NO20120557A1 - Undervanns hydrokarbontransport- og temperaturreguleringsanordning - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en hydrokarbontransportanordning (1) innrettet for å senkes ned og anordnes ved et utvinningsbrønnhode (2), omfattende et første rør (3) gjennom hvilket et første fluid som forlater utvinningsbrønnen (2) strømmer, hvor det første røret er anordnet i en utvendig beskyttelsesmantel, et styresystem (9,10,11,12,54) for å styre temperaturen i det første røret ved å styre et aktiveringselement for et reguleringssystem for å regulere en varmeveksling mellom det første røret (3) og et væskeformig medium som fyller den neddykkede utvendige mantelen, hvor reguleringssystemet omfatter i hvert fall et andre rør (5) som er anordnet rundt det første røret (3) og avgrenser et ringrom som omgir minst ett reguleringsfluid, hvor reguleringsfluidet blir injisert inn i eller drevet ut fra ringrommet av aktiveringselementet for reguleringssystemet.

Description

Det tekniske området til foreliggende oppfinnelse er hydrokarbontransportrør i stand til å regulere temperaturen til hydrokarbonene.

I forberedelse til utvinning fra undersjøiske oljefelter ved lav og mellomhøy temperatur, det vil si ved en temperatur som er lavere enn 120°C, er oljeprodusenter nødt til å under-søke de dype geologiske lagene med de undersjøiske olje-reservene, for eksempel ved dyp på omkring 4000 eller 6000 meter, eller enda dypere. Som følge av en gjennomsnittlig geotermisk gradient på 30°C/km kan hydrokarbonene som forlater oljebrønnene komme opp i temperaturer på over 150°C. Temperaturene som observeres kan for eksempel være 210°C eller til og med 240°C ved brønnhodet.

Ett teknisk problem er således å tilveiebringe instal-lasjoner tilpasset for disse temperaturene, både for å støtte termisk utvidelse ved å ta opp for spenningene eller ved å tillate og kontrollere dem, og for å velge materialer tilpasset disse temperaturene. Mekaniske konstruksjoner, som for eksempel ekspansjonssløyfer, tillater betydelig utvidelse og under-trykker knekking eller andre bruddpåvirkningsfenomenener i hydrokarbonrørledninger. En annen løsning er vist i patent-søknaden GB-2188394, som beskriver en spiralstruktur som tillater utvidelse av rørledningene. Disse metodene er ikke økonomisk levedyktige for rørledninger som er flere kilometer eller flere titalls kilometer lange og for hvilke den frie utvidelsen kan være flere meter per kilometer.

I tillegg til begrensningene avhengig av de dimensjonelle variasjonene har metallmaterialet i rørledningen en maksimal flytegrense som svarer til en tillatelig maksimalspenning og som avtar etter hvert som temperaturen øker. Den tillatelige maksimalspenningen reduseres for eksempel med 75 MPa for karbonstål som utsettes for 200°C og med 140 MPa for dupleks-stål, som er betydelig gitt en elastisitetsgrense på rundt 400 eller 450 MPa ved omgivelsestemperatur.

Ved fullstendig hindring av termisk utvidelse vil spenningene som følge av temperaturendringer øke med mer enn 2 MPa/°C, og det har vært observert at høye temperaturer kan kreve betydelige økninger i rørveggenes tykkelse for at de skal kunne tåle de interne trykkene. Begrensning av termisk utvid else resulterer således i at ytterligere kraft blir utøvet på rørledningen.

Det foreligger derfor et sterkt behov for å redusere temperaturen i rørledninger for transport av hydrokarboner. Dette kjølebehovet er aller viktigst ved brønnhodet hvor temperaturene er høyest.

Også nedstrøms brønnutløpet, etter at en del av varmen er avledet, kan temperaturen forbli høy og forårsake tekniske problemer. Kjemiske produkter som blir injisert inn i brønn-strømmen har maksimalt tillatte arbeidstemperaturer. Et korrosjonshemmende produkt kan være uvirksomt over for eksempel 100°C. Elektroniske komponenter kan også bli skadet eller ødelagt ved temperaturer over deres maksimale arbeidstemperaturer .

Senkning av temperaturen gjør således at installasjonene kan fungere mer effektivt sett fra et mekanisk synspunkt, men muliggjør også bruk av kjemiske tilsetningsstoffer eller elektronisk utstyr helt i nærheten av brønnutløpet.

En løsning som noen ganger blir anvendt består i å installere en andel uisolert rør ved brønnutløpet for å fremme kjøling. Lengden til dette røret overstiger sjelden noen få titalls meter, som kun muliggjør en marginal avkjøling på 10 til 20°C når oljebrønnen er i maksimal produksjon. Videre er en slik løsning ikke tilfredsstillende ved produksjonsopphold som innebærer en risiko for dannelse av plugger av hydrokarboner i den uisolerte delen. Nærmere bestemt kan ikke temperaturen i utstrømningen tillates å avta til temperaturen i sjømiljøet, typisk 4°C, siden dette vil kunne føre til dannelse av gass-hydrater og andre faste stoffer som kan blokkere hydrokarbon-rørledningen.

Et annet hensyn er variasjonen i trykk og temperatur ved brønnhodet etter hvert som oljereservoaret blir tømt. Innled-ningsvis vil brønnhodet utsettes for høy temperatur og høyt trykk. Dette vil kreve betydelig kjøling i begynnelsen av utvinningsperioden og mindre kjøling, eller ingen kjøling i det hele tatt, mot slutten av utvinningsperioden.

Det foreligger således et behov for å regulere temperaturen i hydrokarbontransportrøret.

En undervannsinstallasjon må videre oppfylle kravet til enkelhet og robusthet.

Målet med foreliggende oppfinnelse er å løse problemene med kjent teknikk ved å tilveiebringe en hydrokarbontransportanordning innrettet for å bli senket ned og anordnet ved et utvinningsbrønnhode, som er i stand til å tilpasse seg både de høye temperaturene i de tidlige produksjonsfasene og til lavere temperaturer under de senere produksjonsfasene, eller i perioder hvor produksjonen er redusert eller stanset.

