NO20140554A1 - Et brønnfluidvarmevekslingssystem, en kontrollsammenstilling og fremgangsmåte derav - Google Patents

Abstract

Et brønnfluidvarmevekslingssystem for prosessering av brønnfluider, omfattende en varmeveksler som er tilpasset til å utveksle i det minste en del av varmen mellom et første fluidmedium og et andre fluidmedium, idet det andre fluidmedium er fluidmessig isolert fra det første fluidmedium, en varmegenerator som er tilpasset til å øke det første fluidmediums temperatur for på den måte å endre det første fluidmediums fase, hvor varmeveksleren og varmegeneratoren danner en lukket sløyfefluidbane for det første fluidmedium, og en kontrollsammenstilling, anbrakt nedstrøms av varmeveksleren og oppstrøms av varmegeneratoren i lukket sløyfefluidbanen, og tilpasset til å overvåke i det minste en første fysisk egenskap av det første fluidmedium og selektivt å avlede i det minste en del av det første fluidmedium fra lukket sløyfe-fluidbanen.

Description

ET BRØNNFLUIDVARMEVEKSLINGSSYSTEM, EN KONTROLLSAMMENSTILLING OG FREMGANGSMÅTE DERAV

Den foreliggende oppfinnelse angår anordninger og prosesser som anvendes i brønnboring og brønntesting. Oppfinnelsen angår nærmere bestemt et brønnfluidvarmevekslingssystem med lukket sløyfe, en kontrollsammenstilling og en fremgangsmåte for overvåkning og kontroll av et varmevekslingssystem med lukket sløyfe.

INTRODUKSJON

Gjennom en hydrokarbonbrønns levetid er det ønskelig å utføre målinger av den underjordiske produserende reservoarformasjon og dens effluenter for å anslå brønnens kommersielle potensial. Testene som alminneligvis anvendes for å vurdere reservoaret, er varierte og allment forstått i industrien. Forskjellige tester kan måle forskjellige karakteristika ved reservoaret og dets effluenter, men hovedhensikten med alle testene er å forstå hvordan en produksjonsbrønn styres med et vellykket resultat.

I brønntesting for eksempel, er det ofte nødvendig å utveksle varme mellom forskjellige fluider for enten å øke eller senke temperaturen på et brønnfluid som forberedelse for ytterligere prosessering av dette fluidet. Varmen kan anvendes til å redusere brønnfluidets viskositet, bryte ned emulsjoner for effektiv separasjon av olje og vann, eller rett og slett for å forhindre hydratdannelse.

I et bestemt eksempel kan en dampvarmeveksler, slik som en rørvarmeveksler, anvendes til å varme opp brønnfluidene. Her tilveiebringes dampen til varmeveksleren ved hjelp av en dampkjel, og varmeveksleren rommer også en separat fluidbane for brønnfluidene som strømmer gjennom varmeveksleren. I rørvarmeveksleren strømmer fluidene vanligvis gjennom innerrør, mens dampen strømmer utenfor rørene, men inne i varmevekslerens mantel. Varme overføres deretter fra dampen til brønnfluidene gjennom innerrørveggene. Den kondenserte damp kan ledes tilbake til en dampkjelvannbeholder, slik at den kan gjenbrukes som fødevann for at dampkjelen skal kunne produsere varm damp til varmevekslersystemet. Dette lukket sløyfe-arrangementet mellom varmeveksleren og dampkjelen muliggjør tilbakeholding av i det minste noe av varmen som ikke ble overført til brønnfluidene, idet varmegeneratorens energieffektivitet således forbedres.

Siden brønnfluider kan oppnå trykk på opptil 10 000 psi (ca. 690 bar) og dampen som tilveiebringes av dampkjelen vanligvis er under et trykk på cirka 150 psi (ca. 10 bar), er imidlertid ett av de viktigste anliggender under brønntesting potensielle "knappenålshuller" som kan oppstå i innerrørenes vegger inne i varmeveksleren. Slike "knappenålshuller" eller eventuelle andre sprekker eller revner kan gjøre det mulig at hydrokarboner lekker inn i varmevekslerens mantelkammer og kontaminerer dampkjelens fødevann. I tilfelle av at lekkasjen er enda større enn et "knappenålshull", kan det medføre at hydrokarboner ikke bare slippes inn i varmevekslerens dampside, men også medføre en trykkøkning i lukket sløyfe-fluidbanen inneholdende damp og/eller dampkondensat. Trykkøkningen overføres deretter videre til kondensatretursystemet og dampkjelens fluidbeholder, idet det skapes et "overtrykk" i hele systemet.

