KR20150063566A - 다중 위상 분리 시스템 - Google Patents
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Abstract
다중 위상 유체에서 액체 및 가스를 분리시키는 시스템 및 방법이 여기에 제공된다. 방법은 다중 위상 유체를 다중 위상 분리 시스템에서 복수의 분할부들 내로 유동시키는 단계를 포함하고, 분할부들은 다중 위상 유체의 속도를 늦추도록 구성된다. 방법은 또한 복수의 하부 파이프들 및 복수의 상부 파이프들 사이에서 다중 위상 유체를 분리시키는 단계를 포함하고, 각각의 하부 파이프는 유입된 액체를 대응하는 상부 파이프로부터 하향유로를 통해 배수시키도록, 하부 파이프 내의 압력을 낮추도록 구성된 확장 구역을 포함한다.
Description
본 출원은 2012년 10월 8일 출원된, 발명의 명칭이 다중 위상 분리 시스템인 미국 특허 가출원 제61/711,132호의 이점을 주장하고, 2012년 7월 27일 출원된, 발명의 명칭이 다중 위상 분리 시스템인 미국 특허 가출원 제61/676,573호에 관한 것이며, 그 전체가 참조로써 여기에 포함되어 있다.
본 기술은 생산 유체에서 가스 및 액체의 분리를 제공한다. 더 구체적으로, 기술은 해저 다중 위상 분리 시스템을 사용하여 가스 및 액체로의 생산 유체의 분리를 제공한다.
이 부분은 기술의 다양한 양태들을 도입하는 경향이 있고, 이것은 본 기술들의 예시적인 실시예들과 연관될 수 있다. 이 논의는 본 기술들의 특정한 양태들의 더 나은 이해를 용이하게 하도록 구상을 제공하는데 도움을 주는 것으로 여겨진다. 따라서, 이 부분이 이러한 견지로 판독되어야 하고, 종래 기술의 허용이 반드시 필요한 것이 아님이 이해되어야 한다.
복수의 해저 분리 기술들 중 임의의 기술이 해저 우물(well)로부터 회수된 오일 및 가스의 양을 개선하도록 사용될 수 있다. 그러나, 1500m 초과의 물 깊이에서의 해저 분리는 특히 환경 조건 때문에 도전 의식을 북돋운다. 물 깊이가 증가함에 따라, 정수두에 의해 생성된 용기 상의 외압은 해저 처리를 위해 사용된 용기들에 대한 요구된 벽 두께를 증가시킨다. 1500m 초과의 물 깊이에서, 이 벽 두께는 너무 증가해서 일반적인 중력 분리가 실용적이지 않을 정도였다. 또한, 이러한 두꺼운 벽 두께를 갖는 용기들이 제작하기에 도전 의식을 북돋울 수 있고, 추가의 물질 및 중량이 프로젝트 경제학뿐만 아니라 유지를 위한 용기의 유용성에 영향을 줄 수 있다. 그 결과, 큰 직경의 분리기들이 종종 이러한 깊이들에서 사용될 수 없다.
예시적인 실시예는 다중 위상 유체가 다중 위상 분리 시스템 내로 유동하도록 구성된 입구 라인을 포함하는 다중 위상 분리 시스템을 제공한다. 입구 라인은 다중 위상 유체의 속도를 늦추고 또한 분배 헤더(header) 내로 다중 위상 유체를 공급하도록 구성된 복수의 분할부들을 포함한다. 분배 헤더는 다중 위상 유체를 복수의 하부 파이프들 사이에서 분할하도록 구성되고, 각각의 하부 파이프는 확장 구역을 포함한다. 시스템은 또한 하부 파이프들로부터 분기하는 복수의 상부 파이프들을 포함한다. 확장 구역들은 유입된 액체를 상부 파이프들로부터 대응하는 하향유로를 통해 배수시키기 위해, 하부 파이프들 내의 압력을 낮추도록 구성된다.
다른 예시적인 실시예는 다중 위상 유체에서 액체 및 가스를 분리시키는 방법을 제공한다. 방법은 다중 위상 분리 시스템에서 다중 위상 유체를 복수의 분할부들 내로 유동시키는 단계를 포함하고, 분할부들은 다중 위상 유체의 속도를 늦추도록 구성된다. 방법은 또한 다중 위상 유체를 복수의 하부 파이프들 및 복수의 상부 파이프들 사이에서 분리시키는 단계를 포함하고, 각각의 하부 파이프는 유입된 액체를 대응하는 상부 파이프로부터 하향유로를 통해 배수시키기 위해 하부 파이프 내의 압력을 낮추도록 구성된 확장 구역을 포함한다.
본 기술들의 이점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 참조하여 더 잘 이해된다.
도 1은 다중 위상 분리 시스템을 사용하여 생산 유체를 가스 스트림 및 액체 스트림으로 분리시키는 시스템을 도시한 블록도.
도 2는 다중 위상 분리 시스템의 사시도.
도 3은 도 2의 다중 위상 분리 시스템의 측면도.
도 4는 다중 위상 유체에서 가스 및 액체를 분리시키는 방법을 도시한 프로세스 흐름도.
도 5는 다른 다중 위상 분리 시스템의 사시도.
도 6은 도 5의 다중 위상 분리 시스템의 측면도.
도 7은 다중 위상 분리 시스템의 사시도.
도 8은 도 7의 다중 위상 분리 시스템의 측면도.
도 2는 다중 위상 분리 시스템의 사시도.
도 3은 도 2의 다중 위상 분리 시스템의 측면도.
도 4는 다중 위상 유체에서 가스 및 액체를 분리시키는 방법을 도시한 프로세스 흐름도.
도 5는 다른 다중 위상 분리 시스템의 사시도.
도 6은 도 5의 다중 위상 분리 시스템의 측면도.
도 7은 다중 위상 분리 시스템의 사시도.
도 8은 도 7의 다중 위상 분리 시스템의 측면도.
다음의 상세한 설명 부분에서, 본 기술들의 특정한 실시예들이 설명된다. 그러나, 다음의 설명이 특정한 실시예 또는 본 기술들의 특정한 사용에 특정한 경우에, 이것은 예시적인 목적들로만 그리고 단순히 예시적인 실시예들의 설명을 제공하도록 의도된다. 따라서, 기술들은 아래에 설명된 특정한 실시예들로 제한되지 않지만, 첨부된 청구항들의 참된 정신 및 범위 내에서 포함되는 모든 대안들, 수정들, 및 등가물들을 포함한다.
상술한 바와 같이, 종래의 큰 직경의 분리기들은 약 1500m 초과의 깊이에서 기술적 과제에 직면한다. 따라서, 여기에 설명된 실시예들은 심해 처리 유닛들 상에 부과된 크기 및 중량 제한을 충족시키는 동안, 허용 가능한 가스-액체 분리 및 댐핑(damping) 전위 유동 변동을 성취할 수 있는 색다른 분리 시스템을 제공한다. 또한, 분리 시스템은 용기 코드 대신에 파이프 코드로 디자인될 수 있고, 이는 비용 및 중량 감소를 제공할 수 있다. 많은 경우들에서, 소정 압력 등급에 대해, 파이프에 대한 요구된 벽 두께는 대응하는 용기에 대한 요구된 벽 두께 미만이다.
여기에 설명된 실시예들에 따라, 콤팩트한, 해저 다중 위상 분리 시스템은 특히 심해 및 북극 환경에서, 해저 우물 생성을 개선하도록 사용된다. 다양한 실시예들에서, 해저 다중 위상 분리 시스템은 생산 유체를 가스 위상, 오일 위상, 물 위상, 및 고체 위상으로 분리시키도록 구성되는 4개의 위상 해저 분리기이다. 즉, 해저 분리기는 단일 위상 스트림들을 생성하도록 사용될 수 있다. 이것은 단일 위상 펌프들의 사용을 허용할 수 있고, 단일 위상 펌프는 더 효율적이고 다중 위상 펌프들과 비교할 때 더 큰 차압을 성취할 수 있다. 단일 위상 스트림을 펌핑(pump)하기 위해서, 하나의 단일 위상 펌프가 충분할 수 있다. 대조적으로, 다중 위상 스트림을 펌핑하기 위해서, 일련의 다중 위상 펌프들이 특히 높은 부스팅(boosting) 용례들에 대해, 동일한 차압을 성취하도록 사용될 수 있다.
여기에 설명된 분리 처리는 생산 유체로부터 수성 유체의 대량 제거를 성취하도록 사용될 수 있다. 수성 유체의 제거는 비록 이것이 염 또는 다른 혼합성 유체와 같은 다른 오염물들과 물을 포함하도록 이해될 수 있을지라도, 여기서 물 제거로 일컬어진다. 이러한 대량 물 제거는 실질적으로 순수한 오일 및/또는 가스 스트림들을 표면으로 전송하여, 유동 보장 고려 사항을 경감시킬 수 있다. 이 실질적으로 순수한 스트림들은 메탄 클라스레이트와 같은 대량의 수화물을 형성시킬 것이고, 따라서 막힘 또는 유동 제한의 위험을 낮출 것이다. 또한 부식에 대한 염려가 감소 또는 제거될 수 있다. 따라서 모래 및 물 부산물 스트림은 전용 폐기 구역들, 저장소, 해저 등의 상부측에 배치될 수 있다.
대량 물 제거는 또한 저장소 상에 작용하는 정수두에서의 감소를 초래할 수 있고, 따라서 저장소 구동 및 생산을 증가시킬 수 있다. 또한, 분리 처리가 유동 라인 공공 기반 시설을 감소시키고, 상부 측의 물 처리 시설의 수를 감소시키고, 전력 및 펌핑 필요 조건들을 감소시키고, 증가된 물 차단에 기인한 감소한 생산율에 의해 요구되는 기존의 시설들을 방해하지 않기 위해 사용될 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "슬러그(slug)"는 생산 유체 내에 유입되는 소량의 유체를 지칭하고 또한 종종 생산 유체, 예를 들어, 파이프라인 내의 가스 유동에 의해 함께 운반되는 액체 구역보다 높은 밀도이다. 슬러그는 생산 유체의 유동 특성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 파이프라인을 나가는 슬러그는 파이프라인 출구에서 해저, 상부 측, 또는 육지 처리 시설의 가스-액체 처리 용량을 초과할 수 있다. 따라서, 여기에 설명된 실시예들에 따라, 하나 이상의 해저 다중 위상 슬러그 캐처들(catcher)은 생산 유체가 수출(export) 파이프라인들에 진입하기 전에 생산 유닛으로부터 슬러그들을 습윤하거나 또는 제거하도록 사용될 수 있다.
도 1은 다중 위상 분리 시스템(108)을 사용하여 생산 유체(102)를 가스 스트림(104) 및 액체 스트림(106)으로 분리시키는 시스템(100)을 도시하는 블록도이다. 생산 유체(102)는 천연 가스, 오일, 소금물, 및 모래와 같은 고체 불순물의 혼합물을 포함하는 탄화수소 유체일 수 있다. 생산 유체(102)는 화살표 112로 나타낸 바와 같이, 해저 우물(110)로부터 획득될 수 있다. 생산 유체(102)는 해저 위치로부터 탄화수소를 생성하도록 구성되는 (도시되지 않은) 임의의 유형의 해저 생산 시스템을 통해 해저 우물(110)로부터 획득될 수 있다.
하나의 실시예에서, 생산 유체(102)는 화살표 114로 나타낸 바와 같이, 다중 위상 분리 시스템(108) 내로 유동된다. 다중 위상 분리 시스템(108)은 생산 유체(102)로부터 가스 및 액체의 대량 분리를 성취하도록 구성되는 임의의 유형의 용기일 수 있다. 또한, 다중 위상 분리 시스템(108)은 생산 유체(102)로부터 슬러그를 제거할 수 있다. 다중 위상 분리 시스템(108)은 해저 환경에서 구현될 수 있다.
다중 위상 분리 시스템(108)에서, 생산 유체(102)는 각각 화살표 116 및 118로 나타낸 바와 같이, 가스 스트림(104) 및 액체 스트림(106)으로 분리될 수 있다. 가스 스트림(104)은 천연 가스를 포함할 수 있고, 액체 스트림(106)은 물, 오일, 및 모래와 같은 다른 잔여 불순물들을 포함할 수 있다. 다중 위상 분리 시스템(108)에 대한 디자인뿐만 아니라 다중 위상 분리 시스템(108)이 분리된 가스 스트림(104) 및 분리된 액체 스트림(106)의 품질에 영향을 미칠 수 있는 메커니즘들이 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명된다.
몇몇의 실시예들에서, 가스 스트림(104)은 화살표 122로 나타낸 바와 같이, 하류 장치(120)로 유동된다. 하류 장치(120)는 예를 들어, 가스 압축기, 가스 처리 시설, 가스 폴리싱 장치 등과 같은 하류의 가스 처리 장치의 임의의 유형, 또는 가스 파이프를 포함할 수 있다. 또한, 액체 스트림(106)은 화살표 126으로 나타낸 바와 같이, 하류 장치(124)로 유동될 수 있다. 하류 장치(124)는 예를 들어, 가열 시스템, 화학물질 주입 시스템, 정전기 코어레서(coalescer) 등과 같은 오일 및 물 사전 처리 또는 합체 장치, 오일-물 분리를 위한 파이프 분리기 또는 사이클론, 또는 액체 수출 파이프라인을 포함할 수 있다.
도 1의 블록도는 시스템(100)이 도 1에 도시된 구성 요소들 전부를 포함하는 것을 나타내도록 의도되진 않는다. 또한, 임의의 수의 추가의 구성 요소들은 특정한 구현의 상세 사항들에 따라, 시스템(100) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 다중 위상 분리 시스템(108)은 액체/액체 분리를 성취하도록 디자인될 수 있고, 따라서 2개의 실질적으로 순수한 오일 및 물 스트림들을 하류 장치(124)로 전달할 수 있다. 또한, 다중 위상 및 단일 위상 디센더(desander)들은 다중 위상 분리 시스템(108)의 상류 및/또는 하류에 배치될 수 있다.