Dette målet oppnås ved hjelp av en hydrokarbontransportanordning innrettet for å bli senket ned og anordnet ved utløpet fra en utvinningsbrønn, omfattende et første rør gjennom hvilket et første fluid som forlater utvinningsbrønnen strømmer, hvor det første røret er anordnet innenfor en utvendig beskyttelsesmantel som videre et fylt med et væskeformig medium når anordningen er senket ned og installert ved utløpet fra brønnen, videre omfattende et styresystem for å styre temperaturen i hydrokarbonene som sirkulerer i det første røret, som styrer minst ett aktiveringselement for et reguleringssystem for å regulere varmeveksling mellom det første røret og det væskeformige mediet som fyller den utvendige mantelen, hvor reguleringssystemet omfatter i hvert fall et andre rør anordnet rundt det første røret som avgrenser et ringrom som omgir minst ett reguleringsfluid, i det dette reguleringsfluidet blir pumpet inn i eller drevet ut fra ringrommet av aktiveringselementet for reguleringssystemet.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter transportanordningen et oppvarmingssystem for å varme opp det første røret, hvor oppvarmingssystemet blir styrt, aktivert eller deaktivert av styresystemet.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen styrer styresystemet aktivering av oppvarmingssystemet mens reguleringssystemet styrer reduksjon av varmevekslingen. Det er nemlig en reduksjon i varmestrømmen fra det første røret til mediet som fyller beskyttelsesmantelen og så mot det omkringliggende mediet rundt beskyttelsesmantelen.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen styrer styresystemet deaktivering av oppvarmingssystemet mens reguleringssystemet styrer økning av varmevekslingen.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter transportanordningen minst én temperaturføler som sender, over en kommunikasjonsforbindelse, et signal som representerer temperaturen i fluidet som kommer ut fra utvinningsbrønnen til styresystemet, en regneanordning i styresystemet som foretar minst én sammenlikning med en lagret terskelverdi, i henhold til hvilken oppvarming eller avkjøling blir beordret av styresystemet.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter temperatur-føleren minst ett optisk fiber anordnet i ringrommet avgrenset mellom det første og det andre røret og langs det første røret.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er et isolerende materiale anordnet i ringrommet mellom det første og det andre røret, i det reguleringsfluidet er gassformig, reguleringssystemet omfatter en gasstransportkanal som leder til en åpning i det lukkede ringrommet mellom det første og det andre røret, suging av gass inn i eller ut av dette ringrommet blir aktivert av aktiveringselementet, det isolerende materialet har en variabel isolasjonskapasitet avhengig av trykket inne i ringrommet, varmeledningsevnen til det isolerende materialet uttrykt i W/(m.K) kan variere med en faktor på minst 3 mellom 10 mbar og 1 bar og med en faktor på minst 4 mellom 1 bar og 60 bar.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter styresystemet i tillegg en styremodul for å styre en kildevelger-ventil for velge typen gass som skal injiseres.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen styrer velgerventilen forsyningen til aktiveringselementet gjennom et forsyningsrør som transporterer en første gass, så som luft eller xenon, eller gjennom et andre forsyningsrør som transporterer en andre gass, så som helium.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter aktiveringselementet en pumpe for å skape et vakuum ved innsuging, eller aktiveringselementet omfatter en ventil som kommuniserer med en vakuumtank for å skape et vakuum.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter styresystemet et styringsgrensesnitt anordnet på driftsutstyr på overflaten, og styresystemet omfatter i tillegg et neddykket kjøretøy som fjernstyres av styringsgrensesnittet og er drevet, hvor kjøretøyet omfatter mobilitets- og orienteringsutstyr og er utstyrt med et koblingselement for å koble det til et forbindelseselement i kommunikasjon med ringrommet avgrenset mellom det første og det andre røret, og det neddykkede kjøre-tøyet er utstyrt med et posisjoneringselement for posisjonering i forhold til den utvendige beskyttelsesmantelen.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er aktiveringselementet for reguleringssystemet innlemmet i kjøretøyet, i det kjøretøyet omfatter minst én gasstank som kommuniserer, via aktiveringselementet, med koblingselementet.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter styresystemet et styringsgrensesnitt anordnet på driftsutstyr på overflaten, og styresystemet omfatter i tillegg en innebygd modul integrert i en ytre struktur ved innløpet til eller utløpet fra transportanordningen, hvor den innebygde modulen er i stand til å fjernstyres av styringsgrensesnittet og er drevet, den innebygde modulen omfatter et koblingselement for å koble det til et forbindelseselement i kommunikasjon med ringrommet avgrenset mellom det første og det andre røret, og den innebygde modulen er utstyrt med aktiveringselementet for reguleringssystemet og omfatter minst én gasstank som kommuniserer, via aktiveringselementet, med koblingselementet.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen hvor aktiveringselementet er en pumpe, er reguleringsfluidet i form av en kjølevæske som sirkulerer i ringrommet under påvirkning av pumpen og beveger seg fra en innløpsåpning til en utløpsåpning for så å bevege seg inn i mediet som fyller den utvendige mantelen.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter reguleringssystemet en lukket krets dannet av minst én kanal som går inne i den utvendige mantelen gjennom hvilken utløpsåpningen kommuniserer med innløpsåpningen.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter reguleringssystemet et varmeisolerende materiale anordnet rundt det andre røret.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter transportanordningen et tredje rør anordnet rundt og i en avstand fra det andre røret, som danner et annet ytterligere ringrom hvor det varmeisolerende materialet befinner seg, og regulerings systemet styrer et trykk inne i ringrommet mellom det andre og det tredje røret ved å suge gass inn i eller ut av dette lukkede ringrommet som er forsynt med en kommunikasjonsåpning som kommuniserer med en mekanisme for å pumpe inn gass eller drive den ut.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er transportanordningen av en type som blir bygget sammen på land og danner én sammenhengende enhet som er flere kilometer lang, og denne enheten er innrettet for å bli tauet ut på havet før den blir senket ned under installasjon. En slik enhet kalles også en "rørbunt (bundle)".

En første fordel ligger i at hydrokarbontransportanordningen gjør det mulig å senke temperaturen i utstrømningen betydelig, nærmere bestemt med 30, 50 eller 100°C, og kan således bli installert mellom brønnhodet og et mer klassisk rør, som er laget for å føre fluid med lavere temperatur.

En annen fordel med foreliggende oppfinnelse ligger i at en høy termisk effekt på rundt 1MW to 50MW kan bli bortledet av en enkel og robust anordning.

En annen fordel med foreliggende oppfinnelse ligger i det faktum at, under produksjonsopphold, hydrokarbontransportanordningen anordnet ved brønnhodet kan bli holdt ved temperaturer som gjør det mulig å gjenoppta produksjonen.

En annen fordel med foreliggende oppfinnelse ligger i at transportanordningen posisjonert ved brønnutløpet danner et varmebortledningssystem som spesielt godt tåler enhver begroing av vekslingsflåtene siden den anvender et stort rørareal for å bevirke varmevekslingen. Transportanordningen dannet som én sammenhengende enhet, kalt en "rørbunt", innrettet for å taues ut på havet for installasjon, kan for eksempel være flere kilometer, typisk 8 km, men også opptil flere titalls kilometer lang.

Oppfinnelsen vil tydeliggjøres av den følgende beskrivelsen av en konkret utførelsesform, som er gitt med støtte i de vedlagte tegningene, hvor: - Figur 1 viser en brønn koblet til en transportanordning ifølge oppfinnelsen, som igjen er koblet til et produksjonsanlegg; - Figur 2 viser skjematisk et fall i energien som produseres av en brønn under utvinning fra et petroleums-reservoar; - Figur 3 viser et tverrsnitt av en transportanordning ifølge oppfinnelsen; - Figur 4 viser et lengdesnitt av en transportanordning ifølge oppfinnelsen; - Figur 5 viser et diagram av et temperaturstyresystem; - Figur 6 viser et styreskjema for styring av temperaturen; - Figurene 7 og 8 viser layoutdiagrammer av styreelementene i temperaturstyresystemet; - Figur 9 viser et fjernstyrt kjøretøy som ankommer for å utøve styring av gasstrykk i ringrommet i henhold til temperaturen som skal styres; - Figurene 10 og 11 viser lengdesnitt av utførelsesformer av transportanordninger ifølge oppfinnelsen; - Figur 12 viser temperaturkurver for utstrømningen i et klassisk rør som kjøles av væske; - Figurene 13, 14 og 15 viser alternative utførelsesformer av transportanordninger ifølge oppfinnelsen.

Figur 1 viser en neddykket hydrokarbontransportanordning 1 anordnet ved utløpet fra en utvinningsbrønn 2. Et dyptliggende basseng av hydrokarboner er vist skjematisk av en lomme 28 som aksesseres av en boring (drill) 29. Boringen 29 er koblet under vann til brønnhodet 2. Hydrokarbonbassenget ligger ved et dyp P50 på for eksempel mellom 4000 og 8000 meter, eller mer. Et brønnutløpsrør 83 kobler boringen 29 til transportanordningen 1. Dette røret 83 er et klassisk rør som ikke i seg selv gir noen nevneverdig temperaturendring.

Transportanordningen 1 ifølge oppfinnelsen omfatter et første rør 3 inn i hvilket fluidet ankommer fra utvinnings-brønnen 2. Et andre rør 5 er anordnet rundt og i en avstand fra det første røret 3. Det første og det andre røret 3 og 5 er fastholdt i forhold til hverandre av sammenstillingselementer og danner et rør-i-rør-system (dobbeltrør). Et ringrom 7 er dannet mellom disse to rørene 3 og 5.

