NO324144B1 - Doseringsventil og fremgangsmate for stromningskontroll - Google Patents
Doseringsventil og fremgangsmate for stromningskontroll Download PDFInfo
- Publication number
- NO324144B1 NO324144B1 NO20051778A NO20051778A NO324144B1 NO 324144 B1 NO324144 B1 NO 324144B1 NO 20051778 A NO20051778 A NO 20051778A NO 20051778 A NO20051778 A NO 20051778A NO 324144 B1 NO324144 B1 NO 324144B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- opening
- valve
- diameter
- inlet
- openings
- Prior art date
Links
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L ferrous carbonate Chemical compound [Fe+2].[O-]C([O-])=O RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 229910000015 iron(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
- F17D1/04—Pipe-line systems for gases or vapours for distribution of gas
- F17D1/05—Preventing freezing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/87571—Multiple inlet with single outlet
- Y10T137/87676—With flow control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)
- Stereo-Broadcasting Methods (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Det er beskrevet en ventil (l, 13), spesielt for dosering av inhibitorer som skal forhindre at det dannes hydrater under utvinning av olje og gass, eller som en væskestrupeventil, hvorved inhibitoren eller væsken har et første og høyere trykk oppstrøms av ventilen og et andre og lavere trykk nedstrøms av ventilen, idet ventilen har et ventillegeme (3, 9) med minst én gjennomgående åpning (4,11), hvor åpningen (4,11) har en i alt vesentlig fast konstant diameter, og hvilken åpning (4,11) er tilpasset for gjennomstrømning av inhibitor eller væske, idet åpningen (4,11) har et oppstrøms innløpsparti. Innløpspartiet har en større diameter enn åpningens i alt vesentlig konstante diameter (4,11), hvilket innløpsparti har en avrundet form med en jevn overgang til den i det vesentligste konstante diameteren, hvilket ventillegeme har en flerhet åpninger med forskjellige i det vesentligste konstante diametre, og en av åpningene er anpasset til å blir forskjøvet inn i strømmen av inhibitor eller væske for innstilling av strupingen til ventilen.
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en ventil i henhold til ingressen til det etterfølgende patentkrav 1.
Injeksjonsledninger til petroleumsbrønner eller strømningsledninger tilføres inhibitorer (hemmere) for å hindre at det dannes hydrater. Én type inhibitor som er svært vanlig i bruk, er monoetylenglykol (MEG). Til tider tilsettes imidlertid også andre typer inhibitorer, da fortrinnsvis inneholdende alkoholer, glykoler og/eller salter.
For å beskytte produksjonssystemet kreves det at vannet inneholder en minsteandel av MEG. Fullskalaforsøk og laboratorieforsøk med for eksempel MEG som inhibitor viser at det lettere danner seg hydratblokkeringer i under-inhiberte systemer enn i systemer uten noen tilsetning av inhibitor. Under-inhibering vil føre til at det dannes hydrater, og kan derfor ikke aksepteres. Det er derfor et krav til MEG-systemet at det må levere den nødvendige mengde eller litt mer enn den nødvendige mengde MEG.
Noen av en flerhet av brønner koplet til et felles system kan oppvise et mye lavere trykk enn MEG-tilførselssystemet. Det eksisterer derfor et behov for en ventil som vil tilføre hver brønn den nødvendige mengde, avhengig av vannfraksjonen i produksjonsstrømmen og trykkforskjellen. For en gitt trykkforskjell mellom en brønn og MEG-tilførselssystemet vil altså riktig MEG-strømningsmengde bestemmes gjennom valg av riktig åpningsdiameter i ventilen.
Forholdet mellom strømningsmengde og tilsvarende trykkfall for en valgt åpningsdiameter gir grunnlaget for dosering av MEG ved hjelp av en roterende sluseventil.
Flere åpningsdiametere og -lengder er blitt testet for å frembringe nøyaktige korrelasjoner som kan benyttes for alle relevante trykkforskjeller, åpningsdiametere og opp til 200 m<3>MEG/dag.
For eksempel: 3; 4; 4,8; 5,4; 6 og 10 mm åpninger må levere den beregnede strømningsmengde på 90% MEG 0-180 m<3>/dag for alle aktuelle trykkfall (20-145 bar) mellom tilførselsledningen og brønnhodene. Leveringstrykket settes til 275 bar. Åpningen på 10 mm må levere større strømningsmengder ved små trykkforskjeller (beregnet til 325 m<3>/dag ved en trykkforskjell på 20 bar) for å kunne skylle ventilen.