도 2는 다중 위상 분리 시스템(200)의 사시도이다. 다중 위상 분리 시스템(200)은 다중 위상 유체를 원형 분배 헤더(204) 내로 공급하도록 구성된 입구 라인(202)을 포함할 수 있다. 다중 위상 유체는 액체 및 가스 구성 요소 둘 다를 포함하는 임의의 유형의 유체일 수 있다. 예를 들어, 다중 위상 유체는 해저 우물로부터의 생산 유체일 수 있다. 원형 분배 헤더(204)는 복수의 상부 라인들(206) 및 복수의 하부 라인들(208)에 연결될 수 있다. 상부 라인들(206) 및 하부 라인들(208)은 원형 분배 헤더(204)에 대해 수직일 수 있다.
각각의 상부 라인(206)은 다중 위상 유체 내의 가스를 원형 가스 헤더(210) 내로 공급할 수 있다. 원형 가스 헤더(210)는 원형 분배 헤더(204) 위에 있고 원형 분배 헤더(204)와 실질적으로 평행한 제 2 평면 내에 위치할 수 있다. 또한, 각각의 하부 라인(208)은 다중 위상 유체 내의 액체를 원형 액체 헤더(212) 내로 공급할 수 있다. 원형 액체 헤더(212)는 원형 분배 헤더(204) 아래에 있고 원형 분배 헤더(204)와 실질적으로 평행할 수 있다.
가스 출구 라인(214)은 원형 가스 헤더(210)와 연결될 수 있고 가스를 다중 위상 분리 시스템(200)의 밖으로 유동시키도록 구성될 수 있다. 가스 출구 라인(216)은 원형 가스 헤더(212)와 연결될 수 있고 액체를 다중 위상 분리 시스템(200)의 밖으로 유동시키도록 구성될 수 있다. 가스 출구 라인(214) 및 액체 출구 라인(216)은 하향유로(218)를 통해 연결될 수 있다. 하향유로(218)는 직각 또는 사각으로 구성될 수 있다.
하향유로(218)는 가스 내의 유입된 액체가 가스 출구 라인(214)으로부터 액체 출구 라인(216)으로 유동하게 할 수 있다. 또한 하향유로(218)는 액체 내의 유입된 가스가 액체 출구 라인(216)으로부터 가스 출구 라인(214)으로 유동하게 할 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 가스 및 액체의 분리가 원형 분배 헤더(204)와 수직인 상부 라인들(206) 및 하부 라인들(208)에서 충분할 수 있다. 이 경우에, 하향유로(218)는 다중 위상 분리 시스템(200)으로부터 생략될 수 있다.
도 2의 개략도는 해저 다중 위상 분리 시스템(200)이 도 2에 도시된 모든 구성 요소들을 포함하는 것을 나타내도록 의도되진 않는다. 또한, 임의의 수의 추가의 구성 요소들은 특정한 구현의 상세 사항들에 따라, 해저 다중 위상 분리 시스템(200) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 액체 출구 라인(216)은 액체 위상에서의 체류 시간을 증가시키고 또한 오일/물 분리를 성취하도록, 선택적 밀봉 하향유로를 갖거나 갖지 않고서 연장될 수 있다. 이것은 하류의 오일/물 분리 단계들 및 장치의 개선 또는 제거를 허용할 수 있다. 또한, 액체 출구 라인(216)은 오일 및 물을 다중 위상 분리 시스템(200)의 밖으로 유동시키기 위한 분리된 출구 라인들을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 다중 위상 분리 시스템(200)의 측면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원형 분배 헤더(204)는 입구 라인(202)과 동일한 평면에 위치할 수 있다. 따라서, 다중 위상 유체는 원형 분배 헤더(204) 내로 직접 유동할 수 있다. 원형 분배 헤더(204)의 구성 때문에, 다중 위상 유체 유동은 처음에 원형 분배 헤더(204) 내의 2개의 유동 경로들을 따라 분배할 수 있고, 다중 위상 유체가 원형 분배 헤더(204)를 걸쳐 유동함에 따라 다중 위상 유체의 속도가 감소될 수 있다. 일부 실시예들에서, 다중 위상 유체의 속도 감소는 다중 위상 유체에서 임의의 슬러그를 소멸시킨다. 또한, 원형 분배 헤더(204)는 다중 위상 유체에서 가스 및 액체의 초기 대량 분리를 실행하도록 구성되는 층화 부분(stratification section)의 역할을 할 수 있다.
상부 라인들(206)은 원형 분배 헤더(204)와 수직일 수 있고 원형 분배 헤더(204)를 원형 가스 헤더(210)와 연결시킬 수 있다. 하부 라인들(208)은 원형 분배 헤더(204)와 수직일 수 있고 원형 분배 헤더(204)를 원형 액체 헤더(212)와 연결시킬 수 있다. 원형 가스 헤더(210) 및 원형 액체 헤더(212)는 원형 분배 헤더(204)와 평행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 원형 가스 헤더(210)는 원형 가스 헤더(210) 내의 가스로부터 유입된 액체를 제거하도록 구성된 액적 분리 부분의 역할을 한다. 또한, 일부 실시예들에서, 원형 액체 헤더(212)는 원형 액체 헤더(212) 내의 액체로부터 유입된 가스를 제거하도록 구성된 액체 탈가스 부분의 역할을 한다.
도 4는 다중 위상 유체에서 가스 및 액체를 분리시키는 방법(400)을 도시한 프로세스 흐름도이다. 일부 실시예들에서, 도 5 및 도 6을 참조하여 아래에 논의되는 다중 위상 분리 시스템(500)이 방법(400)을 구현하도록 사용된다. 다른 실시예들에서, 도 7 및 도 8을 참조하여 아래에 논의되는 다중 위상 분리 시스템(700)이 방법(400)을 구현하도록 사용된다.
방법은 다중 위상 유체가 다중 위상 유체의 속도를 늦추도록 구성된 복수의 분할부들 내로 유동되는, 블록(402)에서 시작한다. 분할부들로부터, 다중 위상 유체는 분배 헤더 내로 유동될 수 있다.
블록(404)에서, 다중 위상 유체는 복수의 하부 파이프들 및 복수의 상부 파이프들 사이에서 분리된다. 각각의 하부 파이프는 유입된 액체를 대응하는 상부 파이프로부터 하향유로를 통해 배수시키기 위해 하부 파이프 내의 압력을 낮추도록 구성된 확장 구역을 포함한다.
하부 파이프들을 통해 유동하는 액체는 액체 헤더 내에 수집될 수 있다. 이어서 액체는 액체 출구 라인을 통해 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동될 수 있다. 상부 파이프들을 통해 유동하는 가스는 가스 헤더 내에 수집될 수 있다. 이어서 가스는 가스 출구 라인을 통해 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동될 수 있다.
도 4의 프로세스 흐름도는 방법(400)의 단계들이 임의의 특정한 순서로 실행되거나 또는 방법(400)의 모든 단계들이 매 경우들에서 포함된다는 것을 나타내도록 의도되진 않는다. 또한, 도 4에 도시되지 않은 임의의 수의 추가의 단계들이 특정한 구현의 상세 사항들에 따라, 방법(400) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 가스는 다중 위상 분리 시스템으로부터 하류 액체 처리 장치 또는 가스 수출 라인으로 유동될 수 있고, 액체는 다중 위상 분리 시스템으로부터 하류 가스 처리 장치 또는 액체 수출 라인으로 유동될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 다중 위상 유체는 분배 헤더와 동일한 평면 내의 복수의 파이프들 사이에서 다중 위상 유체를 분할하도록 구성된 분배 헤더 내로 유동된다. 다중 위상 유체는 각각의 파이프의 확장 구역에서 가스 및 액체로 분리될 수 있다. 각각의 파이프 내의 가스는 분배 헤더의 평면 위에 배치된 제 2 평면 내의 대응하는 상부 파이프 내로 유동될 수 있고, 각각의 파이프 내의 액체는 분배 헤더의 평면 내의 대응하는 하부 파이프 내로 유동될 수 있다. 이어서 각각의 상부 파이프 내로 유입된 액체는 하향유로를 통해 대응하는 하부 파이프로 배수될 수 있다. 또한, 각각의 하부 파이프 내로 유입된 가스는 하향유로를 통해 대응하는 상부 파이프로 유동될 수 있다.
다른 실시예들에서, 다중 위상 유체는 분배 헤더에서 가스 및 액체로 분리된다. 가스는 분배 헤더 위에 배치된 제 1 판 내의 복수의 상부 파이프들 내로 유동될 수 있고, 액체는 분배 헤더 아래에 배치된 제 2 판 내의 복수의 하부 파이프들 내로 유동될 수 있다. 가스는 가스 출구 라인을 통해 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동될 수 있고, 액체는 액체 출구 라인을 통해 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동될 수 있다. 또한, 상부 파이프들 내로 유입된 액체는 하향유로들을 통해 대응하는 하부 파이프들로 배수될 수 있다.
도 5는 또 다른 다중 위상 분리 시스템(500)의 사시도이다. 다중 위상 분리 시스템(500)은 다중 위상 유체가 다중 위상 분리 시스템(500) 내로 유동하도록 구성되는 입구 라인(502)을 포함할 수 있다. 입구 라인(502)은 다중 위상 유체의 속도를 늦추고 또한 분배 헤더(506) 내로 다중 위상 유체를 공급하기 위해 구성되는 복수의 분할부들(504)을 포함할 수 있다.
분배 헤더(506)는 다중 위상 유체를 복수의 상부 핑거들(508) 및 복수의 하부 핑거들(510) 사이에서 분할하도록 구성될 수 있다. 각각의 상부 핑거(508)는 분배 헤더(506) 위에 배치되고 또한 분배 헤더(506)와 실질적으로 평행한 제 1 평면 내의 대응하는 상부 파이프(512) 내로 공급하도록 상향으로 각이 진다. 각각의 하부 핑거(510)는 분배 헤더(506) 아래에 배치되고 또한 분배 헤더(506)와 실질적으로 평행한 제 2 평면 내의 대응하는 하부 파이프(514) 내로 공급하도록 하향으로 각이 진다. 또한, 각각의 상부 파이프(512)는 하향유로(516)를 통해 대응하는 하부 파이프(514)와 연결될 수 있다. 하향유로(516)는 상부 파이프들(512) 및 하부 파이프들(514)에 대해 수직으로 구성될 수 있거나 또는 사각으로 구성될 수 있다.
각각의 하부 파이프(514)는 하부 파이프(514) 내의 액체의 속도를 늦추고 압력을 낮추도록 구성되는 확장 구역(518)을 포함할 수 있다. 이것은 액체 내로 유입된 가스가 하향유로(516)를 통해 대응하는 상부 파이프(512)로 상승하는 것을 허용할 수 있다.
각각의 상부 파이프(512)는 공동 가스 헤더(520) 내에 공급될 수 있다. 가스 헤더(520)는 가스 내의 액적과 같은 유입된 액체가 하향유로(516)를 통해 대응하는 하부 파이프(514)로 유착 및 떨어지기 위해 상부 파이프(512) 내의 가스의 속도를 늦추도록 구성될 수 있다.
다중 위상 분리 시스템(500)은 또한 액체를 수집하고 액체를 액체 출구 라인들(524)을 통해 다중 위상 분리 시스템(500)의 밖으로 유동시키기 위한 액체 헤더(522)를 포함할 수 있다. 또한 가스 헤더(520)는 가스를 다중 위상 분리 시스템(500)의 밖으로 유동시키기 위한 가스 출구 라인들(526)을 포함할 수 있다.
도 5의 개략도는 해저 다중 위상 분리 시스템(500)이 도 5에 도시된 구성 요소들 전부를 포함하는 것을 나타내도록 의도되진 않는다. 또한, 임의의 수의 추가의 구성 요소들은 특정한 구현의 상세 사항들에 따라, 해저 다중 위상 분리 시스템(500) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 하부 파이프(514)는 액체 위상에서의 체류 시간을 증가시키고 또한 오일/물 분리를 성취하도록, 선택적 밀봉 하향유로를 갖거나 갖지 않고서 연장될 수 있다. 이것은 하류의 오일/물 분리 단계들 및 장치의 개선 또는 제거를 허용할 수 있다. 분리된 오일 및 물 출구들은 다중 위상 분리 시스템(500)의 밖으로 오일 및 물을 유동시키기 위한 액체 헤더(522) 내에 포함될 수 있다.
도 6은 도 5의 다중 위상 분리 시스템(500)의 측면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 분할부들(504)은 입구 라인(502)과 동일한 평면 내에 위치할 수 있다. 따라서, 다중 위상 유체는 입구 라인(502)으로부터 분할부들(504) 내로 직접 유동될 수 있다. 그러나, 다중 위상 유체가 분할부들(504) 사이에서 분할되기 때문에, 다중 위상 유체의 속도가 감소된다. 일부 실시예들에서, 다중 위상 유체의 속도 감소는 다중 위상 유체 내의 임의의 슬러그들을 소멸시킨다.
또한 분배 헤더(506)는 입구 라인(502)과 동일한 평면 내에 위치할 수 있다. 따라서, 다중 위상 유체는 분할부들(504)로부터 분배 헤더(506) 내로 직접 유동될 수 있다. 분배 헤더(506)에서, 다중 위상 유체는 상부 핑거들(508) 및 하부 핑거들(510) 사이에서 분할될 수 있다. 이것은 또한 다중 위상 유체의 속도를 감소시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 분배 헤더(506)는 다중 위상 유체 내의 가스 및 액체의 초기 대량 분리를 실행하도록 구성되는 층화 부분이다. 따라서, 가스는 상부 핑거들(508) 내로 유동될 수 있고, 액체는 하부 핑거들(510) 내로 유동될 수 있다. 가스는 상부 핑거들(508)로부터 대응하는 상부 파이프들(512)로 유동될 수 있고, 액체는 하부 핑거들(510)로부터 대응하는 하부 파이프들(514)로 유동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상부 파이프들(512)은 하부 파이프들(514)과 평행하다.
도 7은 또 다른 다중 위상 분리 시스템(700)의 사시도이다. 다중 위상 분리 시스템(700)은 다중 위상 유체가 다중 위상 분리 시스템(700) 내로 유동하도록 구성된 입구 라인(702)을 포함할 수 있다. 입구 라인(702)은 다중 위상 유체의 속도를 늦추고 분배 헤더(706) 내로 다중 위상 유체를 공급하도록 구성된 복수의 분할부들(704)을 포함할 수 있다.
분배 헤더(706)는 분배 헤더와 동일한 평면 내의 복수의 파이프들(708) 사이에서 다중 위상 유체를 분할하도록 구성된다. 각각의 파이프(708)는 다중 위상 유체의 속도를 늦추고 다중 위상 유체의 압력을 낮추도록 구성된 확장 구역(710)을 포함할 수 있다. 다중 위상 유체는 각각의 상부 핑거(712) 및 대응하는 하부 파이프(714) 사이에서 분할된다.
각각의 상부 핑거(712)는 분배 헤더(706)의 평면 위에 배치되고 분배 헤더(706)의 평면과 실질적으로 평행한 제 2 평면 내의 대응하는 상부 파이프(716) 내에 공급될 수 있다. 각각의 하부 파이프(714)는 분배 헤더(706)와 동일한 평면 내에 위치할 수 있다. 또한, 각각의 상부 파이프(716)는 하향유로(720)를 통해 대응하는 하부 파이프(714)와 연결될 수 있다. 하향유로(720)는 직각(도시된 바와 같이) 또는 사각으로 구성될 수 있다.
각각의 하부 파이프(714)는 액체 내로 유입된 가스가 하향유로(720)를 통해 대응하는 상부 파이프(716)로 상승하도록 구성될 수 있다. 각각의 상부 파이프(716)는 공동 가스 헤더(722) 내에 공급될 수 있다. 가스 헤더(722)는 유입된 액체 액적이 하향유로들(720) 중 임의의 것을 통해 하부 파이프들(714) 중 임의의 것으로 유착 및 떨어지기 위해 가스의 속도를 늦추도록 구성될 수 있다.
다중 위상 분리 시스템(700)은 하부 파이프들(714)로부터 액체를 수집하고 액체를 액체 출구 라인들(726)을 통해 다중 위상 분리 시스템(700)의 밖으로 유동시키기 위한 액체 헤더(724)를 포함할 수 있다. 또한, 가스 헤더(722)는 가스를 다중 위상 분리 시스템(700)의 밖으로 유동시키기 위한 가스 출구 라인들(728)을 포함할 수 있다.
도 7의 개략도는 해저 다중 위상 분리 시스템(700)이 도 7에 도시된 구성 요소들 전부를 포함하는 것을 나타내도록 의도되진 않는다. 또한, 임의의 수의 추가의 구성 요소들은 특정한 구현의 상세 사항들에 따라, 해저 다중 위상 분리 시스템(700) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 하부 파이프(714)는 액체 위상에서의 체류 시간을 증가시키고 또한 오일/물 분리를 성취하도록, 선택적 밀봉 하향유로를 갖거나 갖지 않고서 연장될 수 있다. 이것은 하류의 오일/물 분리 단계들 및 장치의 개선 또는 제거를 허용할 수 있다. 분리된 오일 및 물 출구들은 다중 위상 분리 시스템(700)의 밖으로 오일 및 물을 유동시키기 위한 액체 헤더(724) 내에 포함될 수 있다.
도 8은 도 7의 다중 위상 분리 시스템(700)의 측면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 분할부들(704)은 입구 라인(702)과 동일한 평면 내에 위치할 수 있다. 따라서, 다중 위상 유체는 입구 라인(702)으로부터 분할부들(704) 내로 직접 유동될 수 있다. 그러나, 다중 위상 유체가 분할부들(704) 사이에서 분할되기 때문에, 다중 위상 유체의 속도가 감소된다. 일부 실시예들에서, 다중 위상 유체의 속도 감소는 다중 위상 유체 내의 임의의 슬러그들을 소멸시킨다.
또한 분배 헤더(706)는 입구 라인(702)과 동일한 평면 내에 위치할 수 있다. 따라서, 다중 위상 유체는 분할부들(704)로부터 분배 헤더(706) 내로 직접 유동될 수 있다. 분배 헤더(706)에서, 다중 위상 유체는 파이프들(708) 사이에서 분할될 수 있다. 파이프들(708)에서, 다중 위상 유체는 확장 구역(710)을 통해 유동될 수 있고, 다중 위상 유체의 압력 및 속도가 감소될 수 있다.
이어서 다중 위상 유체는 상부 핑거들(712) 각각 및 대응하는 하부 파이프(714) 사이에서 분할될 수 있다. 이것은 다중 위상 유체의 속도를 감소시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 분배 헤더(706)는 다중 위상 유체에서 가스 및 액체의 초기 대량 분리를 실행하도록 구성되는 층화 부분의 역할을 할 수 있다. 따라서, 가스는 상부 핑거들(712) 내로 유동될 수 있고, 액체는 하부 파이프들(714)에 남아있을 수 있다. 또한, 가스는 상부 핑거들(712)로부터 대응하는 상부 파이프들(716)로 유동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상부 파이프들(716)은 하부 파이프들(714)과 평행하다.
실시예들
본 발명의 실시예들은 다음의 번호가 매겨진 문단들에 나타낸 방법들 및 시스템들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 임의의 수의 변형들이 상기 설명으로부터 구상될 수 있기 때문에, 이것은 모든 가능한 실시예들의 완전한 목록으로 고려되진 않는다.
1. 다중 위상 분리 시스템으로서,
다중 위상 유체가 상기 다중 위상 분리 시스템 내로 유동하도록 구성되고, 또한 상기 다중 위상 유체의 속도를 늦추고 또한 분배 헤더(header) 내로 상기 다중 위상 유체를 공급하도록 구성된 복수의 분할부들을 포함하는 입구 라인과;
상기 다중 위상 유체를 복수의 하부 파이프들 사이에서 분할하도록 구성된 상기 분배 헤더로서, 상기 복수의 하부 파이프들 각각은 대응하는 하향유로(downcomer)의 상류에 확장 구역을 포함하고, 상기 확장 구역은 유입된 액체를 복수의 상부 파이프들로부터 상기 대응하는 하향유로를 통해 배수시키기 위해, 상기 복수의 하부 파이프들 내의 압력을 낮추도록 구성되는, 상기 분배 헤더를 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
2. 제 1 문단에 있어서, 상기 액체를 상기 복수의 하부 파이프들로부터 수집하고 또한 상기 액체를 액체 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키기 위한 액체 헤더를 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
3. 제 1 문단 또는 제 2 문단에 있어서, 상기 복수의 상부 파이프들 각각은 공동의 가스 헤더에 공급되고, 상기 공동의 가스 헤더는 상기 가스를 상기 복수의 상부 파이프들로부터 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키기 위한 가스 출구 라인을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
4. 제 1 문단 내지 제 3 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 복수의 하부 파이프들 중 임의의 하부 파이프 내로 유입된 가스가 상기 대응하는 하향유로를 통해 상기 복수의 상부 파이프들 중 임의의 상부 파이프로 상승하는 다중 위상 분리 시스템.
5. 제 1 문단 내지 제 4 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 다중 위상 유체 내의 액체로부터 가스를 분리시키기 위해 구성되는 각각의 확장 구역의 상류에 층화 부분(stratification section)을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
6. 제 1 문단 내지 제 5 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 다중 위상 분리 시스템은 해저 환경에서 구현되는 다중 위상 분리 시스템.
7. 제 1 문단 내지 제 6 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 다중 위상 분리 시스템은 슬러그 캐처(slug catcher)를 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
8. 제 1 문단 내지 제 7 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 디센더(desander)가 상기 입구 라인의 상류에 위치되는 다중 위상 분리 시스템.
9. 제 1 문단 내지 제 8 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 디센더가 액체 출구 라인의 하류에 위치되는 다중 위상 분리 시스템.
10. 제 1 문단 내지 제 9 문단 중 어느 한 문단에 있어서,
복수의 하부 파이프들 각각에 연결되고 또한 상기 액체를 오일 및 물로 분리시키도록 구성되는 오일/물 분리 부분과;
상기 오일을 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키도록 구성되는 오일 출구 라인; 및
상기 물을 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키도록 구성되는 물 출구 라인을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
11. 제 10 문단에 있어서, 상기 오일/물 분리 부분은 밀봉 하향유로를 통해 상기 복수의 하부 파이프들 각각에 연결되는 다중 위상 분리 시스템.
12. 제 1 문단 내지 제 10 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 분배 헤더는 상기 분배 헤더와 동일한 평면 내의 복수의 파이프들 사이에서 상기 다중 위상 유체를 분할하도록 구성되고,
각각의 파이프는 상기 다중 위상 유체를 상부 핑거(finger) 및 하부 핑거 사이에서 분리시키기 전에 상기 다중 위상 유체의 압력을 낮추도록 구성되는 상기 상부 및 하부 핑거의 상류에 확장 구역을 포함하고,
각각의 상부 핑거는 상기 분배 헤더의 평면 위에 배치된 제 2 평면 내의 대응하는 상부 파이프에 공급되고,
각각의 하부 핑거는 상기 분배 헤더의 상기 평면 내의 대응하는 하부 파이프에 공급되고,
각각의 상부 파이프는 하향유로에 의해 대응하는 하부 파이프에 연결되고,
각각의 하부 파이프는 유입된 가스가 상기 하향유로를 통해 상기 대응하는 상부 파이프로 상승하도록 구성되고,
각각의 상부 파이프는 유입된 액체가 상기 하향유로를 통해 상기 대응하는 하부 파이프로 배수되도록 구성되는 다중 위상 분리 시스템.
13. 제 12 문단에 있어서, 각각의 상부 핑거는 상기 분배 헤더와 상향으로 예각을 이루고, 각각의 하부 핑거는 상기 분배 헤더의 상기 평면 내에 위치하는 다중 위상 분리 시스템.
14. 제 12 문단 또는 제 13 문단에 있어서, 각각의 상부 핑거는 가스로부터 상기 유입된 액체를 제거하도록 구성된 액적 분리 부분을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
15. 제 12 문단 내지 제 14 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 각각의 하부 핑거는 상기 액체로부터 유입된 가스를 제거하도록 구성된 액체 탈가스 부분을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
16. 제 1 문단 내지 제 10 문단 또는 제 12 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 분배 헤더는 상기 다중 위상 유체를 복수의 상부 핑거들 및 복수의 하부 핑거들 사이에서 분할하도록 구성되고,
각각의 상부 핑거는 상기 분배 헤더 위에 배치된 제 1 평면 내의 대응하는 상부 파이프에 공급되고,
각각의 하부 핑거는 상기 분배 헤더 아래에 배치된 제 2 평면 내의 대응하는 하부 파이프에 공급되고,
각각의 상부 파이프는 하향유로에 의해 대응하는 하부 파이프에 연결되고,
각각의 하부 파이프는 유입된 액체를 상기 복수의 상부 파이프들로부터 대응하는 하향유로를 통해 배수시키기 위해, 상기 복수의 하부 파이프들 내의 압력을 낮추도록 구성된 확장 구역을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
17. 제 16 문단에 있어서, 각각의 상부 핑거는 상기 분배 헤더와 상향으로 예각을 이루고, 각각의 하부 핑거는 상기 분배 헤더와 하향으로 예각을 이루는 다중 위상 분리 시스템.
18. 제 16 문단 또는 제 17 문단에 있어서, 각각의 상부 핑거는 가스로부터 상기 유입된 액체를 제거하도록 구성된 액적 분리 부분을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
19. 제 16 문단 내지 제 18 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 각각의 하부 핑거는 상기 액체로부터 유입된 가스를 제거하도록 구성된 액체 탈가스 부분을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
20. 제 1 문단 내지 제 10 문단, 제 12 문단 또는 제 16 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 다중 위상 유체는 가스 내에 유입된 액체를 포함하는 슬러그들을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
21. 다중 위상 유체 내에서 액체 및 가스를 분리시키는 방법으로서,
다중 위상 유체를 다중 위상 분리 시스템 내의 복수의 분할부들 내로 유동시키는 단계로서, 상기 복수의 분할부들은 상기 다중 위상 유체의 속도를 늦추도록 구성되는, 상기 다중 위상 유체를 유동시키는 단계; 및
상기 다중 위상 유체를 복수의 하부 파이프들 및 복수의 상부 파이프들 사이에서 분리시키는 단계로서, 상기 복수의 하부 파이프들 각각은 유입된 액체를 대응하는 상부 파이프로부터 상기 하향유로를 통해 배수시키기 위해, 상기 하부 파이프 내의 압력을 낮추도록 구성되는 하향 유로의 상류에 확장 구역을 포함하는, 상기 다중 위상 유체를 분리시키는 단계를 포함하는 방법.
22. 제 21 문단에 있어서,
가스를 상기 다중 위상 분리 시스템으로부터 하류의 가스 처리 장치 또는 가스 수출 라인(gas export line)으로 유동시키는 단계; 및
상기 액체를 상기 다중 위상 분리 시스템으로부터 하류의 액체 처리 장치 또는 액체 수출 라인으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
23. 제 21 문단 또는 제 22 문단에 있어서,
상기 액체를 오일 및 물로 분리시키는 단계와;
상기 오일을 오일 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계; 및
상기 물을 물 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
24. 제 21 문단 내지 제 23 문단 중 어느 한 문단에 있어서,
상기 액체를 액체 헤더 내에 수집하는 단계; 및
상기 액체를 액체 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
25. 제 21 문단 내지 제 24 문단 중 어느 한 문단에 있어서,
상기 가스를 가스 헤더 내에 수집하는 단계; 및
상기 가스를 가스 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
26. 제 21 문단 내지 제 25 문단 중 어느 한 문단에 있어서,
상기 다중 위상 유체를 분배 헤더와 동일한 평면 내의 복수의 파이프들 사이에서 상기 다중 위상 유체를 분할하도록 구성된 상기 분배 헤더 내로 유동시키는 단계와;
상기 다중 위상 유체를 상기 복수의 파이프들 각각의 확장 구역에서 가스 및 액체로 분리시키는 단계와;
상기 복수의 파이프들 각각 내의 상기 가스를 상기 분배 헤더의 평면 위에 배치된 제 2 평면 내의 대응하는 상부 파이프 내로 유동시키는 단계; 및
상기 복수의 파이프들 각각 내의 상기 액체를 상기 분배 헤더의 상기 평면 내의 대응하는 하부 파이프 내로 유동시키는 단계를 포함하고,
각각의 상부 파이프 내로 유입된 액체는 하향유로를 통해 대응하는 하부 파이프로 배수되는 방법.
27. 제 26 문단에 있어서, 각각의 하부 파이프 내로 유입된 가스를 상기 하향유로를 통해 대응하는 상부 파이프로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
28. 제 26 문단 또는 제 27 문단에 있어서, 상기 다중 위상 유체를 상기 분배 헤더와 동일한 평면 내의 상기 복수의 파이프들 사이에서 분할하여, 상기 다중 위상 유체의 속도를 늦추고 상기 다중 위상 유체의 압력을 낮추는 단계를 포함하는 방법.
29. 제 21 문단 내지 제 26 문단 중 어느 한 문단에 있어서,
상기 다중 위상 유체를 분배 헤더에서 가스 및 액체로 분리시키는 단계와;
상기 가스를 상기 분배 헤더 위에 배치된 제 1 평면 내의 복수의 상부 파이프들 내로 유동시키는 단계와;
상기 액체를 상기 분배 헤더 아래에 배치된 제 2 평면 내의 복수의 하부 파이프들 내로 유동시키는 단계와;
상기 가스를 가스 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계; 및
상기 액체를 액체 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계를 포함하고,
상기 복수의 상부 파이프들 중 임의의 상부 파이프 내로 유입된 액체는 하향유로를 통해 대응하는 하부 파이프로 배수되는 방법.
30. 제 29 문단에 있어서, 상기 가스를 복수의 상부 핑거들을 통해 상기 복수의 상부 파이프들 내로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
31. 제 29 문단 또는 제 30 문단에 있어서, 상기 분배 헤더에서 상기 가스의 속도를 늦추고 및 상기 가스의 압력을 낮추는 단계를 포함하는 방법.
32. 제 29 문단 내지 제 31 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 액체를 복수의 하부 핑거들을 통해 상기 복수의 하부 파이프들 내로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
33. 제 32 문단에 있어서, 유입된 가스를 상기 복수의 하부 핑거들 각각의 액체 탈가스 부분에서 상기 액체로부터 분리시키는 단계를 포함하는 방법.
34. 제 29 문단 내지 제 32 문단 중 어느 한 문단에 있어서, 상기 분배 헤더에서 상기 액체의 속도를 늦추고 상기 액체의 압력을 낮추는 단계를 포함하는 방법.
본 기술들이 다양한 수정들 및 대안적인 형태들을 허용할 수 있지만, 상술한 실시예들은 오직 예로써만 나타내져 있다. 그러나, 본 기술들이 여기에 개시된 특정한 실시예들로 제한되도록 의도되지 않는다는 점이 다시 이해되어야 한다. 사실상, 본 기술들은 첨부된 청구항들의 참된 정신 및 범위 내에 포함되는 모든 대안들, 수정들, 및 등가물들을 포함한다.
Claims (34)
- 다중 위상 분리 시스템으로서,
다중 위상 유체가 상기 다중 위상 분리 시스템 내로 유동하도록 구성되고, 또한 상기 다중 위상 유체의 속도를 늦추고 또한 분배 헤더(header) 내로 상기 다중 위상 유체를 공급하도록 구성된 복수의 분할부들을 포함하는 입구 라인과;
상기 다중 위상 유체를 복수의 하부 파이프들 사이에서 분할하도록 구성된 상기 분배 헤더로서, 상기 복수의 하부 파이프들 각각은 대응하는 하향유로(downcomer)의 상류에 확장 구역을 포함하고, 상기 확장 구역은 유입된 액체를 복수의 상부 파이프들로부터 상기 대응하는 하향유로를 통해 배수시키기 위해, 상기 복수의 하부 파이프들 내의 압력을 낮추도록 구성되는, 상기 분배 헤더를 포함하는 다중 위상 분리 시스템. - 제 1 항에 있어서, 상기 액체를 상기 복수의 하부 파이프들로부터 수집하고 또한 상기 액체를 액체 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키기 위한 액체 헤더를 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 상부 파이프들 각각은 공동의 가스 헤더에 공급되고, 상기 공동의 가스 헤더는 상기 가스를 상기 복수의 상부 파이프들로부터 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키기 위한 가스 출구 라인을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 하부 파이프들 중 임의의 하부 파이프 내로 유입된 가스가 상기 대응하는 하향유로를 통해 상기 복수의 상부 파이프들 중 임의의 상부 파이프로 상승하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 다중 위상 유체 내의 액체로부터 가스를 분리시키기 위해 구성되는 각각의 확장 구역의 상류에 층화 부분(stratification section)을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 다중 위상 분리 시스템은 해저 환경에서 구현되는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 다중 위상 분리 시스템은 슬러그 캐처(slug catcher)를 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 디센더(desander)가 상기 입구 라인의 상류에 위치되는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 디센더가 액체 출구 라인의 하류에 위치되는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
복수의 하부 파이프들 각각에 연결되고 또한 상기 액체를 오일 및 물로 분리시키도록 구성되는 오일/물 분리 부분과;
상기 오일을 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키도록 구성되는 오일 출구 라인; 및
상기 물을 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키도록 구성되는 물 출구 라인을 포함하는 다중 위상 분리 시스템. - 제 10 항에 있어서, 상기 오일/물 분리 부분은 밀봉 하향유로를 통해 상기 복수의 하부 파이프들 각각에 연결되는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 분배 헤더는 상기 분배 헤더와 동일한 평면 내의 복수의 파이프들 사이에서 상기 다중 위상 유체를 분할하도록 구성되고,
각각의 파이프는 상기 다중 위상 유체를 상부 핑거(finger) 및 하부 핑거 사이에서 분리시키기 전에 상기 다중 위상 유체의 압력을 낮추도록 구성되는 상기 상부 및 하부 핑거의 상류에 확장 구역을 포함하고,
각각의 상부 핑거는 상기 분배 헤더의 평면 위에 배치된 제 2 평면 내의 대응하는 상부 파이프에 공급되고,
각각의 하부 핑거는 상기 분배 헤더의 상기 평면 내의 대응하는 하부 파이프에 공급되고,
각각의 상부 파이프는 하향유로에 의해 대응하는 하부 파이프에 연결되고,
각각의 하부 파이프는 유입된 가스가 상기 하향유로를 통해 상기 대응하는 상부 파이프로 상승하도록 구성되고,
각각의 상부 파이프는 유입된 액체가 상기 하향유로를 통해 상기 대응하는 하부 파이프로 배수되도록 구성되는 다중 위상 분리 시스템. - 제 12 항에 있어서, 각각의 상부 핑거는 상기 분배 헤더와 상향으로 예각을 이루고, 각각의 하부 핑거는 상기 분배 헤더의 상기 평면 내에 위치하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 12 항에 있어서, 각각의 상부 핑거는 가스로부터 상기 유입된 액체를 제거하도록 구성된 액적 분리 부분을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 12 항에 있어서, 각각의 하부 핑거는 상기 액체로부터 유입된 가스를 제거하도록 구성된 액체 탈가스 부분을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 분배 헤더는 상기 다중 위상 유체를 복수의 상부 핑거들 및 복수의 하부 핑거들 사이에서 분할하도록 구성되고,
각각의 상부 핑거는 상기 분배 헤더 위에 배치된 제 1 평면 내의 대응하는 상부 파이프에 공급되고,
각각의 하부 핑거는 상기 분배 헤더 아래에 배치된 제 2 평면 내의 대응하는 하부 파이프에 공급되고,
각각의 상부 파이프는 하향유로에 의해 대응하는 하부 파이프에 연결되고,
각각의 하부 파이프는 유입된 액체를 상기 복수의 상부 파이프들로부터 대응하는 하향유로를 통해 배수시키기 위해, 상기 복수의 하부 파이프들 내의 압력을 낮추도록 구성된 확장 구역을 포함하는 다중 위상 분리 시스템. - 제 16 항에 있어서, 각각의 상부 핑거는 상기 분배 헤더와 상향으로 예각을 이루고, 각각의 하부 핑거는 상기 분배 헤더와 하향으로 예각을 이루는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 16 항에 있어서, 각각의 상부 핑거는 가스로부터 상기 유입된 액체를 제거하도록 구성된 액적 분리 부분을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 16 항에 있어서, 각각의 하부 핑거는 상기 액체로부터 유입된 가스를 제거하도록 구성된 액체 탈가스 부분을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 다중 위상 유체는 가스 내에 유입된 액체를 포함하는 슬러그들을 포함하는 다중 위상 분리 시스템.
- 다중 위상 유체 내에서 액체 및 가스를 분리시키는 방법으로서,
다중 위상 유체를 다중 위상 분리 시스템 내의 복수의 분할부들 내로 유동시키는 단계로서, 상기 복수의 분할부들은 상기 다중 위상 유체의 속도를 늦추도록 구성되는, 상기 다중 위상 유체를 유동시키는 단계; 및
상기 다중 위상 유체를 복수의 하부 파이프들 및 복수의 상부 파이프들 사이에서 분리시키는 단계로서, 상기 복수의 하부 파이프들 각각은 유입된 액체를 대응하는 상부 파이프로부터 상기 하향유로를 통해 배수시키기 위해, 상기 하부 파이프 내의 압력을 낮추도록 구성되는 하향 유로의 상류에 확장 구역을 포함하는, 상기 다중 위상 유체를 분리시키는 단계를 포함하는 방법. - 제 21 항에 있어서,
가스를 상기 다중 위상 분리 시스템으로부터 하류의 가스 처리 장치 또는 가스 수출 라인(gas export line)으로 유동시키는 단계; 및
상기 액체를 상기 다중 위상 분리 시스템으로부터 하류의 액체 처리 장치 또는 액체 수출 라인으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 액체를 오일 및 물로 분리시키는 단계와;
상기 오일을 오일 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계; 및
상기 물을 물 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 액체를 액체 헤더 내에 수집하는 단계; 및
상기 액체를 액체 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 가스를 가스 헤더 내에 수집하는 단계; 및
상기 가스를 가스 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 다중 위상 유체를 분배 헤더와 동일한 평면 내의 복수의 파이프들 사이에서 상기 다중 위상 유체를 분할하도록 구성된 상기 분배 헤더 내로 유동시키는 단계와;
상기 다중 위상 유체를 상기 복수의 파이프들 각각의 확장 구역에서 가스 및 액체로 분리시키는 단계와;
상기 복수의 파이프들 각각 내의 상기 가스를 상기 분배 헤더의 평면 위에 배치된 제 2 평면 내의 대응하는 상부 파이프 내로 유동시키는 단계; 및
상기 복수의 파이프들 각각 내의 상기 액체를 상기 분배 헤더의 상기 평면 내의 대응하는 하부 파이프 내로 유동시키는 단계를 포함하고,
각각의 상부 파이프 내로 유입된 액체는 하향유로를 통해 대응하는 하부 파이프로 배수되는 방법. - 제 26 항에 있어서, 각각의 하부 파이프 내로 유입된 가스를 상기 하향유로를 통해 대응하는 상부 파이프로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제 26 항에 있어서, 상기 다중 위상 유체를 상기 분배 헤더와 동일한 평면 내의 상기 복수의 파이프들 사이에서 분할하여, 상기 다중 위상 유체의 속도를 늦추고 상기 다중 위상 유체의 압력을 낮추는 단계를 포함하는 방법.
- 제 21 항에 있어서,
상기 다중 위상 유체를 분배 헤더에서 가스 및 액체로 분리시키는 단계와;
상기 가스를 상기 분배 헤더 위에 배치된 제 1 평면 내의 복수의 상부 파이프들 내로 유동시키는 단계와;
상기 액체를 상기 분배 헤더 아래에 배치된 제 2 평면 내의 복수의 하부 파이프들 내로 유동시키는 단계와;
상기 가스를 가스 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계; 및
상기 액체를 액체 출구 라인을 통해 상기 다중 위상 분리 시스템의 밖으로 유동시키는 단계를 포함하고,
상기 복수의 상부 파이프들 중 임의의 상부 파이프 내로 유입된 액체는 하향유로를 통해 대응하는 하부 파이프로 배수되는 방법. - 제 29 항에 있어서, 상기 가스를 복수의 상부 핑거들을 통해 상기 복수의 상부 파이프들 내로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제 29 항에 있어서, 상기 분배 헤더에서 상기 가스의 속도를 늦추고 및 상기 가스의 압력을 낮추는 단계를 포함하는 방법.
- 제 29 항에 있어서, 상기 액체를 복수의 하부 핑거들을 통해 상기 복수의 하부 파이프들 내로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제 32 항에 있어서, 유입된 가스를 상기 복수의 하부 핑거들 각각의 액체 탈가스 부분에서 상기 액체로부터 분리시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제 29 항에 있어서, 상기 분배 헤더에서 상기 액체의 속도를 늦추고 상기 액체의 압력을 낮추는 단계를 포함하는 방법.
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