I det normale driftsforløp kan en slik hendelse være en sjelden foreteelse, men den er likevel en realistisk mulighet som ikke kan ignoreres.

Ved planlegging av en brønntest og gjennomgang av HAZOP-analysen (Hazard and Operability) kommer man følgelig ofte frem til at risikoen for potensiell rørsvikt i brønntest-varmeveksleren er for høy til å returnere dampkondensat til dampkjelen, og dampkondensatet som går ut av varmeveksleren, drives i stedet over bord og ut i havet eller bortskaffes på en hvilken som helst annen formålstjenlig måte.

En dampkjele, slik som Sean Tech Steam boiler tilveiebrakt av Sean Tech Air Supply UK Limited i Oldmeldrum, UK, krever imidlertid opptil 2800 liter drikkevann/time for å kjøre på maksimal dampproduksjon. I en 48-timers flowperiode vil det således trenges 134 400 liter vann fra boreriggen/produksjonsplattformen, og alt vil måtte tømmes over bord. Videre, idet høytemperatur-dampkondensatet ikke returnerer til dampkjelen, kreves mye mer energi for å varme opp det "friske" lavtemperatur-fødevannet til over 100°C for å produsere damp, slik at den totale kjeleeffektivitet faller betydelig.

Følgelig er det et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et varmevekslingssystem med forbedret effektivitet ved å tillate gjenbruken av varmevekslingsfluider, slik som fødevann eller dampkondensat, idet risikoen for kontaminering samtidig minimeres eller fjernes.

KORT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

I foretrukne utførelsesformer ifølge oppfinnelsen tilstrebes det å overvinne én eller flere av de ovennevnte ulemper ifølge den kjente teknikk.

Ifølge et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det et brønnfluidvarmevekslingssystem for prosessering av brønnfluider, omfattende: en varmeveksler som er tilpasset til å utveksle i det minste en del av varmen mellom et første fluidmedium og et andre fluidmedium, idet det andre fluidmedium er fluidmessig isolert fra det første fluidmedium;

en varmegenerator som er tilpasset til å øke det første fluidmediums temperatur for på den måte å endre det første fluidmediums fase, hvor varmeveksleren og varmegeneratoren utgjør en lukket sløyfe-fluidbane for det første fluidmedium, og

en kontrollsammenstilling, anbrakt nedstrøms av varmeveksleren og oppstrøms av varmegeneratoren i lukket sløyfe-fluidbanen, og som er tilpasset til å overvåke i det minste en første fysisk egenskap av det første fluidmedium og selektivt å avlede i det minste en del av det første fluidmedium fra lukket sløyfe-fluidbanen.

Det første fluidmedium kan med fordel selektivt avledes som respons på i det minste én forutbestemt tilstand. Det foretrekkes at varmegeneratoren kan være tilpasset til å endre det første fluidmediums fase fra dets væskefase til dets gassfase.

Dette tilveiebringer fordelen av at oppvarmede fluider, slik som varm damp, tilveiebrakt ved hjelp av dampgeneratoren, trygt kan gjenbrukes inne i et lukket sløyfe-fluidbanearrangement av varmeveksleren (f.eks. rørvarmeveksler) og varmegeneratoren (f.eks. dampkjel) slik at varmevekslingssystemets energieffektivitet forbedres. Ved hjelp av kontinuerlig overvåkning av i det minste ett spesifikt karakteristisk trekk av returfluidet, minimeres særlig risikoen for mating av potensielt kontaminert damp og/eller dampkondensat tilbake til dampkjelen for gjenbruk, eller risikoen for at systemet når en potensielt farlig tilstand. Det eller de overvåkede karakteristiske trekk sammenlignes med en forhåndsinnstilt terskel, som kan være et mål for en uakseptabel fluidkontaminering og/eller et potensielt farlig "overtrykk" i systemet.

I tilfelle av at kontrollsammenstillingen detekterer en slik potensielt farlig eller skadelig tilstand, avledes fluidet som kommer ut av varmeveksleren automatisk ut av lukket sløyfe-fluidbanen og fjernes fra varmevekslingssystemet. Eksempelvis under brønntesting offshore avledes ganske enkelt fluidet som forårsaker den potensielt "farlige" tilstand, enten ved kontaminering eller overtrykk, ut i havet, slik at (i) ikke noe av det kontaminerte fluid returneres til varmegeneratoren (dvs. dampkjelen), eller (ii) fluid avledes eller fjernes på annen måte for å senke trykket i systemet.