Med store trykkforskjeller kan væskehastigheten i åpningen være høy (i størrelsesorden 120 m/s). Videre kan væsken inneholde små faste bestanddeler (f.eks. småpartikler). Høyhastighetstester med og uten faste partikler har vist at det er mulig å velge ut materialer som gir tilfredsstillende korrosjons- og erosjonsegenskaper for drift over lengre tid.
I tillegg kan strømmen kavitere enten inne i åpningen eller umiddelbart etter utstrømming fra åpningen. Kavitasjon i kjemikaliet inne i boringen vil føre til skade på åpningens innvendige boring og på utstyr som befinner seg nedstrøms åpningen. Kavitasjonstester med vanlig vinkelinnløp til åpningen har vist at for eksempel ved et trykkforskjellskrav på 145 bar (innløpstrykk 275 bar), har en så liten økning i trykkforskjellen som opp til 155 bar fremkalt kavitasjon. Følgelig opererer dagens doseringsåpninger på grensen av det mulige, og det foreligger strenge begrensninger på høyest tillatte trykkfall i forhold til strømningsmengde og kjemikalietype.
US 3.480.037 beskriver en strupesammenstilling (ventil) hvorved en inhibitor eller væske har et føste og høyere trykk oppstrøms av ventilen og et lavere trykk nedstrøms av ventilen. Ventilen har et ventillegeme med minst en gjennomgående åpning med en i det vesentligste konstant diameter. Åpningen har et oppstrøms innløpsparti med en forstørret diameter i forhold til den i det vesentligste konstante diameteren til åpningen.
US 4.356.997 beskriver en tilsvarende strupeventil med et flertall parallelle åpninger med innbyrdes avstand.
Fra publikasjonene US 5.241.980, WO 05/05395 og US 5.201.491 er det kjent forskjellige typer strupeventiler.
Også fra WO 03/060361 A1, US 4.432.387, GB 2.398.856 A, NO 303.356 B1, US 5.209.301 og US 4.306.624 er det kjent forskjellige typer ventiler.
En mulig løsning på kavitasjonsproblemet er å fordele trykkfallet over to trinn. Dette vil imidlertid kreve mer plass, noe som ikke alltid er tilgjengelig (for eksempel i en ventiltreanordning på havbunnen).
Det er derfor et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse å anordne en doseringsventil som kan ta en større trykkforskjell i ett trinn uten risiko for kavitasjon i inhibitoren. Dette oppnås med en ventil, spesielt for dosering av inhibitorer som skal forhindre at det dannes hydrater under utvinning av olje og gass, eller som en væskestrupeventil, hvorved inhibitoren eller væsken har et første og høyere trykk oppstrøms av ventilen og et andre og lavere trykk nedstrøms av ventilen, idet ventilen har et ventillegeme med minst én gjennomgående åpning, hvor åpningen har en i alt vesentlig fast konstant diameter, og hvilken åpning er tilpasset for gjennomstrømning av inhibitor eller væske, idet åpningen har et oppstrøms innløpsparti, hvilken ventil er kjennetegnet ved at innløpspartiet har en større diameter enn åpningens i alt vesentlig konstante diameter, hvilket innløpsparti har en avrundet form med en jevn overgang til den i det vesentligste konstante diameteren, hvilket ventillegeme har en flerhet åpninger med forskjellige i det vesentligste konstante diametre, og en av åpningene er anpasset til å blir forskjøvet inn i strømmen av inhibitor eller væske for innstilling av strupingen til ventilen.
Innløpspartiet er fortrinnsvis avrundet, parabolsk eller skråskåret, ettersom dette gir en jevn overgang til åpningens mindre diameter.
Det oppnås gode resultater ved hjelp av et innløpsparti som har en største diameter på minst 20% mer enn åpningens minste diameter.
Dersom forholdet mellom åpningens minste diameter og diameteren til et innløpsrør eller et utløpsrør, hvor innløpsrøret eller utløpsrøret fører fluid til og fra åpningen, er mellom 0,05 og 0,17, oppnås en nødvendig strømningskapasitet.
Dersom innløpspartiet har en største diameter på omtrent det dobbelte av åpningens minste diameter, forbedres åpningens ytelse ytterligere.