Rør-i-rør-systernet er anordnet i en utvendig beskyttelsesmantel 4. I figur 1 holder skjematisk viste elementer 6 fast beskyttelsesmantelen 4 i forhold til det utvendige røret 5. Holdeelententene 6 omfatter for eksempel avstandsstykker og metallringer, eller andre feste- eller krokelementer for å holde på plass de forskjellige elementene for sammenstilling i deres innbyrdes posisjoner. Åpninger 18 er dannet i den utvendige beskyttelsesmantelen 4 for at det den utvendige beskyttelsesmantelen 4 skal kunne fylles når den senkes ned for plasserering i dens tiltenkte posisjon ved brønnutløpet.

For å realisere transportanordningen 1 ifølge oppfinnelsen blir den bygget på land og så tauet ut med båt, flytede på vannoverflaten 52 eller under overflaten ved hjelp av oppdriftsregulering tilveiebragt av det innvendige volumet i den rørformede mantelen 4, fylt med luft eller nitrogen. Når anordningen 1 som skal installeres på brønnhodet 2 kommer til installasjonsstedet, blir anordningen 1 senket ved at den utvendige beskyttelsesmantelen 4 fylles med vann. Dette gjøres ved å åpne åpningene 18. Transportanordningen 1 ved brønnhodet 2 legger seg så på havbunnen 53.

Åpningene 18 kan bli holdt åpne for å la vannet sirkulere fritt gjennom disse, eller kan bli lukket, ettersom stille-stående vann ikke vil hindre varmeveksling mellom innsiden av mantelen 4 og dets utenforliggende omgivelsesmiljø. Den utvendige beskyttelsesmantelen 4 er ikke varmeisolert. Mantelen 4, for eksempel laget av metall, vil lede bort varmen på en naturlig måte.

Ringrommet 7 dannet mellom det første og det andre røret 3 og 5 er lukket og kommuniserer med en åpning 8 for å injisere eller drive ut et fluid, dvs. for eksempel en gass. Gasstrykket inne i ringrommet 7 kan således bli hevet eller senket. Temperaturreguleringsfluidet som blir injisert inn i eller drevet ut fra ringrommet kan være en gass, som angitt over, eller en væske, som vil bli beskrevet nedenfor.

Reguleringssystemet øker eller reduserer varmevekslingen mellom det første røret 3 og mediet 61 som fyller den utvendige mantelen. Dette mediet kan for eksempel være sjøvann.

Et sug inn eller ut blir aktivert av et

temperaturstyresystem som styrer hevingen eller senkingen av gasstrykket inne i ringrommet 7. Temperaturstyresystemet kan også styre opprettholdelse av trykket ved et forbestemt nivå i ringrommet 7.

Temperaturstyresystemet styrer et aktiveringselement for reguleringssystemet, og dette aktiveringselementet kan for eksempel være en pumpe 10 og omfatte en elektrisk modul 11 og en elektronisk styremodul 12. Pumpen styres for eksempel av den elektriske kraftmodulen 11. Den elektriske kraftmodulen 11 mottar kommandoene fra den elektroniske styremodulen 12. Den elektroniske styremodulen 12 kan for eksempel være styrt av en administreringsmodul 54, som vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

Aktiveringselementet for reguleringssystemet kan være en pumpe eller en ventil, som vil bli beskrevet i det følgende.

En pumpe 10 utstyrt med en varmemotor eller en elektrisk drevet motor kan bli anvendt.

Aktiveringselementet for reguleringssystemet kan også være manuelt styrt.

Temperaturstyresystemet omfatter en trykkføler 78 basert på hvilken gasstrykket i ringrommet 7 kan bli regulert. Trykk-føleren er for eksempel integrert i pumpen eller anordnet i en gassforsyningskanal i transportanordningen 1 ifølge oppfinnelsen .

En sugepumpe 10 for å trekke gassen inn eller ut med en gitt sugekapasitet i henhold til volumet til ringrommet 7 som denne gassen blir pumpet inn i eller drevet ut fra, kan bli valgt. Pumpen 10 kan i dette tilfellet bli skrudd av eller skrudd på for maksimal utdriving eller for maksimalt sug, avhengig av en målt temperatur. Forskjellige innsugings- eller utdrivingsnivåer kan også bli satt av operatøren. Lavtrykket kan for eksempel bli satt til 48 mbar eller så lavt som 2 mbar, og høytrykket til 1 bar eller så høyt som 100 bar. Denne inn-stillingen kan bli utført automatisk eller manuelt.

Trykkføleren 78, for eksempel, forsyner et signal som representerer gasstrykket inne i ringrommet 7 til en administreringsmodul som styrer en anviserskive. En bruker kan da manuelt aktivere pumpen mens han holder øye med anviserskiven. Angivelsen som gis av anviserskiven kan for eksempel være et trykk eller en angivelse av kjølehastigheten i rør-i-rør-systemet.

Styringen av aktiveringselementet for reguleringssystemet kan også være automatisk.

Heving av gasstrykket i ringrommet 7 svarer til en økning av varmen som bortledes av rør-i-rør-systemet mot innsiden av beskyttelsesmantelen 4 og videre til utsiden av beskyttelsesmantelen 4. Senkning av gasstrykket i ringrommet 7 svarer til reduksjon av varmen som bortledes av rør-i-rør-systemet inne i den utvendige beskyttelsesmantelen 4.

Bortledningen av varme kan således bli regulert i henhold til behovet. Varmen i fluidet som strømmer ut av brønnen avhenger nemlig av reservoardypet P50. Den typiske økning i reservoartemperatur er omtrent 30°C per kilometer.

Hydrokarbontransportanordningen 1 anordnet ved brønnhodet 2 har en forbestemt lengde L51. Denne lengden L51 bestemmer delvis dens kjølekapasitet. Lengden L51 til hydrokarbontransportanordningen 1 kan for eksempel være mellom 0,5 km og 20 km.

En tilstrekkelig lang lengde vil, når varmebortlednings-kapasiteten er satt til den maksimale av temperaturstyresystemet, muliggjøre maksimal bortledning av varme og således gjøre at fluidet som utvinnes fra brønnen 2 blir kjølt ned så mye som som mulig.

Et isolerende materiale 17 kan for eksempel være anordnet i ringrommet 7, som vil bli beskrevet nedenfor i forbindelse med figur 3. Dette isolerende materialet 17 kan bli valgt slik at det har en isoleringskapasitet som varierer i henhold til gasstrykket inne i ringrommet 7. Et slikt materiale kan for eksempel være et mikroporøst materiale.

Ringrommet kan også være tomt, som vist i figur 1.

Ringrommet 7 kan også bli fylt med en aerogel, nanogel, steinull, et materiale som selges under varemerket Izoflex®, eller polyuretan med åpne porer, eller et hvilket som helst annet materiale eller kombinasjon av materialer med åpne porer som er forenlige med maksimaltemperaturen. Når temperaturreguleringsfluidet er gassformig, vil materialet bli valgt slik at det muliggjør maksimal variasjon i dens isoleringskapasitet med hensyn til den tillatelige trykkvariasjonen i ringrommet, for eksempel en variasjon i varmeledningsevnen i et forhold fra 1 til 10, eller også fra 1 til 30 for en trykkvariasjon fra 10 mbar til 100 bar.