Det overvåkede og automatisk kontrollerte varmevekslingssystem tilveiebringer derfor en beskyttelse i tilfelle av uforutsigbar konstruksjonsskade eller komponentsvikt når varmevekslingsfluid, slik som damp og dampkondensat, resirkuleres.

Kontrollsammenstillingen kan omfatte en fjernaktiverbar avlederventil i direkte fluidkommunikasjon med en utgang av varmeveksleren, og som er tilpasset til selektivt å lede, fjerne, fordrive eller avlede det første fluid ut av lukket sløyfe-fluidbanen. Avlederventilen kan med fordel være pneumatisk operativ. Videre kan kontrollsammenstillingen ytterligere omfatte en overvåkningsanordning som er anbrakt nedstrøms av avlederventilen og som er tilpasset til å overvåke i det minste det første fluidmediums første fysiske egenskap og å tilveiebringe i det minste ett signal som respons på i det minste én forutbestemt tilstand. Det i det minste ene signal kan med fordel være et hvilket som helst av eller alle av et aktiverende signal, et overvåkningssignal, visuelt alarmsignal og akustisk alarmsignal. Kontrollsammenstillingen kan mer fordelaktig omfatte en aktuatoranordning som er operativt koplet til avlederventilen og tilpasset til å motta det i det minste ene signal og selektivt å aktivere avlederventilen.

Dette tilveiebringer fordelen av å anvende tilgjengelige systemkomponenter for effektivt å implementere oppfinnelsen. Eksempelvis kan avlederventilen være en treveis hurtigstengeventil, slik som Norbo 40R-en (selv om andre egnede ventiler også kan anvendes), som aktiveres av en magnetventil via en lufttilførselsledning. Denne bestemte mekanismen tilveiebringer en feilsikker og hurtig ventilstenging og/eller avledermekanisme.

Overvåkningsanordningen kan omfatte et turbidimeter og/eller en pressostat og/eller en trykkmåler.

Anvendelsen av et turbidimeter tilveiebringer fordelen av en forholdsvis enkel, men tydelig og utvetydig mekanisme som viser fluidkontaminering (f.eks. økt uklarhet), noe som kan være en tydelig indikator på at brønnfluider har lekket gjennom strukturelt skadde varmevekslerrør (dvs. knappenålshuller, sprekker). Pressostaten kan tilveiebringe et aktiverende signal til aktuatoranordningen som direkte respons på en forutbestemt trykkendring i varmevekslingssystemet, idet en hurtig respons på hvilke som helst skadelige endringer i systemet muliggjøres. Trykkmåleren kan tilveiebringe verdifull informasjon til operatøren om systemets aktuelle trykkstatus, slik at en tidlig indikasjon på en potensielt skadelig situasjon tilveiebringes. Varmevekslingssystemet kan videre omfatte en kondensatoranordning som er anbrakt nedstrøms av avlederventilen og oppstrøms av overvåkningsanordningen inne i lukket sløyfe-fluidbanen, og som er tilpasset til å endre det første fluidmedium fra dets gassfase til dets væskefase. Kondensatoranordningen kan med fordel være operativ under anvendelse av det første fluidmedium direkte fra varmegeneratoren som omløper varmeveksleren. Enda mer fordelaktig kan varmevekslingssystemet omfatte en filteranordning som er anbrakt nedstrøms av avlederventilen og oppstrøms av overvåkningsanordningen, og som er tilpasset til å filtrere det første fluidmedium. Videre kan det første fluidmedium omfatte damp og dampkondensat. Dette tilveiebringer fordelen av å forbedre systemeffektiviteten ytterligere. Især kan filteranordningen fjerne potensielt skadelige partikler fra det resirkulerte fluid, hvor kondensatoranordningen sørger for at kun fullstendig flytende fluidkondensat returneres til varmegeneratoren.

Varmeveksleren kan med fordel være en rørvarmeveksler som har isolerte / separate fluidbaner for respektive første fluidmedium og andre fluidmedium. Disse er alminnelige og gjennomprøvde varmevekslersystemer i olje- og gassindustrien.

I tillegg kan varmegeneratoren omfatte en ekstern fluidbeholder som er tilpasset til å motta og lagre det første fluidmedium.

Ifølge et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en kontrollsammenstilling for et brønnfluidvarmevekslingssystem, hvilken kontrollsammenstilling omfatter: en fjernaktiverbar avlederventil som kan kobles direkte til en utgang av en brønnfluidvarmeveksler og som er tilpasset til selektivt å lede et fluidmedium inn i i det minste én av en første fluidbane og en andre fluidbane;

en overvåkningsanordning som er anbrakt nedstrøms av avlederventilen under anvendelse, og som er tilpasset til å overvåke i det minste en første fysisk egenskap av et fluidmedium og å tilveiebringe i det minste ett signal ved en forutbestemt tilstand, og

en aktuatoranordning som er operativt koplet til avlederventilen og tilpasset til å motta det i det minste ene signal og selektivt å aktivere avlederventilen for å lede fluidmediet inn i i det minste én av den første fluidbane og den andre fluidbane.

Dette tilveiebringer den fordel at et allerede installert varmevekslingssystem kan ettermonteres med en kontrollsammenstilling for å sikre en minimert risiko for at kontaminert, gjenanvendt fluid mates tilbake inn i varmegeneratoren og/eller at et potensielt skadelig overtrykk bygger seg opp inne i systemet som følge av konstruksjonsskade på for eksempel varmevekslerens innerrør.

Brønnfluidvarmevekslingssystemet kan være i overensstemmelse med det første aspekt av oppfinnelsen. Overvåkningsanordningen kan med fordel omfatte et turbidimeter og/eller en pressostat og/eller en trykkmåler. Mer fordelaktig kan det i det minste ene signal være et hvilket som helst av eller alle av et aktiverende signal, et overvåkningssignal, visuelt alarmsignal og akustisk alarmsignal.

Ifølge et tredje aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en fremgangsmåte for overvåkning og kontroll av gjenanvendelsen av et fluidmedium i et brønnfluidvarmevekslingssystem med lukket sløyfe, hvilken fremgangsmåte omfatter trinnene av: (i) å tilveiebringe det første fluidmedium fra en utgang av en brønnfluidvarmeveksler gjennom en selektivt aktiverbar avlederventil som aktiveres inn i en første retning slik at det første fluidmedium strømmer gjennom en lukket sløyfe-fluidbane av varmevekslingssystemet; (ii) å overvåke i det minste én fysisk egenskap av det første fluidmedium som strømmer ut av en varmeveksler inne i lukket sløyfe-fluidbanen, og å sammenligne den overvåkede i det minste ene fysiske egenskap med i det minste én forutbestemt tilstand; (iii) når den forutbestemte tilstand påtreffes, å tilveiebringe et første signal som utløser en aktuatoranordning til å aktivere avlederventilen inn i en andre retning slik at det første fluidmedium avledes ut av brønnfluidvarmevekslingssystemets lukket sløyfe-fluidbane.

Den i det minste ene fysiske egenskap kan være en hvilken som helst av eller begge av første fluidmediumturbiditet og første fluidmediumtrykk. Den forutbestemte tilstand kan med fordel være en hvilken som helst av eller begge av en forutbestemt første fluidturbiditet og et forutbestemt første fluidtrykk.

Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet av å tilveiebringe en akustisk og/eller visuell alarm når den forutbestemte tilstand påtreffes. Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet av å tilveiebringe den overvåkede i det minste ene fysiske egenskap til et fjerntliggende sted.

Dette tilveiebringer den fordel at en operatør informeres om en eventuell "hendelse" og/eller forsynes med nyttig systeminformasjon (dvs. aktuelt systemtrykk eller fluidturbiditet), idet operatøren tillates å treffe tiltak på et tidlig tidspunkt.

Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet av å kondensere det første fluidmedium

som mottas fra varmevekslerens utgang før overvåkning av den i det minste ene fysiske egenskap. Fremgangsmåten kan med fordel ytterligere omfatte trinnet av å filtrere det første fluidmedium før trinnet av å kondensere det første fluidmedium.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

En foretrukket utførelsesform ifølge den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet kun som eksempel, og ikke på noen begrensende måte, idet det henvises til den vedlagte tegning, hvor: Figur 1 viser en skjematisk tegning av den foretrukne utførelsesform av brønnfluidvarmevekslingssystemet i overensstemmelse med de ulike aspekter av den foreliggende oppfinnelse.

DETALJERT BESKRIVELSE AV UTFØRELSESFORMENE

Et eksempel på den foretrukne utførelsesform av varmevekslingssystemet 100 omfatter en rørvarmeveksler 101 i et lukket sløyfe-fluidbanearrangement med en varmegenerator som har for eksempel en dampkjel 102 og en fødevannsbeholder 104 som er i fluidkommunikasjon med dampkjelen 102. Lukket sløyfe-fluidbanen omfatter en dampfødeledning 105, en fødereturledning 106 og en omløpstilførselsledning 107.

Generelt genereres dampen i dampkjelen 102 og mates via dampfødeledning

105 inn i varmeveksleren 101, hvor varme utveksles mellom den varme damp og brønnfluidene. Dampen og dampkondensatet returneres deretter gjennom en utgang av varmeveksleren 101 via returledningen 106 og inn i fødevannsbeholderen 104, som forsyner dampkjelen 102.

En detaljert systemoperasjon beskrives nå ved hjelp av eksempel under henvisning til figur 1. Den følgende prosess forutsetter at alle forbindelser, dvs. elektriske forbindelser, dampforbindelser, kondensatforbindelser og lufttilførselsforbindelser har blitt utført, og at systemet er ved fullt damptrykk tilveiebrakt av varmegeneratoren 102,104.

(i) I normal tilstand

Damp mates fra dampkjelen 102 til varmeveksleren 101 via dampfødeledningen 105 og gjennom et T-stykke 108. T-stykket 108 tilveiebringer også en damptilførsel gjennom omløpstilførselsledning 107, som er en med ventil (ved hjelp av en 1" dampisoleringsventil 109) utstyrt 1" dampslange 107, for å drive en kondensatoranordning 114 (for eksempel via en annen 1" dampisoleringsventil), som er en kombinert returpumpe og kondenspotte 114 (f.eks. en TLV PowerTrap GT10, selv om andre egnede kombinerte dampdrevne returpumper og kondenspotter kan anvendes i stedet) som innbefatter en tilbakeslagsventil. Dampen som tilveiebringes til varmeveksler 101, overfører sin latente varme til brønnfluidene og kondenserer i prosessen. Den kondenserte damp strømmer deretter ut av varmeveksleren 101 og gjennom en avlederventil 110, slik som en hurtigstengeavlederventil (f.eks. Norbro 40R, Flowserve®, 20 bar-gradert, skjønt andre egnede ventiler kan anvendes i stedet), gjennom en filteranordning 112, slik som en utvalgt strainer 112 (f.eks. dupleks-strainersammenstilling) og inn i kondensatoranordningen 114.

Dersom trykket oppstrøms av kondensatoranordningen 114 er større enn nedstrømstrykket, så fungerer kondensatoranordningen 114 som en kondenspotte. På den annen side, dersom trykket oppstrøms av kondensatoranordningen 114 er mindre enn nedstrømstrykket, fungerer kondensatoranordningen 114 som en pumpe. Dampkondensatet fra kondensatoranordningen 114 mates deretter tilbake inn i fødevannsbeholderen 104 via en dampmanifold 124 (f.eks. 2" dampkondensatreturmanifold).

Under denne prosessen overvåkes kondensattrykk kontinuerlig ved en pressostat 118 (f.eks. Danfoss, type RT, skjønt andre egnede pressostater kan anvendes i stedet). En del av dampkondensatet som tilveiebringes av kondensatoranordningen 114, mates av dampmanifolden 124 gjennom et turbidimeter 120 (f.eks. Flowserve ® GESTRA OR 52-5, OR 52-6, skjønt andre egnede målere kan anvendes i stedet) som omløper en 2" tilbakeslagsventil av dampmanifolden 124. Dette kan skape et lett baktrykk i systemet. Dampkondensatprøven som avledes til turbidimeteret 120 passerer gjennom et seglass i turbidimeteret 120, slik at dens turbiditet kan måles. Dampkondensatprøven returnerer deretter til den 2" dampmanifold 124 og returneres til fødevannsbeholderen 104.

Varmevekslingssystemet 100 omfatter videre en trykkmåler 130 som er anbrakt nedstrøms av den 2" dampmanifolden 124, idet det tilveiebringes en visuell indikasjon av trykket i fødereturledningen 106. Under normale arbeidsbetingelser bør trykket i fødereturledningen 106 ikke overstige 25 psi (ca. 1,7 bar), og turbiditetsavlesningen bør ikke være høyere enn 5 ppm (deler pr. million).

Pressostaten 118 i systemet er fullstendig justerbar og kan kalibreres

på arbeidsstedet under anvendelse av trykkavlesningen som tilveiebringes av trykkmåleren 130. Pressostaten 118 bør settes på cirka 10 psi (ca. 0,7 bar) høyere enn den normale dampkondensattrykkavlesningen på trykkmåleren 130. Turbidimeteret 120 kan videre settes til å tilveiebringe en alarm ved 15 ppm olje i dampkondensatet. Alarmen 122 kan være en visuell og/eller en akustisk alarm.

(ii) I unormal tilstand

I tilfelle av at trykket i fødereturledningen 106 overstiger terskeltrykket satt på pressostaten 118, vil en aktuatoranordning 116, slik som en magnetventil (f.eks. 240V 3/2 magnetventil), kople ut idet en kontrolltrykkledning luftes til hurtigstengeavlederventilen 110 til atmosfæretrykk. Hurtigstengeavlederventilen 110 avleder deretter alt kondensat fra varmeveksleren 101 ut av lukket sløyfe-fluidbanen via en 2" omløpsledning 111. Kondensatet kan for eksempel ganske enkelt avledes over bord og ut i havet.

Den akustiske og visuelle alarm 112 vil lyde og vises. Denne alarmen 122 er fortrinnsvis montert på toppen av turbidimeterkapselen. I tilfelle av at en detektering av turbiditet på eller over 15 ppm finner sted, vil magnetventilen 116 miste sin spenningsforsyning (kople ut) og avlede lufttilførselen til hurtigstengeavlederventilen 110 til atmosfæretrykk, idet det bevirkes at hurtigstengeventilen 110 aktiveres og avleder kondensatet som kommer fra varmeveksleren 101 ut av lukket sløyfe-fluidbanen (dvs. over bord og ut i havet) via den 2" omløpsledning 111. Den akustiske og visuelle alarm 122 som er montert på turbidimeterkapselen, vil aktiveres og tilveiebringe en lyd og vises.

I tilfelle at kondensatstrømmen faller eller til og med stanser, kan filteranordningen 112 anvendes i dupleksmodus, slik at filteranordningen 112 (dvs. strainersammenstilling) kan omløpes og renses uten at prosessen påvirkes.

I tilfelle av at kondensatoranordningen 114 kjører i sin kondenspottemodus i en hvilken som helst tidsperiode, kan en ytterligere kondenspotte 126 anvendes inn (via en 1/2" kondenspotte-isolasjonsventil) fra 1" bypass-tilførselsledningen 107 og parallelt med kondensatoranordningen 114 for å drive ut eventuell kondensert damp ved avkjøling, og sende kondensatet til fødevannsbeholderen 104 via den 2" dampmanifolden 124.

En lufttilførsel 123 fra et Well Test ESD-system (nødavstengning) eller Well Test Separator tilveiebringer en føding til hurtigstengeavlederventilen 110 via en trykkregulator 128 (f.eks. en trykkreguleringsventil), turbidimeteret 120 og pressostaten 118. I tilfelle av en nødavstengning i brønntestområdet, lukker hurtigstengeventilen 110 seg og avleder alt kondensat ut av lukket sløyfe-fluidbanen (dvs. over bord og ut i havet) ved å avlede kondensatet langs 2" omløpsledning 111, hvis ytre ende rager ut over bord. I tilfelle av at det oppstår rørbrudd eller sprekker inne i varmeveksleren 101, vil den 2" omløpsledningen 111 fra hurtigstengeventilen 110 fungere som en ytterligere trykkavlastning over bord, med varmevekslerens trykkstøttede ventilasjon (PSV).

I tillegg kan et signal på 4-20 mA ved behov gjøres tilgjengelig for operatøren, idet forbindelse med prosessovervåkningssystemet tillates. Dette tilveiebringer umiddelbar informasjon om en hvilken som helst potensielt farlig situasjon, f.eks. høy turbiditetstilstand. Signalet kan mates via en skjermet ledning med for eksempel stikkontaktforbindelser for å passe til operatørens behov.

Den dampdrevne kondensatoranordning 114 og filteranordningen 112 (dvs. dupleksstrainersammenstillingen) kan huses sammen i en offshore løfteramme. I tillegg kan turbidimeteret 120, pressostaten 118, magnetventilen 116 og trykkregulatoren 128 huses i en bærbar kapsel av rustfritt stål gradert på IP 65 c/w, fortrinnsvis omfattende et klart visningsvindu i den hengslede dør. Den akustiske og visuelle alarm 122 kan monteres på toppen av denne kapsel. Alle elektriske forbindelser, pneumatiske forbindelser og kondensatforbindelser kan være eksterne, idet de derfor tillater at kapselens dør kan forbli lukket under drift Det 2" T-stykke 108 kan omfatte én utgang som kan reduseres til en diameter på 1", idet det tillates å bli fastgjort i serie med bypass-tilførselsledningen 107. Den 2" dampmanifold 124 inkludert alle forbindelser og slanger kan være tilpasset til å fastgjøres i serie med kondensatreturledningen 106. En 240 volts energiforsyning av turbidimeteret 120 kan enten tilveiebringes fra dampkjelens kontrollsystem via en dedikert svitsjet stikkontakt eller fra riggens energiforsyning.

