NL1002534C1 - Automatic separation of water from natural gas at pumping source - Google Patents
Automatic separation of water from natural gas at pumping source Download PDFInfo
- Publication number
- NL1002534C1 NL1002534C1 NL1002534A NL1002534A NL1002534C1 NL 1002534 C1 NL1002534 C1 NL 1002534C1 NL 1002534 A NL1002534 A NL 1002534A NL 1002534 A NL1002534 A NL 1002534A NL 1002534 C1 NL1002534 C1 NL 1002534C1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- gas
- water
- pipeline
- drilling
- flow
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
Abstract
Description
Titel: Werkwijze en inrichting voor het afscheiden van water uit gas in een boorputTitle: Method and device for separating water from gas in a well
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het afscheiden van water en/of waterdruppels en/of wateimist uit een aardgasstroom onderin een gasput door het afscheiden van een deel van het meegesleurde water uit het aardgas. Het 5 is bekend, dat aardgas water kan bevatten. Voor de winning en verdere verwerking daarvan is het wenselijk dat ten minste een deel van het water uit het gas verwijderd wordt.The invention relates to a method for separating water and / or water drops and / or water mist from a natural gas stream at the bottom of a gas well by separating part of the entrained water from the natural gas. It is known that natural gas can contain water. For the extraction and further processing thereof, it is desirable that at least part of the water is removed from the gas.
Bij de winning van aardgas uit putten/bronnen is afhankelijk van de diepte van de poreuze gashoudende laag 10 slechts een deel van het aanwezige gas winbaar. De grootte van de exploitabele fractie van het gas wordt ondermeer bepaald door: 1. de benodigde minimale gasdruk aan de oppervlakte van de bron voor de verdere verwerking en 15 transport van het gas, is dit meestal ca. 6-10 bar, 2. de stromingsweerstand in de (boor)pijpleiding welke afhankelijk is van de druk, de dichtheid en het watergehalte van het af te voeren gas. De stromingsweerstand is aan het eind van de levensduur van de bron, bij een 20 uitstroomdruk van 6 bar en een uitstroomsnelheid van 10 m/s van de grootte orde van ca. 1 bar per 500 m lengte van de (boor)pijpleiding.Depending on the depth of the porous gas-containing layer 10, only part of the gas present can be recovered in the extraction of natural gas from wells / wells. The size of the exploitable fraction of the gas is determined, among other things, by: 1. the required minimum gas pressure at the surface of the source for further processing and transport of the gas, this is usually approx. 6-10 bar, 2. the flow resistance in the (drilling) pipeline, which depends on the pressure, density and water content of the gas to be removed. At the end of the life of the well, the flow resistance is at an outflow pressure of 6 bar and an outflow speed of 10 m / s of the order of approx. 1 bar per 500 m length of the (drilling) pipeline.
3. de drukval over een water/aardgas scheidingscycloon welke onderin de put, nabij de poreuze laag 25 is geïnstalleerd. Deze drukval is van de grootte orde van 10 bar.3. the pressure drop over a water / natural gas separation cyclone installed at the bottom of the well, near the porous layer 25. This pressure drop is of the order of 10 bar.
4. de stromingsweerstand van het gas door de poreuze laag naar de (boor)pijpleiding. Bij bronnen aan het einde van de levensduur kan deze stromingsweerstand, welke 1002534 2 vergelijkbaar is met een filtratieweerstand, oplopen tot 20-25 bar.4. the flow resistance of the gas through the porous layer to the (drilling) pipeline. At end-of-life sources, this flow resistance, which is 1002534 2 comparable to a filtration resistance, can be as high as 20-25 bar.
De sommatie van de genoemde drukverliezen laat zien dat de minimaal benodigde druk in een bron aan het eind van de 5 levensduur 6 + 1 + 10 + 25 = 42 bar bedraagt. Dit komt overeen met een diepte van de bron van 420 m, als we er van uitgaan dat per 10 meter diepte de druk met 1 bar stijgt (10 m waterkolom = 1 bar). Hieruit volgt dat slecht de gasvelden welke dieper gelegen zijn dan 420 m voldoende overdruk hebben 10 om economisch geëxploiteerd te kunnen worden, waarbij dan slechts dat deel van het gas te winnen is dat een druk heeft welke de gesommeerde stromingsweerstand overstijgt.The summation of the mentioned pressure losses shows that the minimum required pressure in a source at the end of the service life is 6 + 1 + 10 + 25 = 42 bar. This corresponds to a depth of the source of 420 m, if we assume that the pressure increases by 1 bar per 10 m depth (10 m water column = 1 bar). It follows that only the gas fields located deeper than 420 m have sufficient overpressure to be economically exploited, with only that part of the gas having a pressure exceeding the summed flow resistance being recoverable.