Fluid trukket ut fra jordgrunnen, som forlater anordningen 1 ifølge oppfinnelsen, blir transportert videre av et rør 14 anordnet på havbunnen, og så av et rør 38 for å bringe det uttrukne fluidet opp til et produksjonsanlegg 16. Røret 14 kan være et klassisk rør som ikke er underlagt fabrikasjonskravene til rør som må tåle høye temperaturer. Røret 14 på havbunnen kan for eksempel ha en lengde på flere titalls kilometer. Fluidet 1 som forlater anordningen 1 anordnet ved brønnhodet 2 kan også bli bragt rett opp til produksjonsanlegget 16 av et rør 38.

Temperaturreguleringsfluidet som blir injisert inn i ringrommet i transportanordningen 1 kan også bli lagret i en tank tilveiebragt for dette formålet i en ytre struktur 112 eller 113 på transportanordningen 1 ved hjelp av pumpen, som i dette tilfellet også vil være installert i en ytre struktur 112 eller 113.

Transportanordningen 1 innbefatter en fremre del 112 posisjonert ved innløpet til transportanordningen 1 og en ytre struktur eller endestruktur 113 anordnet ved utløpet som røret 14 er festet til. Disse ytre strukturene 112 og 113 er vist i figur 4, men for å bedre oversikten er ikke de ytre strukturene vist i alle tegningene.

Produksjonsanlegget 16 er for eksempel anordnet på en plattform 15 som befinner seg på overflaten og er understøttet av en støttestruktur 13. Støttestrukturen 13 kan for eksempel hvile på havbunnen 53, men en flytende struktur kan også bli anvendt.

Rørene 14 og 38 nedstrøms anordningen 1 ifølge oppfinnelsen kan være av en hvilken som helst type som kreves av instal-lasjonen, som for eksempel et enkeltrør eller er rør-i-rør-system, et fleksibelt rør eller annen type rør.

Figur 2 viser skjematisk et fall i trykk og temperatur i de utvunnede hydrokarbonene, som funksjon av varigheten av utvinningen E49, når brønnen blir produsert. Følgelig oppstår det et større eller mindre behov for å bortskaffe varmen Q48. Behovet for å bortskaffe varmen Q48 faller for eksempel til det halve etter to år med utvinning E4 9. Høyere hydrokarbon-temperatur krever for eksempel bedre varmebortskaffelse Q48.

Høyere hydrokarbontrykk ved samme temperatur vil også, for eksempel, generere en større mengde varme Q48.

Når utvinningen stanses for en bestemt periode, krever oppholdet i produksjonen at temperaturen blir opprettholdt ved oppvarming og skaper således et behov for å minimalisere mengden bortledet varme, ved å aktivere et fall i gasstrykket i ringrommet 7.

Når produksjonem igjen blir startet opp, blir for eksempel oppvarmingen stanset og varmebortledningen økt, for eksempel ved å øke gasstrykket i ringrommet.

Kjøling eller oppvarming kan således være nødvendig.

Som vist i figur 3 er en temperaturføler 19 anordnet i ringrommet. Temperaturføleren 19 omfatter for eksempel en optisk fiber anordnet langs det første røret 3. Ringrommet er fylt med fast, isolerende materiale 17 med en form som svarer til den til ringrommet. Et hus for føleren 19 er anordnet for eksempel i det isolerende materialet 17 som fyller ringrommet. Ringrommet inneholder også elektrisk isolerte, elektriske glødetråder 55 anordnet mot det første røret 3. Temperaturstyresystemet omfatter en styremodul for elektrisk forsyning av de elektriske glødetrådene 55. Rom for å installere de elektriske glødetrådene 55 er dannet for eksempel i det isolerende materialet 17.

Et isolerende materiale kan være tilveiebragt som er fleksibelt nok til at glødetrådene og de optiske fibrene kan grave seg ned i materialet.

Figur 3 viser, på en ikke-begrensende måte, ytterligere rørkanaler eller kabler 56 anordnet i den utvendige beskyttelsesmantelen 4. Disse ytterligere rørkanalene eller kablene 56 kan ha forskjellige funksjoner kjent for fagmannen for styring av de hydrauliske eller elektriske elementene i de forskjellige komponentene installert i den ytre strukturen 112 ved innløpet til transportanordningen 1. Utførelsesformer omfattende rørkanaler hvor en væske for temperaturreguleringen strømmer, vil bli beskrevet i det følgende. Den utvendige beskyttelsesmantelen 4 har den fordelen at den kan inneholde eller bære forskjellige komplementære utstyrselementer.

Holdeelementene 6 kan være anordnet radielt, med rør-i-rør-systemet sentrert i den utvendige beskyttelsesmantelen 4. Vannet som fyller det ledige rommet 61 i den utvendige beskyttelsesmantelen 4 og står i kontakt med rør-i-rør-systemet gjør det mulig å lede varme fra rør-i-rør-systemet eller også et trippelrør på en styrt og enkelt modellerbar måte. Denne fordelen vil bli forklart mer detaljert i det følgende. Eksempler på trippelrør vil bli beskrevet nedenfor.

Figur 3 viser de bevegelige elementene 57 på havbunnen 53 liggende på hver side av den utvendige mantelen 4. Den utvendige mantelen 4 har tjenlig en diameter som er stor nok til at den ikke trenger å graves ned. Mantelens diameter kan for eksempel være mellom 100 og 200 cm. Den store diameteren til den utvendige mantelen 4 gjør det også mulig å opprettholde en stor nok varmevekslingsflate til tross for eventuelle avsetninger 57 og begroingsmateriale på siden av mantelen 4.

Til forskjell fra anordningene fra kjent teknikk er transportanordningen ifølge oppfinnelsen i stand til å tåle innvendige eller utvendige avsetninger, som følge av sin store lengde.

Det å plassere en udekket lengde av ikke-isolert rør ved brønnutløpet, som i kjent teknikk, er en løsning som er veldig følsom for innvendige eller utvendige avsetninger som i betydelig grad endrer dens effektivitet, og det er således vanskelig se for seg en slik løsning uten en betydelig usikkerhetsfaktor med hensyn til varmevekslingen. Videre, siden denne løsningen fungerer på en av/på-måte kan den ikke tilpasses eventuelle variasjoner i strømningen i røret.

Når et rør graves ned, som også gjøres i kjent teknikk, kan ikke varmevekslingen bli regulert på en presis måte.

I foreliggende oppfinnelse vil den store diameteren, for eksempel over 100 cm, til den utvendige mantelen 4 gjøre det mulig til enhver tid å opprettholde en varmevekslingsflate med undervannsmiljøet. Miljøet i rør-i-rør-systemet og dets egenskaper med hensyn til varmevekslingen er således bestemt, siden geometrien rundt rør-i-rør-systemet er styrt. En beregnet estimering av varmevekslingen gjør at vi kan slå fast at utformingen ifølge oppfinnelsen, med et rør med en diameter på 100 cm, gjør det mulig å oppnå en varmebortledning med en rate på mer enn 1 kW/m når temperaturforskjellen er 10°C mellom innsiden og utsiden av den utvendige beskyttelsesmantelen 4. En slik transportanordning med en lengde på flere kilometer er således i stand til å bortskaffe flere MW.

Dimensjonering blir for eksempel utført i henhold til varmevekslingskapasitetene inne i beskyttelsesmantelen 4.

Figur 4 er et snitt langs én utførelsesform av anordningen 1 som omfatter et optisk fiber 19 anordnet langs hele det første røret 3. Glødetråder 55 er for eksempel også anordnet langs det første røret. Det første røret 3 kan således bli varmet opp langs hele sin lengde. Et isolerende materiale 17 fyller ringrommet. Temperaturen i den første rørsammentillingen 3 kan således bli regulert.

Den utvendige beskyttelsesmantelen 4 er vist som et langsgående parti. Sveiser i platene 58A og 58B dannet ved de to endene av mantelen 4 er ikke vist.