Ifølge et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en utførelsesform av en kontrollsammenstilling 200, som omfatter en avlederventil 110, en filteranordning 112, en kondensatoranordning 114, en dampmanifold 124, et turbidimeter 120, en pressostat 118, en aktuatoranordning 116 (dvs. magnetventil), en alarm 122 og en trykkmåler 130, kan ettermonteres til et hvilket som helst eksisterende brønnfluidvarmevekslingssystem for å tilveiebringe den i overensstemmelse med det første aspekt av den foreliggende oppfinnelse beskrevne funksjon.

Det foretrekkes at avlederventilen 110 er en hurtigstengeavlederventil (Norbo 40 R), at filteranordningen 112 er en dupleksstrainersammenstilling, at kondensatoranordningen 114 er en dampdrevet returpumpe og kondenspotte (TLV PowerTrap GT10), at pressostaten 118 er en trykkontrollert, enpolet omkopler (Danfoss, type RT), at aktuatoranordningen 116 er en magnetventil, og at turbidimeteret er et Flowserve GESTRA< OR 52-5/6, men hvilke som helst andre egnede komponenter kan anvendes for å utføre funksjonen som beskrives i overensstemmelse med det første aspekt av den foreliggende oppfinnelse.

Det vil være klart for fagfolk at de ovennevnte utførelsesformer kun har blitt beskrevet som eksempler, og at disse ikke skal ha noen begrensende betydning, og at tallrike endringer og modifikasjoner er mulige uten at det avvikes fra omfanget av den foreliggende oppfinnelse som beskrevet i de medfølgende krav.

Claims (26)

1. Brønnfluidvarmevekslingssystem for prosessering av brønnfluider, som omfatter: en varmeveksler som er tilpasset til å utveksle i det minste en del av varmen mellom et første fluidmedium og et andre fluidmedium, idet det andre fluidmedium er fluidmessig isolert fra det nevnte første fluidmedium; en varmegenerator som er tilpasset til å øke det nevnte første fluidmediums temperatur for på den måte å endre det nevnte første fluidmediums fase, hvor nevnte varmeveksler og nevnte varmegenerator utgjør en lukket sløyfe-fluidbane for det nevnte første fluidmedium, og en kontrollsammenstilling, anbrakt nedstrøms av nevnte varmeveksler og oppstrøms av nevnte varmegenerator i nevnte lukket sløyfe-lfuidbane, og som er tilpasset til å overvåke i det minste en første fysisk egenskap av det nevnte første fluidmedium og selektivt å avlede i det minste en del av det første fluidmedium fra nevnte lukket sløyfe-fluidbane.

2. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge krav 2, hvor nevnte første fluidmedium selektivt avledes som respons på i det minste én forutbestemt tilstand.

3. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte varmegenerator er tilpasset til å endre det nevnte første fluidmediums fase fra dets væskefase til dets gassfase.

4. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte kontrollsammenstilling omfatter en fjernaktiverbar avlederventil i direkte fluidkommunikasjon med en utgang av nevnte varmeveksler, og som er tilpasset til selektivt å lede, fjerne, fordrive eller avlede nevnte første fluid ut av lukket sløyfe-fluidbanen.

5. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge krav 4, hvor nevnte avlederventil er pneumatisk operativ.

6. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge krav 4 eller 5, hvor nevnte kontrollsammenstilling videre omfatter en overvåkningsanordning som er anbrakt nedstrøms av nevnte avlederventil og er tilpasset til å overvåke i det minste nevnte første fluidmediums nevnte første fysiske egenskap og å tilveiebringe i det minste ett signal som respons på i det minste én forutbestemt tilstand.

7. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 4 til 6, hvor nevnte i det minste ene signal er et hvilket som helst av eller alle av et aktiverende signal, et overvåkningssignal, visuelt alarmsignal og akustisk alarmsignal.

8. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge krav 4 til 7, hvor nevnte kontrollsammenstilling videre omfatter en aktuatoranordning operativt koplet til nevnte avlederventil og tilpasset til å motta nevnte i det minste ene signal og selektivt aktivere nevnte avlederventil.

9. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 6 til 8, hvor nevnte overvåkningsanordning omfatter et turbidimeter og/eller en pressostat og/eller en trykkmåler.

10. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 6 til 9, som ytterligere omfatter en kondensatoranordning anbrakt nedstrøms av nevnte avlederventil og oppstrøms av nevnte overvåkningsanordning inne i nevnte lukket sløyfe-lfuidbane, og som er tilpasset til å endre nevnte første fluidmedium fra dets gassfase til dets væskefase.

11. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge krav 10, hvor nevnte kondensatoranordning er operativ under anvendelse av nevnte første fluidmedium direkte fra nevnte varmegenerator omløpende nevnte varmeveksler.

12. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 6 til 11, som ytterligere omfatter en filteranordning som er anbrakt nedstrøms av nevnte avlederventil og oppstrøms av nevnte overvåkningsanordning og tilpasset til å filtrere nevnte første fluidmedium.

13. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte første fluidmedium omfatter damp og dampkondensat.

14. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte varmeveksler er en rørvarmeveksler som har isolerte / separate fluidbaner for respektive første fluidmedium og andre fluidmedium.

15. Brønnfluidvarmevekslingssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte varmegenerator omfatter en fluidbeholder som er tilpasset til å motta og lagre nevnte første fluidmedium.

16. Kontrollsammenstilling for et brønnfluidvarmevekslingssystem, hvilken kontrollsammenstilling omfatter: en fjernaktiverbar avlederventil som kan kobles direkte til en utgang av en brønnfluidvarmeveksler og tilpasset til selektivt å lede et fluidmedium inn i i det minste én av en første fluidbane og en andre fluidbane; en overvåkningsanordning anbrakt nedstrøms av nevnte avlederventil under anvendelse og tilpasset til å overvåke i det minste en første fysisk egenskap av et fluidmedium og å tilveiebringe i det minste ett signal ved en forutbestemt tilstand, og en aktuatoranordning operativt koplet til nevnte avlederventil og tilpasset til å motta nevnte i det minste ene signal og selektivt å aktivere nevnte avlederventil for å lede nevnte fluidmedium inn i i det minste én av nevnte første fluidbane og nevnte andre fluidbane.

17. Kontrollsammenstilling ifølge krav 16, hvor brønnfluidvarmevekslingssystemet er i overensstemmelse med et hvilket som helst av kravene 1 til 15.

18. Kontrollsammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 16 og 17, hvor nevnte overvåkningsanordning omfatter et turbidimeter og/eller en pressostat og/eller en trykkmåler.

19. Kontrollsammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 18, hvor nevnte i det minste ene signal er et hvilket som helst av eller alle av et aktiverende signal, et overvåkningssignal, visuelt alarmsignal og akustisk alarmsignal.

20. Fremgangsmåte for overvåkning og kontroll av gjenbruken av et fluidmedium i et brønnfluidvarmevekslingssystem med lukket sløyfe, hvilken fremgangsmåte omfatter trinnene av: (i) å tilveiebringe nevnte første fluidmedium fra en utgang av en brønnfluidvarmeveksler gjennom en selektivt aktiverbar avlederventil som aktiveres inn i en første retning slik at nevnte første fluidmedium strømmer gjennom en lukket sløyfe-fluidbane av varmevekslingssystemet; (ii) å overvåke i det minste én fysisk egenskap av nevnte første fluidmedium som strømmer ut av en varmeveksler inne i lukket sløyfe-fluidbanen, og å sammenligne nevnte overvåkede i det minste ene fysiske egenskap med i det minste én forutbestemt tilstand; (iii) når den forutbestemte tilstand påtreffes, å tilveiebringe et første signal som utløser en aktuatoranordning for å aktivere nevnte avlederventil inn i en andre retning slik at nevnte første fluidmedium avledes ut av brønnfluidvarmevekslingssystemets lukket sløyfe-fluidbane.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, hvor nevnte i det minste ene fysiske egenskap er en hvilken som helst av eller begge av en første fluidmediumturbiditet og et første fluidmediumtrykk.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 20 eller 21, hvor nevnte forutbestemte tilstand er en hvilken som helst av eller begge av en forutbestemt første fluidturbiditet og et forutbestemt første fluidtrykk.

23. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 20 til 22, som ytterligere omfatter trinnet av å tilveiebringe en akustisk og/eller visuell alarm når den forutbestemte tilstand påtreffes.

24. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 20 til 23, som ytterligere omfatter trinnet av å tilveiebringe nevnte overvåkede i det minste ene fysiske egenskap til et fjerntliggende sted.

25. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 20 til 24, som ytterligere omfatter trinnet av å kondensere nevnte første fluidmedium mottatt fra varmevekslerens utgang før overvåkning av nevnte i det minste ene fysiske egenskap.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 25, som ytterligere omfatter trinnet av å filtrere nevnte første fluidmedium før trinnet av å kondensere nevnte første fluidmedium.