NL8403964A

NL8403964A - Voedingsinrichting van een pomp voor tweefasenfluidum en installatie voor de produktie van koolwaterstoffen met behulp van een dergelijke inrichting.

Info

Publication number: NL8403964A
Application number: NL8403964A
Authority: NL
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1985-07-16
Also published as: DE3447684C2; NO845288L; AU571300B2; JPS60238137A; BE901409A; AU3724585A; ES539525A0; ES8605319A1; IT1179900B; NL192843C; GB2152395B; DE3447684A1; JPH0616828B2; US4641679A; WO1987002117A1; NL192843B; CA1260759A; NO159746B; FR2557643A1; IT8468288A0

Description

N.0. 32934 1 X.-

Voedingsinrichting van een pomp voor tweefasenfluïdum en installatie voor de produktie van koolwaterstoffen met behulp van een dergelijke inrichting._

De uitvinding heeft betrekking op een voedingsinrichting van een pomp voor tweefasenfluïdum.

Het is bekend dat dergelijke pompen, welke op zich bekend zijn uit bijvoorbeeld de Franse octrooiaanvrage 79.31031, toegepast worden voor 5 het verpompen van een tweefasenfluïdum, dat wil zeggen een mengsel bevattend een vloeibare fase en een gasvormige fase welke niet opgelost is in de vloeistof. Voor een correcte werking moet het aan de pomp toegevoerde fluïdum homogeen zijn en een stabiele druk hebben en het moet verder een zeker debiet hebben en een volumeverhouding tussen de gas-10 vormige ten opzichte van de vloeistoffase voor gegeven thermodynamische condities, gelegen binnen bepaalde grenzen.

In het bijzonder verwerken pompen bestemd voor het verzorgen van de drukverhoging van tweefasen fluïdums slechts mengsels met een volumeverhouding van de gasfase ten opzichte van de vloeistoffase onder een 15 maximum waarde en tolereren geen gasproppen, dat wil zeggen fluïdummas-sa's welke zich uitsluitend voordoen in gasvorm, in hun toevoerleiding tenzij hun volume eveneens onder een bepaalde maximum waarde is.

De uitvinding beoogt een voedingsinrichting van een pomp voor tweefasenfluïdum te verschaffen welke toestaat aan de pomp een tweefa-20 senfluïdum te verschaffen dat kenmerken vertoont, met name wat betreft het debiet en de volumeverhouding tussen de gasvormige en de vloeibare fase, passend bij de bedrijfskarakteristieken van de pomp.

Daartoe beoogt de uitvinding een dergelijke voedingsinrichting te verschaffen welke daardoor gekenmerkt wordt dat hij een hoofdtoevoer-25 leiding omvat en een aantal hulpleidingen welke evenwijdig gelegen zijn ten opzichte van de hoofdleiding, waarbij elk van deze leidingen in staat is om stroomopwaarts verbonden te worden met een toevoerleiding van tweefasenfluïdum en stroomafwaarts van de pomp, waarbij elk van de leidingen een klep omvat voor het isoleren en regelen van de stroming 30 bij zijn toevoereinde en een klep voor het isoleren en regelen van de stroming aan zijn uitgangseinde, waarbij elk van de leidingen bovendien toevoermiddelen bevat voor een dragervloeistof, in het bijzonder van water.

Wanneer aldus de volumeverhouding groter wordt dan de maximaal 35 toelaatbare, kan dragervloeistof toegevoerd worden in de hoofdleiding teneinde een vermindering van deze volumeverhouding te veroorzaken.

8403964 2

Hetzelfde geldt wanneer een prop gas met een te groot volume om geabsorbeerd te worden door de pomp optreedt bij de ingang van de voe-dingsinrichting, dan kan deze gasprop gestuurd worden naar de hulplei-dingen waar hij opgeslagen wordt totdat de voeding opnieuw normaal is 5 geworden. Dragervloeistof kan dan toegevoerd worden in deze hulpleidin-gen om er een tweefasenfluïdum van te maken met geschikte kenmerken om later vervolgens naar de pomp gestuurd te kunnen worden.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat elk van de leidingen ten minste een homogeniseermechanisme van de stroom, bij voorkeur van 10 het type convergent/divergent.

Bij voorkeur bevat elk van de leidingen een homogeniseermechanisme stroomafwaarts van elke inlaatklep en een homogeniseermechanisme stroomopwaarts ten opzichte van elke uitlaatklep.

Gedurende normale stroming kunnen de kleppen in de hulpleidingen 15 gesloten zijn, waarbij deze leidingen ondertussen gevuld zijn met de dragervloeistof, meer in het bijzonder met water.

De hoofd- en hulpleidingen kunnen bestaan uit stijve of flexibele leidingen.

Bij voorkeur wordt de inrichting volgens de uitvinding bestuurd op 20 zo een wijze dat de kleppen in de hulpleidingen selectief geopend zijn als functie van de waarde van het debiet en van de volumeverhouding tussen de gasvormige fase en de vloeibare fase welke bepaald is door een meetinrichting in de toevoerleiding van het tweefasenfluïdum stroomopwaarts van de inrichting.

25 Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de inrichting een terugvoercircuit voor het tweefasenfluïdum tussen enerzijds de toevoerzijde van de pomp en anderzijds de hoofdleiding en/of de toevoerleiding stroomopwaarts van de inrichting.

In dit geval wordt de in de inrichting toegevoerde dragervloeistof 30 of ten minste een gedeelte van deze vloeistof, aldus stroomafwaarts van de pomp afgenomen.

De uitvinding beoogt evenzeer het verschaffen van een installatie voor de produktie van koolwaterstoffen, met het kenmerk, dat deze een bovengrondse tweefasenpomp omvat zoals bijvoorbeeld beschreven in in de 35 Franse octrooiaanvrage 7931031, voorzien van een voedingsinrichting zoals bovenbeschreven, waarbij het tweefasenfluïdum een tweefasen-aard-olie-effluent is samengesteld uit een mengsel van olie en gas.

Onderstaand zal als voorbeeld een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding beschreven worden aan de hand van de bijgevoegde schemati-40 sche tekening waarin: 8403964 3

Fig. 1 een schema toont van het geheel van een produktie-installa-tie voor koolwaterstoffen volgens de uitvinding, en fig. 2 meer gedetailleerd maar niettemin schematisch de voedings-inrichting volgens de uitvinding van deze installatie toont.

5 De installatie volgens fig. 1 maakt het mogelijk om bij de ingang van een pijpleiding een tweefasenmengsel van koolwaterstoffen te injecteren afkomstig van de putkoppen 2.

Deze installatie omvat allereerst een zandafscheider 3, vervolgens een tweefasenmeter 4 welke het mogelijk maakt de volumetrische debieten 10 van de vloeibare en gasvormige fasen van het mengsel te kennen en daardoor de volumeverhouding van de gasvormige fase ten opzichte van de vloeibare fase.

Een voedingsinrichting 5 voor een bovengrondse tweefasenpomp 6 is geplaatst stroomafwaarts van de meetinrichting 4 die wordt bestuurd 15 door een behandelingseenheid 7 uitgaande van de van de meetinrichting ontvangen informatie.

De pomp 6 wordt gevolgd door een waterafscheider 8 en eventueel door een regelaar welke het mogelijk maakt aan de pijpleiding een twee-fasenmengsel te leveren met homogene kenmerken.

20 De voedingsinrichting 5 omvat volgens de uitvinding een hoofdlei ding 10a en hulpleidingen 10b, 10c, ... lOi. De leidingen 10a tot en met lOi zijn parallel geschakeld tussen de uitgang van de stroommeter 4 en de ingang van de bovengrondse tweefasenpomp 6.

Kleppen voor scheiding en stromingsregeling 11a, ... lli zijn ge-25 plaatst stroomopwaarts van elk van de leidingen 10a, ... lOi, en andere kleppen voor de scheiding en stromingsregeling 12a, ... 12i, zijn geplaatst stroomafwaarts van elk van de leidingen.

Stroomafwaarts van elk van de kleppen 11a, ... lli is een homoge-niseermechanisme 13a, ... 13i geplaatst bij de ingang van elke leiding 30 10a, ... lOi.

Het mechanisme is bijvoorbeeld van het type zoals beschreven in de Franse octrooiaanvrage 82.17245. De overeenkomstige homogeniseermecha-nismen 14a, ... 14i zijn geplaatst bij de uitgang van elk van de leidingen 10a, ... lOi stroomopwaarts van de kleppen 12a, ... 12i.

35 De homogeniseermechanismen 13a, ... 13i, 14a, ... 14i, worden ver der gevoed met een dragervloeistof, zoals water, bijvoorbeeld met behulp van een pomp 15, via de kleppen 16a, ... 16i, respectievelijk 17a, ... 17i.

De behandelingseenheid 7 ontvangt zijn informatie van de debietme-40 ter 4 en verzorgt de besturing van de pomp 15 en van de kleppen 8403964 4 1 1.a , · · · X lx y 12a , · · · 12x y 16a, · · · 161 $ 17 a, ··· 17x ·

De inrichting werkt als volgt: zodra de teller/debietmeter 4 een volumeverhouding van de gasfase ten opzichte van de vloeistoffase registreert beneden de aanvaardbare waarde voor de tweefasenpomp 6, welke 5 geborgen is in het geheugen van de behandelingseenheid 7, vindt de stroming rechtstreeks plaats van de teller 4 naar de tweefasenpomp 6 via de leiding 10a, waarbij de kleppen 13a en 14a open zijn en alle andere kleppen van de inrichting gesloten zijn. In deze toestand zijn al de andere leidingen 10b, 10c, ... lOi gevuld met water.

10 Zodra de teller 4 een volumeverhouding boven de grenswaarde regis treert welke acceptabel is voor de tweefasenpomp 6 doch gedurende een zodanig tijdsduur dat het volume van de gasprop welke er het gevolg van is beneden het maximale toelaatbarte volume is, blijft de stroming uitsluitend plaatsvinden door de leiding 10a, maar de homogeniseerinrich-15 tingen 13a en 14a worden in werkling gesteld door de besturingseenheid 7, waardoor aldus dragervloeistof toegevoegd wordt met een aangepast debiet zodat de volumeverhouding bij de ingang van de tweefasenpomp 6 op een waarde gebracht wordt onder de maximaal toelaatbare waarde. Deze dragervloeistof kan bijvoorbeeld water zijn geleverd door de pomp 15 20 en, als het geval zich voordoet, gerecirculeerd tweefasenfluïdum vanaf de perszijde van de tweefasenpomp 6. Dit recirculatiecircuit is overigens niet afgeheeld in de tekening. Wanneer de volumeverhouding afneemt om tenslotte op een acceptabele waarde te komen, keert het systeem terug in zijn normale positie zoals boven beschreven.

25 Indien daarentegen de meter 4 een volumeverhouding registreert bo ven de grenswaarde gedurende een zodanige tijd dat het volume van de gasprop de maximaal toelaatbare waarde overschrijdt, maakt de inrichting 5 het dan mogelijk om de gasprop te absorberen teneinde hem pas later terug te voeren.

30 De eenheid 7 veroorzaakt onder deze condities de opening van klep pen 11b, 12b zodat de gasprop geleid wordt naar de leiding 10b. Hij verdrijft het erin zich bevindende water, dat daardoor eruit afgevoerd en geabsorbeerd wordt door de tweefasenpomp 6 tezamen met het regulaire tweefasenmengsel dat de leiding 10a verlaat, zoals voorheen. Aldus ver-35 werkt de tweefasenpomp 6 een tweefasenmengsel met een volumeverhouding onder de maximaal toelaatbare waarde terwijl het tweefasendebiet gestegen is.

Indien de gasprop een te groot volume heeft om geheel geabsorbeerd te kunnen worden door de leiding 10b, veroorzaakt de eenheid 7 het 40 sluiten van de kleppen 11b en 12b en de opening van de kleppen 11c en 8403964 5 12c en dezelfde cyclus kan herhaald worden tot aan het vullen van de leiding lOi.

Wanneer de gasprop volledig geabsorbeerd is en de volumeverhouding onder de maximaal toelaatbare waarde daalt, kan de handeling van het 5 vullen met water van de pijpen 10b, 10c, ... lOi beginnen onder werking van de pomp 15.

Derhalve worden de homogenisatoren 13 en 14 van elke leiding 10 achtereenvolgens in dienst gesteld door opening van de corresponderende kleppen 16 en 17, waarbij de homogenisator 13 het mogelijk maakt om wa-10 ter in de leiding 10 te voeren dat het erin zich bevindende gas verdrijft, welk gas via de homogenisator 14 water ontvangt alvorens gevoerd te worden in de vorm van een tweefasenmengsel naar de pomp 6 tegelijkertijd met de normale stroming door de leiding 10a.

De leidingen 10b, 10c, ... lOi worden aldus achtereenvolgens ont-15 daan van hun gas en gevuld met de dragervloeistof.

Het zal duidelijk zijn dat de absorptiecapaciteit van gas door de voedingsinrichting bepaald wordt door het volume van de leidingen 10b, ... lOi welke zij bezit, waarbij de afmetingen van de leiding bepaald zijn volgens de exploitatie-omstandigheden, waarbij de verschil-20 lende leidingen hetzelfde volume of bij voorkeur verschillende volumina kunnen hebben.

8403964

Claims

1. Voedingsinrichting van een pomp voor tweefasenfluïdum bestemd voor het leveren aan de pomp van een tweefasenfluïdum met kenmerken, zoals met name het debiet en de volumeverhouding van de gasvormige fase 5 ten opzichte van de vloeibare fase, dat past bij de bedrijfskenmerken van de pomp, met het kenmerk, dat de inrichting een hoofdleiding (10a) omvat en een aantal hulpleidingen (10b, ... lOi) welke parallel geschakeld zijn ten opzichte van de hoofdleiding, waarbij elk van deze leidingen bovenstrooms met een toevoerleiding van het tweefasenfluïdum en 10 stroomafwaarts met de pomp (6) verbonden kan worden, waarbij elk van de leidingen een klep omvat voor het afsluiten en het regelen van de stroming (11a, ... lli) aan zijn inlaateinde en een klep voor het afsluiten en regelen van de stroming (12a, ... 12i) aan zijn uitlaateinde, waarbij elk van de leidingen verder middelen (16a, ... 16i; 17a, ... 17i) 15 omvat voor het toevoeren van een dragervloeistof, met name van water.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk van de leidingen ten minste één homogeniseermechanisme voor de stroom (13a, ... 13i; 14a, ... 14i) omvat, bij voorkeur van het type convergent-divergent .

3. Inrichting volgens een der conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat elk van de leidingen een homogeniseermechanisme (13a, ... 13i) omvat stroomafwaarts van elke inlaatklep (11a, ... lli) en een homogeniseermechanisme (14a, ... I4i) stroomopwaarts ten opzichte van elke uitlaatklep (12a, ... 12i) .

4. Inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat onder normale stromingscondities de kleppen van de hulpleidingen gesloten zijn, welke leidingen daarbij gevuld zijn met een dragervloeistof, in het bijzonder met water.

5. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met 30 het kenmerk, dat de leidingen stijf zijn.

6. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1 tot en met 4, met het kenmerk, dat de leidingen flexibel zijn.

7. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de kleppen in de hulpleidingen selectief geopend wor- 35 den als functie van de grootte van de stroom of van de volumeverhouding tussen de gasvormige fase en de vloeibare fase zoals deze bepaald is door een meetinrichting (4) geplaatst in de toevoerleiding van het tweefasenfluïdum stroomopwaarts van die inrichting.

8. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met 40 het kenmerk, dat deze een recirculatiecircuit omvat voor het tweefasen- 8403964 fluïdum tussen enerzijds de afgiftezijde van de pomp (6) en anderzijds de hoofdleiding en/of de toevoerleiding stroomopwaarts van die inrichting.

9. Installatie voor de produktie van koolwaterstoffen, met het 5 kenmerk, dat deze een bovengrondse tweefasenpomp (6) omvat voorzien van een voedingsinrichting (5) volgens een of meer der voorgaande conclusies. I 1 I 111 1 H-l 8403964