NO156276B - Kompakt gass-vaeskeseparator. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en kompakt gass-væskeseparator, hoved-sakelig for gass som inneholdes i råoljen når denne utvinnes, nærmere bestemt en slik separator som omfatter minst ett sylindrisk separasjonskaramer som dannes av en innløpsdom og en avgassningsbeholder, og hvor innløpsdomen er forsynt med et innløpsrør som samvirker med en indre vegg.

Råolje oppsamlet ved utløpet fra et brønnhode inneholder gass og vann. Det er nødvendig å fraseparere disse to produkter for å få en råolje som er istand til å transportere med tank-båt eller rørledning under akseptable betingelser med hensyn til sikkerhet og økonomi.

Fraskillelsen av gass i apparatur som for tiden benyttes, bevirkes ved tyngdekraft- eller sentrifugalseparering. For tyngdekraftseparering benyttes kamre med store dimensjoner hvor oljen forblir noen minutter eller titalls minutter. Disse kamre er tunge og krever stor plass. For å minske disse ulemper har man utstyrt separatorene med et innløpssystem av syklon-type. Ved en separator av den innledningsvis angitte art, beskrevet i fransk patentskrift 2 372 646, består innløpsanord-ningen for en separasjonsbeholder av et kammer med en spiral-vegg lukket med endevegger. Innløpsrøret er plassert mot innerveggen slik at væsken får en divergerende strømning som minsker dens hastighet og tillater gasseparasjon. Denne anordning minsker dannelsen av skum ved strømmens ankomst i massen av avgas-set væske og minsker også medrivningen av gass.

Til tross for en del fordeler er denne anordning forholds-vis besværlig i drift.

Oppfinnelsen tar sikte på å skaffe en separator av den innledningsvis angitte art hvormed man unngår ulempene ved den kjente utførelse under bibehold av dens fordeler. Dette oppnås ved at separatoren oppviser de trekk som er angitt som karakteristiske i patentkrav 1.

Den følgende beskrivelse med tilhørende tegning, som presenteres eksempelvis, vil gjøre det forståelig hvorledes oppfinnelsen kan bringes til utførelse. Fig. 1 viser en separator med kompletterende avgassnings-innretninger. Fig. 2 viser snitt av et separasjonskammer med innløps-dom.

Fig. 3 viser snitt etter linjen III-III på fig. 2.

Fig. 4 viser vertikalsnitt av et utførelseseksempel på en kompletterende avgassningsinnretning.

Fig. 5 er et grunnriss til fig. 4.

Fig. 1 viser skjematisk en gass-væskesepsrator bestående av et separasjonskammer 1 og to kompletterende avgassningsinn-retninger 2 og 3 som vil bli beskrevet senere.

Separasjonskammeret 1 er vist i form av en stort sett vertikal sylinder dannet av en innløpsdom 4 (fig. 2) som ved en lask 5 er festet til flensen 6 på et avgassningskar 7 som nedentil har et utløp 32 for den avgassede råolje.

Domen dannes av en sylindrisk mantel 8 lukket med en konveks hette 9. Et innløpsrør 10 for råoljen fra brønnhodet og et utløpsrør 11 for gassen er festet diametralt motsatt til domen. Innløpsrøret 10 er koaksialt med en sylindrisk stuss 12 som er festet til mantelen, og som det fastholdes i av et tverrstykke 13 boltet til en krave 14 på stussen. Den frie ende av røret bærer en utskiftbar dyse 15. Midt i domen sitter en skjerm 16 utformet med et sylindrisk parti 17 og en konveks hette 18. Skjermen er forlenget nedover med et konisk skjørt 19 festet til en krave 20 som er innspent mellom kammerets flenser 5 og 6.

I henhold til en (ikke vist) utførelsesform kan et sylindrisk parti av skjørtet med samme diameter som domens mantel festes direkte til veggen 8 og flensene 5 og 6 sløyfes. Ved sin underkant har skjørtet åpninger 21 som tillater utslipp gjennom utløpet 11 av den gass som kommer fra avgassningen av råoljen i separasjonskammeret.

Kraven 20 er forsynt med ledninger 40 som gjør det mulig å føre væske inn i beholderen 7 og vil kunne plasseres mellom det sylindrisk-koniske skjørt 19 og veggen 8.

Skjermen 16 bærer en sylindrisk stuss 22 som strekker seg parallelt med dens akse og har større diameter enn innløpet samt er koaksial med røret 10 med dysen 15. Lengden av stussen er slik at der levnes et fritt rom mellom enden av dysen 15 og innløpet 22 i stussen. Dette innløp er anordnet for å oppta et utskiftbart diafragma 23. Åpningene i dysen og diafragmaet velges avhengig av strømmen av råolje som skal behandles, samt dens gassinnhold.

Rommet innenfor skjermen 16 er delt med en avbøynings-plate 24 som er festet til et skrånende plan rett innenfor innløpet for råolje. I midten har avbøyningsplaten en elliptisk åpning 25 (fig. 3) som tillater fri passasje av strålen av råolje, men forhindrer retur av væsken mot innløpet langs skjermens innervegg.

Innløpsdomens virkemåte er som følger: Råoljen under trykk forlater dysen 15 i form av en stråle hvis tverrsnitt, som avhenger av dysens diameter, velges slik at strålen for-løper fritt innenfor stussen 22 og åpningen 25 i avbøynings-platen 24 og vil treffe skjermens motstående sylindervegg.

Som følge av prellingen blir gass-væskeblandingen i det minste delvis separert, og væsken faller ned i beholderen, mens gassen trer ut delvis langs den indre omkrets av stussen 22 og' gjennom åpningene 24 i skjørtet 19 og når utløpet 11 gjennom rommet mellom skjermen og innløpsdomens hette 9, som antydet ved pi-lene.

Separasjonskammeret med den beskrevne innløpsdom kan kombineres med kompletterende innretninger som vist på fig. 1. Således kan den væske som- oppsamles i karet 7, stadig inn-holde gass. I så fall kan man ved å overføre den fra kammeret 1 ankommende råolje til en sentrifugal-separator få et gassinnhold under 5% og generelt akseptabelt for transport eller lag-ring av råoljen.

Etter å være underkastet avgassning i kammeret 1 blir oljen overført til en sentrifugalseparator 3 hvor der holdes permanent sug. Dette sug fås ved at råoljen fra brønnhodet ledes gjennom en venturipumpe 2 på veien til toppen av separatoren 3 .

I utførelsesformen på fig. 1 og 4 utgjøres separatoren av et vertikalt sylindrisk kammer 26 hvor der oventil og nedentil er tangensialt tilsluttet to rør 27, 28 henholdsvis for innløp av væske fra separasjonskammeret og for utløp av væsken,

samt et aksialt avsugningsrør 29 i toppveggen. Et skjørt 30

konsentrisk med separatorkammeret er festet til toppveggen og letter adskillelsen mellom utløpet for sentrifugert væske og det aksiale utløp for væske-gassblandingen.

Ved andre utførelsesformer kan sentrifugalseparatoren være

utført uten indre sylindrisk skjørt og/eller ha innløp og ut-

løp byttet om. Bare det øvre aksiale utløp forblir da uforand-

ret .

Det er også mulig å erstatte den beskrevne kompletterende sylindriske separator med en separator av annen type uten av virkemåten av den separator som oppfinnelsen befatter seg med,

blir radikalt endret.

Ved et eksempel på en separator for 10.000 m<3>/dag (for-

hold mellom volum av gass og volum av olje GOR 100 m 3 /m 3) har separasjonskammeret en diameter på 2 m og en høyde på 3,20

m, og den kompletterende sentrifugal-separator har en diameter på 0,50 m. Trykket av råoljen ved innløpet er 12 bar, og tryk-

ket av den avgassede oljen ved utløpet fra sentrifugalsepara-

toren er 10 bar. Oppholdstiden i separatoren er minst 1 minutt for å muliggjøre fullstendig fraseparasjon av bobler med dia-

meter 100 p. Konsentrasjonen av fri gass i råoljen ved utløpet er mindre enn 5%.

Beholderen 7 kan selvfølgelig være forsynt med vanlige tilbakeslagsventiler. Videre er innløp og utløp f 02: væsken forsynt med de vanlige reguleringsinnretninger (ikke vist).

Claims (8)

1. Kompakt gass-væskeseparator, særlig for gass inneholdt i råolje når denne utvinnes, omfattende minst ett sylindrisk separasjonskammer (1) som dannes av en innløpsdom (4) og en avgassningsbeholder (7), og hvor innløpsdomen er forsynt med et innløpsrør (10) som samvirker med en indre vegg, karakterisert ved at den indre vegg inngår i en skjerm (15) som strekker seg langs separasjonkammeréts akse og utgjøres av et sylindrisk parti (17) lukket med en hette (18) og forlenget nedover av et skjørt (19) som lukker mot avgassningsbeholderen (7) og

har åpninger (21), samtidig som det nevnte sylindriske parti rett overfor det med en dyse (15) forsynte innløpsrør (10) har en åpning (22) med større diameter enn dysen og i avstand fra denne, at skjermen omfatter en avbøyningsplate (24) som har en sentral åpning (25) og strekker seg på skrå i forhold til aksen for skjermens sylindriske parti, og at et utløpsrør (11) for gassen er anordnet på innløpsdomen.

2. Separator som angitt i krav 1, karakterisert ved at dysen (15) er anordnet på tvers i forhold til separasjonskammerets akse.

3. Separator som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at åpningen (22) i skjermens sylindriske parti er omgitt av en stuss hvis frie ender står i avstand fra enden av dysen, og hvis diameter er større enn dysens (15) .

4. Separator som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at dysen er utskiftbar, og at åpningen (22) eller stussen hos det sylindriske parti av skjermen bærer et utskiftbart diafragma (2 3).

5. Seperator som angitt i et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den også omfatter en sentrifugal-separator (3) montert ved utløpet for væsken fra separasjonskammeret (1).

6. Separator som angitt i krav 5, karakterisert ved at den ved innløpet (10) for gassholdig væske til separasjonskairaneret (1) har en sugepumpe (2) hvis sugeside er tilsluttet gassutløpet (29) fra sentrifugal separatoren (3).

7. Separator som angitt i krav 6, karakterisert ved at sentrifugal-separatoren er sylindrisk og har to tangensiale innløpsrør (27 eller 28) og utløpsrør (28 eller 27) for væsken og et utløp (29) for gassen.

8. Separator som angitt i krav 7, karakterisert ved at den har et innvendig sylindrisk skjørt (30) anordnet koaksialt med gassutløpet (29) .