NO20101236L

NO20101236L - Gass/væske separator

Info

Publication number: NO20101236L
Application number: NO20101236A
Authority: NO
Inventors: Sverre Holte
Original assignee: Statoil Asa
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2010-11-05
Also published as: AU2008350168A1; EA201070921A1; EA017399B1; CN101939505A; US20110048696A1; CA2715054A1; WO2009097869A1

Abstract

En gass-væske separator (19) er beskrevet, særlig for å separere fritt vann ved en nedihulls posisjon i en gassbrønn. Separatoren (19) omfatter en sentrifugalseparator (37) inne i en rørformet del (23) som definerer et gassinnløp (27) og et gassutløp (29). Oppstrøms for sentrifugalseparatoren (37) er den rørformete delen (23) forsynt med et flertall av dreneringshull (47) gjennom hvilke fritt vann som ble sentrifugert til den rørformete del (23) går inn i en ringformet gang (33) som tillater oppsamlet vann å strømme bort på grunn av tyngdekraft. Oppstrøms for dreneringshullene (47) er en jetpumpe (51) anordnet. Jet-pumpen (51) drives av en gasstrøm til å skape undertrykk i gangen (33) og å suge tilbake gass som har gått inn i den ringformete gangen (33) gjennom dreneringshullene (47). Gass-væske separatoren (19) har ingen bevegelige deler og unngår overvåkning eller styring av separeringsprosessen.

Description

Gass-væske separator

Oppfinnelsen vedrører en gass-væske separator for å separere væske, særlig vann som medrives i en gasstrøm. Oppfinnelsen vedrører dessuten en gassbrønn-rørkonstruksjon som omfatter en gass-væske separator.

I naturgassproduksjon vil gassen som produseres fra en gassbrønn ofte medrive fri væske, for eksempel vann i form av små dråper. Konvensjonelt blir væsken fjernet fra gassen på overflatenivået av gassbrønnen før væskedannelse eller transportering av gassen.

Innenfor området av petroleumsproduksjon er det generelt kjent å separere gass nedihulls i en brønn for å forbedre produksjonstakten. Fra US patent 5.541.228 er det kjent en nedihulls gass-væske separator. Separatoren omfatter en generelt spiralformet ledeplate som bevirker blandingen av gass og væske til å rotere. Sentrifugalkreftene som således virker på væske-gass flytstrømmen bevirker væske til å migrere til den radielt ytre del av strømningsbanen, mens gass tillates å passere gjennom en generelt sentral del. Ved uttørnningsenden av separatoren, samles gassen av en gang ved den sentrale del av stjømningsbanen og transporteres inn i et ringformet rom mellom produksjonsrøret og et produksjonshylster som omgir røret. Væskeflytstrømmen fortsetter oppad gjennom produksjonsrøret til overflaten av brønnen på konvensjonell måte. Gassen som separeres fra væsken strømmer også til overflaten. Lignende nedihulls væske-gass separatorer er kjent fra US patent 6.036.749 og 6.755.250.

Akkumulering av væske ved produksjonssonen for en gassbrønn kan i vesentlig grad påvirke produksjonskapasiteten for brønnen ettersom væsken vil påføre et ytterligere mottrykk på produksjonssonen. For å fjerne slik væske og således gjenvinne gasstrømmen, er det kjent fra US 2005/0155769 Al å installere, nedihulls i produksjonsrøret, en jetpumpe som drives av gasstrømmen som flyter gjennom produksjonsrøret til brønnens overflate. Jetpumpen er av venturitypen og suger væske fra bunnen av brønnen via et stigerør. Stigerøret løper ut ved jetpumpen i en sprøytedyse som sprer væsken ril en dis som injiseres i gasstrømmen som således medriver væsken til overflaten av brønnen. Lignende jetpumpekonstruksj oner forbruk i en gass- eller oljebrønn er kjente fra US patent 6.250.384 Bl eller US patent 4.171.016 eller patentssøknadspublikasjon US 2004/0129428 Al eller GB 2 422 159 A.

Det er et formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en gass-væske separator for å separere fri væske fra en gasstrøm uten å nødvendiggjøre bevegelige deler og med minimum eller intet behov for å overvake eller styre separasjonsprosessen.

Ifølge oppfinnelsen omfatter gass-væske separatoren:

en rørformet del som har en omkretsmessig vegg som definerer et gassinnløp og et gassutløp ved en aksial distanse fra gassinnløpet;

en sentrifugalseparator anordnet koaksialt inne i den rørformete delen aksialt mellom gassinnløpet og gassutløpet;

en gang tilveiebrakt utenfor den rørformete delen;

minst én dreneringskanal som strekker seg gjennom den omkretsmessige veggen av den rørformete delen naboliggende et gassutløpsområde av sentrifugalseparatoren, der den minst ene dreneringskanalen forbinder en væskeoppsamlende indre overflate av den omkrets-messige veggen ved gassutløpsområdet av sentrifugalseparatoren med det innvendige av gangen; og

sugemidler som har minst én sugeport koblet til gangen for å skape undertrykk i gangen og å suge bort gass fra gangen.

Sentrifugalseparatoren bevirker gasstrømmen som strømmer gjennom den rørformete delen til å rotere eller virvle rundt den rørformete delens akse. Ettersom tettheten av de små væske-dråpene er høyere enn den for gassen, blir de små dråpene tvunget radielt utad og opp-samles på den indre overflaten av den omkretsmessige veggen, mens gassen som strømmer gjennom den rørformete delen konsentreres i midtområdet av den rørformete delen. Væsken som oppsamles på den omkretsmessige veggen strømmer gjennom den minst ene dreneringskanalen inn i gangen der væsken strømmer bort fortrinnsvis under kun påvirkningen av tyngdekraft.

Sugemidlene skaper undertrykk, dvs. gasstrykk som er mindre enn gasstrykket i den rørfonnete delen ved gassutløpsområdet for sentrifugalseparatoren. Undertrykket muliggjør effektiv flyt av væske gjennom den minst ene dreneringskanalen inn i gangen mens gassen suges bort fra gangen.

I en foretrukket utførelsesform er sugemidlet en jetpumpe, også kjent som en venturi-type ejektor. Jetpumpen, som kan være av konvensjonell utformning, er anordnet inne i den rørformete delen, slik at jetpumpen drives av gass som strømmer i den rørformete delen. Jet-pumpen er anordnet aksialt mellom den minst ene dreneringskanalen og gassutløpet fra den rørformete delen og har sin minst ene sugeport koblet til gangen for å skape undertrykk i gangen og å suge bort gassen fra gangen. Ettersom det, under drift av gass-væske separatoren, ikke bare går væske ut gjennom den minst ene dreneringskanalen inn i gangen, men også en viss del av gassen, selv om tverrsnittet av dreneringskanalen er lite, unngår jetpumpen gasstap ved å gjeninnføre denne gassen inn i hovedgasstrømmen. Jetpumpen kan være av konvensjonell utformning. Jetpumpens akse kan strekke seg i en hvilken som helst retning mellom vertikal og horisontal.

Gass-væske separatoren er av en enkel utformning og fjerner fri væske fra en gasstrøm både i horisontal eller vertikal anbringelse. Separatoren har ingen bevegelige deler og har en liten størrelse både i lengde og diameter. Under drift er det kun et lite trykkfall i gasstrykk mellom gassinnløpet og gassutløpet i størrelse typisk 0,1 til 0,2 bar. Gjennom utformningen av gass-væske separatoren, må undertrykket som skapes av jetpumpen balanseres ved å dimensjonere væskedreneringskanalene og dimensjonere jetpumpens sugeporter.

Strømningstakten og sugetakten for jetpumpen kan lett tilpasses strømningstakten for gassen i den rørformete delen og væskestrømningstakten. Væskestrømningstakten kan tilpasses ved på passende måte å dimensjonere sentrifugalseparatoren og drenerings-kanalene som er knyttet til disse. Tester har vist at der er praktisk talt ingen gasstrykk-begrensning. Gasstrykket i den rørformete delen kan strekke seg, for eksempel, fra 20 til 80 bar. I motsetning til tidligere kjente gass-væske separatorer, er separatoren ifølge oppfinnelsen mindre avhengig av en endring i tetthetsforskjell mellom gasstetthet og væsketetthet.

Den rørformete delen, jetpumpen og sentrifugalseparatoren er fortrinnsvis montert til å danne én enhet. Slik det lett kan forstås, kan jetpumpen og sentrifugalseparatoren også være uavhengig plasserte konstruksjonsdeler som er sammenkoplet via et gassrør. Dessuten kan det lett forstås at også et sugemiddel som er et annet enn en jetpumpe kan anvendes, for eksempel en motordrevet pumpe.

Fortrinnsvis omfatter gangen en gangdel som strekker seg nedad fra minst én dreneringskanal for å tillate bortstrømning av separert væske på grunn av kun tyngdekraft, i særdeles-het dersom gass som har unnsluppet gjennom den minst ene dreneringskanalen inn i gangen tillates å strømme oppad, for eksempel mot overflaten av en gassbrønn.

I en foretrukket utførelsesform er gangen en ringformet gang dannet radielt mellom den omkretsmessige veggen og et rørformet foringsrør som koaksialt omgir den omkretsmessige veggen med en radiell avstand til denne. Mer foretrukket er et flertall av dreneringskanaler tilveiebrakt i minst én rad, idet dreneringskanalene er atskilt fra hverandre innenfor raden rundt omkretsen av den omkretsmessige veggen. For å minimalisere området som ikke er dekket av dreneringskanalene, er et flertall av rader tilveiebrakt og dreneringskanalene i naboliggende rader er anbrakt forskjøvet i omkretsretningen med hensyn til drenerings-kanalene for en naboliggende rad. For ytterligere å forbedre strømningstakten for opp-samlet væske, er dreneringskanalene fortrinnsvis dannet som langstrakte spalter tilveie-brakt med sin langsgående retning på tvers av en spirallinje definert av den minst ene spiralformete ledeplate i sentrifugalseparatoren. Lengden av de langstrakte spalter og helningen av deres langsgående retning i forhold til spirallinjen velges i avhengighet av forskjellen mellom gasstrykket i gangen og innløpstrykket i den rørformete delen.

Sentrifugalseparatoren omfatter fortrinnsvis minst én stasjonær, spiralformet ledeplate. Den spiralformete ledeplaten kan være segmentert langs sin spirallinje, men er fortrinnsvis en kontinuerlig ledeplate langs denne linje. Fortrinnsvis er et flertall av ledeplater anordnet forskjøvet i aksial retning for å forbedre virvlingsbevegelsen av gasstrømmen.

De spiralformete ledeplatene kan strekke seg fra midten av den rørformete delen opp til dens omkretsmessige vegg. I en foretrukket utførelsesform omgir den minst ene spiralformete ledeplaten et sentralt, fritt rom som strekker seg gjennom hele sentrifugalseparatoren og er tilgjengelig fra gassinnløpet og gassutløpet i den rørformete delen. Dette tillater introduksjon av verktøy og lignende, selv om gass-væske separatoren er montert i en produksjons-rørstreng uten demontering av separatoren fra strengen.

Gass-væske separatoren som beskrevet ovenfor er primært tilsiktet for bruk i en gassbrønn og, i særlig, en gassbrønn som frembringer ingen eller minst en marginal mengde av kondensat. Det bør være klart at gass-væske separatoren kan anvendes i andre tekniske omrader der det er eksisterer et behov for å separere fri væske fra en gasstrøm som strømmer under trykk. Væsken kan være vann som skal fjernes for dehydrering av gasstrømmen, men kan også være hvilken som helst annen type av væske.

Under et andre aspekt vedrører oppfinnelsen en gassbrønns produksjonsrørkonstruksjon, særlig produksjonsrørkonstruksjonen for en gassbrønn som produserer ingen eller kun en marginal mengde av kondensat. For å tilveiebringe et vern mot fritt vann, omfatter gassbrønn-produksjonsrørkonstruksj onen: et produksjonsforingsrør;

et produksjonsrør som er tilveiebrakt inne i produksjonsfåringsrøret; og

minst den rørformete delen, sentrifugalseparatoren og den minst ene dreneringskanalen som er tilhørende sentrifugalseparatoren i minst én gass-væske separator som beskrevet ovenfor,

der den minst ene gass-væske separatoren er anordnet til å separere vann som er medrevet av gass som strømmer oppad gjennom produksjonsrøret, og der den rørformete delen er anordnet nedihulls i produksjonsrøret.

Vannet kan pumpes til overflatenivået av brønnen, men blir fortrinnsvis reinjisert ned til vannreservoaret i brønnen. Vannet kan reinjiseres i en separat del av brønnen, for eksempel et ledehull under en gassproduksjonssone, slik at vannutløpsporten fra gass-væske separatoren skal kobles via en tverrfofbindelseføring til reinjeksjonsområdet, men det er også mulig å reinjisere vannet gjennom en perforert foring som strekker seg fra produksjonsfbringsrøret ned til produksjonssonen.

Fortrinnsvis er den rørformete delen av gass-væske separatoren en konstruksjonsmessig del av en streng av produksjonsrøret for ikke å begrense diameteren av produksjonsrøret mens gangen plasseres i det ringformete rom inn mellom produksjonsrøret og produksjons-fSringsrøret. For å gjøre utskifting lettere kan, i en annen foretrukket utførelsesform, gass-væske separatoren dimensjoneres til å være bevegelig innenfor og langs produksjonsrøret. Således kan gass-væske separatoren erstattes uten å fjerne produksjonsrøret. Dessuten kan eksisterende gassbrønner forsynes med en gass-væske separator ifølge oppfinnelsen.

Minst den rørformete delen og sentrifugalseparatoren og den minst ene dreneringskanalen som er tilhørende disse er tilveiebrakt nedihulls i produksjonsrørkonstruksjonen. Sugemidlene kan inkorporeres i nedihuUsenheten, men kan også tilveiebringes på overflate-nivået ved å bruke det ringformete rom mellom produksjonsforingen og produksjonsrøret som en gang gjennom hvilken gass som har unnsluppet gjennom dreneringskanalen eller dreneringskanalene kan strømme til overflatenivået av gassbrønnen.

Vannsepareirngsdelen av gass-væske separatoren er fortrinnsvis anbrakt på en en høyde som er mer enn 20 m, for eksempel 40 til 50 m over gassbrønnens produksjonssone. Plassering av gass-væske separatoren høyt over produksjonssonen vil gi vannet et høyt trykk ved reservoardybden for reinjisering. Fortrinnsvis plasseres gass-væske separatoren nær en sikkerhetsventil for gassbrønnen, dvs. høyt oppe i brønnen for betydelig å øke vanntrykket for reinjisering.

I en foretrukket utførelsesform er et flertall av gass-væske separatorer anordnet den ene bak den andre i produksjonsrøret for å forbedre separasjonstakten for vannet. Gass-væske separatorene kan bli individuelt tilpasset trykk- og strømningsforholdene ved posisjonen ved hvilken de er montert i produksjonsrøret.

Foretrukne utførelsesformer av gass-væske separatoren og en gassbrønns produksjonsrør-konstruksjon ifølge oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger.

På tegningene:

Fig. 1 er et snittriss av en gassbrønns produksjonsrørkonstruksjon som har en gass-væske separator;

Fig. 2 er snittriss som viser gass-væske separatoren i Fig.l i nærmere detalj; og

Fig. 3 er et snittriss av en annen utførwelsesform av en gassbrønns produksjonsrør-konstruksjon. Fig. 1 viser en gassbrønns produksjonsrørkonstruksjon 1 i et brønnhull, eksempelvis et havburms-brønnhull, som strekker seg fra en gassproduksjonssone 3 opp til et overflatenivå 5.

Produksjonsrørkonstruksjonen omfatter et konvensjonelt produksjonsfåringsrør 7 og et produksjonsrør 9 som strekker seg i en strengform fra en perforert produksjonsfSring 10 ved produksjonssone 3 opp til et brønnhode 11 over overflatenivået 5. Produksjonsforingen 10 er forsynt med perforeringer 13 for å tillate inngang av produsert gass og er montert til nedihullsenden av pfoduksjonsfbringsrøret 7 ved hjelp av en henger 14. Under produksjonssonen 3 er det et vannreservoar 15. Produksjonsrøret 9 er avtettet fra produlcsjonsfSringsrøret 7 ved hjelp av produksjonspakninger 17.

I utførelsesfbrmen i Fig. 1 produseres gassen under naturlig trykk. Videre antas det at gassen produserer intet kondensat og derfor kreves ingen kondensat-vann separasjon.

Gasstrømmen som vandrer oppad medriver fritt vann i form av små dråper. For å separere vannet fra gasstrømmen plasseres gass-væske separatoren 19 nedihulls i produksjonsrøret 9 ved en avstand L over produksjonssonen 3. Gass-væske separatoren 19 atskiller minst delvis vannet fra gasstrømmen og reinjiserer vannet via et væskereturrør 21 tilbake inn i vannreservoaret 15 under produksjonssonen 3. Væskereturrøret 21 er anordnet innenfor det ringformete rom mellom produksjonsrøret 9 og produksjonsforingen 7 og strekker seg gjennom den nedre produksjonspakningen 17 og den perforerte produksjonsforingen 10 ned til vannreservoaret 5. Som angitt ved 21' kan væskereturrøret også krysse produksjonsforingen 10 for å reinjisere det separerte vannet i en separat del av brønnen, for eksempel et ledehull (ikke vist) ved dybden av vannreservoaret 15.

Fig. 2 viser detaljer ved gass-væske separatoren 19. Gass-væske separatoren 19 omfatter en rørformet del 23 hvis omkretsmessige vegg 25 har et sirkulært tverrsnitt og definerer et gassinnløp 27 og et gassutløp 29 ved en aksial distanse over gassinnløpet 27. Et rørformet fSringsrør 31 som koaksialt omgir den omkretsmessige vegg 25 danner derimellom et ringformet rom eller en gang 33 som er lukket ved aksialt begge ender ved hjelp av ende-vegger 34 og, ved sin nedre ende, har en utløpsport 35 som skal kobles til væskereturrøret 21.

Over gassinnløpet 27 omgir veggen 25 en sentrifugalseparator 37 som leder den aksiale gasstrømning (pil 39) ved gassinnløpet 27 til en roterende gasstrømning ved et gassutløps-område 41 hos separatoren 13, som angitt med en pil 43. På grunn av den roterende gasslrømning blir frie, små vanndråper som medrives i gasstrømmen sentrifugert mot en indre overflate 45 av veggen 25, mens den mindre tette gassdelen av gasstrømmen fortsetter vandring oppad i midtområdet av den rørformete delen 23. Ved en kort distanse over ufløpsområdet 41 av separatoren 37, er den indre overflaten 45 av den omkrets-messige veggen 25 forsynt med et flertall av langstrakte slisser eller hull 47 som strekker seg gjennom veggen 25 og danner dreneringskanaler som leder vann som ble skjøvet til den indre overflaten 45 ved den roterende bevegelsen av gasstrømmen gjennom veggen inn i den ringformete gangen 33. Som angitt ved 49 strømmer det oppsamlede vann gjennom en omtrentlig vertikal del av gangen 33 ned til utløpsporten 35 på grunn av tyngdekraft.

Ved en definert distanse over hullene 47 er en venruri-type ejektor eller jetpumpe 51 anordnet inne i den rørformete delen 23. Jetpumpen 51 er av en konvensjonell konstruksjon og har, ved sin inngang, en dysedel 53 som akselererer gasstrømmen ved et halsparti 55 som er forsynt med et flertall av sugeporter 57 som er atskilt fra hverandre i omkretsmessig retning. En spreder i jetpumpen 51 er vist ved 59. Sugeportene 57 er åpne mot den ring-formete gangen 33 for å tilveiebringe negativt trykk (undertrykk) inne i gangen 33 relatert til trykket ved utløpsområdet 41 i separatoren 23. Jetpumpen 51 suger således gass som har gått inn i den ringformete gangen 33 via hullene 47 tilbake inn i det rørformete foringsrøret 23 for transportering til brønnhodet 11, som angitt med en pil 61. Ettersom pumpen 51 reintroduserer gass som unnslipper gjennomhullene 47, er tapene av gass lave. Dessuten er forskjellen av gasstrykk ved gassinnløpet 27 og gassutløpet 29 også lite.

SenMfugalseparatoren 37 omfatter to stasjonære spiralformete ledeplater som er naboliggende den indre overflaten 45 av den omkretsmessige veggen 25. Ledeplatene 63 har en radiell bredde som er mindre enn den indre radius av den rørformete del 23, slik at ledeplatene 63 vikles rundt et sentralt fritt rom hvis diameter er omtrentlig lik den indre diameteren av halsen 55 for jetpumpen 51. Således har separatoren 19 en gjennomgående kanal gjennom hvilken verktøy eller lignende kan passere, selv om separatoren 19 er montert inne i produksjonsrøret 9.

Stigningen og bredden av de spiralformete ledeplatene 63 samt den aksiale distanse mellom hullene 47 og utløpsområdet 41 er tilpasset til å sikre at det frie vann som medrives i gasstrømmen når den indre overflaten 45 ved posisjonen for hullene 47.

Hullene 47 er anordnet i omkretsmessige rader med like avstander fra hverandre. For effektivt å samle vann som ble skjøvet til overflaten 45, er hullene 47 i naboliggende rader anordnet forskjøvet i forhold til hverandre med omtrentlig halvparten av deres omkrets-messige intervall. Dessuten er den langsgående retning av de langstrakte hull anordnet på tvers av en spirallinje som defineres av de spiralformete ledeplater 63, Fig. 2 viser tre rader av hull 47. Selvfølgelig kan antallet av hull 47 og rader endres, ettersom, i prinsippet, kun ett hull er tilstrekkelig.

Utførelsesformen i Fig. 2 viser to spiralformete ledeplater 63 som er anordnet forskjøvet i deres aksiale retning med halvparten av deres stigning. Antallet av spiralformete ledeplater 63 kan endres. I prinsippet er én ledeplate tilstrekkelig. Selv om den spiralformete ledeplaten 63 har en konstant stigning i aksial retning, kan stigningen også variere i aksial retning for å tilpasse stigningen til gasstrømningshastigheten og den gjennomsnittlige retning av strømningen.

Aksialt mellom området av hullene 47 og området av sugeportene 57 er det tilveiebrakt et flertall av ledeplater 65 på den ytre overflaten av den omkretsmessige veggen 25. Ledeplatene 65 hindrer vann som er drenert gjennom hullene 47 inn i den ringformete gang 33 fira å krype oppad til sugeportene 57.

9

Gass-væske separatoren 19 danner en konstruksjonsenhet med sentrifugalseparatoren 37, injeksjonspumpen 51 og det rørformete foringsrøret 31 fast montert til den rørformete delen 23. Den rørformete delen 23 og produksjonsrøret 9 har omtrentlig den same diameter, mens den ytre diameter av fQringsrøret 31 er mindre enn den indre diameter av produksjons-foringsrøret 7.

Dessuten danner gass-væske separatoren 19 en konstruksjonsdel av produksjonsrøret 9 og passer inne i produksjonsfdringsrøret 7, slik at gass-væske separatoren 19 kan hentes sammen med produksjonsrøret 9.

Som vist i Fig. 1 ved 19' kan et flertall av gass-væske separatorer anordnes den ene bak den andre i produksjonsrøret 9 for å forbedre virkningsgraden av vannfjerning.

I utførelsesformen vist i Fig. 2 er injeksjonspumpen 51 plassert i nærheten av sentrifugalseparatoren 23 og gangen 33 er omsluttet av det rørformete foringsrøret 31 og endeveggene 34. Disse komponenter er unødvendige dersom det ringformete rom mellom produksjons-foringsrøret 7 og produksjonsrøret 9 innbefattende den rørformete delen anvendes til å danne gangen 33. Ettersom det ringformete rom som danner gangen strekker seg opp til overflate-nivået 5 for brønnen, kan en pumpe tilveiebringes også ved overflatenivået 5 som angitt ved 51' i Fig. 1. Pumpen 51' har sin sugeport forbundet med det ringformete rom mellom produksjonsforingen 7 og produksjonsrøret 9 for å skape undertrykk i det ringformete rom og for å suge bort gass derfra. Gassen kan tilføyes til den produserte gass ved brønnhodet 11. Dersom en overflatenivåpumpe 51' anvendes, er jetpumpene 51 unødvendige. Over-flatenivåpumpen 51' kan assosieres med et flertall av gass-væske separatorene anordnet langs produksjonsrøret 9.

Fig. 3 viser en annen utførelsesform av en gassbrønns produksjonsrørkonstmksjon. Komponenter av lik konstruksjon og/ eller lik funksjon er betegnet med henvisningstall anvendt i Fig. 1 og 2 med bokstaven "a" tilføyet for forskjell. Henvisning er gjort til beskrivelsen av Fig. 1 og 2.

Gassbrønnens produksjonsrørkonstruksjon la hovedsakelig avviker fra konstruksjonen 1 i de ytre dimensjoner av gass-væske separatoren 19a, hvis rørformete fSringsrør 31a har en ytre diameter som er mindre enn den indre diameter av produksjonsrøret 9. Således kan gass-væske separatoren 19 innføres og fjernes langs produksjonsrøret uten demontering eller henting av produksjonsrøret 9. Vanni*eturrøret 21a strekker seg fortrinnsvis ned til vannreservoaret 15a inne i produksjonsrøret 9 og den perforerte produksjonsforingen 10a. Fig. 1 og 3 viser vertikale brønnhull. Som det lett kan forstås, kan brønnhullet også skråsulles i forhold til den vertikale retningen så lenge som vannet kan dreneres bort ved tyngdekraft gjennom den ringformete gangen og væskereturrøret. I utførelsesformen på

Fig. 1 kan væskereturrøret 21 også plasseres inne i produksjonsrøret 9.

Selv om konstruksjonen og operasjonen av gass-væske separatoren er forklart i forhold til en gassbrønn, er det klart at separatoren kan også anvendes for å separere andre væsker enn vann fra en gasstrøm og kan også anvendes i andre industrielle applikasjoner.

Claims

1. Gass-væske separator som omfatter: a) en rørformet del (23) som har en omkretsmessig vegg (25) som definerer et gass-innløp (27) og et gassutløp (29) ved en aksial distanse fra gassinnløpet (27); b) en sentrifugalseparator (37) anordnet koaksialt inne i den rørformete delen (23) aksialt mellom gassinnløpet (27) og gassutløpet (29); c) en gang (33) tilveiebrakt utenfor den rørformete delen (23); d) minst én dreneringskanal (47) som strekker seg gjennom den omkretsmessige veggen (25) av den rørformete delen (23) naboliggende et gassutløpsområde (41) av sentrifugalseparatoren (37), der den minst ene dreneringskanalen (47) forbinder en væskeoppsamlende indre overflate (45) av den omkretsmessige veggen (25) ved gassutløpsområdet (41) av sentrifugalseparatoren (37) med det innvendige av gangen; og e) sugemidler (51) som har minst én sugeport (57) koblet til gangen (33) for å skape undertrykk i gangen (33) og for å suge bort gass fra gangen.

2. Gass-væske separator som angitt i krav 1, der sugemidlet er en jetpumpe (51) anordnet inne i den rørformete delen (23) for å bli drevet av gass som strømmer i den rørformete delen (23), og der jetpumpen (51) er anordnet aksialt mellom den minst ene (Ireneringskanalen (47) og gassutløpet (29) i den rørformete delen (23) og har minst én sugeport (57) koblet til gangen (33) for å skape undertrykk i gangen (33) og å suge bort gass fra gangen (33).

3. Gass-væske separator som angitt i ett av kravene 1 eller 2, der gangen (33) omfatter en gangdel som strekker seg nedad fra den minst ene dreneringskanalen (47) for å tillate bortstrømning av separert væske på grunn av tyngdekraft.

4. Gass-væske separator som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 3, der den minst ene sugeporten (57) i jetpumpen (51) er koblet til gangen (33) ved en posisjon som befinner seg over den minst ene dreneringskanalen (47).

5. Gass-væske separator som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 4, idet den ytterligere omfatter minst én ledeplate (65) inne gangen (33) aksialt mellom den minst ene dreneringskanalen (47) og den minst ene sugeporten (57) i sugemidlet (51).

6. Gass-væske separator som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 5, der gangen (33) er en ringformet gang dannet radielt mellom den omkretsmessige vegg (25) og et rørformet foringsrør (31) som koaksialt omgir den omkretsmessige veggen (25) med en radiell avstand til denne.

7. Gass-væske separator som angitt i krav 6, der et flertall av dreneringskanaler (47) er tilveiebrakt i minst én rad, og der dreneringskanalene (47) er atskilt fra hverandre innenfor raden rundt omkretsen av den omkretsmessige veggen (25).

8. Gass-væske separator som angitt i krav 7, der dreneringskanalene (47) er tilveiebrakt i et flertall av rader og dreneringskanalene (47) i naboliggende rader er anordnet forskjøvet i omkretsretningen med hensyn til dreneringskanalene (47) i en naboliggende rad.

9. Gass-væske separator som angitt i et hvilket som helst av kravene 6 til 8, der den minst ene dreneringskanalen (47) er et langstrakt hull tilveiebrakt med sin langsgående retning på tvers av en spirallinje definert av den minst ene spiralformete ledeplaten (63) i sentrifugalseparatoren (37).

10. Gass-væske separator som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 9, der sentrifugalseparatoren (37) omfatter minst én spiralformet ledeplate (63) anordnet på en stasjonær måte inne i den rørformete delen (23) med sin spiralakse koaksial med en akse for den rørformete delen (23).

11. Gass-væske separator som angitt i krav 10, der den minst ene spiralformete ledeplaten (63) om gir et sentral fritt rom som strekker seg gjennom hele sentrifugalseparatoren (37) og er tilgjengelig fra gassinnløpet (27) og gassutløpet (29) i den rørformete delen (23).

12. Gass-væske separator som angitt i krav 11, der sentrifugalseparatoren (37) omfatter et flertall av spiralformete ledeplater (63) som er anordnet forskjøvet i aksial retning.

13. Gassbrønn-produksjonsrørkonstruksjon som omfatter: et produksjonsfQringsrør (7); et produksjonsrør (9) som er tilveiebrakt inne i produksjonsfSringsrøret (7); og minst den rørformete delen (23), sentrifugalseparatoren (37) og den minst ene dreneringskanalen (47) som er tilhørende sentrifugalseparatoren (37) i minst én gass-væske separator (19) som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 — 12, der den minst ene gass-væske separatoren (19) er anordnet til å separere vann som er medrevet av gass som strømmer oppad gjennom produksjonsrøret (9), og der den rørformete delen er anordnet nedihulls i produksjonsrøret (9).

14. Gassbrømi-produksjonsrørkonstruksjon som angitt i krav 13, der gass-væske separatoren (19) er dimensjonert til å være bevegelig innenfor og langs produksjonsrøret (9).

15. Gassbrørm-prodviksjonsrørkonstruksjon som angitt i krav 13, der gangen (33) er anordnet mellom produksjonsrøret (9) ogproduksjonsforingsrøret (7).

16. Gassbrøim-produksjomrørkoristmksjon som angitt i krav 15, der gangen (33) strekker seg opp til overflatenivået (5) av gassbrønnen og sugemidlet (51') er anordnet på overflatenivået (5).

17. Gassbrønn-produlcsjonsrørkonstruksjon som angitt i et hvilket som helst av kravene 13 til 15, der sugemidlet er en jetpumpe (51) som er tilveiebrakt inne i den rørformete delen (23).

18. Gassbrørm-produksjonsrørkonstruksjon som angitt i et hvilket som helst av kravene 13 til 17, der gass-væske separatoren (19) er plassert ved en høyde (L) som er mer enn 40 m over en gassprodukjonssone (3) for brønnen, fortrinnsvis nær en sikkerhetsventil for brønnen.

19. Gassbrønn-prøduksjonsrørkonstruksjon som angitt i et hvilket som helst av kravene 13 til 18, der et flertall av gass-væske separatorer (19.19') er anordnet éin bak den andre i produksjonsrøret (9).