Dit betekent dat van een veld op bijvoorbeeld 600 m diepte slechts ongeveer 30 % van het aanwezige gas winbaar is, 15 (60 - 42)/60 * 100%, terwijl voor velden op grotere diepte de winbare fractie toeneemt. Voor een veld op 1000 m is reeds winbaar ca. 57 %, (100 - 43)/100 * 100 %, en voor een veld op 1500 m ca. 70 %, (150 - 44)/150 * 100 %.This means that from a field at a depth of 600 m, for example, only about 30% of the gas present is recoverable, 15 (60 - 42) / 60 * 100%, while for fields at a greater depth the recoverable fraction increases. For a field at 1000 m is already recoverable approx. 57%, (100 - 43) / 100 * 100%, and for a field at 1500 m, approx. 70%, (150 - 44) / 150 * 100%.
De uitkomsten van bovenstaande globale 20 rekenvoorbeelden maken duidelijk dat het voor de exploitatie van ondiep gelegen gashoudende lagen (bronnen) van groot belang is dat de drukverliezen worden geminimaliseerd. Dit kan nu worden bewerkstelligd door het bronwater onder in de put af te scheiden waardoor de dichtheid van het gas/water mengsel 25 afneemt. Bij de huidige stand van de techniek kan men daartoe een cycloon gebruiken, welke een drukval heeft ter grootte van ca. 10-15 bar. Het onderin de put afgescheiden water kan op eenvoudige wijze apart uit de bron worden verwijderd met behulp van een dompelpomp van een geschikt type, bijvoorbeeld 30 een Moineau pomp. Het kan van voordeel zijn om voor het afvoeren van het afgescheiden water, in plaats van het toepassen van een aparte waterafvoerleiding in de gasvoerende (boor)pijpleiding, de ruimte tussen de (boor)pijpleiding en de boorgatbekleding te benutten, zoals is aangegeven in de 35 navolgend te beschrijven figuren.The results of the above global calculation examples make it clear that it is of great importance for the exploitation of shallow gas-containing layers (sources) that the pressure losses are minimized. This can now be accomplished by separating the well water at the bottom of the well, thereby decreasing the density of the gas / water mixture. In the current state of the art, a cyclone can be used for this purpose, which has a pressure drop of approximately 10-15 bar. The water separated in the bottom of the well can easily be separately removed from the well by means of a submersible pump of a suitable type, for example a Moineau pump. It may be advantageous to use the space between the (drilling) pipeline and the borehole casing, as indicated in the borehole pipeline, to discharge the separated water, instead of using a separate water discharge pipe in the gas-carrying (drilling) pipeline. 35 figures to be described below.
Het doel van de onderhavige uitvinding is te voorzien in een werkwijze en daarbij behorende inrichtingen '1 r ’ · ‘ ^ 3 waarbij de exploitabele fractie van het aanwezige gas in ondiepe velden wordt vergroot.The object of the present invention is to provide a method and associated devices wherein the exploitable fraction of the gas present in shallow fields is increased.
De uitvinding berust op het inzicht dat door vervanging van de (aard)gas/water scheidingscycloon, welke een 5 drukval heeft van de orde grootte van 10-15 bar, door een turbulente stromingsafscheider of door een combinatie van een botsingsafscheider voor de grote waterdruppels en een turbulente stromingsafscheider voor de fijnere druppels de drukval voor de gas/waterscheiding kan worden teruggebracht 10 tot ca. 1 bar. De winbare fractie gas uit een veld kan hierdoor aanzienlijk toenemen en wel voor een veld op een diepte van 600 m van ca. 30 %, zoals bovenstaand is aangegeven, tot ca 45 %, d.i. (60 - 33)/60 * 100 %, terwijl voor een veld op 1000 m respectievelijk 1500 m deze fractie 15 stijgt van ca. 57 % tot 66 %, (100 - 34)/100 * 100 *, respectievelijk van 70 % tot 76.7 %, (150 - 35)/150 * 100 %.The invention is based on the insight that by replacing the (natural) gas / water separation cyclone, which has a pressure drop of the order of 10-15 bar, by a turbulent flow separator or by a combination of a collision separator for the large water droplets and a turbulent flow separator for the finer drops the pressure drop for the gas / water separation can be reduced from 10 to approx. 1 bar. As a result, the recoverable fraction of gas from a field can increase considerably for a field at a depth of 600 m from approx. 30%, as indicated above, to approx. 45%, ie (60 - 33) / 60 * 100%, while for a field at 1000 m and 1500 m respectively this fraction 15 increases from approx. 57% to 66%, (100 - 34) / 100 * 100 *, and from 70% to 76.7%, (150 - 35) / 150 *, respectively 100%.
De uitvinding betreft derhalve een werkwijze en daarbij behorende inrichtingen voor het afscheiden van water(druppeltjes) uit een (aard)gasstroom in de onmiddellijke 20 nabijheid van de (aard)gashoudende poreuze laag door de waterhoudende gasstroom direct na het binnenstromen in de (boor)pijpleiding te leiden door een daarin aangebrachte turbulente stromingsafscheider, eventueel daaraan voorafgaand de gasstroom eerst te laten botsen met dwars op de initiële 25 stromingsrichting geplaatste vaste of vloeibare grensvlakken voor de afscheiding van de grotere waterdruppels en de gasstroom vervolgens te leiden door een turbulente stromingsafscheider, waarbij de vloeibare deeltjes uit de (aard)gasstroom worden verwijderd door de turbulente 30 (aard)gasstroom in de (boor)pijpleiding te leiden langs (door) een inrichting welke voorzien is van middelen voor het afscheiden van deeltjes uit de gasstoom en welke middelen grenzen aan de doorvoer, daarmee in directe verbinding staan en gevormd worden door hetzij een aantal platen, hetzij een 35 gewonden lintvormige spiraal, waarvan de snijlijn met een vlak door de as van doorvoer een hoek maakt kleiner dan 90° met deze as en waarbij telkens twee opvolgende platen of windingenThe invention therefore relates to a method and associated devices for separating water (droplets) from a (natural) gas stream in the immediate vicinity of the (natural) gas-containing porous layer by the water-containing gas stream immediately after flowing into the (drill). pipeline through a turbulent flow separator disposed therein, possibly prior to first colliding the gas flow with solid or liquid interfaces disposed transversely of the initial flow direction for the separation of the larger water droplets and then passing the gas flow through a turbulent flow separator, wherein the liquid particles from the (natural) gas flow are removed by passing the turbulent (natural) gas flow into the (drilling) pipeline along (through) an installation which is provided with means for separating particles from the gas steam and which means limit at the transit, be in direct connection with it and be formed n by either a number of plates or a 35 wound ribbon-shaped spiral, the cutting line of which has a plane through the axis of transit at an angle of less than 90 ° with this axis and in which two consecutive plates or windings
10 0 2 5 3 A10 0 2 5 3 A
4 van de spiraal, een spleet met elkaar vormen welke geschikt is voor het opvangen en afvoeren van de deeltjes, hetzij een fibreus materiaal.4 of the spiral, form a slit together which is suitable for collecting and discharging the particles, or a fibrous material.
Het principe van de uitvinding berust op de 5 toepassing van een zogenaamde Turbulente flow afscheider, eventueel in combinatie met een botsingsafscheider.The principle of the invention is based on the use of a so-called Turbulent flow separator, possibly in combination with a collision separator.
Het principe en de werking van de Turbulente flow afscheider is beschreven in de Internationale octrooiaanvrage WO-A 93/15822 en in de Nederlandse octrooiaanvragen 10.01963 10 en 1002166, waarvan de inhoud hierin bij wijze van refentie opgenomen is.The principle and operation of the Turbulent flow separator is described in International patent application WO-A 93/15822 and in Dutch patent applications 10.01963 10 and 1002166, the contents of which are incorporated herein by reference.
De afscheiding berust enerzijds op het fenomeen dat grotere druppels (orde 5 μπι en groter) een zodanig hoge inertie hebben dat zij bij het afbuigen van een gasstroom door 15 een vast lichaam (object) de stroomlijnen niet meer volgen en botsen met het object en daarop een vloeistoffilm vormen welke onder invloed van de zwaartekracht wordt afgevoerd naar een vloeistof verzamelruimte welke onder het (de) object(en) is gelegen, waarna de, op bovenstaande wijze van grove druppels 20 ontdane, gasstroom welke nog fijne waterdruppels en/of mist bevat wordt gevoerd door een ruimte waarbij de afscheiding anderzijds berust op het fenomeen dat een turbulente gasstroom in een ruimte, in de nabijheid van de wand van deze ruimte, een zone heeft van afnemende turbulentie, een zogenaamde 25 visceuze grenslaag, waarin men de deeltjes kan vangen en afvoeren.On the one hand, the separation is based on the phenomenon that larger droplets (order 5 μπι and larger) have such a high inertia that when they deflect a gas flow through a solid body (object) they no longer follow the streamlines and collide with the object and collide with it. form a liquid film which is discharged under the influence of gravity to a liquid collection space which is located under the object (s), after which the gas stream, which has been stripped of coarse drops above, still contains fine water droplets and / or mist is passed through a space in which the separation is on the other hand based on the phenomenon that a turbulent gas flow in a space, in the vicinity of the wall of this space, has a zone of decreasing turbulence, a so-called viscous boundary layer, in which the particles can be captured and disposal.
Volgens de uitvoeringsvormen beschreven in de genoemde Internationale octrooiaanvrage verkrijgt men afscheiding van deeltjes met een grootte van 0.01 tot 100 μπι 30 in een afscheider door de turbulente gasstroom te leiden over een serie verticale verzamelplaten, die een aantal verticale spieetvormige ruimtes vormen, die in directe verbinding staan met de ruimte waar de turbulente gasstroom zich bevindt.According to the embodiments described in the said International patent application, particles of 0.01 to 100 µm in size are separated in a separator by passing the turbulent gas flow over a series of vertical collecting plates, which form a number of vertical spit-shaped spaces, which are in direct connection with the space where the turbulent gas flow is located.
Volgens de uitvoeringsvormen beschreven in de 35 genoemde Nederlandse octrooiaanvragen verkrijgt men afscheiding van deeltjes met een grootte van 0.01 tot 100 pm in een afscheider door de turbulente gasstroom te leiden langs '10 0 2 5 3 4 5 een serie van verzamelplaten welke een hoek maken kleiner dan 90° met de verticale as van doorvoer en waarbij telkens twee platen een spleet vormen welke geschikt is voor het opvangen en het continu afvoeren van de deeltjes (vloeistof).According to the embodiments described in the Dutch patent applications mentioned, separation of particles with a size of 0.01 to 100 µm is obtained in a separator by passing the turbulent gas flow along a series of collecting plates which make an angle smaller then 90 ° with the vertical axis of transit and in which two plates each form a gap which is suitable for collecting and continuously discharging the particles (liquid).
5 In het algemeen kan men stellen dat voldoende afscheiding verkregen wordt in de turbulente stromingsafscheider als men er voor zorgt dat het Reynolds getal in het centrum van de doorvoer groter is dan 2000. De vloeibare deeltjes verzamelen zich door de afnemende 10 turbulentie in de visceuze grenslaag aan de wand van de doorvoer en zij zullen zich daarbij tussen de neerwaarts gerichte platen verzamelen, deze bevochtigen en een vloeistoffilm vormen welke door de helling van de platen c.q. de lintvormige spiraal afloopt door gravitatie naar een 15 vloeistof afvoerkanaal.In general, it can be said that sufficient separation is obtained in the turbulent flow separator if the Reynolds number in the center of the throughput is made to be greater than 2000. The liquid particles collect due to the decreasing turbulence in the viscous boundary layer. on the wall of the lead-through and they will thereby collect between the downwardly directed plates, wet them and form a liquid film which slopes down through the inclination of the plates or the ribbon-like spiral by gravitation towards a liquid discharge channel.
Turbulentie verkrijgt en handhaaft men door een combinatie van snelheid en hydraulische diameter van het doorvoerkanaal. Het heeft de voorkeur dat de gasstroom reeds turbulent is bij het intreden van de inrichting voor 20 turbulente stromingsafscheiding, zodat geen verdere maatregelen nodig zijn. Alleen als de parameters welke de turbulentie bepalen (snelheid, hydrolysche diameter, dichtheid, viscositeit) tijdens de doorvoer wijzigen kan het nodig zijn om aanvullende maatregelen te nemen voor het 25 handhaven of versterken van de mate van turbulentie.Turbulence is obtained and maintained by a combination of speed and hydraulic diameter of the feed-through channel. It is preferred that the gas flow is already turbulent when the turbulent flow separation device enters, so that no further measures are required. Only if the parameters determining the turbulence (velocity, hydrolytic diameter, density, viscosity) change during transit may it be necessary to take additional measures to maintain or enhance the degree of turbulence.
Bij toepassing van de inrichting voor turbulente stromingsafscheiding volgens de uitvinding is het van belang dat de schuine platen of de gewonden lintvormige spiraalvlakken zodanig opgesteld zijn dat de vloeistof door 30 een juiste keuze van de neerwaarts gerichte hellingshoek van de platen c.q. het spiraalvlak, door werking van de zwaartekracht naar beneden stroomt en zich verzamelt in een afvoerkanaal dat met de hellende vlakken in verbinding staat, via daatoe geeigende constructies zoals in de afvoerleiding op 35 regelmatige afstand aangebrachte gaten en/of sleuven, en door welk kanaal de verzamelde vloeistof wordt afgevoerd naar het toevoerreservoir voor de vloeistofpomp. Dit afvoerkanaal is 1002534 6 bijvoorkeur een centraal kanaal met cirkelvormige doorsnede terwijl de gasstroom wordt geleid door het ringvormige annulaire kanaal dat wordt gevormd tussen de wand van de (boor)pijpleiding en de cirkelvormige begrenzing van de platen 5 c.q. de gewonden lintvormige spiraal. De omgekeerde functie van de kanalen is ook mogelijk, maar de configuratie waarbij de gasstroom door de annulaire ruimte wordt geleid heeft de voorkeur omdat daarbij op eenvoudige wijze een lagere gassnelheid wordt gerealiseerd hetgeen de vangstefficiency van 10 de apparatuur ten goede komt.When using the turbulent flow separation device according to the invention it is important that the oblique plates or the wound ribbon-shaped spiral surfaces are arranged such that the liquid is properly selected by the downward inclination angle of the plates or the spiral surface, by the action of gravity flows down and collects in a drain communicating with the inclined surfaces, through appropriate structures such as holes and / or trenches regularly spaced in the discharge pipe, and through which the collected liquid is discharged to the supply reservoir for the liquid pump. This discharge channel is preferably a central channel with a circular cross-section, while the gas flow is guided through the annular annular channel that is formed between the wall of the (drilling) pipeline and the circular boundary of the plates 5 or the wound ribbon-shaped spiral. The reverse function of the channels is also possible, but the configuration in which the gas flow is passed through the annular space is preferred because it achieves a lower gas velocity in a simple manner, which improves the catching efficiency of the equipment.
De turbulente stromingsafscheider is bij uitstek geschikt voor de afscheiding van deeltjes met een grootte van 0.01 tot 100 μπι, meer in het bijzonder van 0.1 tot 75 μιη. Aangezien de afscheider geen bewegende delen bezit, is het 15 energie verbruik (drukval) van de afscheider beperkt tot de extra energie die nodig is voor het doorstromen van de inrichting in vergelijking met de energie welke nodig is voor het doorstromen van de lege buis met gelijke diameter.The turbulent flow separator is ideally suited for the separation of particles with a size of 0.01 to 100 μπι, in particular from 0.1 to 75 μιη. Since the separator has no moving parts, the energy consumption (pressure drop) of the separator is limited to the extra energy required to flow through the device compared to the energy required to flow through the empty tube with equal diameter.
De botsings- (impingment) afscheider welke 20 bijvoorkeur voor de turbulente stromingsafscheider wordt toegepast voor de afscheiding van de grotere waterdruppels kenmerkt zich evenzeer door een zeer lage drukval omdat slechts sprake is van een iets verhoogde stromingsweerstand ten opzichte van een lege buis. De impingment afscheider 25 kenmerkt zich hierdoor dat in de gasstroom vaste of vloeibare grensvlakken (lichamen) worden geplaatst welke de stomingsrichting van het gas beïnvloeden. Door de inertie van de grotere (> 5 μη) vloeibare deeltjes volgen deze de oorspronkelijke trajectoren en botsen daardoor op de vaste of 30 vloeibare obstakels. De vaste objecten kunnen staafvormige vlakke platen zijn welke worden aangebracht voor de uitstroomopeningen van het (aard)gas/water mengsel uit de filtersectie welke ter hoogte van de poreuze laag rondom de (boor)pijpleiding aanwezig is, en welke dient om binnen 35 dringen van gesteente in de pijpleiding te voorkomen. Behalve deze staafvormige obstakels kunnen ook ringvormige obstakels in een louvre-achtige configuratie worden gebruikt. Voor de 1002534 7 vakman is duidelijk dat meerdere goede configuraties voor de botsingafscheider mogelijk zijn, waaronder ondermeer ook het aanbrengen van een ijle pakking, dat wil zeggen, een pakking welke naast een hoge porositeit, bijvoorbeeld > 90-95%, ook 5 een hoog specifiek contact oppervlak per volumeeenheid heeft, zoals deze bijvoorbeeld wordt verkregen door toepassen van netwerken, vormlingen of non-wovens van dunne, d.i. < 0.1 mm, vezels of draden van metaal, koolstof (grafiet), (kwarts)glas, kunststoffen of keramiek. Als eenvoudige andere mogelijkheid 10 wordt nog genoemd het aanbrengen van bochten op de uitstroomopeningen van de filtratiesectie waardoor een neerwaartsgerichte stromingsrichting van het gas/watermengsel wordt gerealiseerd, waardoor de grotere druppels door hun traagheid botsen met het gas/vloeistof grensvlak van het 15 vloeistof reservoir en aldus op natuurlijke wijze worden gescheiden van het gas dat vervolgens, na omkering van de stromingsrichting, door de turbulente stromingsafschelder wordt geleid. Het is voor de vakman duidelijk dat een combinatie van bovengenoemde botsingsafscheidingstechnieken 20 zonder meer mogelijk is om tot een optimale vangstefficiency voor de grotere druppels te komen waardoor de opvolgende turbulente stromingsafscheider zo min mogelijk wordt belast.The collision (impingment) separator which is preferably used for the turbulent flow separator for the separation of the larger water droplets is likewise characterized by a very low pressure drop because there is only a slightly increased flow resistance with respect to an empty tube. The impingment separator 25 is characterized in that solid or liquid interfaces (bodies) which influence the direction of flow of the gas are placed in the gas flow. Due to the inertia of the larger (> 5 μη) liquid particles, they follow the original trajectories and therefore collide with solid or liquid obstacles. The solid objects can be rod-shaped flat plates which are fitted in front of the outflow openings of the (natural) gas / water mixture from the filter section, which is present at the level of the porous layer around the (drilling) pipeline, and which serves to penetrate prevent rock in the pipeline. In addition to these bar-shaped obstacles, annular obstacles in a louver-like configuration can also be used. It is clear to the skilled worker that several good configurations for the collision separator are possible, including, inter alia, the application of a thin gasket, that is, a gasket which in addition to a high porosity, for example> 90-95%, also a high specific contact area per unit volume, such as is obtained, for example, by using networks, blanks or non-wovens of thin, <0.1 mm, fibers or wires of metal, carbon (graphite), (quartz) glass, plastics or ceramic. As a simple alternative, mention is also made of bends on the outflow openings of the filtration section, so that a downward flow direction of the gas / water mixture is realized, whereby the larger droplets collide with the gas / liquid interface of the liquid reservoir due to their inertia and thus be separated naturally from the gas which is then passed through the turbulent flow separator after the flow direction has been reversed. It is clear to the person skilled in the art that a combination of the above-mentioned collision separation techniques 20 is readily possible in order to achieve optimum catch efficiency for the larger droplets, so that the subsequent turbulent flow separator is loaded as little as possible.
De vangstefficiency van de turbulente stromingsafscheider is ad libidum te verhogen tot het gewenste 25 niveau door de lengte van de installatie te vergroten en/of de spleetbreedte van het gasvoerende kanaal te verkleinen. Verbetering van de vangstefficiency per meter lengte van de apparatuur is ook nog mogelijk door in de spleten tussen de opvolgende schotels of windingen van het lintvormige kanaal 30 ijl pakkingsmateriaal, zoals boven aangegeven voor de botsingsafscheider, aan te brengen dat zorg draagt voor het versneld dempen van de turbulenties in de spieetvormige ruimten.The capture efficiency of the turbulent flow separator can be increased ad libidum to the desired level by increasing the length of the installation and / or reducing the gap width of the gas-carrying channel. Improvement of the catch efficiency per meter length of the equipment is also possible by providing thin packing material, such as indicated above for the collision separator, in the gaps between the successive trays or windings of the ribbon-shaped channel, which provides for accelerated damping of the turbulences in the spatial spaces.
De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van de 35 figuren, waarin figuur 1 een inrichting laat zien waarbij de afscheiding van het water wordt verzorgd door een combinatie 1002534 8 van ombuiging van de instromingsrichting van het gas/watermengsel in neerwaartse richting gevolgd door een turbulente stromingsafscheider welke voorzien is van afgeknotte kegelvormige schotels, volgens de figuren 2B en 5B 5 uit octrooiaanvrage 10.01963, figuur 2 een inrichting geeft waarbij voor de instroomopeningen van het gas/watermengsel staafvormige botsingsplaten zijn aangebracht, in elkaar overlappende lagen, waarop de grotere druppels worden afgevangen en aflopen naar 10 het vloeistof verzamelreservoir, waarna de goeddeels van water ontdane gasstroom wordt geleid door een turbulente stromingsafscheider welke is gevormd als een lintvormige spiraal rond een centraal kanaal voor de afvoer van het afgevangen water naar het verzamelreservoir, en 15 figuur 3 een inrichting toont waarbij het gas/watermengsel na het binnentreden van de (boor)pijpleiding een ijle pakking passeert, waarin door botsingsafscheiding de grote deeltjes worden afgevangen, waarna het gas/watermengsel vervolgens wordt geleid door een turbulente 20 stromingsafscheider, zoals aangegeven in figuur 1, maar waarbij nu op de schotels een ijle pakking is aangebracht ter verhoging van de demping van de turbulenties in de spleten welke gevormd worden tussen twee opvolgende schotels waardoor een hogere vangst efficiency wordt bereikt.The invention will now be elucidated with reference to the figures, in which figure 1 shows a device in which the separation of the water is provided by a combination of the inflow direction of the gas / water mixture in downward direction followed by a turbulent flow separator which is provided with truncated conical dishes, according to figures 2B and 5B 5 of patent application 10.01963, figure 2 gives a device in which rod-shaped collision plates are provided for the inflow openings of the gas / water mixture, in overlapping layers, on which the larger drops are captured and draining to the liquid collection reservoir, after which the largely dewatered gas stream is passed through a turbulent flow separator which is formed as a ribbon-like spiral around a central channel for the discharge of the collected water to the collection reservoir, and figure 3 shows a device where the gas / water mixture after entering the (drilling) pipeline passes through a thin gasket, in which the large particles are collected by collision separation, after which the gas / water mixture is subsequently passed through a turbulent flow separator, as indicated in figure 1, but now on the dishes a thin gasket is provided to increase the damping of the turbulences in the gaps formed between two successive trays, thereby achieving a higher catching efficiency.
25 In de figuren 1 t/m 3 is (1) de boorgatwandbekleding, (2) de (boor)pijpleiding en (3) de gashoudende poreuze laag. De filtersectie (4) is bedoeld om binnen dringen van gesteente in de pijpleiding te voorkomen.In Figures 1 to 3 (1) is the borehole wall cladding, (2) is the (drilling) pipeline and (3) is the gas-containing porous layer. The filter section (4) is intended to prevent rock from entering the pipeline.
De pakkingen (5) dienen voor het fixeren van de 30 (boor)pijpleiding en de gasdichte afdichting van de annulaire ruimte (9) tussen de boorgatwandbekleding (1) en de (boor)pijpleiding (2). (6) is het reservoir voor de opvang van het afgevangen water dat tevens dient als buffervat voor de waterpomp waarbij (7) de waterpomp/electromotercombinatie is 35 en (8) de waterafvoerleiding welke uitmondt in de annulaire ruimte (9) waarbij een terugslagklep (10) is aangebracht welke het terugvloeien van water uit de annulaire ruimte (9) naar de 1002534 9 (boor)pijpleiding voorkomt. Het gas/watermengsel stroomt na passage van de filtersectie (4) naar de (boor)pijpleiding (2) door de toevoeropeningen (11) welke in de wand van de (boor)pijpleiding zijn aangebracht. Het water dat afgevangen 5 wordt in de turbulente stromingsafscheider wordt afgevoerd door het centrale waterafvoerkanaal (12) dat ter hoogte van de schotels c.q. de lintvormige spiraal is voorzien van gaten of gleuven (13) voor de toevoer van het afgevangen water naar het afvoerkanaal (12).The gaskets (5) serve to fix the (drilling) pipeline and the gastight sealing of the annular space (9) between the borehole wall lining (1) and the (drilling) pipeline (2). (6) is the reservoir for collecting the collected water, which also serves as a buffer tank for the water pump, where (7) the water pump / electric motor combination is 35 and (8) the water discharge pipe which opens into the annular space (9), where a non-return valve ( 10) which prevents backflow of water from the annular space (9) to the 1002534 9 (drilling) pipeline. After passing from the filter section (4), the gas / water mixture flows to the (drilling) pipeline (2) through the supply openings (11) which are arranged in the wall of the (drilling) pipeline. The water that is collected in the turbulent flow separator is discharged through the central water discharge channel (12) which is provided with holes or slots (13) at the height of the dishes or the ribbon-shaped spiral for supplying the collected water to the discharge channel (12 ).
10 In figuur 1 is (14) een turbulente stromingsafscheider van het schotel type. Het (te ontwateren) gas stroomt hierbij door de annulaire ruimte (15) welke wordt gevormd tussen stromingsafscheider (14) en de (boor)pijpleiding (2). De individuele schotels (17) maken een 15 hoek α (18) het de as van doorvoer (23). De grootte van de hoek a, welke de snijlijn van de spiraal met een vlak door de as van doorvoer (23) maakt met deze as van doorvoer ligt tussen 45 < α < 89°/ en bijvoorkeur tussen 80 < α < 89°. Na het passeren van de toevoeropeningen (11) wordt, in figuur 1, 20 het gas/watermengsel omgebogen in neerwaartse richting door de bochtstukken (16) waardoor de grotere druppels door de inertie op het gas/vloeistofgrensvlak van reservoir (6) worden afgescheiden, terwijl de gasstroom met de kleine druppels omhoog buigt waarna afscheiding van de kleine druppels plaats 25 vindt in de turbulente stromingsafscheider (14).In Figure 1 (14) is a tray type turbulent flow separator. The gas (to be dewatered) flows through the annular space (15) which is formed between flow separator (14) and the (drilling) pipeline (2). The individual plates (17) make an angle α (18) with the axis of feed-through (23). The magnitude of the angle α, which makes the intersection of the spiral with a plane through the axis of transit (23) with this axis of transit is between 45 <α <89 ° / and preferably between 80 <α <89 °. After passing through the supply openings (11), in Figure 1, the gas / water mixture is bent downwards through the elbows (16) whereby the larger droplets are separated by the inertia on the gas / liquid interface of reservoir (6), while the gas flow bends upwards with the small drops, after which the small drops are separated off in the turbulent flow separator (14).
In figuur 2 vindt de afscheiding van water uit het gas/watermengsel dat toestroomt via de toevoeropeningen (11) in eerste instantie plaats met behulp van de botsingsscheiders (19) welke voor deze uitstroomopeningen zijn aangebracht en 30 welke hier bestaan uit plaatvormige strippen. Het afgevangen water druppelt naar beneden naar het water reservoir (6) terwijl het nog met kleine druppeltjes beladen gas wordt geleid langs de turbulente stromingsafscheider (20) welke is voorzien van een lintvormige gewonden spiraal rondom het 35 centrale waterafvoerkanaal (12) dat voorzien in van inlaatopeningen (13) voor het toevoeren van het afgevangen water. Evenals in inrichting in figuur 1 is ook hier de hoek 1002534 10 α(18) gelegen tussen de grenzen 45-89®, en bij voorkeur tussen 80 en 89°. Het te zuiveren gas wordt ook hier geleid door de annulaire ruimte (15) welke wordt gevormd door de buiten zijde van de stromingsafscheider (20) en de (boor)pijpleiding (2).In Figure 2, the separation of water from the gas / water mixture that flows through the inlet openings (11) takes place in the first instance with the aid of the collision separators (19) which are arranged in front of these outlet openings and which here consist of plate-shaped strips. The captured water drips down to the water reservoir (6) while the gas still charged with small droplets is passed along the turbulent flow separator (20) which is provided with a ribbon-shaped wound spiral around the central water discharge channel (12) which is provided with inlet openings (13) for supplying the collected water. As in the device in Figure 1, the angle 1002534 10 α (18) here too lies between the boundaries 45-89®, and preferably between 80 and 89 °. The gas to be purified is here also passed through the annular space (15) which is formed by the outside of the flow separator (20) and the (drilling) pipeline (2).
5 In figuur 3 vindt de afscheiding van water uit het via de openingen (11) toestromende gas/watermengsel in eerste instantie plaats op het coalescentiefilter (21), waaruit het afgevangen water naar beneden druipt naar het wateropvang reservoir (6). Het resterende water wordt uit het gas 10 afgescheiden met behulp van de turbulente stromingsafscheider (14) waarvan de individuele schotels (17) zijn voorzien van een ijl pakkingsmateriaal (22) dat is aangebracht ter verhoging van de demping van de turbulenties en de vangstefficiency. Evenals in de inrichting getoond in figuur 1 15 maken de individuele schotels (17) ook in deze inrichting een hoek a met de as van doorvoer (23) welke bij voorkeur ligt tussen 80-89°.In figure 3, the separation of water from the gas / water mixture flowing through the openings (11) takes place initially on the coalescing filter (21), from which the collected water drips down to the water collection reservoir (6). The residual water is separated from the gas 10 by means of the turbulent flow separator (14), the individual plates (17) of which are provided with a thin gasket material (22) which is provided to increase the damping of the turbulences and the catch efficiency. As in the device shown in Figure 11, the individual trays (17) also make an angle α in this device with the axis of lead-through (23) which is preferably between 80-89 °.
100253^100253 ^
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1002534A NL1002534C1 (en) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Automatic separation of water from natural gas at pumping source |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1002534A NL1002534C1 (en) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Automatic separation of water from natural gas at pumping source |
| NL1002534 | 1996-03-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1002534C1 true NL1002534C1 (en) | 1997-09-08 |
Family
ID=19762445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1002534A NL1002534C1 (en) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Automatic separation of water from natural gas at pumping source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1002534C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005070520A1 (en) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | Alberta Research Council Inc. | Method and apparatus for separating liquid droplets from a gas stream |
-
1996
- 1996-03-05 NL NL1002534A patent/NL1002534C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005070520A1 (en) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | Alberta Research Council Inc. | Method and apparatus for separating liquid droplets from a gas stream |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6709500B1 (en) | System for separating entrained liquid from a gas stream using a sloped vessel | |
| US7014756B2 (en) | Method and apparatus for separating immiscible phases with different densities | |
| US8308959B2 (en) | Material separator | |
| US9039799B2 (en) | Drained coalescer | |
| CA2824443C (en) | Separation of two fluid immiscible phases for downhole applications | |
| JP4359975B2 (en) | Solid separation device | |
| CA2464907A1 (en) | Method and apparatus for separating immiscible phases with different densities | |
| GB2462213A (en) | Multiphase fluid separating method and apparatus | |
| RO111029B1 (en) | Sand removing process and device from the canalization water | |
| RU2268999C2 (en) | Well and method for oil production from underground reservoir with the use of the well | |
| RU2754106C1 (en) | Method for catching and disposing of sand from products of petroleum and gas boreholes and apparatus for implementation thereof | |
| EP0258359B1 (en) | Method of separating a medium in different components by means of gravity | |
| NL1002534C1 (en) | Automatic separation of water from natural gas at pumping source | |
| CN1228359A (en) | Device for clarifying charged liquid by flotation | |
| CN106115846B (en) | A kind of degreasing unit | |
| US5958256A (en) | Method for pretreating an industrial wastewater | |
| EP1199095B1 (en) | Device for the separation of liquid and/or solid pollutants entrained by gaseous streams | |
| EP0404548A2 (en) | Separator | |
| RU2329851C2 (en) | Process water treatment installation for removal of suspended particles | |
| RU211920U1 (en) | SEPARATOR | |
| CA2630022C (en) | A system and method of separating entrained immiscible liquid component of an inlet stream | |
| CN114426345B (en) | Suspended matter separator | |
| EP0537221B1 (en) | Sedimentation device | |
| Suleimanov et al. | Optimization of the design of the scrubber separator slug catcher | |
| CN2340895Y (en) | Oil, water and gas separator for recovered water for oil production by flood pressure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20001001 |