Rør-i-rør-systemet blir satt inn i den utvendige mantelen 4, og så blir endeplatene 58A og 58B montert for å lukke mantelen 4. Den utvendige mantelen 4 har et sirkulært tverrsnitt, for eksempel sentrert om og rundt rør-i-rør-systemet. Åpningene 18 i den utvendige mantelen 4 gjør at transportanordningen 1 kan bli senket ned i vannet etter at den er tauet ut på havet av en båt til over brønnutløpet 2. Det tomme rommet 61 i beskyttelsesmantelen 4 blir da fylt med vann.

Et rør 59, anordnet i en første plate 58B, kommuniserer med røret 83 ved brønnutløpet 2. Dette røret 59 kommuniserer for eksempel med et forbindelseselement 60 ved brønnutløpet. Den ytre strukturen 112 posisjonert ved innløpet muliggjør for eksempel anordning av forbindelseselementene.

Innsiden av det første røret 3 kommuniserer for eksempel med et rør 79 anordnet i den andre platen 58A innrettet for å kobles til et utløpsrør 14. Koblings- og festeelementer er for eksempel tilveiebragt i den ytre strukturen 113 posisjonert ved utløpet fra transportanordningen 1.

En kanal 62, anordnet i den andre platen 58A, kommuniserer med ringrommet 7via åpningen 8. Denne kanalen 62 åpner, for eksempel, radielt mot utsiden av beskyttelsesmantelen 4. Et forbindelseselement 63 for denne kanalen 62 er tilveiebragt til utsiden av transportanordningen 1.

Pumpen 10 er, for eksempel, anordnet i den ytre strukturen 113 ved utløpet, sammen med en kraftkilde 41 og en gasstank 31. Tanken 31, som kommuniserer med pumpen 10 via en kanal 33, er for eksempel fylt av et undertrykk eller tømt når gass blir sprøytet inn i ringrommet 7. Pumpen 10 styres automatisk av et kraftelement 11, som igjen er styrt av et elektronisk grensesnitt 12. En administreringsmodul 54 sender for eksempel styresignaler til dette grensesnittet 12 i henhold til et lagret dataprogram som blir kjørt av denne modulen. Pumpen 10 er koblet til et forbindelseselement 115 koblet til et forbindelseselement 63 koblet til ringrommet 7.

For oversiktens skyld er ikke de andre kommunikasjons-forbindelsene med administreringsmodulen 54 vist.

En kanal 64 lukket av et element 65 er anordnet parallelt med lengdeaksen til anordningen 1 for tilkobling til det optiske fiberet 19. Forbindelseselementet 65 koblet med det optiske fiberet 19 er anordnet på en utvendig overflate på platen 58A, og er for eksempel anordnet ved utløpet fra den ytre strukturen 113.

En kanal 66 lukket av et element 67 er anordnet parallelt med lengdeaksen til transportanordningen 1 for tilkobling til glødetrådene 55. Forbindelseselementet 67 koblet til de elektriske glødetrådene 55 er plassert på en ytre overflate av platen 58A, og er for eksempel anordnet i den ytre strukturen 113 ved utløpet. For å bedre oversikten er ikke modulen 86 som styrer kraftmodulen 39 og forbindelsene med administreringsmodulen 54 og kraftkilden 41 vist.

Det optiske fiberet 19 og glødetrådene 55 kan også være koblet via kanalen 62 som tjener til å regulere gasstrykket.

Andre kanaler kan være dannet for innlemmelse av andre styre- eller undersøkelsesanordinger. Andre utførelsesformer av transportanordningen 1 anordnet ved brønnhodet vil bli beskrevet i det følgende.

Som vist skjematisk i figur 5, som viser en detaljert tegning av styresystemet, sender temperaturføleren 19, via en kommunikasjonsforbindelse 20 og elementet 65, et signal som representerer temperaturen i fluidet som strømmer ut av utvinningsbrønnen 2, til administreringssystemet 54.

Administreringssystemet 54 omfatter en regneanordning 21 som betjener en minnekomponent 22 gjennom en styrebuss. En databuss, for eksempel, muliggjør kommunikasjon av data mellom regneanordningen 21, minnet 22 og forskjellige andre komponenter. Administreringssystemet 54 dannes for eksempel av en robot, en datamaskin eller et integrert elektronisk system.

Regneanordningen 21 og minnet 22 kommuniserer, for eksempel, med inn- og utmatingsporter 25 som kommuniserer med aktuatorstyringsmoduler 12, 84, 37 og 86.

Regneanordningen 21 og minnet 22 kommuniserer, for eksempel, med inn- og utmatingsporter 23 som kommuniserer med følere 19 og 78.

Regneanordningen 21 og minnet 22 kommuniserer, for eksempel, med en inn- og utmatingsport 24 som kommuniserer med et styrings- og overvåkningsgrensesnitt. Styrings- og overvåkningsgrensesnittet omfatter for eksempel et tastatur 27 og en styremonitor 2 6, men dette styrings- og overvåkningsgrensesnittet kan også være et fjernstyrt grensesnitt.

En elektrisk kraftgenerator 41 er koblet til en kraftforsyning-administreringsmodul 42 for de elektroniske komponentene, så som regneanordningen 21 eller minnet 22. Den elektriske kraftforsyningsgeneratoren 41 er koblet til kraftmoduler 11 og 39 og til aktuatorer 85 og 36. Den elektriske kraftgeneratoren 41 kan for eksempel være en brennstoffdrevet strømgenerator. Generatoren 41 kan levere énfase eller trefase vekselspenning eller likespenning.

Styremodulene 12, 84, 37 og 86 blir styrt i henhold til signalene sendt av følerne 19 og 78 og de lagrede program-dataene. Terskelverdier 43, 44, 45 er, for eksempel, lagret i minnet, og regneanordningen 21 kan for eksempel foreta en sammenlikning mellom de innsamlede verdiene og terskelverdiene.

Figur 6 illustrerer ett eksempel på en forenklet styring for varmebortledning og oppvarming. Over en gitt temperatur 45 blir en maksimalbortledningsstyring 4 6 aktivert. Dersom den målte temperaturen er lavere enn terskeltemperaturen 44, blir en minimumbortledningsstyring aktivert. Siden terskeltemperaturen 44 er lavere enn terskeltemperaturen 45 blir det gitt en ordre om temperaturstyring ved hysterese. En gitt temperatur 43 er også vist, som er lavere enn temperaturen 44, lavere enn hvilken en oppvarmingsstyring 68 vil bli aktivert.

Dette styringsskjemaet, som fungerer etter et av/på-prinsipp, kan bli utført av et program som er lagret i minnet 22 og blir kjørt av regneanordningen 21. Imidlertid kan mer avanserte trinnbaserte styreprogrammer bli utviklet i henhold til behov. Styringen av varmebortledning eller oppvarming kan skje gjennom en tilbakemeldingssløyfe.

Figur 7 illustrerer en anordning rundt aktiveringselementet for reguleringssystemet, og som for eksempel er en pumpe 10 som forsyner en utløpskanal koblet med en ventil 35 for å lukke eller åpne kanalen 9 koblet til åpningen 8 som kommuniserer med ringrommet 7. Når denne ventilen 35 er lukket, opprettholdes gasstrykket i ringrommet, og når denne ventilen 35 er åpen, kan gasstrykket bli hevet eller senket ved hjelp av pumpen 10. Når ventilen 35 er lukket er tjenlig ingen ytterligere energi nødvendig for å opprettholde trykket i

temperaturreguleringsgassen. Når ventilen 35 hermetisk lukker ringrommet 7, kan pumpen 10 som trykksetter ringrommet også skrus helt av.

Stengeventilen 35 blir satt i åpen eller lukket posisjon av en aktuator 36 som styres av en styremodul 37 som mottar et styresignal via porten 25. Fagmannen vil vite at antallet slike ventiler og styreelementer ofte blir multiplisert for under-vannsutstyr for å sikre best mulig pålitelighet og beskyttelse mot tilfeldig inntrengning av vann. Dette multipliserte utstyret er ikke vist i tegningene, for oversiktens skyld.

Pumpen 10 kan være forsynt av en ventil 30 som velger hvilken gass som skal injiseres. Denne velgerventilen 30 blir posisjonert av en aktuator 85 styrt av en styremodul 84 som mottar et styresignal via porten 25. En første posisjon for denne ventilen 30 svarer til tilførsel fra en kanal 34 koblet med en heliumtank 32 (sterkt strømledende gass). En andre posisjon for denne ventilen 30 svarer til tilførsel fra en kanal 33 koblet med en lufttank 31 (mindre strømledende gass) eller en kun svakt strømledende gass, så som xenon.

Pumpen blir for eksempel også koblet til en utluftingskanal 70 når innsugningen aktiveres for å redusere gasstrykket i ringrommet. Utlufting kan skje ut i fri luft eller under vann, for eksempel når et fjernstyrt kjøretøy blir anvendt. Utlufting kan også skje inn i en tank tilveiebragt for dette formålet.

En utluftings- og innsugingskanal kan også være tilveiebragt for å åpne ut i fri luft.

Uten begrensning kan tankene 31 og 32, kraftmodulen 11 og aktuatorene 85 og 36 være anordnet på en overflateplattform eller inneholdt om bord på et driftsfartøy eller eventuelt være anordnet i de ytre strukturene 112 og 113. Driftsfartøyet kan være en båt på overflaten eller et fartøy som er i stand til å bevege seg under vann, så som et fjernstyrt kjøretøy, også kalt en ROV (Remotely Operated Vehicle). En ROV vil bli beskrevet nærmere i det følgende.

Det styrte gasstrykket i ringrommet 7, fylt, delvis, av et mikroporøst materiale, gjør det for eksempel mulig å variere varmeledningsevnen mellom en initiell verdi mellom 3 og 10 mW/m.K) for et trykk på 10 mbar og en høy verdi som kan være omtrent 80 mW/(m.K) for et trykk på 60 bar, når gassen som injiseres er luft. Varmen som utveksles med omgivelsene (varmefluksen) er et mål på hvor mye varme som passerer gjennom varmeisolasjonen per tidsenhet; den er proporsjonal med temperaturdifferansen mellom den varme siden og den kalde siden og omvendt proporsjonal med isolasjonens tykkelse.

Ved å erstatte luft med helium muliggjøres en varmeledningsevne fra 6 til 20 mW/(m.K) for a trykk på 10 mbar og en varmeledningsevne fra 150 til 200 mW/(m.K) for et trykk på 60 bar når isolasjonen er et mikroporøst isolasjonsmateriale dannet ved komprimering av pyrogeniske silika- og rutil-partikler. Et slikt materiale selges under varemerket Izoflex fra Microtherm.

Som vist i figur 8 er oppvarmingen med de elektriske gløde-trådene 55 styrt for eksempel av en kontrollmodul 8 6 omfattende en kraftmodul 39 til hvilken de elektriske glødetrådene 55 inne i ringrommet 7 er elektrisk koblet via en lederkabel 40. Leder-kabelen 40 forsyner forbindelseselementet 67 som glødetrådene 55 er koblet til. Kraftmodulen 39, for eksempel, mottar elektrisk energi via kraftkilden 41.

Figur 9 viser et fjernbetjent neddykket kjøretøy 71 som muliggjør styring av varmebortledningen ved å justere gasstrykket i ringrommet 7. Et driftsfartøy 72 på overflaten omfatter et grensesnitt 26 og 27 for å styre det fjernbetjente kjøretøyet 71, som selv også omfatter et kontrollgrensesnitt 24. Uten begrensning har det fjernbetjente kjøretøyet 71 sin egen kraftkilde om bord eller blir forsynt med kraft av driftsfartøyet 72. En kommunikasjonsledning 74 er vist mellom driftsfartøyet 72 og det fjernbetjente kjøretøyet 71, men bølgebaserte telekommunikasjonsanordninger kan også bli anvendt.

For å forenkle tegningen er kun én komprimert lufttank 31 for å forsyne pumpen 10 vist. For å forenkle ytterligere er også de forskjellige følerne, så som en trykkføler, og enkelte aktuatorer utelatt.

Det fjernbetjente kjøretøyet 71 omfatter et hus 76 hvor mobilitets- og orienteringselementer 73 er plassert.

Det fjernbetjente kjøretøyet 71 omfatter et forbindelseselement 75 for tilkobling til ringrommet, som står ut fra huset 76. Dette forbindelseselementet 75 er koblet til forbindelseselementet 63 på transportanordningen 1 anordnet ved brønnhodet for å muliggjøre kommunikasjon med ringrommet 7 gjennom åpningen 8.

Det fjernbetjente kjøretøyet 71 omfatter et innfestings- og posisjoneringselement 77 som står ut fra huset 76.

Innfestings- og posisjoneringselementet 77 er ment for å hektes inn på den utvendige beskyttelsesmantelen 4. Dette kan skje gjennom en krok 82 anordnet på et passende sted slik at det fjernbetjente kjøretøyet 71 posisjoneres korrekt. Kroken 82 kan også gjøre det mulig å koble det fjernbetjente kjøretøyet til transportanordningen 1 anordnet ved brønnhodet.

Når forbindelseselementet 75 for kobling med ringrommet er koblet til elementet 63 som kommuniserer med ringrommet 7, kan gass bli trukket inn eller ut av sugeåpningen 8 under påvirkning av pumpen 10. Tilkobling og frakobling av forbindelseselementet 75 for kobling med ringrommet i forhold til elementet 63 som kommuniserer med ringrommet 7 skjer hermetisk. Utløps-kanalen 9 fra pumpen kan også bli trykksatt før det opprettes forbindelse med elementet 63 som kommuniserer med ringrommet 7. En låse- og frigjøringsaktuator, styrt av administreringsmodulen 54, kan være integrert i forbindelseselementet 75 for kobling med ringrommet for å koble den til eller fra.

Alternative utførelsesformer vil nå bli beskrevet med støtte i figurene 10, 11, 12, 13 og 14, hvor reguleringsfluidet i ringrommet 7 mellom det første og det andre røret er en væske. Injeksjon av væsken i én ende av ringrommet kombinert med utsugning av væsken i en annen ende av ringrommet muliggjør sirkulasjon av temperaturreguleringsvæsken, og denne væsken transporterer således overskuddsvarmen som skal fjernes.

Figur 10 viser én utførelsesform av transportanordningen 1 anordnet ved brønnhodet hvor ringrommet 7 mellom det første røret 3 og det andre røret 5 inneholder en temperaturreguleringsvæske. Denne væsken kan være i bevegelse og således øke varmevekslingen mellom det første røret 3 og mediet 61 som fyller den utvendige beskyttelsesmantelen 4, ved at denne varmen blir transportert som følge av væskens bevegelse. En pumpe 100 styrt av et styringsgrensesnitt 101 anordnet på utsiden av beskyttelsesmantelen 4 styrer bevegelse eller stans av temperaturreguleringsfluidet i ringrommet 7. Pumpen 100 er for eksempel installert i en ytre struktur 112.

Pumpen 100 er koblet gjennom en kanal 102 dannet i en plate ved den ene enden av ringrommet 7. Dette ringrommet 7 kommuniserer ved sin andre ende med en kanal 105 dannet i en plate anordnet ved enden av den utvendige beskyttelsesmantelen 4 .

Temperaturreguleringsfluidet sirkulerer i en lukket krets, som vist i figurene 10, 11 og 14.

En lukket krets for sirkulering av temperaturreguleringsfluidet omfatter for eksempel et metallrør 109 som strekker seg gjennom mediet 61 som fyller den utvendige beskyttelsesmantelen 4. Dette røret 109 er koblet med kanalen 127 som kobler ringrommet 7 via et utvendig rør 128. Røret 109 er videre koblet til en kanal 103 som kobler pumpen 100 som blir anvendt for å sirkulere regulerings fluidet.

Pumpen 100 aktivert av grensesnittet 101 setter reguleringsfluidet i sirkulasjon i den lukkede kretsen. Pumpen 100, når den stoppes ved hjelp av grensesnittet 101, stanser sirkuleringen av reguleringsfluidet.

Temperaturreguleringsfluidet blir kjølt ned når det passeserer gjennom det ikke-isolerte røret 109 som går gjennom mediet 61 som fyller beskyttelsesmantelen 4.

Fluidet kan også bli varmet opp, for eksempel når det passerer gjennom røret 128 som stiller ringrommet 7 i kommunikasjon med røret 109 koblet til pumpen 100, som vist i figur 10. Oppvarmingen kan bli besørget av en spole 10 6 anordnet rundt kanalen 128. Spolen 106 blir varmet opp av et kraftelement 107 styrt av en grensesnittskomponent 108. En ekspansjonstank 114 er tilveiebragt, koblet til kretsen av temperaturreguleringsvæske. Aktivering av pumpen muliggjør således kjøling, eller pumpen kan bli kombinert med en separat oppvarmingsanordning.

Grensesnittskomponentene 108 og 101 blir for eksempel styrt via kommunikasjonsledningene, av administreringsmodulen 54.

Som vist i figur 11 er det også mulig å anordne elektriske glødetråder 55 langs det andre røret 5. En ekspansjonstank 114 koblet til kretsen av temperaturreguleringsvæske er også tilveiebragt i dette tilfellet.

Det andre røret 5 kan være uisolert, som vist i figur 10, eller isolert, som vist i figur 11.

Et isolerende materiale 17 kan være festet rundt det andre røret 5 med stropper eller av en beskyttende film 116. Denne utførelsesformen er vist i figur 14.

Det er også mulig å plassere det isolerende materialet i et tredje rør 110 anordnet rundt det andre røret 5 slik at det danner et andre ringrom 111. Som vist i figur 11 kan en gass i dette andre ringrommet 111 bli trykkregulert for å øke eller redusere varmevekslingen mellom det andre røret og mediet 61 som fyller den utvendige beskyttelsesmantelen 4. Denne trykkreguleringen blir utført som beskrevet over ved hjelp av en kanal 88 som kommuniserer med det andre ringrommet 111. Et forbindelseselement 89 for det andre ringrommet 111 er anordnet på utsiden av den utvendige beskyttelsesmantelen 4.

I en variant av utførelsesformen representert i figur 10 kan kanalen 109 også være fjernes. En slik utførelsesform er representert i figur 13. Væsken sirkulerer i dette tilfellet ved at den passerer gjennom ringrommet 7 og så gjennom rommet 61 inne i den utvendige beskyttelsesmantelen 4, før den returnerer til ringrommet 7. I en slik variant kan åpningene 18 for eksempel bli lukket etter at mediet 61 har blitt fylt med sj øvann.

Sirkulering av temperaturreguleringsvæsken bedrer varmevekslingen, mens stans i sirkuleringen av denne væsken bedrer varmeisolasjonen.

Figur 12 viser kurver av utstrømningstemperatur fra et væskekjølt rør for å illustrere virkningen av medstrøms eller motstrøms kjøling.

Sirkulering av temperaturreguleringsvæske er vist, uten begrensning, medstrøms i figurene 10, 11, 13 og 14. Temperaturreguleringsvæsken kan sirkulere motstrøms eller medstrøms i henhold til behov.

Som vist i figur 12 reduserer temperaturen 117 i vannet som sirkulerer medstrøms temperaturen 118 i oljen etter mindre enn 1000 meter rør, og opprettholder en senket temperatur over hele resten av lengden til transportanordningen 1.

Temperaturen 119 i vannet som sirkulerer motstrøms reduserer temperaturen 120 i oljen over de siste 1000 metrene av røret. Imidlertid blir temperaturen i vannet veldig raskt sammenfallende med temperaturen svarende til temperaturen i oljen ved brønnutløpet.

Den totale lengden på 6000 m, vist i figur 12, er ikke ment som en begrensning, men illustrerer kun temperaturstabili-seringen for en kjølekrets som anvender en kjølevæske som sirkulerer medstrøms eller motstrøms.

Avhengig av behovet kan den ene eller den andre sirkule-ringsretningen for temperaturreguleringsvæsken bli anvendt i foreliggende oppfinnelse.

I foreliggende oppfinnelse kan varmen tjenlig bli bort-skaffet langs hele det andre røret 5 i transportanordningen 1, i det temperaturreguleringsvæsken kan bli kjølt ned ved hjelp av mediet 61 som muliggjør bortskaffelse av varmen.

En annen alternativ utførelsesform vil nå bli beskrevet. Som vist i figur 15 omfatter hydrokarbontransportanordningen 1 innrettet for å senkes ned og anordnes ved utløpet fra en utvinningsbrønn 2, som beskrevet over, et første rør 3 gjennom hvilket et første fluid strømmer ut av utvinningsbrønnen 2. Det første røret er anordnet inne i en utvendig beskyttende mantel 4 fylt av det væskeformige mediet når anordningen 1 er neddykket og installert ved brønnhodet. Reguleringssystemet omfatter et andre rør 5 som er anordnet rundt det første røret 3 og avgrenser et ringrom 7 som omgir et temperaturregulerings-fluid og et isolerende materiale 17. Isoleringskapasiteten til det isolerende materialet 17 varierer i avhengighet av trykket i ringrommet. I denne utførelsesformen er aktiveringselementet for temperaturreguleringssystemet ventilen 123, og temperatur-reguleringsf luidet er en gass. Gass blir injisert inn i eller pumpet ut av ringrommet 7 avhengig av posisjonen til aktive-ringsventilen 123 i reguleringssystemet.

Styresystemet for hydrokarbontemperaturen i det første røret omfatter en trykksatt lufttank 121 og en tank 122 som danner en vakuumtank. Vakuumet kan være oppnådd ved pumping. Tanken 122 vil ha et gitt volum hvor vakuumet vil bli dannet. På denne måten kan gass pumpes ut av ringrommet 7 ved å la denne vakuumtanken 122 kommunisere med ringrommet 7.

Aktiveringselementet 123 er en ventil med flere posisjoner, herunder en posisjon hvor vakuumtanken 122 står i kommunikasjon med ringrommet 7, en posisjon hvor ringrommet 7 står i kommunikasjon med den trykksatte gasstanken 121 og en posisjon hvor ringrommet 7 er lukket. Uten begrensning er luft anvendt her, men andre gasser kan bli anvendt i stedet. Ventilen 123 er koblet av et forbindelseselement 126 med forbindelseselementet 63 koblet med ringrommet 7.

Ventilen 123 blir beveget for eksempel av en motor 124 drevet av en kraftforsyning 41 og styrt av et elektronisk styringsgrensesnitt 125. Det elektroniske styringsgrensesnittet 125 mottar styresignaler fra administreringsmodulen 54. På en ikke-begrensende måte er tankene 121 og 125, sammen med aktuatorene, aktiveringselementet for temperaturreguleringssystemet og administreringsmodulen 54, anordnet i den ytre strukturen.

Den effektive varmevekslingen langs røret 3 kan gjøre at varmebalanse mellom reguleringsfluidet og hydrokarbonene oppnås over maksimalt noen få kilometer, etter installasjon av transportanordningen 1. Installasjon av en lengre transportanordning 1 muliggjør en robust løsning på problemet med innvendig eller utvendig begroing av innvendige eller utvendige avsetninger ved å la varmevekslingen skje over lengre avstander.

Det vil være klart for fagmannen at foreliggende oppfinnelse muliggjør forskjellige utførelsesformer. Følgelig skal utførelsesformene vist her forstås som en illustrasjon av oppfinnelsen, som definert av de vedføyde kravene.

Claims (18)

1. Hydrokarbontransportanordning (1) innrettet for å senkes ned og anordnes ved brønnhodet på en utvinningsbrønn (2), omfattende et første rør (3) gjennom hvilket et første fluid som forlater utvinningsbrønnen (2) strømmer, hvor det første røret er anordnet inne i en utvendig beskyttende mantel som videre blir fylt med et væskeformig medium når anordningen (1) senkes og installeres ved brønnhodet, videre omfattende et styresystem (9, 10, 11, 12, 54) for å styre temperaturen i hydrokarbonene som sirkulerer i det første røret, som styrer minst ett aktiveringselement for et reguleringssystem for å regulere varmeveksling mellom det første røret (3) og det væskeformige mediet som fyller den utvendige mantelen, hvor reguleringssystemet omfatter i hvert fall et andre rør (5) som er anordnet rundt det første røret (3) og avgrenser et ringrom som omgir minst ett reguleringsfluid, hvor reguleringsfluidet blir injisert inn i eller drevet ut fra ringrommet av aktiveringselementet for reguleringssystemet.

2. Transportanordning (1) ifølge krav 1, videre omfattende et oppvarmingssystem for å varme opp det første røret (3), hvor oppvarmingssystemet blir styrt, aktivert eller deaktivert av styresystemet.

3. Transportanordning (1) ifølge krav 2, hvor styresystemet styrer aktivering av oppvarmingssystemet mens reguleringssystemet styrer reduksjon av varmevekslingen.

4. Transportanordning (1) ifølge kravene 2 eller 3, hvor styresystemet styrer deaktivering av oppvarmingssystemet mens reguleringssystemet styrer økning av varmevekslingen.

5. Transportanordning (1) ifølge ett av kravene 2 til 4, videre omfattende minst én temperaturføler (19) som sender, via en kommunikasjonsforbindelse (20), et signal, som representerer temperaturen i fluidet som kommer ut av utvinningsbrønnen, til styresystemet (9,10, 11, 12, 54), en regneanordning (21) i styresystemet som foretar minst én sammenlikning med en memorisert terskelverdi (44, 45), i henhold til hvilken oppvarming eller kjøling blir beordret av styresystemet.

6. Transportanordning ifølge krav 5, hvor temperaturføleren (19) omfatter minst ett optiske fiber anordnet i ringrommet (7) avgrenset mellom det første og det andre røret og langs det første røret (3).

7. Transportanordning (1) ifølge ett av de foregående krav, hvor et isolerende materiale (17) er anordnet i ringrommet mellom det første og det andre røret, reguleringsfluidet er gassformig, reguleringssystemet omfatter en gasstransportkanal som fører til en åpning i det lukkede ringrommet mellom det første og det andre røret, og sugingen av gass inn i eller ut av dette ringrommet blir aktivert av aktiveringselementet, det isolerende materialet (17) har en variabel isoleringskapasitet avhengig av trykket inne i ringrommet (7), og varmeledningsevnen til det isolerende materialet uttrykt i W/(m.K) kan varieres med en faktor på minst 3 mellom 10 mbar og 1 bar og med en faktor på minst 4 mellom 1 bar og 60 bar.

8. Transportanordning (1) ifølge krav 7, hvor styresystemet i tillegg omfatter en styremodul (84, 85) for å styre en kilde-velgerventil (30) for å velge typen gass som skal injiseres.

9. Transportanordning (1) ifølge krav 8, hvor velgerventilen (30) styrer forsyningen til aktiveringselementet gjennom et forsyningsrør (33) som transporterer en første gass, så som luft eller xenon, eller gjennom et andre forsyningsrør (34) som transporterer en andre gass, så som helium.

10. Transportanordning (1) ifølge ett av de foregående krav, hvor aktiveringselementet omfatter en pumpe for å skape et vakuum ved sugning, eller aktiveringselementet omfatter en ventil (123) som kommuniserer med en vakuumtank (122) for å skape et vakuum.

11. Transportanordning (1) ifølge ett av de foregående krav, hvor styresystemet omfatter et styringsgrensesnitt (26, 27) anordnet på driftsutstyr (72) på overflaten, og styresystemet i tillegg omfatter et neddykket kjøretøy (71) fjernstyrt av styringsgrensesnittet (26, 27) og drevet, hvor kjøretøyet omfatter mobilitets- og orienteringsutstyr og er utstyrt med et koblingselement (75) for å koble det med et forbindelseselement (63) i kommunikasjon med ringrommet avgrenset mellom det første og det andre røret, idet det neddykkede kjøretøyet (71) er utstyrt med et posisjoneringselement (77) for posisjonering i forhold til den utvendige beskyttelsesmantelen (4).

12. Transportanordning ifølge krav 11, hvor aktiveringselementet for reguleringssystemet er innlemmet i kjøretøyet, og kjøretøyet omfatter minst én gasstank (31) som kommuniserer, via aktiveringselementet, med koblingselementet (75).

13. Transportanordning ifølge ett av kravene 1 til 10, hvor styresystemet omfatter et styringsgrensesnitt (26, 27) anordnet på driftsutstyr (72) på overflaten, og styresystemet i tillegg omfatter en innebygget modul integrert i en ytre struktur (112, 113) ved innløpet til eller utløpet fra transportanordningen (1), hvor den innebygde modulen er i stand til å fjernstyres av styringsgrensesnittet (26, 27) og er drevet, den innebygde modulen omfatter et koblingselement (75) for å koble den til et forbindelseselement (63) i kommunikasjon med ringrommet avgrenset mellom det første og det andre røret (3, 5), og den innebygde modulen er utstyrt med aktiveringselementet for reguleringssystemet og omfatter minst én gasstank (31) som kommuniserer, via aktiveringselementet, med koblingselementet (75) .

14. Transportanordning (1) ifølge ett av kravene 1 til 6, hvor aktiveringselementet er en pumpe og reguleringsfluidet er i form av en kjølevæske som sirkulerer i ringrommet (7) under påvirkning fra pumpen og beveger seg fra en innløpsåpning til en utløpsåpning for så å bevege seg inn i mediet (61) som fyller den utvendige mantelen (4).

15. Transportanordning (1) ifølge krav 14, hvor reguleringssystemet omfatter en lukket krets dannet av minst én rørkanal (109) som går inne i den utvendige mantelen (4), gjennom hvilken utløpsåpningen kommuniserer med innløpsåpningen.

16. Transportanordning (1) ifølge krav 14 eller 15, hvor reguleringssystemet omfatter et varmeisolerende materiale (17) anordnet rundt det andre røret (5).

17. Transportanordning (1) ifølge krav 16, videre omfattende et tredje rør (110) anordnet rundt og i en avstand fra det andre røret (5), som danner et annet ytterligere ringrom (111) hvor nevnte varmeisolerende materiale (17) er plassert, i det reguleringssystemet styrer et trykk inne i ringrommet (111) mellom det andre og det tredje røret ved å suge gass inn i eller ut av dette lukkede ringrommet (111), som er forsynt med en kommunikasjonsåpning som kommuniserer med en mekanisme for å injisere gass eller drive gass ut.

18. Transportanordning (1) ifølge ett av de foregående krav, hvor transportanordningen (1) er av typen som blir bygget på land og danner én sammenhengende enhet som er flere kilometer lang, i det denne enheten er konstruert for å bli tauet ut på havet før den blir senket ned i vannet under installasjon.