NO173919B - Vertikal oljeseparator - Google Patents

Vertikal oljeseparator Download PDF

Info

Publication number
NO173919B
NO173919B NO881309A NO881309A NO173919B NO 173919 B NO173919 B NO 173919B NO 881309 A NO881309 A NO 881309A NO 881309 A NO881309 A NO 881309A NO 173919 B NO173919 B NO 173919B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
separator
oil
crude oil
pump
annulus
Prior art date
Application number
NO881309A
Other languages
English (en)
Other versions
NO881309D0 (no
NO173919C (no
NO881309L (no
Inventor
Alan John Dean
Hans Paul Hopper
Original Assignee
British Petroleum Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by British Petroleum Co filed Critical British Petroleum Co
Publication of NO881309D0 publication Critical patent/NO881309D0/no
Publication of NO881309L publication Critical patent/NO881309L/no
Publication of NO173919B publication Critical patent/NO173919B/no
Publication of NO173919C publication Critical patent/NO173919C/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/0042Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B01D19/0052Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/36Underwater separating arrangements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/38Arrangements for separating materials produced by the well in the well

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører en vertikal separator for å separere råolje i olje- og gassfaser.
Den vedrører særlig en vertikal separator for et undervanns oljefelt, og nærmere bestemt en undervanns oljefeltseparator boret ned i sjøbunnen slik at råolje kan separeres i olje-(pluss eventuelt produsert vann) og gassfaser under vann. Den beskrives som et vertikalt ringromseparerings- og
pumpesystem.
Ved dagens teknologistadie for produksjon av olje fra undervannsbrønner, kan og har oljeproduksjons- brønnhoder blitt plassert på havbunnen. Imidlertid må den produserte olje fra disse undervanns brønnhoder bli bragt til vann-overflaten for behandling på faste eller flytende plattformer. Slik prosessbehandling innbefatter separering av assosiert gass fra oljen og separat utsendelse av oljen og gassen. Andre mulige prosessbehov innbefatter venninjeksjon for å opprettholde brønnproduktiviteten (ofte kalt "sekundær utvinning"), injeksjon av kunstig løftefluid for å fremme oljeproduksjonen og kjemikalie - fluidinjeksjon i oljen.
Faste eller flytende plattformer som bærer sitt prosessutstyr er nødvendigvis store, tunge og kostbare. Etterhvert som vanndybdene hvorfra olje produseres blir større, så øker størrelsen på de faste plattformer og det er en praktisk grense for vanndybden ved hvilken en fast plattform kan plasseres. Teoretisk er flytende plattformer ikke begrenset på denne måte og ville kunne prosessbehandle olje produsert fra ethvert vanndyp. Imidlertid må de holdes i stilling med fortøyningsliner, forankringer og/eller trustere og, etterhvert som vanndybden øker, øker også strengheten til sjøen og værforholdene, noe som plattformene må konstrueres for å motstå. I praksis er derfor kostnaden og dimensjonen til flytende plattformer også tilbøyelige til å øke etterhvert som vanndybden øker.
Deler av massen og kostnaden til faste eller flytende plattformer kommer fra behovet av å ha separatorer på disse. Separatorene på plattformer er vanligvis forholdsvis store horisontale separatorer. Dersom separeringen av råolje til olje- og gassfaser kunne utføres under vann, så kunne plattformstørrelsen og kostnaden reduseres betraktelig, selv om det fortsatt føltes nødvendig å ha en plattform for å drive og styre andre sider ved undervanns brønnproduksjon, slik som utsendelse av den separerte olje og gassfase, vanninjeksjon og injeksjon av kjemikalier eller kunstige løftefluider.
Imidlertid er det endelige mål undervanns råolje-separering og-pumping som ville eliminere plattformer totalt. Dette ville dermed tillate råoljeproduksjon fra undervannsbrønner uavhengig av lokale faste eller flytende plattformer. UK-patent søknad nr. 8707307 inngitt samtidig med denne søknad omtaler et slikt prosessanlegg på sjøbunnen hvor alle undervanns brønnstyringsfunksjoner er inne i anleggskomplekset. Anleggskomplekset innbefatter en undervannsseparator, og den foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for bruk i det undervanns prosessanlegg ifølge bitisk patentsøknad nr. 8707307. Dens anvendelse er imidlertid ikke begrenset til dette. Den kan benyttes i kombinasjon med en fast eller flytende plattform som indikert ovenfor eller med ethvert annet overflate- eller undervanns brønndriftsystem.
Ifølge den foreliggende oppfinnelse innbefatter en vertikal separator for å separere råolje i olje- og gassfaser: (i) et ytre hus som danner den ytre kappe av separatoren, (ii) to ytterligere sett konsentriske rør inne i det ytre hus, som med det ytre hus gir to ringrom og en sentral passasje, der et ringrom er forbundet med et innløp for råolje og det andre er forbundet med et utløp for separert gass, og den sentrale passasjen er forbundet med et utløp for produsert olje, og (iii) en pumpe nær bunnen av separatoren og et pumpe-drivrør som forløper opp inne i den sentrale passasje til en kraft-kilde.
Fortrinnsvis er innløpet for råolje og utløpene for separert gass og produsert olje i toppen av separatoren.
I en foretrukken utførelse kan separatoren være for en undervannsbrønn, og kan forløpe i det minste delvis ned i sjøbunnen og kan ha et ytre hus, utenfor separatorens ytre hus, som sementeres inn i sjøbunnen.
Dersom separatoren skal benyttes i tilknytning til et undervanns oljefeltsystem som ikke er tilknyttet en lokal plattform, så bør separatoren være i det vesentlige helt nede i sjøbunnen. Selv om det er en tilknyttet lokal plattform kan dette fortsatt være tilfellet. Hvis det foreligger en tilknyttet lokal plattform kan separatoren alternativt være bare delvis nede i sjøbunnen med sitt øvre parti over sjøbunnen og danner i virkeligheten et stigerør for å bringe oljen fra sjøbunnen til nivå med plattformsdekket.
Hvis det foreligger en tilhørende lokal plattform vil det imidlertid være mulig å ha separatoren hvilende på sjøbunnen eller selv over sjøbunnen som en del av plattformutstyret.
I en særlig foretrukket utførelse kan ringrommet som mottar råoljen ha innretninger for å påføre råoljen en virvlende bevegelse. Dette kan være et tangentielt innløp for råoljen og/eller en syklon. Adskilt, eller i tillegg kan det være en eller flere helikser i råoljeringrommet for å opprettholde virvelen. Heliksen eller heliksene kan være av varierende stigning langs deres lengde. Med et antall helikser kan helikser med varierende helning gi råoljen alternerende områder med sterkere og svakere virvler for å hjelpe til å understøtte virvelen gjennom hele den vertikale lengde av separatoren.
Fortrinnsvis er råoljeringrommet i en separator med en eller flere helikser det ytterste ringrom, men det ville være mulig å betrakte helikser inne i det indre av de to ringrom.
Oppfinnelsen er videre beskrevet og illustrert med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 er et snitt gjennom en separator ifølge den
foreliggende oppfinnelse,
Fig. 2 er et snitt gjennom bunnen av separatoren
ifølge fig. 1 i området av pumpen,
Fig. 3 er et snitt gjennom separatorhodet, som viser
innløps- og utløpsledningene for separatoren,
Fig. 4 er et snitt gjennom en annen form av separatoren
ifølge den foreliggende oppfinnelse,
Fig. 5 er en skisse av en heliks for bruk i separatoren
ifølge fig. 4, og
Fig. 6 er et snitt gjennom separatorhodet av separatoren ifølge fig. 4.
Separatoren ifølge den foreliggende oppfinnelse kan dannes på eksakt samme måte som, eller på en lignende måte som en undervannsbrønn. Således viser fig. 1 et typisk eksempel av oppfinnelsen som benytter standard borestørrelser. Det foreligger et boremals-rammeverk eller brønnramme 4 på sjøbunnen. Et hull bores gjennom dette rammeverk og ned i sjøbunnen ved bruk av en konvensjonell borkrone og streng og et 30" lederør 5 blir nedkjørt og sementert i hullet. Bunnen av dette lederør 5 har en lederørssko 6 med en sementplugg 7 for å avtette den. Toppen av lederøret 5 holdes av et hus 8 låst i boremals-rammeverket med en nedlåsningsring 9 og en fjær-skjærring 10.
Inne i dette ytre lederør 5 og huset 8 kjøres et 26" ytre foringsrør 11 ned. Dette foringsrør 11 er avtettet ved sin bunn med en foringsrørsump 12 og er avhengt i et brønnhode 13 (18 3/4" i dette eksempel) som låses inne i huset 8 med en nedlåsningsring 14 og fjær-skjærring 15. Dette ytre hus 11 danner den ytre kappe av separatoren hvor det sementerte ytre lederør 5 bare er en beskyttelse for separatoren. Det ville ikke være sikkert å benytte det ytre lederør 5 som den ytre kappe for separatoren ettersom det kunne være korrosjon eller lekkasje gjennom det. Bruken av et ytre lederør tillater også det ytre foringsrør 11 å bli utskiftet om nødvendig uten behov for ytterligere boring eller sementering.
Inne i brønnhodet 13 er det oppheng 16,17 for 10 3/4" og 8 5/8" produksjonsrør. Dette kan være vanlige oljebrønns-produksjonsrør. Det 10 3/4" ytre rør 18 forløper kun delvis ned i separatoren. Ved sin bunn utvider det seg til et 11 3/4" rør 19. Det 8 5/8" indre rør 20 forløper ned forbi enden av det ytre rør 18 nesten til bunnen av separatoren og har nær sin bunn en utvidelse 21 for å holde en pumpe (se fig. 2) og en hals 22 for å danne en boring for å holde en pumpebærer (se fig. 2).
Det kan sees at denne montasje av foringsrør og produksjons-rør gir, inne i det ytre hus 11 av separatoren, to ringrom 23,24 og en sentral passasje 25.
Dimensjonene til de ulike foringsrør og produksjonsrør er kun illustrerende og representerer størrelser på foringsrør og produksjonsrør som vanligvis benyttes for komplettering av brønner. Den faktiske diameter til separatoren og dens vertikale høyde vil avhenge av mengden råolje som skal separeres og likeledes de relative mengder av olje og gass. Diameteren og dybden bør åpenbart være slik i forhold til råoljeinngangen, at de gir en oppholdstid inne i separatoren som er tilstrekkelig lang for adekvat separering av fasene. Noe trykkreduksjon fra råoljens Innløpstrykk kan være nød-vendig for å oppmuntre eller fremme separering og dette kan overvåkes og styres med egnede ventiler i separatorhodet.
Fig. 2 viser en forstørrelse av fig. 1 nær bunnen av separatoren og viser en pumpe og et pumpe-drivrør på plass. Den viser også produksjonsrøret 20 med sin utvidelse 21 og hals 22, samt separatorens ytre hus 11. Produksjonsrøret 18 og 19 i fig. 1 stopper før separatorens pumpeområde og er således ikke vist.
Inne i den sentrale passasje 25 i det indre produksjonsrør nedføres til anlegg en pumpeanordning. Denne anordning består, fra toppen til bunnen, av et drivrør 26, en kopling 27, en øvre data-rørstuss 28, kopling 29, elektrisk motor 30, kopling 31, pumpeenhet 32, kopling 33, nedre data-rørstykke 34, kopling 35 og pumpestikker 36 med skulderstopper 37. En armert kommunikasjonskabel 38 forløper opp fra det nedre datarørstykket 34 inn i den elektriske motor 30 og det foreligger nok en indre kommunikasjonskabel (ikke vist) mellom det øvre data-rørstykket 28 og den elektriske motor.
Innløpet til pumpeenheten 32 skjer gjennom pumpestikkeren 36 og opp gjennom de andre komponenter mellom stikkeren og pumpen. Dette innløp 39 er indikert med stiplede linjer. Pumpeutløpet skjer gjennom hull 40 på toppen av pumpehuset.
For å kjøre ned og lande pumpeanordningen kan komponentene sammenstilles på et overflatefartøy og festes til en første lengde av pumpe-drivrør. Ytterligere seksjoner av drivrør tilføres etterhvert som anordningen senkes ned. Når lengden av drivrør er tilstrekkelig for dybden til separatoren, kan hele anordningen senkes med vaiere, eller med enden av en borestreng ved bruk av et frigjørbart verktøy. Entring av anordningen i det indre rør 18,19 kan avhjelpes med en ROV og nedkjøring fortsettes inntil stikkeren 36 når halsen 22. Skulderstopperen 37 kan benyttes som en avstandsstopper som forhindrer stikkeren 36 i å passere rett gjennom halsen 22. Produksjonsrørpumpen og stikkeren er utmålt til å sikre at stikkeren 36 er på plass midtveis i halsen 22.
Driv-produksjonsrøret 26 er fortrinnsvis dannet av seksjoner av stive rør som omslutter elektriske kraftkabler og elektriske instrumenteringskabler. En særlig egnet type drivrør er beskrevet i UK-patentsøknad nr. 8707308.
Alternativt, med en elektrisk pumpe kan pumpen kjøres på en kabel. Pumpestikkeren ville bli stukket ned og entret og låst i halsen 22 og kabelen avhengt ved toppen av separatoren. Dette system ville være enklere å kjøre ned, men kabelen ville være i oljeproduksjonsstrømmen og således utsatt for korrosjon eller errosjon.
Selv om en elektrisk motor er vist for pumpen, kan en pumpe drevet av hydraulisk kraft anvendes, i hvilket tilfelle ville drivrøret 26 være en rørledning for det hydrauliske fluid med elektriske instrumenteringskabler festet på utsiden.
I fig. 2 er det piler som viser oljestrømmen. Ved å se på fig. 1 og 2 sammen er dens totale strømning som følger.
Råolje føres inn i toppen av separatoren inn i det ene eller det andre av ringrommene 23 eller 24. Om mulig føres den inn tangentielt for å gi en virveleffekt som vil hjelpe separeringen. Etterhvert som råoljen strømmer ned ringrommet kan gass begynne å separere, men den vil ikke ha noe utløp inntil råoljen når nivået av bunnen til det ytre rør 19. Deretter vil eventuelt separert gass frigis til å strømme opp det andre ringrom. Råoljen vil ha en oppholdstid ved bunnen av separatoren under bunnen av det ytre rør 19, hvor ytterligere gass vil separere og strømme opp det frie ringrom. Råolje strømmer ned til bunnen av separatoren (se pilene fig. 2) og suges av pumpen inn i innløpet 39 og pumpes ut gjennom utløpene 40 opp den sentrale passasje 25. De øvre og nedre data-rørstykker 28 og 34 inneholder instrumenter for å overvåke tilstandene i separatoren, samt styringer som kan informere styreenheten og kan koordinere innstrømningen og utstrømningen gjennom strupere og strømningsreguleringsven-tiler (ikke vist). Instrumentene kan måle trykkene oppstrøms og nedstrøms av pumpen og dermed trykkfallet, den eventuelle strømningsmengde av oljen ut og temperaturene. Strømningen kan således opprettholdes ved sitt optimum for å gi tilstrekkelig separering.
Råoljen kan føres inn i separatorhodet og oljen og gassen sendes ut fra denne på en hvilken som helst hensiktsmessig måte avhengig av hvilken bestemt type av sjøbunns- eller plattformanlegg separatoren er tilknyttet. Fig. 3 viser separatorhodet og utstyret over sjøbunnen når separatoren danner en del av et prosessanlegg på sjøbunnen som omtalt i UK-patentsøknad nr. 8707307.
I fig. 3 er separatorhodet som beskrevet i fig. 1 med de samme henvisningstall. Over hodet og holdt på og inne i en brønnramme er en oljeproduksjonsmodul. Henvisning gis til UK-patentsøknad nr. 8707307 for detaljer av denne type modul som danner del av anleggskomplekset på sjøbunnen. For formålene ifølge den foreliggende oppfinnelse er enhetene på sjøbunns-anlegget som følger: Omgivende separatorhodet 13 og forløpende inn i papirplanet, er det et oljeproduksjon-rørstykke 41 med et oljeutsendelsesrør 42. Over separatorhodet 13 er det et rørtverrstykke 43, over dette en pumpe-hodemodul 44 og over dette et pumpehodelokk 45. Det foreligger forlengelser oppad av huset og produksjonsrøroppheng-ene i separatoren slik at den sentrale passasje 25 forløper opp så langt som til pumpehodemodulen. Olje som pumpes opp denne sentrale passasje kan deretter sendes ut gjennom oljeproduksjons-utløpsrør 46. Dette rør 46 løper gjennom andre deler av komplekset og til slutt inn i oljeproduksjons-utsendelsesrøret 42. Inne i den sentrale passasje 25 forløper pumpedrivrøret 26 rett opp til pumpehodelokket 45 hvor det tilføres elektrisk strøm for å drive pumpen og hvor eventuelle pumpestyringer er plassert. De to ringrom 23,24 i separatoren er forlenget opp til rørtverrstykket 43. I dette eksempel er det indre ringrom 24 i forbindelse med et innløpsrør 47 for råolje og det ytre ringrom 23 er i forbindelse med et utløpsrør 48 for gassproduksjonen. Disse forbindelser kan være omvendt, f.eks. kan råoljen rettes ned det ytre ringrom med gassen strømmende opp det indre ringrom. Innløpsrøret 47 for råolje bæres av tverrstykket 43 til en brønnmodul i sjøbunns-komplekset slik at separatoren er direkte knyttet til et produserende brønnhode. Utløpsrøret 48 for gassproduksjonen bæres av tverrstykket 43 til en gass-produksjonsmodul av sjøbunnskomplekset for tilslutt å bli sendt ut gjennom et gassproduksjons-rørstykke (ikke vist) i likhet med oljeproduksjons-rørstykket 41.
Sjøbunnskomplekset ifølge fig. 3 kan innbefatte et sikker-hetssystem slik at når en utilstrekkelig innstrømning av råolje av en eller annen grunn oppstår, kan olje fra en oljeutløps-linje 46 dumpes via en dumpeventil (ikke vist) og ledes tilbake inn i råoljeringrommet 24. Dette forhindrer at pumpen kjøres tørr og brenner opp.
Fig. 4 viser en alternativ form for en separator som tillater råoljen å strømme ned det ytre ringrom 24 og gass opp det indre ringrom 23. Hovedkomponentene er de samme som for separatoren ifølge fig. 1 og har de samme tallhenvisninger.
For å forøke separareringen har imidlertid to ytterligere komponenter blitt innarbeidet, dvs. en syklon og en helisk husinnsats.
Således er separatoren inne i lederørshuset 5 som har skoen 6 og sementpluggen 7 i sin bunn. Separatoren i seg selv har et ytre hus 11 med en hussump 12, indre hus 18 og sentralt produksjonsrør 20. Produksjonsrøret 20 har en utvidelse 21 for en pumpe og en hals 22 for en pumpes tøt te. Som i fig. 1 har separatoren således to ringrom 23, 24 og en sentral passasje 25.
Separatoren støttes på samme måte som separatoren ifølge fig.
1 på brønnrammeverket 4, huset 8 og brønnhodet 13.
I fig. 4 er det ytre ringrom 23 forholdsvis bredt og mottar råolje ved sin topp og mates inn tangentielt til en konus 49 som danner en del av en syklon. (Denne del av separatoren er vist i nærmere detalj i fig. 6). Inne i ringrommet 23 foreligger tre helikser 50 som er vist i nærmere detalj i fig. 5. Konusen og heliksene virker som sykloner slik at råoljen daler ned som en virvel. Separert gass er fri til å entre det indre ringrom 24 gjennom huller 51 (se fig. 5).
Nær bunnen av separatoren er det en fjerde heliks 52 som omgir pumpen 21. Denne heliks avviker fra de andre tre helikser ved at den har et hus 53 med en konisk åpen bunn 54 som virker som en felle for sandrester. Enhver sand- eller mineralrest i råoljen kan falle gjennom den åpne bunn for å danne en haug 55 i hussumpen. Denne sand kan fjernes når pumpen trekkes opp for service ved å innsette smale rør i produksjonsrøret 20 og suge opp sanden.
Strømmen av råolje ned det ytre ringrom 23 er indikert med piler. Virvelen som først dannes i konusen 49 opprettholdes av helikser 50. Separert gass kan passere inn i det indre ringrom 24 gjennom hullet 51. I heliksen 52 entrer råoljen det sentrale rør gjennom sin bunn og deretter til pumpen på samme måte som i fig. 1. Det foretrukne oljenivå er indikert ved 84 like over heliksen 52.
Fig. 5 viser en heliks 50. Den har et sentralt rør 85 med en innvendig skruegjenge 86 i toppen og en utvendig skruegjenge 87 i bunnen slik at et antall helikser som er skrudd sammen kan danne huset 18 til separatoren. Huller 51 danner gass-passasjer fra det ytre ringrom 23 til det indre ringrom 24.
Omgivende røret 85 er en sylinder med øvre og nedre partier 56,57 og med midtpartiet utskåret for å danne en eller flere heliske strimler. To er vist ved 59. Strimlene danner en tett heliks ved toppen og en mer gradvis heliks ved bunnen. Ved basisen av sylinderen kan gass passere inn i det sentrale rør 85 gjennom et gassfangskjørt 60 såvel som gjennom hullene 51.
Fra fig. 4 og 5 kan det sees at den første råoljevirvel gis ytterligere tangentiell kraft ved de tette spiraler ved toppen av hver heliks slik at virvelen opprettholdes gjennom hele lengden av den nedadrettede bevegelse til råoljen. De rolige områder ved bunnen av hver heliks oppmuntrer gassepa-rering og aksellererer oljestrømmen før den entrer den neste seksjon.
Som forklart i fig. 1 kan instrumenter tilknyttet pumpen overvåke strømningene inn i og gjennom separatoren med det mål at hovedsakelig all gass separeres ved heliksen 50, idet det avgassede oljenivå holdes like over pumpen ved toppen av heliksen 52 som virker primært til å separere sand. Fig. 6 viser et separatorhode som kan benyttes med separatoren ifølge fig. 4 eller som kan benyttes med en hvilken som helst annen form for separator, f.eks. en separator "som står alene" knyttet til et antall brønngrupper. Det ytre lederør 5 og selve separatoren er satt inn i brønnrammeverket 4 på en lignende måte som separatoren ifølge fig. 1 ved bruk av huset 8 og en nedlåsningsring 9 og for lederøret og nedlåsnings-ringen 14 inne i huset 8 for å holde huset 61. Ved bunnen av dette er separatorens ytre hus 11. En kopling 62 ligger an på toppen av huset 61 for å bære den øvre del av separatoren. Figuren viser det ytre rør 18 og det indre rør 20 som sammen med huset 61 danner ringrommet 23 og 24 og den sentrale passasje 25. Inne i den sentrale passasje er pumpe-drivstrengen 26 som forløper opp til pumpehodehuset 73, pumpehode-koplingen 63 og pumpehodet 64 med en elektrisk kraftkabel 65. En koplingsopp-hever 66 på toppen av pumpehodekoplingen 63 tillater koplingen å bli frigjort og fjernet med en ROV om nødvendig. Pumpe-drivstrengen 26 og selve pumpen kan således trekkes tilbake for reparasjon eller utskiftning.
Råolje føres inn i toppen av separatoren tangentielt gjennom innløpet 47 hvor strømningen styres med struperen 67. Råoljen entrer en syklon 68 som bæres av huset 69. Syklonen 68 har et sylindrisk øvre parti 70 og et nedre konisk parti 49. Pilene indikerer strømningen av råolje gjennom syklonen etterhvert som den neddalende virvel passerer inn i det ytre ringrom 23 av separatoren. Gass separert i denne første syklon kan passere inn i det indre ringrom 24 gjénnom et sirkulært gap 71 inne i en slitasjehylse av sylinderen 70 og gjennom en ringport 72 ved toppen av selve separatoren. Ytterligere separering skjer i separatoren som beskrevet med hensyn til fig. 4.
Gassutløpet 48 ved toppen av det indre ringrom 24 har et filter 74 og oljedrypphull 75 slik at mulig innfanget olje kan returnere til sylinderen 70. Gassutløpet kan ha en strømningskontrollventil 76.
Produserende oljeutløp 46 er i pumpehodehuset 73. Det er en forbindelse 77 mellom det produserende oljeutløp 46 og råoljeinnløpet 47 med en strømningskontrollventil 83. Som i fig. 4 tillater dette produsert olje å bli resirkulert til separatoren i tilfelle av en eventuell feilfunksjonering, slik at pumpen ikke går tørr.
Ved toppen av anordningen er den en løftedor 78 ved hjelp av hvilken kan hele separatorhodet låses opp og trekkes ut. Det kan sees at syklonen 68 i virkeligheten er dannet i to deler med sylinderen 68 adskilt fra konusen 49. Konusen 49 er i virkeligheten et oppheng holdt inne i huset 61 ved trinnet 79. En undervanns modulgrenseflate benyttes mellom de to deler og en test- og overvåkingsport 80 foreligger ved overgangen. Ringtetninger 81 over og under overgangen sikrer at den er fluidtett. Det foreligger en ytterligere test- og overvåkingsport 82 i pumpehode-koplingen 63.

Claims (9)

1. Vertikal separator for å separere råolje i olje- og gassfaser, karakterisert ved at den innbefatter : (i) et ytre hus (11) som danner den ytre kappe av separatoren , (ii) to ytterligere sett konsentriske rør (19,20) inne i det ytre hus, som med det ytre hus gir to ringrom (23,24) og en sentral passasje (25), der et ringrom (23) er forbundet med et innløp (47) for råolje og det andre (24) er forbundet med et utløp (48) for separert gass, og den sentrale passasjen (25) er forbundet med et utløp (46) for produsert olje, og (iii) en pumpe (32) nær bunnen av separatoren og et pumpe-drivrør (26) som forløper opp inne i den sentrale passasje (25) til en kraft-kilde.
2. Vertikal separator ifølge krav 1, karakterisert ved at innløpet (47) for råolje og utløpene (48,46) for separert gass og produsert olje ligger i toppen av separatoren.
3. Vertikal separator ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den inngår i en undervannsbrønn som forløper i det minste delvis ned i sjøbunnen og har et utvendig foringsrør (5), utenfor separatorens ytre hus (11), som er sementert inn i sjøbunnen.
4. Vertikal separator ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at råolje-ringrommet (23) har innretninger (47,50,68) for å påføre råoljen en virvlende bevegelse.
5. Vertikal separator ifølge krav 4, karakterisert ved at innretningene er et tangentielt innløp (47) for råoljen og/eller en syklon (68).
6. Vertikal separator ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at innretningene er en eller flere helikser (50) i råolje-ringen.
7. Vertikal separator ifølge krav 6, karakterisert ved at den ene eller de flere helikser (50) er av varierende stigning langs deres lengde.
8. Vertikal separator ifølge et eller flere av kravene 1-7, karakterisert ved at pumpen (32) er elektrisk drevet.
9. Vertikal separator ifølge et eller flere av kravene 1-8, karakterisert ved at utløpet (46) for produsert olje og innløpet (47) for råolje har en ventilut-rustet forbindelse (77) for å tillate resirkulering av produsert olje.
NO881309A 1987-03-26 1988-03-24 Vertikal oljeseparator NO173919C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB878707306A GB8707306D0 (en) 1987-03-26 1987-03-26 Underwater oilfield separator

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO881309D0 NO881309D0 (no) 1988-03-24
NO881309L NO881309L (no) 1988-09-27
NO173919B true NO173919B (no) 1993-11-15
NO173919C NO173919C (no) 1994-02-23

Family

ID=10614734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO881309A NO173919C (no) 1987-03-26 1988-03-24 Vertikal oljeseparator

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4900433A (no)
GB (2) GB8707306D0 (no)
NO (1) NO173919C (no)

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5456837A (en) * 1994-04-13 1995-10-10 Centre For Frontier Engineering Research Institute Multiple cyclone apparatus for downhole cyclone oil/water separation
US5474601A (en) * 1994-08-02 1995-12-12 Conoco Inc. Integrated floating platform vertical annular separation and pumping system for production of hydrocarbons
EP0711903B1 (en) 1994-11-10 1999-09-01 THE BABCOCK & WILCOX COMPANY Separation of oil and gas phases in wellhead fluids
US5762149A (en) * 1995-03-27 1998-06-09 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for well bore construction
US6080312A (en) * 1996-03-11 2000-06-27 Baker Hughes Limited Downhole cyclonic separator assembly
US6082452A (en) * 1996-09-27 2000-07-04 Baker Hughes, Ltd. Oil separation and pumping systems
US6068053A (en) * 1996-11-07 2000-05-30 Baker Hughes, Ltd. Fluid separation and reinjection systems
US6131655A (en) * 1997-02-13 2000-10-17 Baker Hughes Incorporated Apparatus and methods for downhole fluid separation and control of water production
WO1998059153A1 (en) * 1997-06-24 1998-12-30 Baker Hughes Incorporated Cyclonic separator assembly
US5988283A (en) * 1997-07-02 1999-11-23 Union Pacific Resources Company Vertical combined production facility
BR9704499A (pt) * 1997-08-26 1999-12-07 Petroleo Brasileiro Sa Separador helicoidal aperfeiçoado
US6004385A (en) * 1998-05-04 1999-12-21 Hudson Products Corporation Compact gas liquid separation system with real-time performance monitoring
US6391190B1 (en) 1999-03-04 2002-05-21 Aec Oil Sands, L.P. Mechanical deaeration of bituminous froth
US6367547B1 (en) 1999-04-16 2002-04-09 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole separator for use in a subterranean well and method
US6230810B1 (en) * 1999-04-28 2001-05-15 Camco International, Inc. Method and apparatus for producing wellbore fluids from a plurality of wells
US6299672B1 (en) * 1999-10-15 2001-10-09 Camco International, Inc. Subsurface integrated production systems
US6336503B1 (en) 2000-03-03 2002-01-08 Pancanadian Petroleum Limited Downhole separation of produced water in hydrocarbon wells, and simultaneous downhole injection of separated water and surface water
US6336504B1 (en) 2000-03-03 2002-01-08 Pancanadian Petroleum Limited Downhole separation and injection of produced water in naturally flowing or gas-lifted hydrocarbon wells
US6382317B1 (en) * 2000-05-08 2002-05-07 Delwin E. Cobb Apparatus and method for separating gas and solids from well fluids
GB0012097D0 (en) * 2000-05-19 2000-07-12 Ingen Process Limited Dual purpose device
US6612447B1 (en) * 2000-07-24 2003-09-02 Baxter International Inc. Blood collection systems and filters using a porous membrane element
US6412562B1 (en) * 2000-09-07 2002-07-02 Baker Hughes Incorporated Electrical submersible pumps in the riser section of subsea well flowline
EP1191185B1 (en) * 2000-09-26 2004-03-17 Cooper Cameron Corporation Downhole centrifugal separator and method of using same
CA2388070C (en) * 2001-05-30 2006-05-23 Baker Hughes Incorporated Gas separator improvements
US6702027B2 (en) * 2001-12-18 2004-03-09 Baker Hughes Incorporated Gas dissipation chamber for through tubing conveyed ESP pumping systems
EP1352679A1 (en) 2002-04-08 2003-10-15 Cooper Cameron Corporation Separator
EP1353038A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-15 Cooper Cameron Corporation Subsea process assembly
US6651745B1 (en) * 2002-05-02 2003-11-25 Union Oil Company Of California Subsea riser separator system
US6688392B2 (en) 2002-05-23 2004-02-10 Baker Hughes Incorporated System and method for flow/pressure boosting in a subsea environment
US6755250B2 (en) 2002-08-16 2004-06-29 Marathon Oil Company Gas-liquid separator positionable down hole in a well bore
EP1518595B1 (en) * 2003-09-24 2012-02-22 Cameron International Corporation Subsea well production flow and separation system
BRPI0400926B1 (pt) * 2004-04-01 2015-05-26 Petroleo Brasileiro Sa Sistema de módulo de bombeio submarino e método de instalação do mesmo
BRPI0500996A (pt) * 2005-03-10 2006-11-14 Petroleo Brasileiro Sa sistema para conexão vertical direta entre equipamentos submarinos contìguos e método de instalação da dita conexão
WO2007021335A2 (en) * 2005-08-09 2007-02-22 Exxonmobil Upstream Research Company Vertical annular separation and pumping system with integrated pump shroud and baffle
US8322434B2 (en) * 2005-08-09 2012-12-04 Exxonmobil Upstream Research Company Vertical annular separation and pumping system with outer annulus liquid discharge arrangement
GB2466734B (en) * 2006-02-25 2010-09-08 Cameron Int Corp Method and apparatus for fluid separation
FR2899288B1 (fr) * 2006-03-30 2008-06-13 Total Sa Procede et dispositif pour la compression d'un fluide multiphasique
BRPI0702808A2 (pt) 2007-06-22 2009-08-04 Petroleo Brasileiro Sa sistema para instalação e troca de módulos submarinos e métodos de instalação e troca de módulos submarinos
BRPI0703726B1 (pt) * 2007-10-10 2018-06-12 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras Módulo de bombeio e sistema para bombeio submarino de produção de hidrocarbonetos com alta fração de gás associado
US9157302B2 (en) * 2008-12-19 2015-10-13 Schlumberger Technology Corporation Method for providing rotational power in a subsea environment
US7909092B2 (en) * 2009-01-15 2011-03-22 Sepaco Llc Downhole separator
EP2427632B1 (en) * 2009-05-06 2016-12-21 Curtiss-Wright Electro-Mechanical Corporation Gas tolerant subsea pump
US8439105B2 (en) * 2009-07-28 2013-05-14 Geotek Energy, Llc Completion system for subsurface equipment
WO2011014521A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Geotek Energy, Llc Subsurface well completion system having a heat exchanger
US8960282B2 (en) * 2011-04-29 2015-02-24 Baker Hughes Incorporated Centrifugal subterranean debris collector
US20130105109A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 Velma Jean Richards Energy Thermostatic Thermos System (Heating and Cooling Containment)
WO2013151864A2 (en) * 2012-04-02 2013-10-10 Saudi Arabian Oil Company Electrical submersible pump assembly for separating gas and oil
RU2531281C1 (ru) * 2013-04-01 2014-10-20 Закрытое акционерное общество Научно Техническая Компания "МОДУЛЬНЕФТЕГАЗКОМПЛЕКТ" Сепарационная установка со встроенным газосепаратором
CN104453838A (zh) * 2013-09-25 2015-03-25 中国海洋石油总公司 沉箱式水下气液分离器
CN104514523A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 中国石油天然气股份有限公司 井下集气装置
CA2938369C (en) * 2014-01-28 2019-08-06 Spirit Global Energy Solutions, Inc. Down-hole gas and solids separator utilized in production hydrocarbons
WO2015188850A1 (en) 2014-06-10 2015-12-17 Abb S.P.A. Subsea separator
US9249653B1 (en) * 2014-09-08 2016-02-02 Troy Botts Separator device
NO338639B1 (no) * 2014-11-10 2016-09-26 Vetco Gray Scandinavia As Separerings- og trykkøkingssystem for flerfasefluid
CN105445050B (zh) * 2015-12-17 2018-02-09 宁波威瑞泰默赛多相流仪器设备有限公司 一种沉箱型水下分离器高压舱试验装置及其制造方法
BR112019000513B1 (pt) * 2016-07-13 2020-10-20 Fmc Technologies, Inc sistema para instalar uma bomba eletricamente submersível em um poço
WO2018026352A1 (en) * 2016-08-01 2018-02-08 Bolin William D Dual helix cyclonic vertical separator for two-phase hydrocarbon separation
US10344580B2 (en) * 2017-05-03 2019-07-09 Ge Oil & Gas Esp, Inc. Passive multiphase flow separator
RU182594U1 (ru) * 2017-10-23 2018-08-27 Виктор Александрович Крюков Сепарационная установка
CN110206527A (zh) * 2019-01-04 2019-09-06 西南石油大学 一种使用螺旋分离器的大处理量水合物井下分离并联装置
BR102019024935A2 (pt) * 2019-11-26 2021-06-08 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras duto coalescedor para transporte de fluidos que compreendem pelo menos duas fases imiscíveis
WO2021252487A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-16 Texas Institute Of Science, Inc. Downhole three phase separator and method for use of same
US11719086B2 (en) 2020-08-28 2023-08-08 Halliburton Energy Services, Inc. Reverse flow gas separator
US11702921B2 (en) * 2021-06-22 2023-07-18 The Charles Machine Works, Inc. Stacked-helical gas separator with gas discharge outlet

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2429043A (en) * 1943-04-05 1947-10-14 Paul F Barnhart Bottom hole gas anchor
US3893918A (en) * 1971-11-22 1975-07-08 Engineering Specialties Inc Method for separating material leaving a well
US4330306A (en) * 1975-10-08 1982-05-18 Centrilift-Hughes, Inc. Gas-liquid separator
GB1602001A (en) * 1978-02-20 1981-11-04 Fmc Corp Apparatus for protection of subsea structures
US4386654A (en) * 1981-05-11 1983-06-07 Becker John A Hydraulically operated downhole oil well pump
FR2551804B1 (fr) * 1983-09-12 1988-02-05 Inst Francais Du Petrole Dispositif utilisable notamment pour le pompage d'un fluide tres visqueux et/ou contenant une proportion notable de gaz, particulierement pour la production de petrole
US4626360A (en) * 1984-09-10 1986-12-02 Senyard Sr Corley P Apparatus for separating sand and oil from a waste water stream
US4676308A (en) * 1985-11-22 1987-06-30 Chevron Research Company Down-hole gas anchor device

Also Published As

Publication number Publication date
NO881309D0 (no) 1988-03-24
GB8807100D0 (en) 1988-04-27
GB2203062B (en) 1990-10-24
GB8707306D0 (en) 1987-04-29
GB2203062A (en) 1988-10-12
NO173919C (no) 1994-02-23
US4900433A (en) 1990-02-13
NO881309L (no) 1988-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO173919B (no) Vertikal oljeseparator
US9909400B2 (en) Gas separator assembly for generating artificial sump inside well casing
NO310666B1 (no) Fremgangsmåte og anordning for nedihulls separasjon av en produksjonsström
NO20190900A1 (no) Fremgangsmåte og anordning for trykkregulering av en brønn
US7240736B2 (en) Drilling and producing deep water subsea wells
CN101586462B (zh) 一种井暂停、完井和修井的方法
NO339557B1 (no) Borerigg
NO330148B1 (no) Fremgangsmate og apparat for a variere tettheten til boreslam ved anvendelse av dypvanns oljeboring.
US8789621B2 (en) Hydrocarbon well completion system and method of completing a hydrocarbon well
NO321854B1 (no) System og en fremgangsmåte for bruk og retur av boreslam fra en brønn som er boret på havbunnen
NO336400B1 (no) Horisontalt rørtilknytningstre med forbedret porting
NO330497B1 (no) System for a bore og komplettere bronner, samt fremgangsmate for a separere materiale produsert fra en bronn
NO325322B1 (no) Injeksjonsrorelement for a injisere et fluid mellom mantler
NO332711B1 (no) Separator
NO178775B (no) Anordning for produksjon av hydrokarboner
CN105705729A (zh) 在生产期间用于分离井眼流体和固体的系统及设备
WO2012045771A2 (en) Well pump installation
AU2009256454B2 (en) Offshore drilling and production systems and methods
US20200240254A1 (en) Gas separator
NO20110564A1 (no) Apparat og fremgangsmate for konstruksjon av en undersjoisk bronn
NO318767B1 (no) Anordning for fjerning og filtrering av borefluid ved topphullsboring
RU2483211C1 (ru) Установка для внутрискважинной сепарации водогазонефтяной смеси от воды
RU2688706C1 (ru) Устройство для организации кустового сброса и утилизации пластовой воды
US12006810B2 (en) Downhole separator
US20230366306A1 (en) Downhole separator

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired