NO325979B1 - System og fremgangsmate for a kjole en flerfasebronnstrom - Google Patents

System og fremgangsmate for a kjole en flerfasebronnstrom Download PDF

Info

Publication number
NO325979B1
NO325979B1 NO20063165A NO20063165A NO325979B1 NO 325979 B1 NO325979 B1 NO 325979B1 NO 20063165 A NO20063165 A NO 20063165A NO 20063165 A NO20063165 A NO 20063165A NO 325979 B1 NO325979 B1 NO 325979B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
liquid
gas
multiphase
separator
conductor
Prior art date
Application number
NO20063165A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20063165L (no
Inventor
Edwin Poorte
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Priority to NO20063165A priority Critical patent/NO325979B1/no
Priority to US12/307,713 priority patent/US20100006291A1/en
Priority to PCT/NO2007/000247 priority patent/WO2008004881A1/en
Priority to AU2007270185A priority patent/AU2007270185B2/en
Priority to GB0902045A priority patent/GB2454126B/en
Publication of NO20063165L publication Critical patent/NO20063165L/no
Publication of NO325979B1 publication Critical patent/NO325979B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/36Underwater separating arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0206Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • F28D1/022Heat exchangers immersed in a large body of liquid for immersion in a natural body of water, e.g. marine radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0059Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for petrochemical plants

Abstract

Fremgangsmåte for å kjøle en flerfasebrønnstrøm, som innbefatter å: - separere flerfasebrønnstrømmen (G+L) i gassanrikede og væskeanrikede fraksjoner i en gass/væske-separator (2, 22), - kjøle den væskeanrikede fraksjonen i en varmeveksler (6, 26), - sprøyte den avkjølte væskeanrikede fraksjonen inn i brønnstrømmen (G+L) igjen oppstrøms for gass/væske-separatoren (2, 22), og dermed avkjøle brønnstrømmen uten behov for direkte kjøling av flerfasebrønnstrømmen med en gass/væske-varmeveksler, som kan være ti ganger så stor som væske/væske-varmeveksleren (6, 26) til kjøling av den resirkulerte væskeanrikede fraksjonen Lkald.

Description

Bakgrunnen for oppfinnelsen
Oppfinnelsen dreier seg om en fremgangsmåte for å kjøle en flerfase-brønnstrøm.
En slik fremgangsmåte er kjent fra OTC-artikkel 17399 «Subsea Gas Compression - Challenges and Solutions» presentert av R.Fantoft ved konferansen om oljeutvinning til havs som ble holdt i Houston, USA den 2.-5. mai 2005, og fra de internasjonale patentsøknadene WO30/033870, WO03/035335 og WO2005/026497.
Fremgangsmåten som er kjent fra WO2005/026497 innbefatter å:
- overføre fierfasebrønnstrømmen gjennom et røropplegg for flerfase-brønnstrøm til en gass/væske-separator der den flerfasede brønnstrøm-blandingen separeres til en stort sett gassformig og en stort sett væskeformig
fraksjon,
- overføre den stort sett væskeformige fraksjonen til et væskerøropplegg der det er anbrakt en væskepumpe, - overføre den stort sett gassformige fraksjonen til et gassrøropplegg der det er anbrakt en kompressor, - beskytte gasskompressoren mot brønnspark ved å resirkulere en resirkulert gasstrøm ved hjelp av en gassresirkuleringsleder gjennom gasskompressoren når det registreres at det starter et brønnspark ved lav
strømningshastighet i innløpet til kompressoren.
Det er ønskelig å kjøle gassen før komprimering for høyest mulig ytelse ved en gitt installert komprimeringskraft.
Fra norsk patentsøknad NO 1997 4447 fremgår det en fremgangsmåte ved produksjon av en brønn hvor en brønnstrøm føres gjennom en kritisk varme-utsatt presskomponent og et anlegg for produksjon av en brønn. En sirkula-sjonspumpe benyttes for å ivareta sirkulasjon. En masse som er kaldere enn brønnstrømmen blandes inn i brønnstrømmen oppstrøms for den varmeutsatte presskomponenten.
Det er et mål med den foreliggende oppfinnelsen å tilby en forbedret fremgangsmåte for å kjøle en flerfaset brønnstrømblanding.
Sammendrag av oppfinnelsen
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører således et selvregulerende, undersjøisk system for kjøling av en flerfaset brønnstrøm fra en undersjøisk produksjonsbrønn. En flerfaseleder føres inn i en separator for separasjon av gass og væske. En væskesirkulasjonssleder forløper fra separatoren. Systemet omfatter videre en sjøvannskjølt varmeveksler. Væske sirkulasjonslederen forløper direkte inn i varmeveksleren og videre direkte inn i flerfaselederen oppstrøms for separatoren, slik at systemet utelukkende består av statisk utstyr.
I henhold til oppfinnelsen tilbys det videre en fremgangsmåte for å kjøle en flerfase-brønnstrøm, hvor fremgangsmåten innbefatter å kjøle en flerfase-brønnstrøm. Fremgangsmåten innbefatter å separere fierfasebrønnstrømmen i gassanrikede og væskeanrikede fraksjoner i en gass/væske-separator. Den væskeanrikede fraksjon føres direkte til en varmeveksler. Fremgangsmåten omfatter videre å:
kjøle den væskeanrikede fraksjonen i varmeveksleren,
føre den væskeanrikede fraksjon fra varmeveksleren direkte inn i flerfase
brønnstrømmen, og
sprøyte den avkjølte væskeanrikede fraksjonen inn i brønnstrømmen igjen
oppstrøms for gass/væske-separatoren.
Gass/væske-separatoren og varmeveksleren kan være nedsenket i (sjø-)vann og varmeveksleren kan kjøles av sjøvannet i omgivelsene.
Den drivende kraften for væskesirkulasjonen kan fås fra den statiske fallhøyden mellom væskenivået i separatoren og injeksjonspunktet. Spesielle fordeler med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at eventuell gas som føres med væskestrømmen og væske som føres med gasstrømmen er neglisjerbar, noe som eliminerer behovet for nivåkontroll. Systemet kan derfor bestå utelukkende av statisk utstyr (dvs. at det ikke trenger pumpe, ingen strømtilførsel, ingen instrumentering og ingen kontroller) og derfor er ekstremt robust, tørrstoff-tolerant og har lavt utgiftsnivå.
Eventuelt kan flerfastbrønnstrømmen transporteres fra en eller flere gass-og/eller råoljeproduksjonsbrønner til gass/væske-separatoren gjennom en flerfaseleder for brønnstrømtransport og den avkjølte væskeanrikede fraksjonen kan sprøytes inn i flerfaselederen for brønnstrømtransport igjen ved hjelp av en strålepumpe, der flerfasestrømmen vil være det drivende fluidet. Dette vil forårsake et mindre trykkfall i flerfasestrømmen.
Gass/væske-separatoren kan være en hybrid syklon- og gravitasjonsseparator som innbefatter et stort sett loddrett orientert rørformet separasjonskar med væskeutløp nær bunnen av karet og gassutløp nær toppen av karet og et stort sett tangentielt innløp for flerfasefluid som er koblet til flerfaselederen for brønnstrømtransport.
Disse og andre egenskaper, realiseringer og fordeler ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen beskrives i de tilføyde kravene, i sammendraget og den detaljerte beskrivelsen nedenfor av foretrukne realiseringer der det henvises til de tilføyde illustrasjonene.
Kort beskrivelse av figurene
FIG. 1 er en skjematisk fremstilling av en konstruksjon til bruk i fremgangs måten i henhold til oppfinnelsen, og FIG. 2 er en skjematisk fremstilling av en foretrukket realisering av konstruk-sjonen på FIG. 1.
Detaljert beskrivelse av foretrukne realiseringer av oppfinnelsen
FIG.1 viser en undersjøisk produksjonsbrønn 1 for naturgass og/eller råoljesom den produserte fierfasebrønnstrømmen G+L transporteres fra til en gass/- væske-separator 2 gjennom et røropplegg for transport av flerfase-brønnstrøm 3, som kan befinne seg nær havbunnen 4.
Gass/væske-separatoren 2 innbefatter et separasjonskar av gravitasjonstypen der en væskefraksjon L samler seg i bunnen av karet og slippes ut i en væske-resirkulasjons-leder 5 der det er plassert en varmeveksler 6 hvor den resirkulerte væsken kjøles, slik at denne resirkuleringslederen slipper resirkulert kald væske Lkaid inn i flerfaselederen for transport av brønnstrøm 3, og den resirkulerte kalde væsken Uaid kjøler hele fierfasebrønnstrømmen, også gassfraksjonen, og dermed danner en avkjølt flerfasebrønnstrøm (G+L)kj0it som gjennom et øvre utløp 7 slippes ut til gass/væske-separatoren 2.
FIG. 2 viser en foretrukket realisering av en gass/væske-separator til bruk i fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, der separatoren innbefatter et stort sett loddrett orientert kar 22 som tilføres en flerfaseblanding av brønnstrøm G+L gjennom en tangentiell innløpsleder 20 fra en flerfaseleder 23 for transport av brønnstrøm, som er koblet til en undersjøisk produksjonsbrønn 21 for gass-og/eller råolje. Den tangentielle innløpslederen 20 sikrer at gass og væske separeres i bulk.
I separasjonskaret 22 samler det seg en væskefraksjon L i bunnen av karet som slippes ut i en væskeresirkuleringsleder 25 der det er plassert en varmeveksler 26 hvor den resirkulerte væsken kjøles slik at resirkuleringslederen slipper resirkulert kald væske Lkaid ut i flerfaselederen 23 for transport av brønnstrøm, slik at den resirkulerte kalde væsken Lkaid kjøler hele fierfase-brønnstrømmen, også gassfraksjonen, og det dannes en avkjølt flerfase-brønnstrøm (G+L)kjøit som gjennom et øvre utløp 27 slippes ut til gass/væske-separatoren 22.
Den kalde resirkulerte væsken Lkaid sprøytes inn i lederen 23 gjennom en strålepumpe 28, som gjør at fierfasebrønnstrømmen G+L suger den resirkulerte kalde væsken Lkaid inn i ledning 23, uten at det trengs noen resirkuleringspumpe og slik at den resirkulerte kalde væsken Lkaid blandes godt med fierfase-brønnstrømmen G+L og effektivt kjøler denne strømmen.
En fordel med å resirkulere kald væske inn i lederen 23 i stedet for å plassere en sjøvannskjølt varmeveksler i lederen 23 selv, er at varmeveksleren 6, 26 i væske-resirkuleringslederen er en væske/væske-varmeveksler, som kan være omtrent en tidel så stor som den gass/væske-varmeveksleren man ville trengt for å kjøle den potensielt hovedsakelig gassformige brønnstrømmen G+L som strømmer gjennom transport-lederen for brønnstrøm 3, 23. En annen fordel er at fierfasebrønnstrømmen kan inneholde tørrstoff som kan medføre risiko for vesentlig erosjon på varmeveksleren over tid hvis den var plassert i lederen 23. Denne risikoen er betydelig redusert siden hastigheten i kjøleren 26 er forholds-vis lav og det kan ordnes slik at det meste av tørrstoffet direkte forlater separatoren 20 gjennom lederen 27 i stedet for at de resirkuleres til lederen 25. Det kan være ønskelig å kjøle fierfasebrønnstrømmen hvis strømmen separeres og/eller komprimeres nedstrøms for varmeveksleren 2, 22. Strømningskapasiteten for en gitt komprimeringsinnsugning og utslippstrykk er lavere. Derfor er fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen egnet for kjøling av en flerfasebrønnstrøm effektivt på et undersjøisk sted, med en kompakt væske/væske-varmeveksler 6, 26 og uten at det kreves ytterligere undersjøiske pumpeorgan og/eller strømningsregulerende organ.

Claims (7)

1. Selvregulerende, undersjøisk system for kjøling av en flerfaset brønnstrøm fra en undersjøisk produksjonsbrønn (1,21) der en flerfaseleder (3, 23) føres inn i en separator (2, 22) for separasjon av gass og væske, og der en væskesirkulasjonssleder (5,25) forløper fra separatoren (2,22), og der systemet videre omfatter en sjøvannskjølt varmeveksler (6, 26), karakterisert ved at: væskesirkulasjonslederen (5, 25) forløper direkte inn i varmeveksleren (6, 26) og videre direkte inn i flerfaselederen (3, 23) oppstrøms for separatoren (2, 22), slik at systemet utelukkende består av statisk utstyr.
2. Selvregulerende undersjøisk system som angitt i krav 1, videre omfattende en strålepumpe (28), som gjør at den flerfasede brønnstrømmen suger væske fra separatoren (2, 22), plassert innvendig i væskesirkulasjonslederen (5, 25).
3. Selvregulerende undersjøisk system som angitt i krav 1, videre omfattende at separatoren (2, 22) omfatter et loddrett orientert rørformet separasjonskar med væskeutløp nær en bunn og et gassutløp nær toppen, idet karet tilføres den flerfasede brønnstrømmen gjennom en tangentiell innløps-leder (20) fra flerfaselederen (3, 23).
4. Fremgangsmåte for å kjøle en flerfasebrønnstrøm, hvor fremgangsmåten innbefatter å: separere fierfasebrønnstrømmen i gassanrikede og væskeanrikede fraksjoner i en gass/væske-separator,karakterisert ved å føre den væskeanrikede fraksjon direkte til en varmeveksler (6, 26), kjøle den væskeanrikede fraksjonen i varmeveksleren (6,26), føre den væskeanrikede fraksjon fra varmeveksleren (6,26) direkte inn i flerfase brønnstrømmen, og sprøyte den avkjølte væskeanrikede fraksjonen inn i brønnstrømmen igjen oppstrøms for gass/væske-separatoren (2, 22).
5. Fremgangsmåten i henhold til krav 4, der gass/væske-separatoren (2, 22) og varmeveksleren (6, 26) er nedsenket i vann og varmeveksleren (6,26) kjøles av vannet i omgivelsene.
6. Fremgangsmåten i henhold til krav 4, der fierfasebrønnstrømmen transporteres fra en eller flere produksjonsbrønner (1,21) for gass og/eller råolje til gass/væske-separatoren (2, 22) gjennom en transportleder (3, 23) for flerfasebrønnstrøm og den avkjølte væskeanrikede fraksjonen sprøytes inn i transportlederen (3, 23) for flerfasestrøm igjen ved hjelp av en strålepumpe (28).
7. Fremgangsmåten i henhold til krav 4, der gass/væske-separatoren (22) er en hybrid syklon- og gravitasjonsseparator som innbefatter et stort sett loddrett orientert rørformet separasjonskar med væskeutløp (25) nær bunnen av karet og gassutløp (27) nær toppen av karet og et stort sett tangentielt innløp (20) for flerfasefluid som er koblet til transportlederen for flerfasebrønnstrøm.
NO20063165A 2006-07-07 2006-07-07 System og fremgangsmate for a kjole en flerfasebronnstrom NO325979B1 (no)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20063165A NO325979B1 (no) 2006-07-07 2006-07-07 System og fremgangsmate for a kjole en flerfasebronnstrom
US12/307,713 US20100006291A1 (en) 2006-07-07 2007-07-02 Method of cooling a multiphase well effluent stream
PCT/NO2007/000247 WO2008004881A1 (en) 2006-07-07 2007-07-02 Method of cooling a multiphase well effluent stream
AU2007270185A AU2007270185B2 (en) 2006-07-07 2007-07-02 Method of cooling a multiphase well effluent stream
GB0902045A GB2454126B (en) 2006-07-07 2007-07-02 Method of cooling a multiphase well effluent stream

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20063165A NO325979B1 (no) 2006-07-07 2006-07-07 System og fremgangsmate for a kjole en flerfasebronnstrom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20063165L NO20063165L (no) 2008-01-08
NO325979B1 true NO325979B1 (no) 2008-08-25

Family

ID=38894777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20063165A NO325979B1 (no) 2006-07-07 2006-07-07 System og fremgangsmate for a kjole en flerfasebronnstrom

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100006291A1 (no)
AU (1) AU2007270185B2 (no)
GB (1) GB2454126B (no)
NO (1) NO325979B1 (no)
WO (1) WO2008004881A1 (no)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO330761B1 (no) * 2007-06-01 2011-07-04 Fmc Kongsberg Subsea As Undersjoisk kjoleenhet og fremgangsmate for undersjoisk kjoling
NO328277B1 (no) * 2008-04-21 2010-01-18 Statoil Asa Gasskompresjonssystem
US9127897B2 (en) * 2010-12-30 2015-09-08 Kellogg Brown & Root Llc Submersed heat exchanger
US9822932B2 (en) 2012-06-04 2017-11-21 Elwha Llc Chilled clathrate transportation system
US9464764B2 (en) 2012-06-04 2016-10-11 Elwha Llc Direct cooling of clathrate flowing in a pipeline system
NO335391B1 (no) * 2012-06-14 2014-12-08 Aker Subsea As Bruk av brønnstrøms varmeveksler for strømningssikring
NO337623B1 (no) * 2013-03-26 2016-05-09 Fmc Kongsberg Subsea As Separasjonssystem som benytter varme ved kompresjon
EP3004528A4 (en) * 2013-06-06 2017-02-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Subsea production cooler
US10578128B2 (en) 2014-09-18 2020-03-03 General Electric Company Fluid processing system
US10801482B2 (en) * 2014-12-08 2020-10-13 Saudi Arabian Oil Company Multiphase production boost method and system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3384169A (en) * 1966-05-17 1968-05-21 Mobil Oil Corp Underwater low temperature separation unit
NO172555C (no) * 1989-01-06 1993-08-04 Kvaerner Subsea Contracting As Undervannsstasjon for behandling og transport av en broennstroem
NO172076C (no) * 1991-02-08 1993-06-02 Kvaerner Rosenberg As Kvaerner Kompressoranlegg i en undervannstasjon for transport av en broennstroem
FR2720498B1 (fr) * 1994-05-27 1996-08-09 Schlumberger Services Petrol Débitmètre multiphasique.
US6007306A (en) * 1994-09-14 1999-12-28 Institute Francais Du Petrole Multiphase pumping system with feedback loop
NO974447L (no) * 1997-09-26 1999-03-29 Kvaerner Eng FremgangsmÕte ved produksjon av en br°nn samt anlegg for produksjon av en br°nn
NO321304B1 (no) * 2003-09-12 2006-04-24 Kvaerner Oilfield Prod As Undervanns kompressorstasjon
EP1941127A1 (en) * 2005-10-24 2008-07-09 Shell Oil Company Systems and methods for producing hydrocarbons from tar sands with heat created drainage paths
NO326079B1 (no) * 2006-07-07 2008-09-15 Shell Int Research Fremgangsmate for a behandle og separere en flerfaset bronnstromblanding.
NO325930B1 (no) * 2006-07-07 2008-08-18 Shell Int Research Fremgangsmate for a bearbeide og separere en flerfaset bronnstromblanding

Also Published As

Publication number Publication date
US20100006291A1 (en) 2010-01-14
GB2454126A (en) 2009-04-29
AU2007270185A1 (en) 2008-01-10
AU2007270185B2 (en) 2010-12-02
GB0902045D0 (en) 2009-03-18
GB2454126B (en) 2011-04-20
WO2008004881A1 (en) 2008-01-10
NO20063165L (no) 2008-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO325979B1 (no) System og fremgangsmate for a kjole en flerfasebronnstrom
US6673249B2 (en) Efficiency water desalination/purification
NO325930B1 (no) Fremgangsmate for a bearbeide og separere en flerfaset bronnstromblanding
US6672391B2 (en) Subsea well production facility
EA009263B1 (ru) Судно
US20180002623A1 (en) Subsea fluid processing system
US9303498B2 (en) Subsea compression
CN101056966A (zh) 新型水合物基系统
AU2002219792A1 (en) Improved efficiency water desalination/purification
US11702915B2 (en) Method and system for Co2 enhanced oil recovery
WO2021225448A1 (en) Capturing and storing co2 generated by offshore hydrocarbon production facilities
US20150021235A1 (en) Method and system for providing fuel gas to a topside facility
RU2012143399A (ru) Обработка потока жидких углеводородов, содержащего воду
RU2635799C9 (ru) Производственный кластер для добычи и переработки газового конденсата шельфового месторождения
US20050211440A1 (en) Offshore nitrogen production and injection
Drescher et al. Method and system for Co 2 enhanced oil recovery
GB2597881A (en) Method and system for CO2 enhanced oil recovery
KR20190080466A (ko) 해양플랜트 구조의 육상용 실증 통합운전 시스템
MXPA06010940A (en) Offshore nitrogen production and injection

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: BRYN AARFLOT AS, POSTBOKS 449 SENTRUM, 0104 OSLO,