NO326198B1 - Anordning og fremgangsmate for a eliminere voldsom stotvis stromning i flerfase-stromningsledninger - Google Patents
Anordning og fremgangsmate for a eliminere voldsom stotvis stromning i flerfase-stromningsledninger Download PDFInfo
- Publication number
- NO326198B1 NO326198B1 NO20011315A NO20011315A NO326198B1 NO 326198 B1 NO326198 B1 NO 326198B1 NO 20011315 A NO20011315 A NO 20011315A NO 20011315 A NO20011315 A NO 20011315A NO 326198 B1 NO326198 B1 NO 326198B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- flow
- riser
- stratified
- internal passage
- multiphase
- Prior art date
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000009491 slugging Methods 0.000 claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 16
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 3
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 3
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 description 2
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
-
- 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
- Y10T137/0318—Processes
- Y10T137/0396—Involving pressure control
-
- 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
- Y10T137/402—Distribution systems involving geographic features
Description
Den foreliggende oppfinnelsen har til hensikt å bøte på de skadelige effektene av det fenomenet som er kjent som voldsom støtvis strøming ("severe slugging") på aktiviteter som omfatter en flerfase-fluidstrømning, så som ved produksjon av petroleum offshore.
Fenomenet voldsom støtvis strømning, eller voldsom intermitterende strømning, karakteriseres ved store svingninger i trykknivåer og i den strømningsraten i en flerfase-strømning der både gasser og væsker er tilstedeværende. Lengden på den typiske væskepluggen øker og kan til og med nå fra en til flere stigerørslengder i ekstreme tilfeller. Spesielt innenfor offshore petroleumsproduksjonsaktiviteter utgjør voldsom støtvis strømning skadelige effekter som i stor grad kan sette produksjonen i fare.
Når et offshore petroleumsfelt utnyttes kommersielt, er det nødvendig at den produserte oljen strømmer via rør fra brønnene til produksjonsenheten på overflaten. Strømningsledninger under vann som kommer fra brønnene og befinner seg på havbunnen er vanligvis tilkoblet ved et visst punkt til oppadstigende undervanns strømningsledninger, omtalt av spesialister som "stigerør", som fører de produserte fluider opp til overflaten.
Voldsom støtvis strømning opptrer når to vilkår er oppfylte. Disse er: (i) en lagdelt synkende strømning med en lav strømningshastighet i den undervanns strømningsledningen, og (ii) den undervanns strømningsledningen omfatter et undervanns stigerør. Under visse forhold skaper strømningsledningen helning og hastigheten i den flerfase olje/gasstrømningen forhold under hvilke strømmen i strømningsledningen blir lagdelt, dvs. strømningen må innta et strømningsmønster som er av en lagdelt type, dvs. med praktisk talt separate faser av væske og gass, der gassen strømmer over væsken. Denne separasjonen av gassen inn i den øvre delen av den avskrådde strømningsledningen er den bestemmende faktor for etableringen av fenomenet voldsom støtvis strømning.
På grunn av dens svært transiente egenskap medfører voldsom støtvis strømning vesentlige svingninger i trykknivåer og i strømningsrate i de produserte fluider og ekstreme tilfeller kan til og medføre at produksjonen avstenges.
Voldsom støtvis strømning er en syklisk prosess. Ved et spesifikt trinn i syklusen begynner væsken å akkumulere i stigerøret under vann og fungerer som en væsketetning, ved at den blokkerer gassens passasje. Gassen begynner så å bli komprimert inne i strømningsledningen. Når trykket på gassen øker tilstrekkelig for å overvinne det hydrostatiske trykk utøvet av væskesøylen som har akkumulert i det undervanns stigerøret, vil gassen så ekspandere og presse væsken oppover i stigerøret mot et oppsamlingspunkt på overflaten, som vanligvis er en separatorbeholder.
Straks en slik ekspansjon har opptrådt, vender gassens strømningshastighet tilbake til lave nivåer. De to fasene inntar så igjen en høy grad av slipping ("slip"), der væsken har en tendens til å akkumulere seg nok en gang i det undersjøiske stigerøret, og syklusen gjentar seg.
Fenomenet voldsom støtvis strømning betyr dermed at der er perioder når vilkåret for voldsom støtvis strømning opptrer i den undersjøiske strømningsledningen og i stigerøret, da der praktisk talt ikke er noen produksjon av væske eller gass, der disse periodene avbrytes med andre når høye strømningshastigheter for væske og gass opptrer.
Dette er svært uønsket på grunn av de resulterende vesentlige fluktuasjonene i trykk og i strømningshastighet, da et høyt produksjonsnivå av væske for eksempel kan medføre en oversvømmelse og nedstengning av separatortanken på overflaten, med skadelige konsekvenser for produksjonen. I tillegg kan fluktuasjoner i gassproduksjonen gi opphav til operasjonelle problemer med gassavbrenningen og kan også medføre høye trykk som har en tendens til å hemme brønnens produksjonskapasitet.
Fenomenet voldsom støtvis strømning opptrer også i situasjoner der en strømningsledning på land ligger i åslendt eller kupert terreng. Voldsom støtvis strømning opptrer på en måte tilsvarende den som er beskrevet over på grunn av (i) en synkende seksjon med multifase strømning, med et lagdelt fasemønster, fulgt av (ii) en stigende seksjon. Denne konfigurasjonen kan også repeteres ved ulike punkter langs hele strømningsledningens lengde. Dette er dermed et tilsvarende problem som det som opptrer i et avskrådd undervanns strømningsledning/stigerørsystem, slik at løsningene som er frembrakt for et tilfelle i prinsippet kan anvendes for det andre.
Det finnes hovedsakelig to fremgangsmåter som kan tilpasses for å redusere eller eliminere effektene av voldsom støtvis strømning. I den første gjøres et forsøk på å influere den faktiske strømningen og, i den andre, gjøres et forsøk på å forandre produksjonsfacilitetene.
De løsningene som oftest benyttes for å influere strømningen er relatert til strupning på overflaten eller gassløft ved stigerørets basis.
I det første tilfellet oppnås stabilisering av strømningen ved å introdusere et lokalisert trykkfall (falltap) på grunn av en strupning av strømningen ved stigerørets topp. Mottrykket påført ved hjelp av struperen ved overflaten er proporsjonal med hastighetsstrømningen forbi denne. På denne måte stoppes den støtvise strømning og strømmen kan stabiliseres. I tillegg til at det ikke alltid er mulig å stoppe den støtvise strømning på en vellykket måte, er ulempen ved denne løsningen av begrensningen av strømningen kan være overdreven, hvilket tvinger strømningen til å stabilisere ved et gjennomsnitts strømningstrykk som er mye høyere enn det trykket som opptrer ved voldsom støtvis strømning, og dette medfører et produksjonstap.
Bruken av en struper for å regulere voldsom støtvis strømning er omtalt i "Oil and Gass Journal", 12. november 1979, på s. 230 til 238.
Med gassløft utføres et forsøk på å redusere det hydrostatiske trykk i væskesøylen i stigerøret med det formål å oppnå en trykkreduksjon i ledningen og holde væsken i bevegelse i stigerøret. Denne løsningen er imidlertid forholdsvis komplisert å rigge opp og forholdsvis kostbar, og krever tilgjengelighet av både gass og utstyr for å komprimere gassen, hvilket ikke alltid finnes i en gitt situasjon.
GB-A-2280460 redegjør for en foring eller innvendig bekledning for å redusere strømningstverrsnittet i et stigerør for å legge til rette for strømning uten støtvis strømning ved reduserte strømningshastigheter, for eksempel mot slutten av brønnens levetid.
SE 502291 viser en anordning for fordeling av en gasstrøm over et strømningsareal, men er ikke egnet for flerfasestrømning
EP-A-0034079 redegjør for en kjede av ulike elementer som bryter opp to-fase strømningen for å homogenisere denne.
En annen løsning for voldsom støtvis strømning, der produksjonsfacilitetene endres, er fremlagt i vår GB-A-2-282.399. Denne løsningen omfatter installasjonen av minst en reserve- eller ytterligere sekundærledning som begynner i den nedadgående undervanns strømningsledningen og ender i det undervanns stigerøret som fører fluidene opp til produksjonsenheten på overflaten.
GB-A-0729880 redegjør for en anordning for bruk i et pneumatisk kraftoverføringssystem for å sikre at partiklene i det overførte materialet ikke er i stand til å sentrifugere mot den ytre veggen i et bend og tette transportrøret.
US-A-4544207 redegjør for et system for vedlikehold av bobler med mindre diameter i en to-fase strømning av gassbobler inne i en væske, for på den måten å opprettholde det korrekte forholdet mellom gass og væskefase i en strømning. Denne anordningen er nærmere bestemt benyttet der matningsstrømningen er stigende og passerer gjennom en strømningsbegresning før et koblingspunkt i strømningen.
En slik ytterligere eller hjelpesekundærledning samler opp den segrerte gassen ved toppen av den undervanns strømningsledningen, ved et punkt lokalisert ved en på forhånd bestemt avstand fra forbindelsespunktet mellom den undervanns strømningsledningen og det undervanns stigerøret, og transporterer gassen så langt som til et punkt som befinner seg langs det undervanns stigerøret ved en på forhånd bestemt avstand fra det forbindelsespunktet. Differansetrykket som eksisterer mellom krysningspunktene frembringer gasstrømningen mellom disse punktene.
Denne løsningen har den ene ulempen at den er forholdsvis kostbar, spesielt i situasjoner der hjelpeledningen er lang.
Det er derfor et behov for en ny løsning på problemet med voldsom støtvis strømning. Den foreliggende oppfinnelse foreslår en løsning til problemet som er enkel og rimelig.
Det er således frembrakt en anordning for å forhindre voldsom støtvis strømning ("severe slugging") i en flerfasestrømning som strømmer i en strømningsledning og videre i et dertil tilknyttet stigerør, idet anordningen innbefatter et legeme med en konvergerende dyseseksjon posisjonert i strømningsledningen i et område ved overgangen til stigerøret, kjennetegnet ved at legemet videre innbefatter en divergerende diffusorseksjon, hvorved den konvergerende dyseseksjonen og den divergerende diffusorseksjonen avgrenser en innvendig passasje i legemet med en geometrisk utforming som introduserer et trykkfall, hvorved flerfasestrømningen i et område nedstrøms legemet oppviser et ikke-lagdelt strømningsmønster
I en utføreslesform har den innvendige passasjens geometriske konfigurasjon i legemet form av en konsentrisk blende.
I en utførelsesform har den innvendige passasjens geometriske konfigurasjon i legemet form av en konsentrisk venturi.
I en utførelsesform oppviser anordning ifølge oppfinnelsen et parti med hovedsakelig konstant tverrsnitt mellom den konvergerende dysen og den divergerende diffusoren.
Den geometriske konfigurasjon til den innvendige passasje definert av nevnte legeme har i en utførelsesform formen av minst en konsentrisk blende.
Den geometriske konfigurasjon til den innvendige passasje definert av nevnte legeme har i en utføreslesform formen av minst en eksentrisk blende.
Den geometriske konfigurasjon til den innvendige passasje definert av nevnte legeme har i en utførelseform formen av konvergerende dyser.
I en utførelseform befinner nevnte legeme seg i strømningsledningen nær forbindelsespunktet mellom en nedadgående seksjon av strømningsledningen og stigerøret.
Det er også i følge oppfinnelsen frembrakt en fremgangsmåte for å eliminere voldsom støtvis strømning ("sever slugging") i en lagdelt flerfasestrømning i en strømningsledning, kjennetegnet ved å drive flerfasestrømningen fremad gjennom en anordning i henhold til oppfinnelsen, under forhold som er slike at den lagdelte strømningen konverteres til et ikke-lagdelt strømningsmønster for en strømningsbanelengde tilstrekkelig for å forhindre etableringen av fenomenet voldsom støtvis strømning. I en utførelsesform av fremgangsmåten er anordningen posisjonert nær forbindelsespunktet mellom en undervanns strømningsledning og et stigerør.
Et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse frembringer et multifase fluidstrømningssystem omfattende en strømningsledning som fører en lagdelt flerfase strømning, og som er forbundet til et stigerør og omfatter en anordning for å eliminere voldsom støtvis strømning i en lagdelt flerfase strømning i strømningsledningen, der anordningen omfatter et legeme anbrakt i nevnte strømningsledning der strømningen etter å ha passert gjennom anordningens indre deretter fortsetter gjennom nevnte stigerør, og der det indre av nevnte legeme definerer en indre passasje som har en geometrisk konfigurasjon slik at det introduserer et trykkfall som bidrar til en reorganisering av faser i et lagdelt strømningsmønster.
Strømningsledningen kan være en undervanns strømningsledning som fører en flerfase fluidstrøm som hovedsakelig kommer fira produksjonen fra petroleumsbrønner til havs. Anordningen er fortrinnsvis lokalisert nær forbindelsespunktet mellom denne undervanns strømningsledningen og et undervanns stigerør som fører flerfase strømningen til overflaten. Det ikke-lagdelte strømningsmønsteret kan for eksempel være en ringformet strømning, en boblestrømning etc.
Anordningen i det første aspekt av den foreliggende oppfinnelse har en geometri slik at den introduserer i strømningen et trykkfall som gjør det mulig å rearrangere fasene midlertidig, ved å konvertere en lagdelt strømning til et ikke-lagdelt strømningsmønster for en lengde av strømningsbane tilstrekkelig for å forhindre etableringen av fenomenet kjent som voldsom støtvis strømning ("severe-slugging").
I en foretrukket utførelsesform benyttes et konsentrisk venturi for å oppnå den ovennevnte rearrangering av fase. Deres geometriske konfigurasjoner kan frembringe adekvate operasjonelle resultater.
Et andre aspekt ved oppfinnelsen frembringer en fremgangsmåte for å eliminere voldsom støtvis strømning i en lagdelt flerfase strømning i en strømningsledning omfattende å drive flerfase strømningen fremad gjennom en anordning som definert i det første aspekt under forhold som er slik at den lagdelte strømningen konverteres til en ringformet strømning for en strømningsbanelengde tilstrekkelig for å forhindre etableringen av fenomenet benevnt voldsom støtvis strømning.
Oppfinnelsen vil nå beskrevet i ytterligere detalj sammen med de medfølgende tegningene, der: Fig. 1 er et diagrammatisk perspektiv av en nedadgående strømningsledning forbundet med et undervanns stigerør der voldsom støtvis strømning sannsynligvis opptrer. Fig. 2 er et illustrativt snittriss av en utførelsesform av anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse som har til hensikt å redusere effektene av voldsom støtvis strømning. Fig. 3 er et illustrativt snittriss av en utførelsesform av anordningen som er gjenstand for den foreliggende oppfinnelse, med optimalisert geometri, med den hensikt å redusere effektene av voldsom støtvis strømning. Fig. 1 viser et diagrammatisk illustrerende riss av en undervanns strømningsledning 1, med en nedadgående profil, forbundet med et undervanns stigerør 2. Som man ser, er det undervanns stigerør 2 i denne utførelsesformen tilkoblet, kun som et eksempel, til en separatorbeholder 3.
I situasjonen vist i fig. 1 kan det ses en søyle med væskefase 4 som fullstendig fyller det indre av en del 2a i det undervanns stigerør 2. Det skal også bemerkes at en nedadgående endedel la av den undervanns strømningsledningen 1, som befinner seg nær forbindelsespunktet 8 på ledningen 1 med undervanns stigerøret 2, også er fullstendig fylt med væsken 4 og dermed danner en væsketetning som blokkerer passasjen av gassfasen 5 inn i detjndre av det undervanns stigerøret 2.
Dette skaper de forholdene under hvilke voldsom støtvis strømning opptrer, for at dette skal skje er det kun nødvendig at trykket i gassfase 5 er tilstrekkelig for å overvinne det hydrostatiske trykket som utøves av væskefasesøylen 4 som er akkumulert i undervanns stigerøret 2.
For å forhindre at slike situasjoner oppstår, fremlegger den foreliggende oppfinnelse bruken av en anordning for å forhindre voldsom støtvis strømning ved å introdusere et lokalisert trykkfall, fortrinnsvis nær forbindelsespunktet mellom undervanns strømningsledningen 1 og undervanns stigerøret 2, som medfører en rearrangering av fasene med det formålet å forhindre fenomenet.
I den foreliggende utførelsesformen foreslås det at denne anordningen, vist i sin mer generelle form i fig. 2, er et legeme 20 som, i sin innvendige del, har et konsentrisk venturi 10 som er utstyrt med: en hovedsakelig konvergerende dyse 12, en hovedsakelig rett seksjon 14, og en hovedsakelig divergerende diffusor 16. Det skal bemerkes at den rette seksjonen 14 kan være svært liten eller i enkelte tilfeller til og med fraværende. Begrepene "konvergerende" og "divergerende" relaterer til strømningens retning, som er indikert i fig. 2 ved hjelp av pilen F. For de formål å forenkle den foreliggende beskrivelse, skal det forstås at enhver henvisning under til den konsentriske venturien 10, skal betraktes som henvisning til anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Den grunnleggende virkningen i den konsentriske venturien 10 er å skape en voldsom blanding av gassfasen med væskefasen, for å konvertere den hovedsakelig lagdelte strømningen som er etablert oppstrøms av den konsentriske venturien 10, til et ikke-lagdelt strømningsmønster, fortrinnsvis en hovedsakelig ringformet strømning, nedstrøms av den konsentriske venturien 10.
Tester som er utført av søker på modeller, viste at strømningen tenderer mot å returnere til den tidligere situasjonen, ved å søke stabilitet. Med andre ord, dersom strømningen skulle fortsette i ledningen, ville det skje en tilbakevending til lagdelt strømning. Imidlertid muliggjør den korrekte posisjoneringen av den konsentriske venturien i undervanns strømningsledningen 1 og dens korrekte dimensjonering (den konsentriske venturiens lengde L, inngangsvinkel al, utgangsvinkel al, diameter D, den rette seksjonens 14 diameter d - se fig. 2) at det ustabile nye mønsteret til fasene opprettholdes på en vellykket måte for en strømningsbanelengde som strekker seg opp til forbindelsespunktet 8 mellom undervanns strømningsledningen og undervanns stigerøret 2.
Dette hemmer fenomenet benevnt voldsom støtvis strømning, da det som faktisk etableres er en strømning med faser med mindre støtvis strømning, hvilket er fullstendig normalt i flerfase stigerør og ikke byr på operasjonelle problemer for produksjonsfacilitetene på overflaten.
En ønsket sekundæreffekt, introdusert av det konsentriske venturi 10, er frigjøringen av en stor mengde gass i den rette seksjonen 14 og dens omgivelser på grunn av det store trykkfallet som opptrer i denne seksjonen. Denne gassen var opprinnelig en løsning i oljen og, frigjort for et øyeblikk, tenderer mot å returnere inn i løsningen. Før dette imidlertid skjer, promoterer eksistensen av en høyere gasstrømningshastighet ytterligere etableringen av det ikke-lagdelte (ringformede) fasemønsteret og, avhengig av forholdene, promoterer større gassifisering i den vertikale strømningen i stigerøret, som også bidrar til å eliminere fenomenet voldsom støtvis strømning.
Det konsentriske venturi 10 introduserer i strømningen et lokalt trykkfall som kan
minimaliseres ved hjelp av den optimaliserte geometrien i det konsentriske venturiet 10. Et eksempel på en slik optimalisert geometri kan ses i fig. 3 som viser et klassisk profil for en konsentrisk venturi der den koniske konvergerende dysen med fordel er erstattet av en konvergerende dyse med en mild krumning. Overflatens finish er også en viktig
faktor for å redusere trykkfallet til det minimum som er nødvendig for å oppnå den ønskede rearrangering av fasene. I tester utførte av søker ble konfigurasjonen i fig. 2 tatt i bruk, da denne er lett å tilvirke og også fordi resultatene etter å ha kontrollert anordningens ytelser er kvalitativt svært like de som kunne oppnås med et konsentrisk venturi lik den som er vist i fig. 3.
I tillegg til dette forventes det at, straks tilstanden med voldsom støtvis strømning er eliminert, det gjennomsnittlige strømningstrykket med bruk av det konsentriske venturi 10 vil være mindre enn det som er fremherskende i den ustabile strømningen med voldsom støtvis strømning.
Når anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen dermed er korrekt dimensjonert, eliminerer anordningen ifølge oppfinnelsen vesentlige svingninger i trykk og strømningshastighet, og normaliserer strømningen og gjør operasjonen av de produksjonsfacilitetene som fluidene føres til, mer stabile. I tillegg er strømningens gjennomsnittstrykk mer stabilt enn det som oppnås med strømningen når voldsom støtvis strømning opptrer, slik at brønnens (brønnenes) produksjonskapasitet kan økes da produksjonen fra brønnen eller brønnene vil støte på et lavere mottrykk i undervanns strømningsledningen 1.
Anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen kan ha en enkel konstruksjon, være rimelig å tilvirke, og installeres i en strømningsledning på mange måter. Anordningen kan for eksempel konstrueres i form av en spole for å bli plassert fortrinnsvis nær forbindelsespunktet 8 mellom den undervanns strømningsledningen 1 og undervanns stigerøret 2. Fagmannen vil umiddelbart se at det er et utall andre muligheter for å installere anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse uten at det dermed fravikes fra omfanget av den foreliggende oppfinnelse.
Selv om oppfinnerne konkluderer at, hva geometrien angår, det konsentriske venturi 10 er den opsjonen som er mest egnet for anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen, skal det forstås at andre geometrier kan benyttes. Slike andre geometrier kan for eksempel være konsentriske eller eksentriske (sirkulære eller ikke-sirkulære) blender, konvergerende dyser, perforerte plater etc., og et eksentrisk venturi er til og med en opsjon hva angår geometrien av anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse.
Essensen ved den foreliggende oppfinnelsen ligger i å installere i en ledning med lagdelt strømning, en anordning som introduserer et lokalt trykkfall for å bidra til en fluid akselerasjon og en enkel reorganisering av faser, selv om denne er momentan, for å eliminere tilstanden omtalt som voldsom støtvis strømning.
Selv om oppfinnelsen her er beskrevet med henvisning til den mest foretrukne utførelsesformen, skal ovennevnte beskrivelse ikke betraktes å begrense den foreliggende oppfinnelsen, da denne kun er begrenset av omfanget av de følgende krav.
Claims (10)
1.
Anordning (10) for å forhindre voldsom støtvis strømning ("severe slugging") i en flerfasestrømning (F) som strømmer i en strømningsledning (1) og videre i et dertil tilknyttet stigerør (2), idet anordningen innbefatter et legeme (20) med en konvergerende dyseseksjon posisjonert i strømningsledningen (1) i et område ved overgangen til stigerøret, karakterisert ved at legemet (20) videre innbefatter en divergerende diffusorseksjon (16), hvorved den konvergerende dyseseksjonen (12) og den divergerende diffusorseksjonen (16) avgrenser en innvendig passasje i legemet (20) med en geometrisk utforming som introduserer et trykkfall, hvorved flerfasestrømningen i et område nedstrøms legemet (20) oppviser et ikke-lagdelt strømningsmønster
2.
Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den innvendige passasjens geometriske konfigurasjon i legemet (20) har form av en konsentrisk blende.
3.
Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den innvendige passasjens geometriske konfigurasjon i legemet (20) har form av en konsentrisk venturi (10).
4.
Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved et parti (14) med hovedsakelig konstant tverrsnitt mellom den konvergerende dysen (12) og den divergerende diffusoren (16).
5.
Anordning ifølge kravene 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den geometriske konfigurasjon til den innvendige passasje definert av nevnte legeme (20) har formen av minst en konsentrisk blende.
6.
Anordning ifølge kravene 1, 2 eller 3, karakterisert v e d at den geometriske konfigurasjon til den innvendige passasje definert av nevnte legeme (20) har formen av minst en eksentrisk blende.
7.
Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den geometriske konfigurasjon til den innvendige passasje definert av nevnte legeme (20) har formen av konvergerende dyser.
8.
Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte legeme (20) befinner seg i strømningsledningen nær forbindelsespunktet mellom en nedadgående seksjon av strømningsledningen og stigerøret.
9.
Fremgangsmåte for å eliminere voldsom støtvis strømning ("severe slugging") i en lagdelt flerfasestrømning i en strømningsledning, karakterisert vedå drive flerfasestrømningen fremad gjennom en anordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav 1-7, under forhold som er slike at den lagdelte strømningen konverteres til et ikke-lagdelt strømningsmønster for en strømningsbanelengde tilstrekkelig for å forhindre etableringen av fenomenet voldsom støtvis strømning.
10.
Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at anordningen er posisjonert nær forbindelsespunktet mellom en underVanns strømningsledning (1) og et stigerør (2).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9820277A GB2341695B (en) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | Device and method for eliminating severe slugging in multiphase-stream flow lines |
| PCT/BR1999/000077 WO2000017526A1 (en) | 1998-09-17 | 1999-09-10 | Device and method for eliminating severe slugging in multiphase-stream flow lines |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20011315D0 NO20011315D0 (no) | 2001-03-15 |
| NO20011315L NO20011315L (no) | 2001-05-18 |
| NO326198B1 true NO326198B1 (no) | 2008-10-20 |
Family
ID=10839032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20011315A NO326198B1 (no) | 1998-09-17 | 2001-03-15 | Anordning og fremgangsmate for a eliminere voldsom stotvis stromning i flerfase-stromningsledninger |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6041803A (no) |
| AU (1) | AU761302B2 (no) |
| BR (1) | BR9913875A (no) |
| CA (1) | CA2344331C (no) |
| GB (1) | GB2341695B (no) |
| NO (1) | NO326198B1 (no) |
| NZ (1) | NZ510941A (no) |
| WO (1) | WO2000017526A1 (no) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0000945D0 (en) * | 2000-01-17 | 2000-03-08 | Bg Intellectual Pty Ltd | Control of slugging in a riser |
| BR0004685B1 (pt) * | 2000-10-05 | 2009-01-13 | mÉtodo e dispositivo para estabilizaÇço da produÇço de poÇos de petràleo. | |
| NO313677B1 (no) * | 2000-12-06 | 2005-10-24 | Abb Research Ltd | Slug kontrollering |
| GB2371572B (en) | 2001-01-30 | 2005-01-12 | Petroleo Brasileiro Sa | Methods and mechanisms to set a hollow device into and to retrieve said hollow device from a pipeline |
| GB2372055B (en) * | 2001-02-07 | 2004-09-22 | Petroleo Brasileiro Sa | Method of diminishing the cross section of an opening of a hollow device located in a flow pipe |
| GB2372789B (en) | 2001-02-28 | 2004-04-21 | Petroleo Brasileiro Sa | Method and device to allow a rigid pig to pass into a flow pipe which requires the use of a hollow flow-constricting device |
| DK1611385T3 (da) * | 2003-03-18 | 2008-04-28 | Heliswirl Technologies Ltd | Rör og rörföring til flerfaseströmning |
| CN1297778C (zh) * | 2004-12-27 | 2007-01-31 | 西安交通大学 | 一种分离器及利用其消除严重段塞流的分相输送方法 |
| NO324906B1 (no) * | 2005-05-10 | 2008-01-02 | Abb Research Ltd | Fremgangsmåte og system for forbedret regulering av strømningslinje |
| CN101310091B (zh) * | 2005-09-19 | 2011-05-18 | 英国石油勘探运作有限公司 | 控制节涌的装置 |
| EP2128380A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-12-02 | BP Exploration Operating Company Limited | Slug mitigation |
| CN102767340B (zh) * | 2012-05-24 | 2015-01-14 | 中国石油大学(华东) | 一种多相流流动调整装置及利用其抑制段塞流的方法 |
| EA201690281A1 (ru) | 2013-07-25 | 2016-07-29 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Система и способы борьбы с пескопроявлением |
| BR102013030571A2 (pt) | 2013-11-28 | 2016-09-20 | Petróleo Brasileiro S A Petrobras | sistema avançado de controle automático para minimização de golfadas |
| RU2638236C1 (ru) * | 2016-07-21 | 2017-12-12 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ предотвращения формирования пробкового режима течения газожидкостной смеси в непрямолинейной скважине или трубопроводе |
| US11143002B2 (en) | 2017-02-02 | 2021-10-12 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole tool for gravel packing a wellbore |
| GB2564449B (en) * | 2017-07-11 | 2020-04-08 | Univ Cranfield | Injectable fluid control valve |
| AU2018304477C1 (en) * | 2017-07-21 | 2021-09-23 | Forum Us, Inc. | Apparatus and method for regulating flow from a geological formation |
| BR102018014061A2 (pt) * | 2018-07-10 | 2020-02-04 | Petroleo Brasileiro Sa Petrobras | sistema para atenuação de golfadas em linhas de escoamento de petróleo |
| US11008848B1 (en) | 2019-11-08 | 2021-05-18 | Forum Us, Inc. | Apparatus and methods for regulating flow from a geological formation |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE34079C (de) * | K. WITTIG in Zell i. Wiesenthal, Baden | Bohrapparat für Handbetrieb | ||
| GB729880A (en) * | 1952-08-19 | 1955-05-11 | Miag Muehlenbau & Ind Gmbh | Pneumatic conveyor pipe line |
| US3806031A (en) * | 1973-07-05 | 1974-04-23 | D Olson | Snap-on emitter |
| FR2474614A1 (fr) * | 1980-01-30 | 1981-07-31 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour regulariser l'ecoulement d'un fluide diphasique |
| US4544207A (en) * | 1982-07-14 | 1985-10-01 | Union Carbide Corporation | Process for the uniform distribution of a two phase mixture |
| GB2239193A (en) * | 1989-12-19 | 1991-06-26 | William David Blenkinsop | Liquid-gas separator |
| US5294214A (en) * | 1992-05-29 | 1994-03-15 | Union Oil Company Of California | Gas eliminator for offshore oil transfer pipelines |
| GB9315309D0 (en) * | 1993-07-23 | 1993-09-08 | Altra Consultants Limited | Apparatus for inserting into a conduit |
| BR9303910A (pt) * | 1993-09-27 | 1995-05-30 | Petroleo Brasileiro Sa | Método para eliminação de intermitência severa em linhas submarinas de fluxo multifásico |
| US5797421A (en) * | 1994-01-12 | 1998-08-25 | Schlumberger Industries, Inc. | Dry hydrant siphon assembly |
| US5445356A (en) * | 1994-03-11 | 1995-08-29 | Walsh; Roger C. | Non-freezing liquid supply system |
| US5650073A (en) * | 1995-11-21 | 1997-07-22 | Schlumberger Industries, Inc. | Dry hydrant strainer with strainer hole pattern for achieving uniform flow rates |
-
1998
- 1998-09-17 GB GB9820277A patent/GB2341695B/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-08-26 US US09/383,278 patent/US6041803A/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-10 CA CA 2344331 patent/CA2344331C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-10 AU AU60726/99A patent/AU761302B2/en not_active Expired
- 1999-09-10 WO PCT/BR1999/000077 patent/WO2000017526A1/en active IP Right Grant
- 1999-09-10 NZ NZ51094199A patent/NZ510941A/xx not_active IP Right Cessation
- 1999-09-10 BR BR9913875A patent/BR9913875A/pt not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-03-15 NO NO20011315A patent/NO326198B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU6072699A (en) | 2000-04-10 |
| GB2341695A (en) | 2000-03-22 |
| CA2344331C (en) | 2005-03-01 |
| GB9820277D0 (en) | 1998-11-11 |
| WO2000017526A1 (en) | 2000-03-30 |
| US6041803A (en) | 2000-03-28 |
| CA2344331A1 (en) | 2000-03-30 |
| AU761302B2 (en) | 2003-06-05 |
| BR9913875A (pt) | 2001-11-27 |
| NO20011315D0 (no) | 2001-03-15 |
| NZ510941A (en) | 2003-04-29 |
| GB2341695B (en) | 2003-02-26 |
| NO20011315L (no) | 2001-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO326198B1 (no) | Anordning og fremgangsmate for a eliminere voldsom stotvis stromning i flerfase-stromningsledninger | |
| US7210530B2 (en) | Subsea separation system | |
| US6752860B1 (en) | Apparatus for separation of a fluid flow, especially into a gas phase and a liquid phase | |
| US11141682B2 (en) | Apparatus and method for gas-liquid separation | |
| US8393398B2 (en) | Device for controlling slugging | |
| US8419833B2 (en) | Apparatus and method for gas-liquid separation | |
| NO20110309A1 (no) | Fremgangsmate og system for undervannsbehandling av flerfasebronnavlopsvannsportkanaler | |
| BRPI0416970B1 (pt) | método e dispositivo para controlar pressão de fluido de perfuração | |
| US11629586B2 (en) | In-line phase separation | |
| NO311449B1 (no) | Fremgangsmåte ved styring av den gassmengde som injiseres i en produksjonsstreng og fremgangsmåte for redusering avustabilitet i en produksjonsstreng som er plassert i enkontinuerlig gasslöftbrönn | |
| BR112020006819B1 (pt) | Método e sistema para separação de fases fluidas em um poço ou tubo ascendente | |
| BR112020006824B1 (pt) | Sistema de proteção contra compressão de tubo ascendente e método para proteger um tubo ascendente |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |