웰압력은 분리 장치를 둘러싸고 있는 물에 의해 작용하는 외압보다 낮다.
분리 내부는 용기 내의 특정 최소 체류 시간 분리될 재료를 제공하고 따라서 필요한 사전 분리를 위한 최소 시간을 제공하기 위해 배플들과 같은 흐름 안내 플레이트들을 포함할 수 있다.
용기는 단일의 실질적으로 구형상 용기 케이싱을 포함할 수 있지만 더 큰 용량 및/또는 더 양호한 분리 사양들을 제공하기 위한 대안으로서, 용기는 또한 다수의 상호접속 구형상 케이싱들을 포함할 수 있다. 구형상 케이싱은 개구들이 제공되는 다수의 구형 부분들과 함께 예컨대 용접에 의해 상호접속될 수 있다. 양호한 결과를 위해 이들 개구들은 서로에 꼭 맞고 구형 부분들의 나머지 재료는 미디엄-타이트 상호접속된다(medium-tight interconnected). 이 점에서 "미디엄-타이트(medium-tight)"는 액밀(liquid-tight) 및 기밀(gastight)을 가리키는데 사용된다. 이러한 점에서 특정 실시예는 2개(또는 그 이상의) 적층 및 상호접속된 구형상 케이싱을 포함하는 용기를 제공한다.
본 발명은 또한 특히 웰스트림 혼합물(wellstream mixture)로서 장치로 들어오는 물/기름/가스/모래 혼합물의 흐름들의 제 1 분리 단계들을 위해, 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법으로서, A) 적어도 하나의 실질적으로 구형상 케이싱이 제공되는 사전 분리 용기에 다량의 흐름의 웰스트림 혼합물을 공급하는 단계; B) 용기 내의 웰스트림 혼합물을 사전 분리하는 단계; C) 용기를 떠나는 사전 분리된 중질상 부분을 후속 분리기에 공급하는 단계, D) 용기를 떠나는 사전 분리된 경질상 부분을 후속 분리기에 공급하는 단계, E) 후속 분리기들에서 사전 분리된 실질적 중질상 부분 및 사전 분리된 실질적 경질상 부분을 후속 분리하는 단계를 포함하고, 후속 분리 프로세스들 및/또는 선행 분리 프로세스 중 적어도 하나는 후속 및/또는 선행 분리기를 지나는 그 부분의 관통 흐름에 의해 발생하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법을 제공한다. 사전 분리된 실질적 중질상 부분 및 사전 분리된 실질적 경질상 부분 모두의 상기 후속 분리 프로세스들은 후속 분리기들을 지나는 부분들의 관통 흐름에 의해 발생하는 것이 가능하지만, 그것은 또한 2개 중 하나만이 컴팩트 처리되게 하는 것은 선택사항이다. 이러한 방법에 의해 본 발명에 따른 분리 장치와 관련하여 이미 언급한 것과 같은 이점들이 실현될 수 있고; 이들은 또한 참조로 본 발명의 분리 방법과 관련하여 여기에 통합된다. 가장 중요한 이점들은 종래 기술의 분리 장치와 비교되는, 본 발명들이 비교적 얕은 물들에서 뿐만 아니라 더 깊은 깊이들의 수중 환경들에서 유리하게 적용될 수 있는, 디자인으로부터 믿을 수 있는(solid) 비교적 컴팩트하고 경량인 분리 장치에 의해 고도의 분리를 가능하게 한다.
본 발명은 특정 실시예에서 또한 용기가 2개의 상이한 사전 분리된 웰스트림 부분들(예컨대 2개의 상이한 액체 부분들, 예를 들어 실질적인 물 부분 및 실질적인 기름 부분)을 제공하도록 단계 B)에 따라 용기 내에서 웰스트림 혼합물을 사전 분리할 기회를 제공할 수 있다. 실질적인 경질상 부분을 위한 흐름 관통 분리기(들)은 사전 분리된 실질적인 경질상 부분이 상당한 양의 액체를 포함할 수 있지만 바람직한 결과를 위해(슬러깅의 위험 없이) 용기 내에서의 사전 분리가 실질적인 가벼운 상의 가스 부분(substantial light phase gas part)이 액체의 40, 30, 또는 20 체적% 이하를 포함하는 레벨로 일어나도록 선택될 수 있다. 경질상 부분에서의 액체의 이러한 (높은) 레벨은 상대적으로 낮은 용기의 분리 용량을 향한 수요를 만들어 추가로 용기를 다운사이징(downsizing)할 수 있게 한다.
본 발명은 다음의 도면들에 도시된 비제한적인 전형적인 실시예들에 기초하여 더 설명된다.
도 1a는 본 발명에 따른 분리 장치의 제 1 실시예의 개략적으로 표현된 일부를 나타내고;
도 1b는 추가의 후속의 직렬의 처리 장비를 갖는, 도 1a에 이미지 부분적으로 제공된 분리 장치의 개략적으로 표현된 완전 실시예를 나타내고;
도 1c는 도 1b에 비교되는 제 2의 대안의 추가의 처리 장비를 갖는 도 1a에 부분적으로 제공된 분리 장치의 개략적으로 표현된 완전 실시예를 나타내고;
도 1d는 도 1b 및 1c과 비교되는 제 3의 대안의 추가의 처리 장비를 갖는 도 1a에 부분적으로 제공된 분리 장치의 개략적으로 표현되는 완전 실시예를 나타내고;
도 2a는 본 발명에 따른 추가의 후속 처리 장비를 구비하는 분리 장치의 개략적으로 표현된 제 2 실시예를 나타내고;
도 2b는 대안의 추가의 후속 처리 장비를 갖는 도 2a에 제공된 분리 장치의 실시예를 나타내고;
도 3은 본 발명에 따른 제 1 유형의 추가의 후속 처리 장비를 갖는 분리 장치의 개략적으로 표현된 제 3 실시예를 나타내고;
도 4a는 본 발명에 따른 추가의 후속 처리 장비를 갖는 분리 장치의 개략적으로 표현된 제 4 실시예를 나타내고;
도 4b는 후속 처리 장비를 배제한, 도 3a에 제공된 분리 장치의 개략적으로 표현된 상면도를 나타내고;
도 5는 본 발명에 따른 추가의 후속 처리 장비를 갖는 분리 장치의 개략적으로 표현된 제 5 실시예를 나타내고;
도 6은 본 발명에 따른 추가의 후속 처리 장비를 갖는 분리 장치의 개략적으로 표현된 제 6 실시예를 나타내고;
도 7은 본 발명에 따른 분리 장치의 개략적으로 표현된 제 7 실시예를 나타낸다.
도 1a는 구형상 용기(2)에 화살표(P1)를 따라 웰스트림 혼합물 (예컨대 가스/액체 혼합물)을 공급하기 위한 주입구(3)를 가지는 구형상 용기(2)를 갖는 분리 장치(1)의 일부를 나타낸다. 구형상 용기(2)에 있어서, 베인 확산기(vane diffuser; 4)는 유입 웰스트림 혼합물의 분리를 (부분적으로) 가능하게 하기 위해 주입구(3)에 연결한다. 구형상 용기(2)의 하측에는 사전 분리된 실질적인 중질상 부분(P2)을 위한 중질상 배출구(5)(예컨대 액체 배출구)가 위치되고 한편 구형상 용기(2)의 상측에는 사전 분리된 실질적인 경질상 부분(P3)(예컨대 가스 부분)을 위한 가스 배출구(6)가 위치된다.
도 1b는 경질상 배출구(6)에 접속되는 컴팩트 타입의 후속 분리기(7)를 갖는, 도 1a에 이미 부분적으로 나타낸 분리 장치(1)를 나타낸다. 후속 분리기(7)에는 차례로 2개의 액체 부분 배출구들(8, 9) 및 가스 배출구(10)가 제공된다. 분리 장치(1)에는 또한 중질상 배출구(5)에 접속되는 컴팩트 타입의 후속 분리기(11)가 제공되고, 또 후속 분리기(11)에는 다시 2개의 액체 부분 배출구들(12, 13) 및 가스 배출구(14)가 제공된다. 도 1c는 주로 도 1b에 나타낸 분리 장치(1)와 유사하지만 관통 중질상 배출구(5)의 하측에서 구형상 용기(2)를 떠나는 실질적인 중질상 부분(P2)을 위한 대안의 후속 분리기(16)를 갖는 분리 장치(15)를 나타낸다. 후속 분리기(16)는 더 낮은 중질상 부분 배출구(18) 및 더 높은 경질상 부분 배출구(19)를 갖는 용기(17)를 포함한다.
도 1d에서 분리 장치(20)는 또한 주로 도 1b에 나타낸 분리 장치(1)와 비슷하지만 이 실시예에서는 관통 경질상 부분 배출구(6)의 더 높은 측에서 구형상 용기(2)를 떠나는 경질상 부분(P3)을 위한 대안의 후속 분리기(21)가 있다. 후속 분리기(21)는 더 낮은 중질상 부분 배출구(23) 및 더 높은 경질상 부분 배출구(24)를 갖는 용기(22)를 포함한다.
도 2a는 도 1a-1d에 나타낸 실시예들, 구형상 용기(31)에 화살표(P1)를 따라 웰스트림 혼합물을 공급하기 위한 주입구(3)를 가지는 구형상 용기(2)와 비슷한 분리 장치(30)를 나타낸다. 또 이 실시예에서 구형상 용기(2)에서 베인 확산기(4)는 유입 웰스트림 혼합물의 (부분적으로) 분리를 가능하게 하기 위해 주입구(3)에 접속된다. 또한, 구형상 용기(2)의 하측에는, 사전 분리된 실질적인 중질상 부분(P2)을 위한 중질상 부분 배출구(5)가 위치되고 한편 구형상 용기(2)의 상측에는 사전 분리된 실질적인 경질상 부분(P3)을 위한 경질상 부분 배출구(6)가 위치된다. 그러나 앞의 실시예들과는 달리, 분리 장치(30)의 구형상 용기(31)에는 제 3 부분(P4), 예컨대 실질적인 기름 부분을 위한 제 3 배출구(32)가 제공된다. 제 3 부분의 제거를 위한 추가의 제 3 배출구(32)를 추가함으로써, 구형상 용기(2)의 하측에서 중질상 부분 배출구(5)를 통해 제거된, 부분(P2)을 떠나는 부분은, 추가 부분(P4)이 배출구(32)(예컨대 강화된 기름 성분을 함유하는 부분)를 통해 제거된다는 사실로 인해, 도 1a-1d에 나타낸 실시예들에서 하측 배출구(5)를 떠나는 사전 분리된 실질적인 중질상 부분에 대해 상이한 조성(예컨대 더 많은 성분의 물)을 가질 것이다. 제 3 배출구(32)를 떠나는 추가 부분(P4)은 또한 경질상 배출구(34)(예컨대 실질적인 가스 배출구) 및 중질상 배출구(35)(예컨대 실질적인 물 배출구)를 가지는 다른 분리 용기(33)에 공급된다. 도 2b로부터 알 수 있는 것과 같이, 용기(31)에 접속되는 후속 처리 장비를 변경하는 것이 또한 가능하다. 이 실시예에 나타낸 것과 같이, 중질상 배출구(38)(여기서는 예컨대 기름 배출구) 및 경질상 배출구(39)(여기서는 예컨대 가스 배출구)를 가지는 용기(37)는 용기(31)로부터 실질적인 중질상 부분(P2)(예컨대 물)을 공급하는 중질상 부분 배출구(5)(여기서 예컨대 물 배출구)에 접속되고 한편 추가 부분(P4)(예컨대 강화된 기름 성분을 함유)은 배출구(32)를 통해 제거되고 차례로 2개의 다른 중질상 부분(예컨대 기름) 배출구들(41, 42) 및 경질상 부분(예컨대 가스) 배출구(43)가 제공되는 컴팩트 타입의 후속 분리기(40)에 전송된다.
도 3에서, 분리 장치(50)는 2개의 적층된 구형상 용기 부분들(5, 51")의 조합인 용기(51)와 함께 도시된다. 용기(51)에 화살표(P1)를 따라 웰스트림 혼합물을 공급하기 위한 주입구(3)는 상측 용기 부분(51')에 접속되고 유입 웰스트림 혼합물의 사전 분리를 가능하게 하기 위한 베인 확산기(4)로 이어진다. 상측 용기 부분(51")에는 사전 분리된 실질적인 중질상 부분(P2)(예컨대 물)을 위한 중질상(예컨대 물) 배출구(5) 및 추가의 배출구(32)(P4)(예컨대 기름 배출구)가 위치되고 한편 상측 용기 부분(5)에는 사전 분리된 실질적인 경질상 부분(P3)(예컨대 실질적인 가스 상 부분)을 위한 경질상 배출구(6)(예컨대 가스 배출구)가 위치된다. 하측 용기 부분(51")에서 추가 (예컨대 기름/물) 분리를 더 향상시키기 위해, 둑들(weirs; 52)이 하측 용기 부분(51")에 배치된다. 용기(51)를 떠나는 부분들(P2, P3, P4)의 후속 처리를 위해, 후속 분리기들(53, 54, 55)이 제공된다. 후속 분리기들(53, 54, 55)은 앞의 실시예들에서 나타낸 것과 같이 변경될 수 있다.
분리 장치(60)의 다음의 실시예가 도 4a 및 4b에 개략적으로 도시된다. 여기서 용기(61)는 4개의 구형상 용기 부분들(6, 61", 6", 61"")의 조립체이다. 중질상 부분 배출구들(예컨대 기름 부분 배출구(32) 및 물 부분 배출구(5))은 용기(61)의 하측 상에 축적될 수 있는 유체 혼합물의 액체 레벨 아래에 위치되고, 이 상황에서 중질상 부분 배출구(5)(예컨대 물 배출구) 및 추가 부분 배출구(32)(예컨대 기름 배출구) 모두가 하측 용기 부분(61")에 접속된다. 경질상 부분 배출구(6)(예컨대 가스 배출구)는 용기(61)의 상측에 위치되고, 그래서 상측 용기 부분(61"")에 접속된다. 또, 여기서 후속 분리기들(63, 64, 65)은 앞에서 나타낸 것과 같이 변경될 수 있다. 도 4b에는 용기(61)만이 4개의 구형상 용기 부분들(6, 61", 6", 61"")의 조립체인 용기(61)를 더 상세히 설명하는 상면도로 도시된다.
도 5는 도 1a에 나타낸 실시예와 다소 유사한 본 발명에 따른 분리 장치(70)의 실시예를 나타내지만, 이 실시예에서 화살표(P1)를 따라 웰스트림 혼합물을 공급하기 위한 주입구(3)를 갖는 구형상 용기(71)에는 용기(71)에서 사전 분리된 실질적인 경질상 부분(P3)(예컨대 가스 상 부분)의 후속 분리를 위한 통합된 분리기(73)가 제공되는 경질상 배출구(72)(예컨대 가스 배출구)가 제공된다. 경질상 부분 배출구(72)(예컨대 실질적인 가스 상 부분 배출구)에 통합되는 분리기(73)는 용기(71) 내에 후속 분리된 중질상 부분(예컨대 실질적으로 액체 상 부분)을 직접 배치할 수 있고, 이중 분리된 경질상 부분(예컨대 가스 상 부분)은 화살표(P5)를 따라 추가 제거된다. 사전 분리된 실질적인 중질상 부분(P2)(예컨대 실질적으로 액체 상 부분)을 위한 중질상 배출구(5)는 후속 용기 분리기(74)에 접속되지만 또한 본 발명의 부분인 대안의 실시예로서 용기와 통합될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 분리 장치(80)의 다음의 실시예는 도 6에 도시된다. 여기서, 구형상 용기(81)에는 용기(81)에 사전 분리된 경질상 부분(P3)(예컨대 실질적인 가스 상 부분)의 후속 분리를 위한 통합된 분리기(84, 85)가 제공되는 이중 경질상 부분 배출구들(82, 83)(예컨대 가스 상 배출구들)이 모두 제공된다. 이중 분리된 경질상 부분들은 화살표들(P5)을 따라 결합되고 더 제거된다. 도 5에 나타낸 실시예와 유사하게, 또한 여기서 사전 분리된 중질상 부분(P2)(예컨대 실질적인 액체 상 부분)을 위한 중질상 부분 배출구(5)는 후속 용기 분리기(86)에 접속된다.
끝으로 도 7에 부분적으로 도시된 분리 장치(90)의 실시예는 도 5에 도시된 실시예와 유사하다. 전에 행한 것과 같이, 동일한 장비 부분들은 앞의 실시예들에서 사용된 것과 같은 참조 부호들과 함께 언급된다. 여기서 도 5에 따른 실시예와 비교되는 차이는 웰스트림 혼합물이, 구형상 용기(71)에 공급되기 전에, 혼합물이 사전 분리된 경질상 부분이 화살표(P7)를 따라 경질상 배출구(72)에 통합되는 분리기(73)에 직접 공급되는 곳으로부터 사전 분리기(91)에 화살표(P6)를 따라 공급된다는 것이다. 사전 분리기(91)를 떠나는 남은 사전 분리된 혼합물은 용기(71)의 주입구(3)에 화살표(P8)를 따라 공급된다.

Claims (13)

  1. 특히 웰스트림 혼합물(wellstream mixture)로서 장치로 들어오는 물/기름/가스/모래 혼합물의 흐름들의 제 1 분리 단계들을 위해, 적어도 2개의 비혼합상들(immiscible phase)이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치로서,
    - 용기를 포함하고, 상기 용기에는
    - 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 상기 혼합물을 위한 주입구(inlet);
    - 분리 내부(separation interior);
    - 상기 용기의 하측에 위치된 사전 분리된 중질상 부분(pre-separated heavy phase fraction)을 위한 적어도 하나의 중질상 배출구;
    - 상기 중질상 배출구 위에 위치된 사전 분리된 경질상 부분(pre-separated light phase fraction)을 위한 경질상 배출구
    가 제공되는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치에 있어서,
    상기 용기는 1기압보다 실질적으로 높은 외압 하에서 사용하기 위해 설계되는 적어도 하나의 실질적으로 구형상인 케이싱(spherical shaped casing)을 포함하고, 및
    상기 장치는 또한 상기 혼합물을 위한 상기 중질상 배출구, 상기 경질상 배출구 및/또는 상기 주입구 중 적어도 하나에 연결되는 적어도 하나의 후속 및/또는 선행 컴팩트 분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 후속 및/또는 선행 컴팩트 분리기는 직렬 분리기(inline separator)인 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 용기의 상기 하측에는 고체 입자 배출구가 제공되는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 외압이 내압보다 높은 경우에 사용하기 위해 설계되는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 내부는 흐름 안내 플레이트들(flow guiding plates)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 다수의 상호접속 구형상 케이싱들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 용기는 적어도 2개의 적층 및 상호접속된 구형상 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 장치.
  8. 특히 웰스트림 혼합물(wellstream mixture)로서 장치로 들어오는 물/기름/가스/모래 혼합물의 흐름들의 제 1 분리 단계들을 위해, 적어도 2개의 비혼합상들이 제공되는 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법으로서,
    A) 적어도 하나의 실질적으로 구형상 케이싱이 제공되는 사전 분리 용기에 다량의 흐름의 상기 웰스트림 혼합물을 공급하는 단계;
    B) 상기 용기 내에서 상기 웰스트림 혼합물을 사전 분리하는 단계;
    C) 상기 용기를 떠나는 사전 분리된 중질상 부분을 후속 분리기에 공급하는 단계,
    D) 상기 용기를 떠나는 사전 분리된 경질상 부분을 후속 분리기에 공급하는 단계,
    E) 상기 후속 분리기들에서 상기 사전 분리된 중질상 부분 및 상기 사전 분리된 경질상 부분을 후속 분리하는 단계
    를 포함하고,
    후속 분리 프로세스들 및/또는 선행 분리 프로세스 중 적어도 하나는 후속 및/또는 선행 컴팩트 분리기를 지나는 관통 흐름(through flow)에 의해 발생하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 사전 분리된 중질상 부분 및 상기 사전 분리된 경질상 부분 모두의 상기 후속 분리 프로세스들은 상기 후속 분리기들을 지나는 상기 부분들의 관통 흐름에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 웰스트림 혼합물은 2개의 상이한 사전 분리된 웰스트림 부분들을 제공하는 단계 B)에 따라 상기 용기에서 사전 분리되는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전 분리된 경질상 부분은 40 체적% 이하의 액체를 포함하는 레벨까지 사전 분리되는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 사전 분리된 실질적인 경질상 부분은 30 체적% 이하의 액체를 포함하는 레벨까지 사전 분리되는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 사전 분리된 경질상 부분은 20 체적% 이하의 액체를 포함하는 레벨까지 사전 분리되는 것을 특징으로 하는, 혼합물들의 다량의 흐름들을 분리하기 위한 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759772B (zh) * 2014-01-27 2017-12-05 兰州海默科技股份有限公司 一种全量程计量稠油中油气水三相流量的装置和方法
WO2015188850A1 (en) * 2014-06-10 2015-12-17 Abb S.P.A. Subsea separator
CA2929414C (en) 2015-06-29 2023-08-22 SegreTECH Inc. Method and apparatus for removal of sand from gas
MX2019008610A (es) * 2017-01-18 2019-12-02 Calandra Resources Inc Método y sistema para la eliminación de partículas sólidas.
CA3076843C (en) 2017-09-25 2023-10-03 Sand Separation Technologies Inc. A device for separating solids from a fluid stream
US11724214B2 (en) * 2018-06-13 2023-08-15 2144811 Alberta Inc. Method and apparatus for removal of particulate matter from a multiphase stream
WO2020047649A1 (en) 2018-09-06 2020-03-12 1460798 Alberta Ltd. Counterflow vortex breaker
US11530944B1 (en) 2019-02-28 2022-12-20 Covenant Testing Technologies, Llc Well fluid management systems and methods
US10717026B1 (en) 2019-02-28 2020-07-21 Covenant Testing Technology, LLC Well production separation systems and methods
CN113323644B (zh) * 2021-06-30 2023-05-12 中国石油大学(华东) 一种气砂、水砂、或气水砂多相分离和集砂计量装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2756837A (en) * 1954-06-28 1956-07-31 Sivalls Tanks Inc Liquid and gas separator
JP2002537968A (ja) * 1999-03-05 2002-11-12 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 三相分離器
US20110139625A1 (en) * 2006-01-26 2011-06-16 Richard Arntzen Multiphase Fluid Separator

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2489370A (en) * 1945-10-29 1949-11-29 Ralph L Fowler Liquid and gas separator
US2756937A (en) * 1955-03-25 1956-07-31 Homer H Smith Bottle crusher
US2925720A (en) * 1956-10-18 1960-02-23 Maloney Crawford Tank And Mfg Apparatus for low temperature separation of high pressure gas streams
US2861647A (en) * 1957-10-01 1958-11-25 Thomas W Musslewhite Oil and gas separator
GB1378260A (en) * 1973-04-09 1974-12-27 Petrolite Corp Shipboard electrical treater
CA1182763A (en) 1982-07-08 1985-02-19 Ray Gallant Vapour recovery unit
US6197095B1 (en) * 1999-02-16 2001-03-06 John C. Ditria Subsea multiphase fluid separating system and method
NL1012451C1 (nl) * 1999-06-28 2001-01-02 Cds Engineering B V Inrichting en werkwijze voor het scheiden van aardgas en water.
FI20000791A (fi) * 2000-04-04 2001-10-05 Labko Ab Oy Menetelmä ominaispainoeron hyväksikäyttöön perustuvissa erottimissa
NO315912B1 (no) 2002-02-28 2003-11-10 Abb Offshore Systems As Undervanns-separasjonsanordning for behandling av råolje omfattende en separatormodul med en separatortank
EP1593418A1 (en) * 2004-05-06 2005-11-09 Services Petroliers Schlumberger A gravity separator for a multi-phase effluent
GB2420299B (en) * 2004-11-20 2007-01-24 Schlumberger Holdings A System And Method For Flow Analysis
FR2892953B1 (fr) 2005-11-09 2008-06-27 Saipem S A Sa Procede et dispositif de separation de liquide polyphasique
US7753990B2 (en) * 2006-02-24 2010-07-13 M-I Llc Aerated degasser
NL2002714C2 (nl) 2009-04-03 2010-10-05 Advanced Tail End Oil Company N V Inrichting voor het in fracties separeren van een verscheidene fracties bevattend fluã¯dum met dubbele separatie.
BRPI1009068B1 (pt) 2009-05-12 2022-11-01 Sulzer Management Ag Dispositivo, combinação e método para a separação de uma fração pesada a partir de um fluido
US7785400B1 (en) 2009-06-30 2010-08-31 Sand Separators LLC Spherical sand separators

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2756837A (en) * 1954-06-28 1956-07-31 Sivalls Tanks Inc Liquid and gas separator
JP2002537968A (ja) * 1999-03-05 2002-11-12 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 三相分離器
US20110139625A1 (en) * 2006-01-26 2011-06-16 Richard Arntzen Multiphase Fluid Separator

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