Dersom innløpspartiets lengde er omkring halvparten av åpningens diameter, vil åpningens ytelse være optimal.
En ytterligere utførelse av den foreliggende oppfinnelse har som formål å anordne en ventil som forenkler strømningsregulering. Dette oppnås ved hjelp av et ventillegeme som har en flerhet av gjennomgående åpninger, idet flerheten av åpninger er parallelle.
Ventillegemet er fortrinnsvis skiveformet og dreies om en akse på tvers av skivens plan, som går på tvers av skivens plan, og åpningene er fortrinnsvis fordelt med samme avstand fra rotasjonsaksen, slik at en valgt åpning kan dreies inn i en strømningskanal for inhibitoren. Dermed kan man enkelt bytte aktiv åpning for å regulere strømmen.
For anvendelse ved MEG-dosering varierer diameteren i flerheten av åpninger fra omkring 3 mm til omkring 10 mm. Dette vil dekke det viktigste strømningsområdet.
Dersom minst to åpninger tilpasses for parallell- eller serieplassering i strømmen, vil dette gi flere muligheter for å regulere strømmen. Det vil også gi en mulighet for finjustering av strømningsmengden.
Det har vist seg at forholdet mellom åpningens lengde og diameter fortrinnsvis bør ligge på mellom 8 og 30, idet dette gir den nødvendige strømningsreduksjon.
Det har vist seg at man ved avrunding eller skråskjæring av innløpspartiet, noe som utgjør en liten endring i åpningens konstruksjon, kan få en sterkt utvidet driftskurve i forhold til kavitasjon. For eksempel kan den begrensningen som er funnet for vinkelinnløp, økes fra 155 bar til mer enn 200 bar. Den store driftskurven man får ut fra disse resultatene, representerer helt ny kunnskap.
Det er også viktig å påpeke at forsøkene har vist at avrunding av åpningsinnløpet gir en økning i strømningsmengde på 20-30% over hele trykkforskjellsområdet. Dette gjelder for alle de åpningsdiametere som ble testet.
Den foreliggende oppfinnelse gir én eller flere av følgende fordeler:
Lavere risiko for kavitasjon ved ekstreme trykkforskjeller.
Økt strømningsmengde ved en gitt trykkforskjell.
Mindre erosjon forårsaket av faste bestanddeler.
Åpningsmaterialet kan tåle MEG-hastigheter på mellom 40 og 150 m/s gjennom åpningen.
Man har også, trass i det man forventet med en åpning hvor innløpet har en større diameter enn resten av åpningen, funnet at sandpartikler ikke danner bro over åpningens innløp. Forsøk har vist at det ikke forekom noen brodannelse ved innløpet. Det er også blitt gjort forsøk hvor jernkarbonat (FeC03) med hensikt ble avsatt på veggene i åpningen for å simulere avsetning av relevante kjemiske stoffer. Vanlig strømning gjennom åpningen fjernet jernkarbonatet.
Disse og andre resultater av forsøkene vil bli vist og forklart i det etterfølgende.
Oppfinnelsen vil bli forklart i detalj under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Figur 1 viser en enkel trykkreduksjonsenhet for testformål, med en åpning ifølge tidligere kjent teknikk; Figurer 2a - 2c viser en skive med en flerhet av åpninger med forskjellige diametere; Figurer 3a - 3b viser en doseringsventil med aktuator, sett fra siden og forfra; Figur 4 viser et skjematisk lengdesnitt gjennom en åpning; Figur 5 er en skjematisk fremstilling av en del av innløpet til åpningen i en foretrukket utførelse; Figur 6a viser et skjematisk lengdesnitt gjennom åpningen og trykkregistreringsposisjonene; Figur 7a viser et skjematisk lengdesnitt gjennom en vinkelåpning og området med lavest trykk; Figur 7b viser et skjematisk lengdesnitt gjennom en parabolsk åpning, tilsvarende snittet på figur 7a, Figur 8 viser en grafisk fremstilling (graf) av trykkfordelingen langs åpninger med ulike innløpspartier; Figur 9a viser en grafisk fremstilling av strømningskapasiteten til åpninger med en diameter på 4 mm; Figur 9b viser en graf tilsvarende den på figur 9a, for en åpning på 6 mm, Figur 10 viser en grafisk fremstilling av strømning som en funksjon av trykkfall for åpninger med et parabolsk innløp og forskjellige diametere; Figur 11 viser en grafisk fremstilling av innløpstrykket kontra trykkfallsgrensen før det oppstår kavitasjon, for åpninger med en diameter på 3 mm og ulike innløpspartier; Figur 11b viser grafer tilsvarende de på figur 11, for åpninger på 4 mm ; og Figur 11c visergrafer tilsvarende de på figur 11a, for åpninger på 4,8 mm. Figur 1 viser en trykkreduksjonsenhet 1 for testformål. Den omfatter et åpningsparti 2 som har en åpningsinnsats 3 med en åpning 4 gjennom. I hver ende av åpningspartiet 2 er det satt på en flens 5, 6 som forbinder et innløpsrør 7 og et utløpsrør 8 med åpningspartiet 2.
Åpningsinnsatsen 3 kan lett skiftes ut med en annen innsats 3 som har en annen diameter.
Radialåpninger (ikke vist) er blitt utformet gjennom åpningspartiet 2 og innsats 3 for tilkopling av trykkfølere (ikke vist). Figurer 2a - c viser en skive 9 til bruk som ventillegeme i en doseringsventil. Skiven har en sentralåpning 10 som skiven kan rotere om. I en avstand fra sentralåpningen 10 finnes en flerhet av åpninger 11 med ulike åpningsdiametere som spenner fra 3 mm til 8,3 mm. Åpningene er plassert med samme avstand fra sentralåpningen 10. Figur 2c viser en rørinnsats 12 plassert i forhold til skiven 9.Rørinnsatsen utgjør inhibitorens strømningskanal. Skiven 9 kan dreies for å anbringe en valgt åpning 11 midt i strømningskanalen. Vinkelavstanden mellom åpningene 11 (se figur 2b) velges slik at åpningen vil befinne seg i en på forhånd valgt stilling i strømningskanalen når skiven 9 dreies for å posisjonere en ny åpning i strømningskanalen. Figurer 3a - b viser en doseringsventil med et ventilhus 13 som inneholder en skive 9 i henhold til figurer 2a - c. En innløpsledning 14 er koplet til ventilhuset 13 på én side, og en utløpsledning 15 er koplet til huset 13 på en motsatt side. En aktuator 16 er koplet til huset 13 og er funksjonsmessig forbundet med skiven 9 for rotasjon av denne.. Figur 4 viser et skjematisk lengdesnitt gjennom en åpning 11. Oppstrøms åpningen 11 er det et innløpsrør 17, og nedstrøms åpningen 11 er det et utløpsrør 18. Åpningen beskyttes av en foring laget av massiv wolframkarbid (STC) med 10% Co som bindemiddel. Figur 5 viser et skjematisk lengdesnitt gjennom en foretrukket utforming av innløpspartiet til åpningen 11 på figur 4. Åpningens diameter er i
dette eksempel 5,4 mm. Som vist på tegningen, ligner den maskinbearbeidede profil av åpningens innløpsparti en parabel.
Figurer 6a og 6b viser posisjoner for trykkgivere under en testprosedyre. Giverne ble plassert på følgende vis (D0 angir åpningens nominelle diameter):
1 x Dpjpe oppstrøms åpningen
0.5 x Do fra forkant
5 x D0 fra forkant
1 x D0 fra bakkant
0.5 D0 nedstrøms bakkant
10 x Dpipe nedstrøms bakkant
Figurer 7a og b viser et diagram over trykkmålinger gjort ved hjelp av trykkgiverkonfigurasjonen på figur 6. Figur 7a viser en åpning med et vinkelinnløp. Minimumstrykket (eller det høyeste tillatte trykkfall) i fluidet som strømmer gjennom lengden av denne åpning, forekommer et lite stykke nedstrøms innløpet i et område 20 nær åpningens vegg. Trykket oppstrøms åpningen er 275 bar. For en 3mm åpning vil fluidet begynne å kavitere ved et trykkfall på 155 bar, for en 4 mm åpning er trykkfallet ved kavitasjon 165 bar, og for en 4,8 mm åpning er trykkfallet ved kavitasjon 160 bar.
Området 20 skaper en innsnevring i det effektive strømningstverrsnittet. Dette gir en reduksjon i gjennomløpsareal gjennom åpningen og øker fluidets hastighet. Den økte hastighet fører til et lavere trykk, også utenfor området 20. Det lavere trykk gjør at dette partiet er utsatt for kavitasjon dersom innløpstrykket er lavt.
Figur 7b viser en åpning med et parabolsk innløp. Her forekommer minimumstrykket (eller det høyeste tillatte trykkfall) ved åpningens utløp. Også her er trykket oppstrøms åpningen 275 bar. For en 3 mm åpning begynner fluidet å kavitere ved et trykkfall på 190 bar. For en 4 mm åpning måtte trykket oppstrøms åpningen senkes til 210 bar for å skape en situasjon hvor det var fare for kavitasjon i fluidet. Dette ga et trykkfall ved kavitasjon på 154 bar oppstrøms åpningen. For en 4,8 mm åpning måtte trykket også senkes til 210 bar for å fremkalle kavitasjon. Dette ga et trykkfall ved kavitasjon på 154 bar.
Altså oppnår man å få et mye større trykkfall før kavitasjon for 3mm-åpningen. Når det gjaldt 4 mm- og 4,8 mm-åpningene var det vanskelig å få fluidet til å kavitere, og innløpstrykket måtte senkes for å oppnå kavitasjon. Av enda større betydning er det at minimumstrykket ikke lenger forekommer rett nedstrøms innløpet. Det effektive tverrsnitt blir dermed tilnærmet det samme gjennom hele åpningen lengde. Følgelig reduseres også erosjonen i åpningen forårsaket av faste bestanddeler i strømmen.
Figur 8 er et diagram som viser trykkfordelingen langsetter lengden av en 4mm åpning. Graf 21 viser trykkfordelingen for en åpning ned et vinkelinnløp, og graf 22 viser trykkfordelingen for en åpning med parabolsk innløp.
Graf 21 viser at det forekommer et lokalt trykkfall umiddelbart nedstrøms vinkelinnløpet. Lenger nedstrøms øker trykket igjen, og fra ca. 20 mm fra innløpet til utløpet avtar trykket gradvis.
På den annen side viser graf 22 at trykkfallet i en åpning med parabolsk innløp er moderat nedstrøms innløpet, og derfra avtar trykket gradvis mot utløpet. Trykket ved utløpet er høyere enn i en åpning med vinkelinnløp. Følgelig er trykkforskjellen for samme strømningsmengde mindre for et parabolsk innløp enn for et vinkelinnløp.
Figurer 9a og 9b viser diagrammatisk trykkfallet over åpningen kontra strømningsmengden (m<3>/time) gjennom henholdsvis en 4mm åpning og en 6 mm åpning. Firkantformene (figur 9a) og trekantformene (figur 9b) representerer en åpning med vinkelinnløp, og rombeformene representerer en åpning med parabolsk innløp.
Som fremgår av figurer 9a og 9b, gir åpningen med parabolsk innløp en mye større strømningsmengde ved samme trykkforskjell i forhold til åpningen med vinkelinnløp. Dette gjelder for alle strømningsmengder og trykkforskjeller innenfor målområdet for den foreliggende oppfinnelse. En åpning med parabolsk innløp oppviser en mye større strømning i forhold til trykkfall for alle åpninger innenfor et testintervall fra 3 mm til 10 mm. Figur 10 er en grafisk fremstilling av resultatene av en strømningstest utført for ulike åpningsdiametere i området 3 mm til 10 mm. Strømningsmengden gjennom åpningen er på vertikalaksen vist i nrvVdag. Horisontalaksen viser differensialtrykket over åpningen i bar. Som fremgår av diagrammet, er strømningsmengden mindre jo mindre åpningens diameter er, for samme trykkforskjell. Figurer 11a - 11c viser diagrammer over testresultater hvor innløpstrykket til åpningens er blitt økt til fluidet kaviterer. På alle figurene representerer rombeformene parabolsk innløp, og firkantformene (lys grå) representerer én måling for et vinkelinnløp. Figur 11a viser en 3mm åpning, figur 11b en 4 mm åpning og figur 11c en 4,8 mm åpning. Horisontalaksen representerer trykket oppstrøms åpningen, og vertikalaksen representerer trykkfallet der hvor det oppstår kavitasjon.
Som fremgår av figurer 11a - 11c, vil åpningene med parabolsk innløp klare et mye større trykkfall før kavitasjon oppstår.
Tabell 1 nedenfor er et eksempel på åpningsdiametre (diameteren av den sylindriske del av åpningen) og de tilsvarende dimensjoner på innløpspartiet. (Avstand fra innløp til sylinderpartiet og største diameter av åpningen ved innløpet):
Som fremgår av tabell 1, er innløpets største diameter mer enn dobbelt så stor som diameteren av åpningens sylindriske parti. Største diameter bør være minst 20% større enn sylinderpartiet.
3, 4 og 4,8 mm åpningene dekker hele brønntrykkområdet og den beregnede strømningsmengde på fra 20 til 173 m3/dag.
5,4, 6 og 10 mm åpningene dekker større strømningsmengder ved moderate trykkfall. Nedstrømstrykk høyere enn innstengningstrykket ble tatt med for å lage en mer fullstendig kurve for volumstrøm i forhold til trykk.
Selv om et parabolsk innløp er blitt testet og funnet å oppvise utmerkede egenskaper som beskrevet ovenfor, vil et hvilket som helst avrundet, elliptisk eller skråskåret innløp oppvise bedre egenskaper enn et vinkelinnløp. Avrundede innløp er blitt testet både med hensyn til strømning og kavitasjon.
De forsøk som er blitt gjort, og de nøyaktige korrelasjoner som er blitt utarbeidet, gjør det mulig å foreta en eksakt forutsigelse av strømningskapasiteten til en åpning med en hvilken som helst diameter. Følgelig kan man foreta det nødvendige valg av diametre for inhibitorinjeksjon for ethvert petroleumsfelt hvor ventilen skal benyttes. Modifikasjon av strømningskapasiteten ved andre temperaturer enn de som er testet (6-20 °C), kan beregnes. Likeledes er den nødvendige driftskurve (laveste innløpstrykk, største tillatte trykkforskjell) gitt ved hjelp av kjente kavitasjonskarakteristika.
Grensen for produksjon av faste bestanddeler kan også forutsis ut fra korrosjons- og erosjonsforsøkene og omforming til en feltspesifikk partikkelstørrelsesfordeling.
Foruten å anvendes som doseringsventil for inhibitorer, kan ventilen også tilpasses for anvendelse som strupeventil for ulike typer væsker.
Claims (11)
1.
Ventil (1,13), spesielt for dosering av inhibitorer som skal forhindre at det dannes hydrater under utvinning av olje og gass, eller som en væskestrupeventil, hvorved inhibitoren eller væsken har et første og høyere trykk oppstrøms av ventilen og et andre og lavere trykk nedstrøms av ventilen, idet ventilen har et ventillegeme (3, 9) med minst én gjennomgående åpning (4, 11), hvor åpningen (4, 11) har en i alt vesentlig fast konstant diameter, og hvilken åpning (4,11) er tilpasset for gjennomstrømning av inhibitor eller væske, idet åpningen (4, 11) har et oppstrøms innløpsparti, karakterisert ved at innløpspartiet har en større diameter enn åpningens i alt vesentlig konstante diameter (4,11), hvilket innløpsparti har en avrundet form med en jevn overgang til den i det vesentligste konstante diameteren, hvilket ventillegeme har en flerhet åpninger med forskjellige i det vesentligste konstante diametre, og en av åpningene er anpasset til å blir forskjøvet inn i strømmen av inhibitor eller væske for innstilling av strupingen til ventilen.
2.
Ventil i henhold til krav 1, karakterisert ved at innløpspartiet er avrundet, parabolsk eller skråskåret.
3.
Ventil i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at innløpspartiet har en største diameter på minst 20% mer enn åpningens minste diameter (4, 11).
4.
Ventil i henhold til krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at forholdet mellom åpningens (4,11) minste diameter og diameteren av et innløpsrør (17) eller et utløpsrør (18), hvor innløpsrøret (17) eller utløpsrøret (18) fører fluid til og fra åpningen (4,11), er mellom 0,05 og 0,17.
5.
Ventil i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at innløpspartiet har en største diameter på omtrent det dobbelte av åpningens (4,11) minste diameter.
6.
Ventil i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at innløpspartiets lengde er ca. halvparten av åpningens (4, 11) diameter.
7.
Ventil, i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at ventillegemet (9) har en flerhet av gjennomgående åpninger (11), idet flerheten av åpninger er parallelle.
8.
Ventil i henhold til krav 7, karakterisert ved at ventillegemet (9) er skiveformet og kan dreies om en akse på tvers av skivens (9) plan, og at åpningene (11) er fordelt med samme avstand fra rotasjonsaksen, slik at en valgt åpning (11) kan dreies inn i en strømningskanal (12) for inhibitoren.
9.
Ventil i henhold til krav 7 eller 8, karakterisert ved at flerheten av åpninger (11) spenner fra en diameter på ca. 3 mm til en diameter på ca. 10 mm.
10.
Ventil i henhold til krav 6, 7, 8 eller 9, karakterisert ved at minst to åpninger (11) er tilpasset for å kunne plasseres parallelt eller i serie i strømmen.
11.
Ventil i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at forholdet mellom åpningens (11) lengde og diameter er mellom 8 og 30.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20051778A NO324144B1 (no) | 2005-04-11 | 2005-04-11 | Doseringsventil og fremgangsmate for stromningskontroll |
US11/130,581 US20060225793A1 (en) | 2005-04-11 | 2005-05-16 | Method and apparatus for dosing inhibitors |
PCT/NO2006/000115 WO2006110039A1 (en) | 2005-04-11 | 2006-03-28 | Valve |
DE200660006661 DE602006006661D1 (de) | 2005-04-11 | 2006-03-28 | Ventil |
AT06747612T ATE430873T1 (de) | 2005-04-11 | 2006-03-28 | Ventil |
DK06747612T DK1875037T3 (da) | 2005-04-11 | 2006-03-28 | Ventil |
EP06747612A EP1875037B1 (en) | 2005-04-11 | 2006-03-28 | Valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20051778A NO324144B1 (no) | 2005-04-11 | 2005-04-11 | Doseringsventil og fremgangsmate for stromningskontroll |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20051778D0 NO20051778D0 (no) | 2005-04-11 |
NO20051778L NO20051778L (no) | 2006-10-12 |
NO324144B1 true NO324144B1 (no) | 2007-09-03 |
Family
ID=35266206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20051778A NO324144B1 (no) | 2005-04-11 | 2005-04-11 | Doseringsventil og fremgangsmate for stromningskontroll |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060225793A1 (no) |
EP (1) | EP1875037B1 (no) |
AT (1) | ATE430873T1 (no) |
DE (1) | DE602006006661D1 (no) |
DK (1) | DK1875037T3 (no) |
NO (1) | NO324144B1 (no) |
WO (1) | WO2006110039A1 (no) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO337385B1 (no) * | 2014-05-08 | 2016-04-04 | Bandak Eng As | Tallerkenventil |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100258046A1 (en) * | 2007-05-17 | 2010-10-14 | Vladimir Berger | Method and apparatus for suppressing cavitation on the surface of a streamlined body |
IT1391371B1 (it) * | 2008-10-07 | 2011-12-13 | Eni Spa | Sistema valvola di testa pozzo per la regolazione del flusso con funzionalita' integrata di misurazione della portata multifase |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1617614A (en) * | 1924-08-18 | 1927-02-15 | York Victor | Flow nipple |
US1986600A (en) * | 1933-09-06 | 1935-01-01 | Gulf Res & Dev Corp | Variable orifice choke valve |
US2219504A (en) * | 1938-02-28 | 1940-10-29 | Robert S Willis | Flow control device |
US2672159A (en) * | 1948-11-05 | 1954-03-16 | Robert O Walton | Straight line choke valve |
US3480037A (en) * | 1967-10-06 | 1969-11-25 | Gem Oil Tool Co Inc | Adjustable positive choke |
US4159703A (en) * | 1976-12-10 | 1979-07-03 | The Bendix Corporation | Air assisted fuel atomizer |
CA1056716A (en) * | 1977-07-29 | 1979-06-19 | Dome Petroleum Limited | System for preventing hydrate plug formation in gas wells |
US4356997A (en) * | 1980-09-29 | 1982-11-02 | Quality Valve And Machine Works, Inc. | Flow control mechanism for high pressure wells |
US4444220A (en) * | 1981-02-02 | 1984-04-24 | Willis Division Of Smith International, Inc. | High pressure valve |
US4432387A (en) * | 1982-09-20 | 1984-02-21 | Sims Don G | Rotating disc gate valve |
US5209301A (en) * | 1992-02-04 | 1993-05-11 | Ayres Robert N | Multiple phase chemical injection system |
US5201491A (en) * | 1992-02-21 | 1993-04-13 | Texaco Inc. | Adjustable well choke mechanism |
US5241980A (en) * | 1992-06-08 | 1993-09-07 | Cor-Val, Inc. | Oil field choke apparatus |
US5593136A (en) * | 1994-08-05 | 1997-01-14 | B&F Medical Products, Inc. | Gas flow rate regulator |
AU8070798A (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-16 | Camco International, Inc. | Full bore variable flow control device |
US6367546B1 (en) * | 1999-11-30 | 2002-04-09 | Carpenter Advanced Ceramics, Inc. | Ceramic components for high pressure oil wells |
US6536467B2 (en) * | 2000-12-05 | 2003-03-25 | National-Oilwell, L.P. | Valve with increased inlet flow |
US20040140088A1 (en) * | 2003-01-17 | 2004-07-22 | Mentesh Ibrahim M. | Variable choke assembly |
-
2005
- 2005-04-11 NO NO20051778A patent/NO324144B1/no not_active IP Right Cessation
- 2005-05-16 US US11/130,581 patent/US20060225793A1/en not_active Abandoned
-
2006
- 2006-03-28 AT AT06747612T patent/ATE430873T1/de not_active IP Right Cessation
- 2006-03-28 DK DK06747612T patent/DK1875037T3/da active
- 2006-03-28 DE DE200660006661 patent/DE602006006661D1/de active Active
- 2006-03-28 EP EP06747612A patent/EP1875037B1/en active Active
- 2006-03-28 WO PCT/NO2006/000115 patent/WO2006110039A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO337385B1 (no) * | 2014-05-08 | 2016-04-04 | Bandak Eng As | Tallerkenventil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20051778D0 (no) | 2005-04-11 |
US20060225793A1 (en) | 2006-10-12 |
DE602006006661D1 (de) | 2009-06-18 |
DK1875037T3 (da) | 2009-07-20 |
EP1875037B1 (en) | 2009-05-06 |
ATE430873T1 (de) | 2009-05-15 |
WO2006110039A1 (en) | 2006-10-19 |
EP1875037A1 (en) | 2008-01-09 |
NO20051778L (no) | 2006-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8348623B2 (en) | Apparatus and a method for regulation of the energy potential in a fluid column located within a pipeline | |
US4881718A (en) | Ball control valve | |
SA520412474B1 (ar) | تشغيل مضخات تكسير متعددة لتوفير انتقال سلس لمعدل التدفق الكلي | |
NO345916B1 (no) | Fremgangsmåte for selvjustering av en fluidstrøm, selvjusterende strømningsstyreinnretning og anvendelse derav | |
US11607654B2 (en) | Methods and systems for in-line mixing of hydrocarbon liquids | |
JP6058672B2 (ja) | 流体混合送達システム | |
NO345637B1 (no) | Strømningsreguleringsanordning som hovedsakelig reduserer væskestrømmen når en egenskap til væsken befinner seg i et valgt område | |
NO336424B1 (no) | Strømningsstyringsanordning, strømningsstyringsfremgangsmåte og anvendelse derav | |
NO343930B1 (no) | Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning | |
NO336259B1 (no) | Ventil for strømningsregulering av et fluid | |
NO894323L (no) | Ventil. | |
NO345220B1 (no) | Brønnhode-ventilsystem for justering av strømningen med integrert flerfase-strømningshastighetsevne | |
US10041338B2 (en) | Adjustable autonomous inflow control devices | |
NO324144B1 (no) | Doseringsventil og fremgangsmate for stromningskontroll | |
GB2227551A (en) | Fluid injection choke valve | |
CN105736733A (zh) | 一种调节球阀 | |
US9377127B2 (en) | Ball valve with square bore and quarter turn component | |
NO20092006A1 (no) | Ventil | |
NO894324L (no) | Ventil. | |
CN103132957B (zh) | 可选择控流元件安装孔道入出口距的井下控流过滤器 | |
US341170A (en) | Apparatus for controlling the supply of fluid through pipes | |
KR20120008357U (ko) | 버터플라이 밸브 | |
US1286971A (en) | Controlling-valve for hydraulic oil-delivery systems. | |
RU94729U1 (ru) | Задвижка-регулятор расхода жидкости или газа многоканальная на высокое давление для интенсификации нефтедобычи | |
NO338993B1 (no) | Strømningsstyringsinnretning og fremgangsmåte for å kontrollere fluidstrømningen ved olje- og/eller gassproduksjon |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |