NO178906B - Fremgangsmåte og anordning for optimering av overföring av fluider ved pumping - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og anordning for optimering av overføring av fluider ved pumping, omfattende minst én gassfase og minst én væskefase, i en overfø-ringsledning mellom en fluidkilde og et bestemmelses-punkt ved å tilpasse den anvendte pumpens strømningshastighet til de varierende forhold oppstrøms og nedstrøms for pumpen.

Disse fluider kan komme fra forskjellige kilder, særlig fra borehull såsom oljebrønner. Pumpens hovedoppgave er å gi fluidene som mates til sine innløp med et visst innløpstrykk eller sugetrykk, en sammentrykking eller trykkøking som er tilstrekkelig til å kompensere for det trykkfall de kan gjen-nomgå nedstrøms under deres overføring.

I den foreliggende tekst er betegnelsene oppstrøms og nedstrøms tilknyttet pumpen med hensyn til fluidenes strøm-ningsretning, og med betegnelsen strømningshastighet menes generelt volumstrømmen.

Nærmere bestemt er formålet med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen å optimere overføringen av fluider i en over-før ingsledning ved hjelp av en flerfasepumpe som er istand til å pumpe væskefasene såvel som gassfasene ved å tilpasse sin strømningshastighet til de varierende forhold oppstrøms, såsom strømningshastighet-variasjonen ved fluidkilden og variasjonen i verdien av det volumetriske forhold mellom gassfasen og væskefasen, i det følgende betegnet som GLR (Gas-Liquid Ratio) i forkortet form, som er representativt for variasjonen i fluid-sammensetningen under dens overføring, og nedstrøms, såsom de trykkfall som opptrer i ledningen.

Fremgangsmåten kan anvendes for transport av et flerfasefluid fra en brønn til et bestemmelsessted, såsom en behand-lingsterminal eller en neddykket eller landfast behandlingsplattform.

Transport av et flerfasefluid avhenger av forskjellige parametre, såsom variasjonen i strømningshastigheten til fluidkilden, eller strømningshastighet-variasjonen ved flerfasepumpen som er tilknyttet trykkfallene nedstrøms for pumpen, til variasjonen av det volumetriske forhold ved pumpe-sugeinnløpet og til sugetrykket (i det følgende betegnet som henholdsvis GLRa og Pa). Svingninger i disse parametre vil i det følgene bli betegnet som oppstrøms- og nedstrøms-svingninger.

Med en flerfasepumpe må det tas hensyn til svingningene ved de ovennevnte parametre, som kan innvirke på dens strøm-ningshastighet, i betraktning av at mengden av fluider som kommer ut av brønnen skal pumpes hvert minutt.

De anordninger og fremgangsmåter som for tiden anvendes for transport av fluider av flerfasetype opp igjennom rør, kombinerer vanligvis en pumpe som er innrettet for levering av et flerfasefluid bestående av minst én væskefase og én gassfase hvis volumforhold varierer innenfor forholdsvis snevre grenser. Man er derfor nødt til å anvende i kombinasjon en anordning som gjør det mulig å homogenisere fluidet og således oppnå et fluid hvis volumforhold GLRa ved sugeinnløpet har en verdi som er forenlig med sugeforholdene, hvilket krever volu-minøst utstyr og dyre investeringer.

Fra fransk patent nr. 2 642 539 er det kjent en anordning omfattende en utjevningstank som tillater regulering og svek-king av svingningene i sammensetningen av en flerfasestrøm, og således å utvide de tillatelige variasjoner av volumforholdet mellom de pumpete fluider innenfor visse grenser. Denne anordning eller utjevningstank fyller sin oppgave i de fleste tilfeller. Tidvis hender det imidlertid at den ikke klarer å fjerne gasslommene og oljepluggene som følger hverandre på uforutsigbar måte.

Dessuten er tidligere kjente pumpeanordninger ikke kon-struert for å ta hensyn til strømningssvingningene i brønner og trykkfallene som opptrer under overføringer. Brønnens strømningshastighet er derfor sterkt avhengig av strømnings-hastigheten til de pumper som anvendes. Brønnenes produk-sjonskapasiteter kan derved bli vesentlig redusert.

Fransk patentsøknad 91/16 23 0 beskriver en fremgangsmåte og en anordning som gjør det mulig å oppnå en strømningshas-tighet ved pumpeutløpet som varierer lik brønnens strømnings-hastighet over et stort variasjonsområde, ved regulering av omdreiningshastigheten. Bestemmelse av omdreiningshastigheten foretas ved hjelp av parametre som varierer oppstrøms og ned-strøms. Disse parametre kan imidlertid være uforenlige med pumpens driftsområde; idet transport av fluidene til termina-len enkelte ganger krever et pumpeutløpstrykk som ikke kan oppnås dersom den bare kjøres ved den hastighet som kan beregnes ut fra den effektive GLR-verdi. Pumpens driftsområde er definert ved det parameter-variasjonsområde innen hvilket pumpen arbeider tilfredsstillende.

Ovennevnte formål oppnås ifølge oppfinnelse ved en fremgangsmåte som angitt i det etterfølgende krav 1.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå en strømningshastighet ved pumpeutløpet som følger variasjonen av strømningen fra brønnen ved å regulere parameter-verdiene, slik at de svarer til pumpens drifts-område, for derved å oppnå en ved hjelp av disse parametre bestemt omdreiningshastighet som er forenlig med pumpens karakteristika og de nødvendi-ge overføringsbetingelser.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen gjør det videre mulig å optimere overføringen av fluider bestående av minst én væskefase og én gassfase i en overføringsledning som forbinder en kilde av fluider hvis massestrøm eller volumstrøm oppviser variasjoner med et bestemmelsespunkt, ved å ta i betraktning variasjonene i gass-/væske-volumforholdet GLRa ved pumpeinn-løpet, såvel som nedstrøms-trykkfallene under overføring av fluider, og således å avhjelpe ulempene ved kjente anordninger og metoder, uansett hvilke svingninger som opptrer oppstrøms og nedstrøms.

Når pumpen arbeider korrekt innenfor et gitt område av parameter-variasjoner, blir enhver parameter hvis verdi ligger utenfor nevnte område, meddelt en grenseverdi som tillater bestemmelse av en driftshastighet som er forenlig med det mulige variasjonsområde for pumpehastigheten.

Omdreiningshastighetsverdien kan således oppnås ved å foreta en interpolering fra familier som grupperer spesielle verdier av disse fire parametre for hvilke den for pumpen egnete omdreiningshastighet N er kjent.

Volumforholdet ved pumpens sugeinnløp GLRa kan om nød-vendig bringes ned til en verdi innenfor et parameter-område for hvilket pumpen arbeider korrekt, ved å tilsette en viss mengde væske. Den væskemengde som skal tilsettes fluidene bestemmes som en funksjon av den maksimale verdi/væske-forholdet til fluidene som kan behandles av pumpen.

Fremgangsmåten omfatter f.eks. anvendelse av en tank eller beholder gjennom hvilken det strekker seg et rør som er gjennomhullet av et antall åpninger og er anbrakt mellom fluidkilden og flerfasepumpen, hvilket gjør det mulig å bestemme nevnte forhold GLRa ut fra høyden h av det parti av det gjennomhullete rør som befinner seg i gassen, ved å ta i betraktning hullenes fordeling langs dette rør.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan videre omfatte bestemmelse av trykket Ap ved å addere de suksessive variasjoner av leveringstrykket til en tidligere bestemt verdi.

Ved anvendelse av en anordning som er utstyrt med en tank og et gjennomhullet rør som ovenfor nevnt, kan verdien av brønnens strømningshastighet bestemmes ved en gjentakelsesprosess ved til en tidligere bestemt verdi å addere en variasjon av fluidkildens strømningshastighet.

Denne fremgangsmåte er særlig anvendbar for overføring av et flerfasefluid mellom en fluidkilde, såsom en brønn, og et mottakersted, såsom en behandlingsplattform.

Ved hjelp av denne regulering av pumpehastigheten, ved å ta i betrakning de angitte svingninger oppstrøms og nedstrøms, blir det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen mulig i stor utstrekning å fjerne alt som kan tenkes å sinke den frie over-føring av fluidene mot deres bestemmelsessted.

Oppfinnelsen angår også en anordning for utførelse av fremgangsmåten, som angitt i det etterfølgende krav 9.

Midlene for bestemmelse av volumforholdet GLRa kan f.eks. være en beholder utstyrt med et rør som er gjennomhullet av et antall åpninger og anordnet mellom fluidkilden og pumpen.

Anordningen kan også omfatte midler for måling av temperaturen T i beholderen.

Den programmerte behandlingsenhet kan lagre et sett av grenseverdier. Disse verdiene angir det området innen hvilket pumpen arbeider korrekt.

Anordningen kan f.eks. omfatte minst ett sekundært rør for injisering av en væskefase, samt sekundære midler som er nødvendige for å regulere mengden av tilsatt væske.

Anordningen kan være plassert på en konstruksjon som er anordnet mellom et brønnhode og et mottakersted såsom en behandlingsplattform, og konstruksjonen kan være flytende eller neddykket.

Andre trekk og fordeler ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil fremgå tydelig av den følgende beskrivelse av utfø-ringsformer angitt som ikke-begrensende eksempler, i tilknytning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 skjematisk viser en utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 representerer en annen utføringsform i hvilken midlene for bestemmelse av volumforholdet GLRa omfatter en beholder såsom en reguleringstank utstyrt med et rør som er gjennomhullet av et antall åpninger,

fig. 3 viser anordningen ifølge fig. 2 i tilknytning til midler for resirkulering av væsken,

fig. 4 viser en kurve som angir forholdet mellom verdien av pumpe-strømningshastigheten og verdien av sugetrykket, og

fig. 5 viser en familie av kurver som er trukket ved konstant sugetrykk og GLRa, og som forbinder verdien av det trykk som frembringes ved hjelp av en pumpe med strømnings-hastigheten til fluidene som strømmer gjennom den for en gitt omdreiningshastighet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres f.eks. ved hjelp av en første utføringsform beskrevet på fig. 1.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å optimere overføring av fluider omfattende minst én væskefase og minst én gassfase som kommer fra en kilde som f.eks. et brønn-hode S, til en mottaker-installasjon I. Fluidene ledes fra kilden S gjennom en rørledning 1 til sugeinnløpet hos en flerfasepumpe 2. En anordning 3 som er innrettet til å bestemme verdien av volumforholdet GLRa ved sugeinnløpet, som vil kunne variere, er innskutt i denne rørledning, nær inn-løpet til pumpen 2.

To trykkgivere 4, 5 er anordnet henholdsvis ved utløpet og innløpet av pumpen 2 for å måle utløps- eller leveringstrykket Pref og innløps- eller sugetrykket Pa. Fluidene som strømmer ut fra pumpen 2 ledes gjennom en rørledning CT til installasjonen I som f.eks. kan være en landfast plattform eller offshore-plattform, eventuelt neddykket, og utstyrt med det vanlige utstyr for behandling av flerfasefluider.

Regulering av pumpens 2 drift utføres ved hjelp av en

datamaskin C basert på de data som mottas fra anordningen 3 og giverne 4, 5. Denne datamaskin kan f.eks. være en mikro-datamaskin utstyrt med akvisisjonskort av kjent art og programmert for å utføre de ulike trinn ved fremgangsmåten som beskrevet i det følgende.

Ettersom formålet er å oppnå en verdi av pumpe-strøm-ningshastigheten som følger svingningene eller variasjonene oppstrøms eller nedstrøms for pumpen, antok man at dette lot seg gjøre ved å variere pumpehastigheten som en funksjon av resultatet av kombinasjon av et visst antall kjente parametre, og ved å bevirke suksessive sykluser omfattende følgende trinn:

Trinn 1 :

Først bestemmes verdien av GLRa-forholdet ved hjelp av en anordning 3 av kjent type for måling av volumforholdet og beliggende nær pumpeinn1øpet, såsom beskrevet i FR-patent 2 647 549. Den på fig. 2 viste anordning kan også anvendes til dette formål i henhold til spesielle modifiseringer som angitt nedenfor.

Trinn 2 :

Verdien av trykket AP som ved hjelp av pumpen virker på flerfasefluidet, bestemmes ved å måle, ved hjelp av trykkgiveren 4, verdien av pumpens leveringstrykk P'ref og verdien av suge- eller innløpsttrykket Pa ved hjelp av giveren 5 som er anbrakt på rørledningen 1 ved pumpeinnløpet, og deretter beregne forskjellen mellom de to verdier.

Man kan også gå frem ved hjelp av gjentakelser, ved verdien av det tidligere bestemte trykk APp og addere de suksessive variasjoner av leveringstrykket (P'ref - Pref) som er innhentet ved å sammenlikne de suksessive målinger av trykkgiveren 4 ved utløpet av pumpen 2:

Man kan også gå frem ved å ta hensyn til den opprinnelig betraktete trykkverdi (API).

Trinn 3 :

Verdien av fluidenes totale strømningshastighet Qt fra kilden S bestemmes ved hjelp av en gjentakelsesprosess ned til en tidligere bestemt verdi Q og addere en variasjon av den totale strømningshastighet Qp bestemt ved å anvende Mariottes lov på variasjonen av volum av gass og av trykk, i et gitt rom mellom fluidkilden S og pumpen 2, i dette tilfellet rørlednin-gen 1.

I dette øyemed må de karakteristiske, innledningsvis målte eller kjente parametre være kjent, såsom verdien av brøn-nens volumforhold GLR målt ved begynnelsen av dens utvinning og verdien av volumet Vo av gassen i angjeldende rom.

Mariottes lov uttrykker det faktum at det volum Vo som betraktes, i dette tilfelle rørledningen 1, er økingen i strømningshastighet i løpet av tiden dP multiplisert med trykket P i rommet Vo lik volumet Vo multiplisert med trykk-økingen dP i løpet av tiden dt. Trykket anses å tilsvare verdien av trykket ved sugeinnløpet, og likeledes tilsvarer trykkøkingen trykkøkingen ved pumpeinnløpet.

Brønnens strømningshastighet vil således variere, og når pumpens strømningshastighet ikke er tilpasset til denne variasjon, blir resultatet en trykkøking i rørledningen. Variasjonen av fluidenes strømningshastighet i rørledningen 1 er lik forskjellen mellom variasjonene i brønnens totale strøm-ningshastighet Qp av pumpens totale strømningshastighet Qa.

Variasjonen Qp i brønnens totale strømningshastighet skyldes variasjonen i gasstrømmen og variasjonen i væskestrøm-men fra fluidkilden. De respektive betingelser ved variasjonene i gass- eller væskestrømmene oppnås, slik fagmenn kjenner til, ved å multiplisere variasjonen av den totale strømnings-hastighet Qp med henholdsvis faktorene GLR/(1+GLR) og 1/(1+

GLR) .

Variasjonen av den totale pumpe-strømningshastighet Qa finnes fra kurven vist i fig. 4.

Kurven vist i denne figur er fremkommet under tidligere tester, ved å anvende en pumpe av flerfasetype, f.eks. som beskrevet i ovennevnte FR-patentsøknad 90/09 607.

Verdien av pumpens totale strømningshastighet Qa er vist som funksjon av suge- eller innløpstrykket og som funksjon av GLRa for en gitt omdreiningshastighet og overtrykksverdi AP.

Kurven er blitt fastlagt ved hjelp av modeller av annen grad med en lineær interpolering mellom to kurver av en enkelt underfamilie, f.eks. AP konstand og GLRa variabel.

For en flerfasepumpe av en annen type vil man først på liknende måte trekke opp analoge kurvefamilier.

Den betingelse som må tas i betraktning, er variasjonen av pumpens gass-strømningshastighet som finnes fra den totale strømningshastighet-variasjon (Qa2 - Qal) multiplisert med den for gassmengden representative faktor, dvs. GLRa/(l+ GLRa).

Anvendelse av Mariottes lov på variasjonen av gassvolumet i rørledningen 1 gjør det mulig å avlede variasjonen Qp av den totale brønn-strømningshastighet som en funksjon av innløps-trykket Pa og ved hjelp av trykkgiveren 5, av variasjonen av innløpstrykket Pa i løpet av en tid At,av volumet Vo av gassen i rørledningen VI, og av gasstrøm-variasjonen under tiden dt.

Verdien av den totale strømningshastighet Qt til fluidene som produseres fra brønnene innebærer da at Qt = Q + Qp er lik Q som er lik den tidligere innhentete verdi av strømningshas-tigheten til fluidene som produseres av brønnen.

Ved hjelp av de tre verdien GLRa, Qt og AP og av målingen av innløpstrykket Pa, er det mulig, ved hjelp av en programmert datamaskn C, å avlede den nye verdi av den omdreiningshastighet som pumpen bør ha for å tilpasse flerfasepumpéns levering til i det minste én av nevnte variasjoner.

I dette øyemed anvendes et program som benytter en kvadratisk metode som gjør det mulig å beregne pumpehastigheten ut fra kombinasjonen av de fire parametre.

Programmet realiseres på følgende måte:

En rekke målinger utføres ved å kjøre en flerfasepumpe

som f.eks. beskrevet i FR-patentsøknad 90/09 607.

Ut fra disse målinger konstrueres for pumpehyudraulikk karakteristiske kurvesystemer som gjør det mulig å bestemme familier av diskrete verdier som forbinder de fem parametre Pa, AP, GLRa, Qt og N, verdien av pumpens omdreiningshastighet. Disse verdier blir så samlet i en

tabell.

Ut fra disse diskrete verdier konstrueres en interpole-ringsprogram som representerer en kvadratisk metode som gjør det mulig å beregne verdien av den femte parameter, ut fra de kjente verdi-familier av de fire parametre.

Den ovenfor beskrevne metode er særlig velegnet når de parameterverdier hvorfra pumpens omdreiningshastighet bestemmes, varierer innenfor et område hvorunder pumpen arbeider korrekt.

Programmet gjør det også mulig å foreta en kontroll av de målte verdier av de fire parametre og, om nødvendig, å knytte en grenseverdi som gjør det mulig å bestemme en driftshastighet for pumpen som er forenlig med pumpens tekniske data, til de utenfor området beliggende verdier.

Det området innenfor hvilket pumpen arbeider korrekt (eller driftsområdet) er definert ved alle de verdier som parametrene GLRa, Qt, AP, Pa og N kan anta på samme tid.

Disse verdier er tidligere blitt bestemt ved tester hvorunder de verdier GLRa, Qt, Pa og N for hvilke pumpen meddeler fluidene tilstrekkelig trykk til at de overføres over en viss strekning, er blitt bestemt.

Kontroll og korreksjon av parameterverdiene, når de ligger utenfor områdets grenseverdier, oppnås f.eks. som følger: de fire målte parametre sammenliknes med de verdier som definerer pumpens driftsområde. Hver parameter beliggende utenfor driftsområdet knyttes til den nærmeste grenseverdi i driftsområdet,

de sist oppnådde verdier reguleres igjen inntil verdiene av de fire parametre i sin helhet svarer til et sett som omfattes av pumpens driftsområde.

Den femte parameter, det vil her si omdreiningshastigheten, bestemmes ut fra de parameterverdier som er kontrollert som ovenfor beskrevet, ved hjelp av det ovenfor omtalte inter-poler ingsprogram .

Mikro-datamaskinen C avgir et signal som påvirker omdreiningshastigheten til motoren som driver pumpen, slik at denne korrigeres etter behov. Motoren er f.eks. en elektromotor av kjent type hvis hastighet avhenger av frekvensen til det på-trykte elektriske signal. I dette tilfellet er datamaskinen C innrettet til å endre frekvensen til signalet som styrer motoren som en funksjon av hastighetskorrigeringen som skal utfø-res.

Fluidet blir så overført fra pumpen 2 til en installasjon I for behandling av fluidene ved hjelp av en rørledningseksjon CT. Installasjonen I kan være en behandlingsplattform beliggende på land eller til havs, på vannet eller neddykket (plassert under overflaten eller på sjøbunnen), utstyrt med de vanlige anordninger for behandling av flerfasefluider.

Det er foretatt simuleringer av en flerfase-petroleums-fluid. De viser at reguleringsnøyaktigheten er høyere enn 1%.

Behandlingsenheten gjør det således mulig å bestemme særlig mengden av væske som skal tilsettes fluidet for å bringe verdien av GLRa ned til en verdi innenfor driftsområdet.

Mengden av væske som tilsettes beregnes som følger: ettersom den målte verdi GLRa og den nærmeste GLR-grenseverdi innenfor det ovenfor definerte driftsområdet er kjent, kan strømningshastigheten til den væske som er nødvendig for å bringe verdien GLRa ned til en verdi som kan behandles av pumpen, beregnes. Mikro-datamaskinen leverer et signal som virker på en ventil som slipper gjennom en væskemengde som bringer den målte verdi GLRa ned til en verdi GLR som er forenlig med pumpens drift.

Ifølge en foretrukket utføringsform som vist i fig. 2, som er tidligere beskrevet i ovennevnte FR-patent 2 642 539, omfatter anordningen 3 en utjevningstank eller -beholder 6 som mottar fluidene fra kilden S. Fluidene som suges av pumpen 2 tas fra tanken 6 ved hjelp av et prøvetakingsrør TP som strekker seg tvers gjennom tanken og er utformet med åpninger 0 fordelt over i det minste en del av dets lengde. En trykk-giver 8 måler trykket i tanken 6, og en temperaturgiver 7 gjør det til enhver tid mulig å avløse verdien av temperaturen T i tanken 6. Alle disse data overføres til datamaskinens C akvisisjonskort.

Trinn 1 :

Verdien av volumforholdet GLRa bestemmes ved hjelp av faste parametre såsom den totale høyde av røret H, verdiene av de spesifikke masser av væsken og gassen, verdien av rørets gjennomhullings-koeffisient Co, den karakteristiske funksjon for gjennomhulling av røret som er anordnet i reguleringstanken f (h,H), og målingen av høyden h av den seksjon av det gjennomhullete rør TP som befinner seg i gassen, av målingen av temperaturen T og av trykket Pbt i reguleringstanken, og av sugetrykket Pa ved pumpeinnløpet. Fysiske fenomen som opptrer mellom utløpet av tanken og pumpens sugeinnløp, særlig trykkfall og eventuelle adekvatiske gassekspansjoner, bør også tas i betraktning. En annen måte å gå frem på er å måle væske-nivået i tanken.

Trinn 2 :

For å finne verdien av trykket AP som svarer til ned-strøms-trykkfallet, fratrekkes verdiene av henholdsvis leveringstrykket P'ref og sugetrykket Pa, målt av giverne henholdsvis 4 og 5.

Suksessive mellomtrinn kan også foretas ved å ta i betrakning nærværet av utjevningstanken 6 og ved å måle trykket Pbt i utjevningstanken ved hjelp av trykkgiveren 8. Verdien av det nominelle faste trykk Pbtc, må også være kjent.

Dersom verdien av det tidligere bestemte trykk API tas i betraktning, og under kjennskap til Pref, Pbtc, Po, og ved å ta i betraktning målingene av Pa, Pbt og P'ref, kan den nye verdi av AP som tar i betraktning trykkfall-variasjonene ned-strøms for pumpen, avledes.

Det er trukket en kurve lik kurven vist i fig. 4. Forskjellen mellom de to kurver skyldes korreksjonsfaktoren på grunn av den adiabatiske ekspansjon.

Trinn 3 :

Verdien av den totale strømningshastighet Qt til fluidene som strømmer fra kilden, bestemmes som i det ovenfor angitte trinn 3 i tilknytning til fig. 1, men ved å ta nærværet av utjevningstanken 6 i betraktning. En korreksjonskoeffisient tilknyttet den adiabatiske ekspansjon mellom utjevningstanken 6 og pumpeinnløpet innføres. Denne koeffisient gjelder bare de betingelser som er representative for gassvolum-variasjonen i ledningen og er lik (Pa/Pbt)1/" hvor Pbt er trykket i regu-ler ingstanken, målt ved hjelp av giveren 8, og a er en koeffisient lik C-c (hvor C og c er verdiene av den spesifikke varme ved henholdsvis konstant trykk og volum).

De nye verdier av den omdreiningshastighet som pumpen må ha for å kunne tilpasse flerfasepumpens strømningshastighet til i det minste én av variasjonene, oppnås som tidligere beskrevet i forbindelse med fig. l.

Fig. 3 viser en annen utføringsform hvor det pumpete fluid kan behandles i en separator 9 som resirkulerer en viss mengde av væske i utjevningstanken 6 gjennom en resirkule-ringsledning 10. Resirkuleringsledningen 10 er utstyrt med en fjernstyrt og servostyrt ventil 11 som gir gjennomløp for væsken som skal tilsettes, og med en strømnings-måleinnretning 12 som gjør det mulig å regulere den tilsatte væskemengde slik at verdien av forholdet GLRa bringes ned til en verdi som kan behandles av pumpen.

Utførelse av fremgangsmåten omfatter trinn 1 og 2 som beskrevet i forbindelse med fig. 2. Ovennevnte trinn 3 er forskjellig ved at man under regulering av parameterverdiene bringer verdien av volumforholdet GLRa til en verdi som kan behandles av pumpen ved å tilsette en viss væskemengde til fluidet. Når væskemengden som skal tilsettes er bestemt som ovenfor beskrevet, avgir mikro-datamaskinen C et signal som tillater gradvis åpning av ventilen inntil strømningshastig-heten til væsken som skal tilsettes når en verdi, slik at den målte verdi av volumforholdet GLRa er lik den verdi som tillater pumpen å behandle fluidene. Verdien av GLRa kan reguleres på to måter. Man kan f.eks. måle verdien av strømnings-hastigheten til væsken som strømmer gjennom resirkuleringsledningen. Når verdien er nådd holdes ventilen i sin stil-ling. Mengden av tilsatt væske kan også proporsjoneres ved å regulere verdien av volumforholdet GLRa.

Fig. 5 viser en kurvefamilie F(VI)....(F(V6) som funnet under tester utført ved hjelp av en flerfasepumpe. Kurve-familien er trukket for konstante sugetrykkverdier Pa og konstante volumforhold-verdier GLRa, og den viser variasjonene som en funksjon av den totale pumpe-strømningshastighet og som en funksjon av trykkverdien AP for flere bestemte hastigheter VI, V2...V6.

Disse kurver gjør det f.eks. mulig å bestemme de enkeltverdier som er samlet i tabellen og anvendt som et grunnlag for bestemmelse av interpoleringsprogrammet som gjør det mulig å beregne en femte parameter ut fra fire parametre.

De i tabellen samlete enkeltverdier er avledet fra flere kurvefamilier som er fastlagt for ulike sugetrykkverdier Pa og verdier GLRa, og forholdet som forbinder de fem parametre opp-rettes fra disse verdier.

Det vil også være mulig å starte fra de tekniske spesifi-kasjoner fra pumpe-leverandøren og sette opp en tabell av enkeltverdier innbefattende de fem parametre: Pa, GLRa, AP, Qt og omdreiningshastigheten N.

Selvsagt kan forskjellige endringer og/eller tilføyelser foretas av fagmannen på området ved den fremgangsmåte og anordning som er blitt beskrevet, ved hjelp av ikke-begrensen-

de eksempel, uten å avvike fra oppfinnelsens omfang.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for optimering av overføring ved pumping av fluider som består av minst én gassfase og minst én væskefase i en overføringsledning (1) som forbinder en fluidkilde (S) med varierende strømningshastighet med et bestemmelsessted (1) , for variasjoner av volumforholdet mellom gassfasen og væskefasen, såvel som trykkfall-variasjoner under overføringen av væsken, karakterisert ved at det i ledningen (1), mellom fluidkilden (S) og bestemmelsesstedet (I) anbringes en pumpe (2) av flerfasetype, og at flerfasepumpens (2) omdreiningshastighet reguleres slik at dens strømningshas-tighet tilpasses minst én av nevnte variasjoner, idet pumpen

(2) påfører fluidene et trykk AP, og idet pumpens omdreiningshastighet N bestemmes ved å kombinere fire parametre som ut-gjøres av innløpstrykket Pa ved flerfasepumpens innløp, volumforholdet ved pumpens (2) sugeinnløp GLRa, det ved hjelp av pumpen påførte trykk AP, og den totale strømningshastighet Qt til fluidene som avgis fra kilden.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at pumpen arbeider tilfredsstillende innenfor et gitt område av parameter-variasjoner, idet enhver parameter hvis verdi ligger utenfor nevnte område, meddeles en grenseverdi som tillater en driftshastighet som er forenlig med det mulige hastighetsvariasjons-område for hvilket pumpen (2) er bestemt.

3. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at verdien av omdreiningshastigheten oppnås ved interpolering av familier innbefattende spesielle verdier av de fire parametre på hvilke omdreiningshastigheten N som pumpen (2) er egnet for, er kjent.

4. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at volumforholdet GLRa ved pumpens (2) sugeinnløp om nødvendig bringes ned til en verdi innenfor et parameter-variasjonsområde for hvilket pumpen arbeider korrekt, ved å tilsette en viss mengde væske, idet væskemengden som skal tilsettes fluidene bestemmes som en funksjon av den maksimale verdi av gass/væske-volumforholdet til fluidene som kan behandles ved hjelp av pumpen (2).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at volumforholdet bestemmes ved at det mellom fluidkilden (S) og flerfasepumpen (2) anordnes en tank (6) gjennom hvilken strekker seg et rør (TP) som er gjennomhullet med et antall åpninger, ved å måle høyden av det parti av det gjennomhullete rør (TP) som ligger i gassen, og ved å ta i betraktning fordelingen av åpningene langs røret.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trykket AP bestemmes ved hjelp av en gjentakelsesprosess ved å tilføye en på forhånd bestemt verdi til de suksessive variasjoner av leveringstrykket.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at verdien av fluid-strømningshastigheten bestemmes ved hjelp av en gjentakelsesprosess.

8. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, anvendt for overføring av et flerfasefluid mellom en fluidkilde (S) såsom en brønn og et mottakersted (I) for flerfasefluidet.

9. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 3-6, karakterisert ved at den omfatter en kombinasjon av midler (3) for bestemmelse av volumforholdet GLRa, midler (5) for måling av innløpstrykket Pa, midler (4) for måling av leveringstrykket Pref, og en programmert behandlingsenhet (C) for lagring av disse verdier og parameterverdier bestemt fra begynnelsen (forhold GLR, volum Vo...l), og beregning av den nye verdi av pumpens (2) omdreiningshastighet (N) for derved å tilpasse pumpens strøm-ningshastighet til variasjonene ved minst én av følgende tre parametre: fluid-hastigheten, verdien av volumforholdet GLRa, eller trykkfallene nedstrøms for pumpen (2).

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at midlene for bestemmelse av volumforholdet GLRa består av en beholder (6) som er utstyrt med et perforert rør (TP), og av midlene for måling av temperaturen i beholderen.

11. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den programmerte behandlingsenhet (C) omfatter midler for lagring av alle nevnte grenseverdier.

12. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den omfatter minst ett sekundært rør (10) for inji-ser ing av en væskefase, samt sekundære midler (11, 12) som er nødvendige for å regulere mengden av tilsatt væske.

13. Anordning ifølge et av kravene 9-12, karakterisert ved at den er anbrakt på en konstruksjon som er plassert mellom et brønnhode (S) og et mottakersted (I), hvilken konstruksjon kan være flytende eller neddykket.