NO173592B - Fremgangsmaate og anordning for separering av gass og vaeske fra en flerfaseblanding - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte for separering under vann av gass og væske for videre transport derav under varm, fra en flerfaseblandlng av hydrokarboner, vann, eventuelle andre gasser og eventuelt medrevne faststoffer, der:. a) den innkome blanding 1 en egoet separator separeres. 1 en væskekaoponent og en væskemettet gasskanpanent med samtidig utskilling av eventuelle faststoffer ved. hjelp av gravitasjonskreftene;. b) væskefasen på 1 og for seg kjent måte pumpes videre; c) den nettede gassfasen på 1 og for seg kjent måtebehandles for å fjerne medrevne væskedråper og kondensat; d) den behandlede gass på 1 og for seg kjent måtekomprimeres og feres videre; og. e) kondensatet fra trinn c) føres tilbake til separa-. toren 1 trinn a); omfatter at. f) kondensatet fra behandlingen 1 trinn c) føres 1. inndirekte motstrøms varmeveksllngskontakt med den mettede gass fra separasjonstrlsnet a).Fremgangfmfttiffl gjennomføres 1 en apparatur for separering av væske og gass under vann fra en flerfaseblandlng og videre transport av separert væske og gass under vann, omfattende en matelednlng (1), en 1 og for seg kjent separator (2) med avløp (3) for væsker for videre transport under vann, uttak (4) for eventuelt fraskilte faststoffer, en forblndelseslednlng (5) for transport av fraseparert gass, en 1 og for seg kjent syklon (6) for fraskllllng av kondensat fra gassen; rørledninger (7) med kompressorer for videre transport av renset gass under vann samt tilbakeløpslednlnger (8) fra syklonen (6) til separatoren (2), der tilbakeløpslednlngene (8) for kondensat fra syklonen (6) til separatoren (2) er tlldaxmet som en inndi rekte motstrøms varmeveksler med forblndelseslednlnger (5) for transport av fraseparert gass fra separatoren (2) til syklonen (6).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for separering under vann av gass og væske fra en fler-faseblanding.

Oppfinnelsen angår også en anordning ved en apparatur for gjennomføring av denne fremgangsmåten.

Man har i de senere år stadig søkt å utvikle perfeksjonerte systemer i forbindelse med oljeutvinning på havbunnen.

Blant annet har man viet rørledningstransport av tofasesystemer stor oppmerksomhet.

Rørledningstransport av slike tofasesystemer må sies nu å ha nådd en høy grad av perfeksjon, imidlertid har den fulle utnyttelse av et slikt system vært hemmet av at en efter-følgende separering av fasene har måttet foregå over vann, det vil altså si enten på land eller på spesielt konstruerte plattformer eller rigger.

Foreliggende søknad tar sikte på å forbedre og å perfeksjo-nere teknikken med separering av flerfasestrømmer under vann for så å sende ren væske og ren gass videre til senere be-" arbeiding.

En undervannsenhet for to-trinns separering er beskrevet i NO-søknad nr. 890057.

Undervannsenheten består av en sentralt anordnet separator-enhet, en derover liggende kompressor med efterfølgende pumper for borttransport av gass samt en underliggende pumpe for videreføring av den fraskilte væske.

Separatorenheten er på i og for seg kjent måte utstyrt med en såkalt energidreper eller en pallringboks for den innkomne flerfaseblandlng, videre med avløp for fraseparert væske og innretninger for fjerning av eventuelt medrevne faststoffer fra flerfaseblandingen, særlig sand i små mengder. Videre er separatorenheten utstyrt med rørledninger for videreføring av den fraskilte gass.

Et problem med denne gass er imidlertid at den har et relativt høyt fuktighetsnivå, et fuktighetsnivå som med tiden for eksempel kan gi errosjonsproblemer i pumpeapparaturen.

Denne fuktighet må derfor fjernes og dette skjer ved hjelp av en efter utløpet fra separatorenheten anordnet egnet syklon.

En syklon som har vist seg velegnet for dette formål er den kommersielt tilgjengelige "Monocyclone" fra firma Gasunie.

Efter denne syklonseparering blir så den rensede gass ført videre til det konvensjonelle kompressor- og pumpeutstyr mens fraseparert væske returneres til separatorenheten.

Ved konvensjonelle konstruksjoner, det vil si ved anlegg over vann på land eller på egne plattformer, har det ikke oppstått problemer i denne forbindelse idet enhetenes størrelse og den omgivende temperatur har muliggjort i det vesentlige problem-fri drift.

På større dyp der det for det første er nødvendig med en mere kompakt byggemåte og der det for det andre hersker adskillig lavere temperaturer, har denne tilbakeføring medført seriøse problemer idet det i tilbakeføringsledningen til separatorenheten har oppstått hydratdannelse med derav overhengende fare for tilstopping av apparaturen.

Den ovenfor beskrevne syklon arbeider med lavt trykkfall og høy virkningsgrad, den høye virkningsgrad krever imidlertid som kjent høy oppholdstid og stort volum, noe som i sin tur ikke er forenelig med den kompakte byggemåte som kreves i undervannsinstallasj onene.

De krav som stilles til en slik undervannsapparatur er at den: 1. Ikke er høyere enn det som er nødvendig for kontinuerlig tilbakeløp; men 2. Høy nok til at tilbakeløpet renner på grunn av tyngden av vaeskesøylen.

Dette frie tilbakeløp er imidlertid som nevnt ovenfor utsatt på grunn av hydratdannelsen.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å løse problemet med hydratdannelse i tilbakeføringsledningen fra syklonen og angår således en fremgangsmåte for separering under vann av gass og væske for videre transport derav under vann, fra en flerfaseblandlng av hydrokarboner, vann, eventuelle andre gasser og eventuelt medrevne faststoffer, der: a) den innkomne blanding i en egnet separator separeres i en væskekomponent og en væskemettet gasskomponent med samtidig utskilling av eventuelle faststoffer ved hjelp av gravitasjonskreftene; b) væskefasen på i og for seg kjent måte pumpes videre; c) den mettede gassfasen på i og for seg kjent måte behandles for å fjerne medrevne væskedråper og kondensat; d) den behandlede gass på i og for seg kjent måte komprimeres og føres videre; og e) kondensatet fra trinn c) føres tilbake til separatoren i trinn a);

og fremgangsmåten karakteriseres ved at

f) kondensatet fra behandlingen i trinn c) føres i indirekte motstrøms varmevekslingskontakt med den mettede gass fra

separasjonstrinnet a).

Oppfinnelsen angår som nevnt ovenfor også en anordning ved en apparatur for separering av væske og gass under vann fra en flerfaseblandlng og videre transport av separert væske og gass under vann, omfattende en mateledning, en i og for seg kjent separator med avløp for væsker for videre transport under vann, uttak for eventuelt fraskilte faststoffer, en forbindelsesledning for transport av fraseparert gass, en i og for seg kjent syklon for fraskilling av kondensat fra gassen; rørledninger med kompressorer for videre transport av renset gass under vann samt tilbakeløpsledninger fra syklonen til separatoren, og denne anordning karakteriseres ved at tilbakeløpsledningen for kondensat fra syklonen til separatoren er tildannet som en indirekte motstrøms varmeveksler med forbindelsesledninger for transport av fraseparert gass fra separatoren til syklonen.

Ved denne arbeidsmåte oppnår man å unngå kondensatdannelse idet man utnytter varmen fra den innkomne gass fra flerfaseblandingen til, i inndirekte motstrømsvarmeveksling med tilbakeløpende kondensat fra syklonen, å oppvarme dette tilstrekkelig til at det, på tross av de lav omgivelses-temperaturer, ikke inntrer noen hydratdannelse i tilbakeløps-ledningen .

Man løser på denne måte et problem som det i samme grad ikke har vært nødvendig å ta stilling til ved konstruksjoner over vann på grunn av de totalt forskjellige forhold.

Varmeveksleren ifølge oppfinnelsen muliggjør en meget kompakt bygningsmåte og muliggjør også en full utnyttelse av dagens moderne syklonapparatur som, som nevnt ovenfor, arbeider med meget lavt trykkfall under samtidig meget høy virkningsgrad.

Oppfinnelsen representerer således et vesentlig teknisk fremskritt i forhold til den kjente teknikk og representerer også en vesentlig økonomisk besparelse på grunn av de sterkt reduserte volumkrav, noe som i sin tur muliggjør at en hel totalenhet som beskrevet i NO-søknad nr. 890057 for eksempel kan benyttes i omgivelser med meget lave reservoartrykk.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for separering under vann av gass og væske for videre transport derav under vann, fra en flerfaseblandlng av hydrokarboner, vann, eventuelle andre gasser og eventuelt medrevne faststoffer, der: a) den innkomne blanding i en egnet separator separeres i en væskekomponent og en væskemettet gasskomponent med samtidig utskilling av eventuelle faststoffer ved hjelp av gravitasj onskreftene; b) væskefasen på i og for seg kjent måte pumpes videre; c) den mettede gassfasen på i og for seg kjent måte behandles for å fjerne medrevne væskedråper og kondensat; d) den behandlede gass på i og for seg kjent måte komprimeres og føres videre; og e) kondensatet fra trinn c) føres tilbake til separatoren i trinn a), karakterisert ved at f) kondensatet fra behandlingen i trinn c) føres i indirekte motstrøms varmevekslingskontakt med den mettede gass fra separasjonstrinnet a).

2. Anordning ved apparatur for separering av væske og gass under vann fra en flerfaseblandlng og videre transport av separert væske og gass under vann, omfattende en mateledning (1), en i og for seg kjent separator (2) med avløp (3) for væsker for videre transport under vann, uttak (4) for eventuelt fraskilte faststoffer, en forbindelsesledning (5) for transport av fraseparert gass, en i og for seg kjent syklon (6) for fraskilling av kondensat fra gassen; rørledninger (7) med kompressorer for videre transport av renset gass under vann samt tilbakeløpsledninger (8) fra syklonen (6) til separatoren (2), karakterisert ved at tilbakeløpsledningene (8) for kondensat fra syklonen (6) til separatoren (2) er tildannet som en indirekte motstrøms varmeveksler med f orbindelsesledninger (5) for transport av - fraseparert gass fra separatoren (2) til syklonen (6).