NO326932B1 - Separatoranordning - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en separatorsammenstilling som gjør bruk av én eller flere hydrosykloner for anvendelse nede i en hydrokarbonbrønn ("nedihulls") for separasjon av olje og vann i en produksjonsstrøm fra det underjordiske hydrokarbonreservoar.

Bruk av hydrosykloner for separasjon av olje og vann fra produksjonsstrømmen fra en oljebrønn er velkjent. Det er også velkjent at hydrosykloner kan utformes for å virke som bulkseparatorer for olje og vann, hvor disse separatorer hovedsakelig er innrettet til å separere olje fra produksjonsstrømmen der blandingen inneholder en forholdsvis høy andel av olje; forseparatorer oppstrøms oljeutskillere, hvilke forseparatorer er innrettet til å separere olje fra en strøm med en lavere oljekonsentrasjon, for eksempel olje/vannblandingen som strømmer ut fra en bulkseparator for olje og vann; og oljeutskillingsseparatorer som er innrettet til å operere med blandinger med et lavt oljeinnhold for å gjøre det mulig å slippe i det vesentlige rent vann tilbake ut i miljøet.

Transport av brønnvann opp til et behandlingssted på overflaten for påfølgende utslipp tilbake til miljøet innebærer en betydelig energisløsing. Det er således et formål med "nedihulls"-separasjon å fjerne vann fra fluidet som transporteres til overflaten, og derfor er det vanlig at nedihulls-separasjonssystemer gjør bruk av hydrosykloner for bulkseparasjon av olje og vann og hydrosykloner som forseparatorer før oljeutskilling.

Det foreligger et stort antall tidligere forslag om hydrosyklonbaserte nedihulls-separasjonssystemer. Som oftest omfatter slike systemer en utvendig rørformet huskonstruksjon som er dimensjonert slik at den passer tett inne i den faste brønnforingen i oljebrønnen og anordner en bærestruktur for plassering og festing av en flerhet av hydrosykloner deri. Komplisert rørføring inne i huset står i forbindelse med utløpene fra hydrosyklonene slik at utskilt vann kan injiseres tilbake i hydrokarbonreservoaret gjennom injeksjon inn i en formasjon over eller under produksjonssonen, og en oljerik blanding som blir resultatet etter fjerning av noe av vannet kan transporteres til overflaten. Det er blitt foreslått (se f.eks. norsk patentsøknad 962337) at hydrosyklonene kan bæres ved hjelp av olje- og vannmanifolder, men ingen mekanismer for dette er blitt beskrevet.

US 5 711 374 beskriver olje/vann separasjon i en produksjonsstrøm, der separasjonen utføres av en eller flere nedihulls hydrosykloner. Det produserte vannet re-injiseres til reservoaret eller inn i en formasjonssoneover eller under reservoaret. WO 96/41065 og WO 9725150 viser andre kjente sammenstillinger av hydrosykloner nede i en brønn.

Det å bruke et utvendig sylindrisk hus som inneholder hydrosyklonene og forbindelsesrørene, som konstruksjonselementet i en separatorsammenstilling er ufordelaktig på den måten at huset nødvendigvis er en robust, stor komponent som opptar en vesentlig del av den tilgjengelige plassen i brønnforingen og følgelig begrenser produksjonsstrømmen i brønnforingen, med ledsagende fare for at oljedråpene i produksjonsstrømmen skjæres.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å anordne en separatorsammenstilling for bruk nede i brønnen, i hvilken sammenstilling de tidligere nevnte ulemper er begrenset til et minimum.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet en separatorsammenstilling kjennetegnet ved at den omfatter et langstrakt legeme som innbefatter langsgående olje- og vannløp, hvor det langstrakte legeme oppviser en langsgående montasjeflate til hvilken er gjort fast minst én hydrosyklon, idet nevnte hydrosyklon har en akse som strekker seg hovedsakelig i det langstrakte legemes lengderetning, en første forbindelseskopling i overløpsenden av hydrosyklonen hvorved overløpsutløpet fra hydrosyklonen står i forbindelse med oljeløpet i nevnte legeme, en andre forbindelseskopling ved underløpsenden av hydrosyklonen hvorved underløpsutløpet fra hydrosyklonen står i forbindelse med vannløpet i nevnte langstrakte legeme, og koplingsanordninger i respektive aksialt motstående ender av det langstrakte legeme for oppretting av forbindelse med henholdsvis nevnte olje- og vannløp.

Nevnte første og andre forbindelseskoplinger utgjør fortrinnsvis middelet for sikring av hydrosyklonen til det langstrakte legeme.

Hvert langstrakte legeme bærer fortrinnsvis en flerhet av hydrosykloner.

Hydrosyklonen eller hydrosyklonene er fortrinnsvis plassert med sin lengdeakse skråstilt i forhold til det respektive langstrakte legemes lengdeakse.

Det er praktisk dersom det langstrakte legeme fremviser en

hydrosyklonmontasjeplate som i det store og hele strekker seg på tvers og nevnte olje- og vannløp er anbrakt side om side med sine akser i et plan som i det store og hele er parallelt med nevnte montasjeflates plan, idet avstanden mellom aksene gjennom nevnte olje- og vannløp er valgt på en slik måte i forhold til hydrosyklonenes lengde og skråstilling at nevnte første og andre forbindelseskoplinger i de respektive, motstående ender av hydrosyklonen retter seg inn med de respektive olje- og vannløp.

Det langstrakte legeme innbefatter fortrinnsvis et andre vannløp som er parallelt med og anbrakt med mellomrom til det første vannløp og oljeløpet, idet nevnte oljeløp er anordnet mellom nevnte første og andre vannløp.

Det er praktisk dersom første og andre hydrosyklon er festet til det langstrakte legeme med sine lengdeakser parallelle og skråstilte i forhold til legemets lengdeakse, hvor nevnte hydrosykloner overlapper i et side-om-side-forhold og strekker seg i motsatte retninger, og overløpsutløpene fra de to hydrosykloner er rettet inn med hverandre i legemets lengderetning, slik at deres forbindelseskoplinger står i forbindelse med oljeløpet, mens forbindelseskoplingene ved underløpsendene av de to hydrosykloner står i forbindelse med henholdsvis første og andre vannløp.

Det er praktisk dersom første og andre hydrosyklon går i motsatte retninger og er festet til det langstrakte legeme med lengdeakser som strekker seg like langt (er ko-ekstensive), idet hydrosyklonene har sine overløpsutløp ved siden av hverandre og står i forbindelse med en felles forbindelseskopling som forbinder de to overløpsutløpene med legemets oljeløp.

Det er praktisk dersom de aksialt innrettede hydrosykloners ko-ekstensive akser er parallelle med det langstrakte legemes akse.

Alternativt kan de aksialt innrettede hydrosykloners ko-ekstensive akser være skråstilte i forhold til det langstrakte legemes lengdeakse, slik at overløpsutløpene fra hydrosyklonene står i forbindelse med oljeløpet gjennom nevnte felles forbindelseskopling og forbindelseskoplingene ved underløpsendene av de to hydrosykloner står i forbindelse med henholdsvis første og andre vannløp.

Det langstrakte legeme innbefatter fortrinnsvis motstående aksialendebosser med en rund, sylindrisk form, og nevnte montasjeflate i det langstrakte legeme er tilnærmet diametral i forhold til de sylindriske bosser.

Det er ønskelig at innløpet eller hvert av innløpene til hydrosyklonen eller hver av hydrosyklonene er et åpent innløp, slik at det kan ta imot en væskeblanding som strømmer i området rundt montasjeflaten i det langstrakte legeme.

Der hvor hydrosyklonene er konfigurert for å virke som bulkhydrosykloner for olje/vann, er montasjeflaten i det langstrakte legeme ved bruk fortrinnsvis åpen mot produksjonsstrømmen i brønnforingen, slik at produksjonsstrømmen går inn i innløpet til hydrosyklonene.

Alternativt, der hvor hydrosyklonene er konfigurert for å virke som hydrosykloner for forseparasjon før oljeutskilling ("forseparator"), er et dekselelement i tettende inngrep med det langstrakte legeme for sammen med montasjeflaten i legemet å avgrense et innløpskammer som ved bruk fylles med underløpet fra bulkhydrosyklonene for olje/vann, gjennom en innløpskanal.

Oppfinnelsen befinner seg videre i en nedihulls- separatorstreng som omfatter en flerhet av separatorsammenstillinger som definert ovenfor, hvor disse er forbundet med hverandre med sine langstrakte legemer i et ende-mot-endeforhold.

Strengen innbefatter fortrinnsvis forseparatorsammenstillinger og bulkseparatorsammenstillinger for olje/vann, og forseparatorsammenstiIlingene er ved bruk plassert lenger ned i strengen enn bulkseparatorsammenstillingene, idet underløpet fra bulkseparatorsammenstillingene går ned gjennom strengen til forseparatorsammenstillingene, hvis underløp tas hånd om f.eks. gjennom reinjeksjon, og oljeoverløpet fra forseparatorene går oppover gjennom strengen for å blandes med oljeoverløpet fra bulkseparatorene, for påfølgende transport til overflaten.

Legemet av hver bulkseparatorsammenstilling innbefatter fortrinnsvis et ekstra oljeløp gjennom hvilket olje fra forseparatorsammenstillinger lenger ned i strengen transporteres oppover.

Det er praktisk dersom nevnte ytterligere oljeløp plasseres inne i førstnevnte oljeløp i det langstrakte legeme av bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann.

Ett eksempel på oppfinnelsen vises på de ledsagende tegninger, hvor

Figur 1 er en delvis splittet skjematisk perspektivtegning av en forseparatorsammenstilling; Figur 2 er en skjematisk perspektivtegning lignende figur 1, av en bulkseparatorsammenstilling; Figur 3 er et transversalt tverrsnitt av separatorsammenstillingen på figur 1; Figur 4 er et transversalt tverrsnitt av separatorsammenstillingen på figur 2; og Figurer 5 og 6 er tegninger lignende henholdsvis figurer 3 og 4, av en alternativ sammenstilling.

På de ledsagende tegninger betegner henvisningstall 11 oljebrønnsforingen, som dermed er en komponent som ikke utgjør noen direkte del av separatorsammenstillingen. Foringen 11 er den faste foringsrørkomponent i oljebrønnen som er perforert på passende steder for å gjøre det mulig for produksjonsstrømmen fra den oljebærende formasjon å gå inn i foringen. Foringens 11 innvendige diameter bestemmer den største utvendige diameter på enhver komponent som skal brukes nede i brønnen.

Figurer 1 og 3 viser en forseparatorsammenstilling for bruk oppstrøms oljeutskilling, hvilken sammenstilling er beregnet for bruk i et ende-mot-endeforhold med en bulkseparatorsammenstilling for olje og vann av den type som er vist på figur 2. Imidlertid vil forseparatorsammenstillingen med mindre endringer kunne brukes alene eller forbindes ende-mot-ende med ytterligere en lignende sammenstilling, noe som vil bli forklart nærmere nedenfor.

Forseparatorsammenstillingen omfatter et langstrakt legeme 12 som utgjør hovedbæreelementet i sammenstillingen. Det langstrakte legeme 12 har en konstant tverrprofil gjennom hele sin aksiallengde, og har sylindriske endebosser 13, 14 festet til motstående aksialender. Det er praktisk dersom legemet 12 er maskinbearbeidet fra en massiv, lang stålbarre inklusive motstående sideflater 15, 16 som strekker seg i lengderetningen og er en del av en felles tenkt sylinder. En langstrakt, tverrgående montasjeflate 17 for hydrosykloner strekker seg i det store og hele diametralt i forhold til sylinderen av hvilken flatene 15, 16 utgjør en del. Som kan best ses på figur 3, er flaten 17 i det store og hele plan, men omfatter faktisk et sentralt plant område 17a og skråstilte plane områder 17b, 17c på motsatte sider av dette, hvor områdene 17b, 17c er skråstilte i forhold til planet for område 17a på en slik måte at flaten 17 danner en grunn kanal, for således å maksimere den plass som er tilgjengelig for montering av hydrosykloner.

Legemet 12 er boret opp i lengderetningen for å danne tre parallelle løp 18, 19, 20 i dette, hvilke løp løper gjennom hele lengden av legemet 12. De tre løp 18, 19, 20 er i det store og hele anordnet side om side, men aksen gjennom det midtre løp 19 er plassert under et plan som rommer aksene gjennom løpene 18, 20. Løpet 19 ligger under området 17a av flaten 17, mens løpene 18, 20 ligger under henholdsvis områder 17b og 17c.

Endebossene 13, 14 har en utvendig diameter lik diameteren av de sylindriske flater 15, 16 og er anbrakt med sine akser ko-ekstensive med flatenes 15, 16 akse. Løp inne i bossene 13, 14 står i forbindelse med løpene 18, 19, 20 for å forbinde løpene 18, 19, 20 med forhåndsbestemte aksialt løpende koplinger på ytterflaten av bossene 13, 14.

Et langstrakt, dels sylindrisk ståldeksél 21 er langs sine langsgående kanter og rundt sine ender boltet til henholdsvis kantene av flatene 15, 16 på legemet 12 og bossene 13, 14. Legemet 12 og dekslet 21 avgrenser sammen med bossene 13, 14 et langstrakt, i det vesentlige sylindrisk legeme hvis utvendige diameter er mindre enn den innvendige diameter av brønnforingen 11. Dekslet 21 og legemet 12 utformer seg imellom et kammer 22 hvis ene vegg utgjøres av bæreflaten 17 i legemet 12.

Inne i kammeret 22 og festet til flaten 17 i legemet 12 er første og andre langstrakte hydrosykloner 23, 24 med kjent form. Forseparatorsammenstillingen er utformet for å behandle en blanding av olje og vann med det formål å begrense til et minimum andelen av olje i underløpet fra hydrosyklonen, til forskjell fra en bulkseparatorsammenstilling for olje og vann, der formålet er å begrense andelen av vann i overløpet fra hydrosyklonen til et minimum. Dermed er hydrosyklonene 23, 24 dimensjonert for å virke som forseparatorer før oljeutskilling på den måte at de er utformet for å bli matet med en oljerik blanding og å produsere et underløp inneholdende minimalt med olje.

Hver hydrosyklon har et innløpsområde som grenser til én aksialende og er vist på tegningene ved hjelp av suffikset a. I samme ende har hver hydrosyklon et aksialt innrettet overløpsutløp, og i motsatt aksialende et aksialt innrettet underløpsutløp. Innløpsregionen 23a, 24a for hydrosyklonene kan omfatte en flerhet av innløp, idet innløpene til hydrosyklonene er åpne mot det indre av kammeret 22. Dermed kan en trykksatt blanding av olje og vann som fyller kammeret 22 gå inn i hydrosyklonene 23, 24 gjennom disses innløp, og separeres på kjent måte for å gi en oljerik strøm i overløpsutløpet fra hver hydrosyklon og en vannrik strøm i underløpsutløpet fra hver hydrosyklon. Faktisk inneholder underløpet en liten nok mengde olje til at underløpet kan sendes tilbake til et passende lag i brønnen for deponering og for bruk til opprettholdelse av brønntrykket.

Plasseringen av hydrosykloner i kammeret 22 kan ta forskjellige former. Et praktisk arrangement som maksimerer hydrosyklonenes pakketetthet i kammeret 22 er vist på figur 1. Det kan ses at de to hydrosykloner har akser som er parallelle, men skråstilte i forhold til legemets 12 lengdeakse. Hydrosyklonens 24 innløpsregion 24a er anbrakt grensende til underløpsenden av hydrosyklonen 23, og begge hydrosykloner er plassert med innløpsenden anbrakt på området 17a av flaten 17.

Hver hydrosyklon er festet til legemet 12 ved hjelp av første og andre forbindelseskoplinger 25, 26 som er regulerbart boltet til legemet 12. Hver kopling 25 står i forbindelse med løpet 19 i legemet 12 gjennom området 17a, og kopler seg til overløpsutløpet fra hydrosyklonen. Dermed kan overløpet fra begge hydrosykloner strømme inn i løpet 19. Koplingen 26 på hydrosyklonen 23 er koplet til underløpsutløpet fra hydrosyklonen 23 og står i forbindelse med løpet 18 gjennom området 17b av flaten 17, til hvilken den er boltet. Dermed kan underløpet fra hydrosyklonen 23 strømme inn i løpet 18. Koplingen 26 ved underløpsenden av hydrosyklonen 24 forbinder på lignende vis underløpet fra hydrosyklonen 24 med løpet 20, slik at underløpet fra hydrosyklonen 24 kan strømme inn i løpet 20.

Det vil forstås at det ved enkelte arrangementer vil være mulig å plassere mer enn ett par hydrosykloner mellom bossene 13, 14, og ved noen anvendelser kan det være mulig å overlappe ytterligere hydrosykloner, slik at for eksempel en hydrosyklon som peker i samme retning som hydrosyklonen 24 kan overlappe hydrosyklonen 24. Pakketettheten av hydrosykloner i en sammenstilling bestemmes delvis av hydrosyklonens dimensjoner, men i ett eksempel er legemet elleve meter langt og rommer med optimal pakketetthet tolv forseparatorsykloner.

Det vil forstås at det i enkle anvendelser, når pakketettheten av hydrosykloner i en separatorinnretning ikke er avgjørende, vil være mulig å unnvære ett av løpene 18, 20 og montere hydrosyklonene med sine lengdeakser rettet inn med legemets 12 akse, med hydrosyklonene ende mot ende. I et slikt arrangement vil overløpene fra hydrosyklonene være forbundet med løpet 19 på samme måte, ved bruk av koplinger 25, mens tverrgående koplinger vil forbinde underløpene fra hydrosyklonene med det gjenværende løp.

Det kan ses på figur 1 at bossen 13 har en enkelt aksialt løpende kopling 27 stikkende ut fra sin ytterflate. Inne i bossen 13 er løp 18 og 20 forbundet med koplingen 27 på en slik måte at væske som strømmer ut fra hydrosyklonenes underløp går gjennom koplingen 27. Det er praktisk dersom koplingen 27 er koplet til innløpet på en pumpe hvis utløp reinjiserer det produserte vannet inn i brønnlaget for deponering og/eller opprettholdelse av brønntrykk.

Selv om det ikke fremgår av figur 1, har boss 14 to koplinger som stikker ut fra dennes utside, én av koplingene, 28, er synlig på figur 1, og det kan ses at koplingen 28 står i forbindelse med kammeret 22. Koplingen 28 mottar underløpet fra bulkhydrosykloner for olje/vann (vil bli beskrevet i det følgende), hvilket underløp fyller kammeret 22 under trykk for derved å utgjøre innløpsfluidet som går inn i hydrosykloner 23, 24. Den andre kopling på utsiden av bossen 14 står i forbindelse med løpet 19 i legemet 12, og anordner således en vei for utløp av det oljerike overløp fra hydrosyklonene 23, 24.

Den sideflate av legemet 12 som er fjerntliggende fra flaten 17 er på hensiktsmessig måte skåret vekk for innenfor den generelt sylindriske profil av separatorsammenstillingen å gi plass til stikkledninger og kabelkanaler 29, 31 som løper i sammenstillingens lengderetning.

Bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann som er vist på figurer 2 og 4 ligner på forseparatorsammenstillingen som er vist på figurer 1 og 3, og like deler har samme henvisningstall. Det vil ses at aksialendebossene 13, 14 er litt større, og at mens legemet 12 på figur 1 er vist laget av to barrer som er maskinbearbeidet hver for seg, så er legemet 12 på figur 2 vist laget av tre barrer. Valget av antall fast forbundne komponenter som legemet lages av bestemmes selvsagt av tilgjengeligheten på emner for maskinbearbeiding, bearbeidingsapparatets kapasitet og den totale lengde av den påkrevde sammenstilling. Det bør imidlertid forstås at de enkelte deler av legemet 12 i hvert tilfelle er fast forbundet med hverandre og fungerer som en helhet.

Legemet 12 av bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann ligner sterkt på legemet av forseparatorsammenstillingen, med det unntak at det inneholder et par ekstra løp 32, 33 anordnet på den andre side av løpene 18, 19, 20 fra flaten 17. Hydrosyklonene som brukes i en bulkseparator for olje/vann er utformet for å virke i et bulkseparasjonsmodus på den måte at formålet med disse er å frembringe et overløp inneholdende minimalt med vann. Som det fremgår av en sammenligning mellom figur 1 og figur 2, har hydrosyklonene her for en innløpsregion i samme størrelsesorden, en kortere aksiallengde enn hydrosyklonene som brukes i en forseparatorsammenstilling, og det er derfor som oftest mulig å plassere flere hydrosykloner i en bulkseparatorsammenstilling for olje/vann enn i en forseparatorsammenstilling. For eksempel kan det, ved bruk av samme pakketetthet som ovenfor med hensyn til en forseparatorsammenstilling, og ved bruk av hydrosykloner med lignende kapasitet, plasseres 21 bulkhydrosykloner på et legeme med samme lengde. Figur 2 viser et par bulkhydrosykloner for olje/vann 34, 35 i samme overlappende arrangement som hydrosyklonene 23, 24 på figur 1. Figur 2 viser imidlertid ytterligere en hydrosyklon 36 som er rettet inn aksielt med hydrosyklonen 34 og som har sin overløpsende plassert tilstøtende overløpsenden av hydrosyklonen 34. Koplingen 37 som forbinder overløpet fra hydrosyklonen 34 med løpet 19 i legemet 12 er forskjellig fra koplingen 25 tilknyttet overløpsenden av hydrosyklonen 35, på den måte at den fester overløpsendene av begge hydrosykloner 34 og 36 til legemet 12 og sørger for en forbindelse hvor begge overløp kan strømme inn i løpet 19.1 realiteten er derfor koplingen 37 en dobbelt kopling som er felles for både hydrosyklon 34 og 36, men det vil forstås at det om ønskelig kan benyttes to atskilte men tett plasserte koplinger 25.

Selv om det ikke vises på figur 2, ville ytterligere en hydrosyklon, lignende hydrosyklonen 35 men motsatt rettet, være plassert langs hydrosyklonen 36, idet åpningen 38 i området 17a av flaten 17 står i forbindelse med en kopling 25 eller 37 tilknyttet den ytterligere hydrosyklon for å lede dennes overløp inn i løpet 19. Det vil forstås at dersom plassbegrensningene tillater det, kan ytterligere hydrosykloner plasseres langs lengden av flaten 17, alle med overløpene strømmende inn i løpet 19 og underløpene strømmende inn i løpet 18 eller løpet 20.

Det vil forstås at sammenkoplingen av hydrosykloner "hode-mot-hode" som vist med henvisning til hydrosykloner 34 og 36, om ønskelig, kan brukes sammen med forseparatorhydrosykloner i en forseparatorsammenstilling. Videre kan den aksiale anordning av hydrosykloner ende-mot-ende som beskrives ovenfor i forbindelse med forseparatorhydrosyklonsammenstillingen brukes i en

bulkhydrosyklonsammenstilling for olje/vann.

Det vil bemerkes at det ikke er noe motstykke til deksel 21 i sammenstillingen som er vist på figur 2. Grunnen til dette er at hydrosyklonene i

bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann virker direkte på produksjonsstrømmen fra de oljebærende lag i oljebrønnen, hvilken strøm fyller foringen 11. Dermed er innløpene til hydrosyklonene i bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann åpne direkte mot produksjonsstrømmen som kommer inn i hydrosyklonenes innløp og separeres ved hjelp av hydrosyklonene for å gi et oljerikt fluid som går inn i løpet 19 i legemet 12 fra overløputløpene fra hydrosyklonene og et oljefattig fluid (vannaktig strøm) som strømmer ut av hydrosyklonenes underløp og inn i løpene 18, 20, og som ledes til forseparatorsyklonsammenstillingen for videre behandling.

Figur 4 viser at en delvis sylindrisk beskyttelsesskjerm 38 kan monteres på bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann for fysisk å beskytte hydrosyklonene, hvilken skjerm har en lignende form som dekslet 21, men er kraftig perforert. Skjermen 38 hindrer imidlertid ikke strømmen av produksjonsfluider fra foringen 11 og inn i innløpene til hydrosyklonene.

Bossen 13 i enden av sammenstillingen som er lavest ved bruk, har et par aksialt utstikkende koplinger 39, 41 for tilkopling til den tilstøtende, lavere forseparatorsammenstilling som vist på figurer 1 og 3. Koplingen 39 mottar den oljerike strøm fra det respektive løp 19 og leder den inn i løpene 32, 33 i legemet 12 av bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann. Koplingen 41 mottar den oljefattige strøm fra løpene 18, 20 i bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann og sender den gjennom koplingen 28 inn i kammeret 22 i forseparatorsammenstillingen. Bossen 14 i motsatt ende av forseparatorsammenstillingen har også et par koplinger 42, 43, hvor koplingen 42 står i forbindelse med løpene 32, 33 og koplingen 43 står i forbindelse med løpet 19. Det vil forstås at selv om strømmen fra overløpene til hydrosyklonene i forseparatorsammenstillingen skal blandes med strømmen fra overløpene til hydrosyklonene i bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann, er trykket ved overløpene til hydrosyklonene i bulksammenstillingen for olje/vann høyere enn ved overløpsutløpene fra hydrosyklonene i forseparatorsammenstillingen, og således må trykket på et eller annet punkt utlignes enten ved å pumpe strømmen i løpene 32, 33 inn i strømmen i løpet 19, eller alternativt ved å strupe trykket i strømmen i løpet 19 for å tilpasse dette til trykket i løpene 32, 33, for eksempel ved å inkludere et strupeorgan i strømningsveien oppstrøms det punkt hvor strømmene går sammen.

Idet det henvises til figurer 5 og 6, er det vist forseparator- og bulkseparatorsammenstillinger i hvilke det maskinbearbeidede enhetslegeme 12 i de ovenfor beskrevne eksempler er erstattet med en fabrikkert sammenstilling omfattende en langstrakt, grunn kanalformet stålplate 45 til hvis konvekse flate er festet tre lange stålrør 46, 47, 48 som utfører de respektive løps 18, 19, 20 funksjoner. Koplingene som holder hydrosyklonene til platen 45 er lignende de koplinger som er beskrevet ovenfor med henvisning til legemet 12, og er festet til respektive hule tapper (ikke vist) som er sveiset til platen 45 og respektive rør 46, 47, 48, idet tappene går gjennom platen og rørveggene for å plassere hydrosyklonutløpene i forbindelse med de respektive rør.

Figur 5 viser at et dekselelement 49 lignende dekselelementet 21 er festet til platen 45 for å avgrense et kammer 49 som rommer hydrosyklonene i

forseparatorsammenstillingen, mens dekslet 48 i bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann som er vist på figur 6 er erstattet med en perforert skjerm 51. Driftsmessig er imidlertid anordningene som er vist på figurer 5 og 6 i det store og hele identiske med de som er vist på henholdsvis figurer 1 og 3 og 2 og 4. Rørene 46, 47, 48 er i

sine ender på hensiktsmessig måte forbundet med aksialt utstikkende koplinger for å bevirke utvendige forbindelser til separatorsammenstillingen, som beskrevet ovenfor i forbindelse med koplingene på bossene 13, 14.

På figur 6 kan det ses at røret 47 rommer et ytterligere rør 52 som fortrinnsvis er anordnet konsentrisk inne i røret 47. Røret 52 har samme funksjon som løpene 32 og 33 på figur 4, og det skal forstås at løpet 19 i anordningen vist på figurer 2 og 4 om ønskelig kan romme et konsentrisk rør som ligner røret 52 og erstatter løpene 32 og 33. Sammenstillingene på figurer 5 og 6 innbefatter endebosser lik de ovenfor beskrevne bosser 13 og 14 for å danne forbindelser til det indre av rørene 46, 47, 48, og eventuelt til røret 52 og kammeret 49. Skjønt det foretrekkes at rørene 46, 47, 48 har en rundt tverrprofil, kan det benyttes andre tverrprofiler som f.eks. rektangulære eller triangulære.

Selv om de fabrikkerte anordninger som er vist på figurer 5 og 6 på noen måter er mindre robuste enn sammenstillingene som benytter enhetlige legemer 12, har de fordelen med større fleksibilitet, og dermed evnen til å følge mer buktende borehull. Offerelementer mot slitemotstand 53 kan være sveiset til de ytre områder av rørene 46, 47, 48 for å beskytte rørene mot nedsliting som forårsakes av brønnforingen 11 etter hvert som sammenstillingene føres ned i brønnen.

I enkelte brønner er det ikke behov for en bulksammenstilling for olje/vann, og en forseparatorsammenstilling alene vil være nok. Ved en slik anordning er dekslet 21 erstattet med en skjerm 38, slik at innløpene til hydrosyklonene i forseparatorsammenstillingen kan motta produksjonsstrømmen direkte. Koplingen 28 er overflødig, og den gjenværende kopling på bossen 14 er koplet til anordningen for transport av den oljerike blanding til overflaten. Enkelte ganger kan det være ønskelig å kople sammen to forseparatorsammenstillinger ende mot ende for å øke behandlingskapasiteten, og her anordnes de tilstøtende bosser på de to sammenstillinger slik at løpene 19 og 18, 20 i de to sammenkoplete sammenstillinger i realiteten er sammenhengende.

Det vil forstås at mengden fluid i løpene 18, 19, 20 (og rør 46, 47, 48) øker nedstrøms på grunn av at nedstrøms hydrosykloner forøker den produsert mengde fra de som befinner seg oppstrøms i sammenstillingen. For å ta hensyn til denne effekt kan løpene (og rørene) gjøres koniske slik at de har en økende diameter i nedstrøms retning.

Som et alternativ til å bore løpene 18, 19, 20 i barrene i legemet 12, kan ett eller flere av løpene utformes ved å bearbeide en respektiv renne i flaten 17 og deretter sveise et langt deksel over rennen for å avgrense et løp. Som et alternativ kan barren deles i lengderetningen eller lages i langsgående deler, hvor én eller begge av to tilstøtende deler bearbeides for å frembringe en langsgående renne som avgrenser et løp når de to deler sveises sammen.

Mønsteret etter hvilket hydrosyklonene monteres på flaten i legemet 12 bestemmes delvis av deres lengde og konfigurasjonen av innløpsregionen. Et praktisk mønster innebærer imidlertid plassering av hydrosykloner i en sikksakkrekke, overløp mot overløp og underløp mot underløp. Både de parvise overløp og de parvise underløp kan dele respektive felleskoplinger som er anordnet for å tilpasses hydrosykloner i en spiss vinkel i forhold til hverandre. I et slik arrangement er alle underløpskoplinger rettet inn med samme løp 18 eller 20 (eller rør 46 eller 48), slik at det kun er behov for ett av disse løp. Dersom det er ønskelig kan imidlertid én eller flere sikksakkrekker av hydrosykloner plasseres med sine underløpskoplinger rettet inn langs det andre av løpene og sine overløpskoplinger rettet inn med og anbrakt innimellom koplingene til den første sikksakkrekke.

Mens det viktigste formål med ovennevnte separatorkonstruksjoner er anordning av nedihullseparasjon, bør det forstås at siden slike separatorkonstruksjoner gir en kompakt pakking av hydrosykloner som muliggjør bruken av samletanker med liten diameter og små veggtykkelser og således gir en betydelig vektbesparelse i forhold til tradisjonelle utførelser, kan slike konstruksjoner også brukes i separatorsammenstillinger på havbunnen, "topsides" og på land.

Claims (18)

1. Separatorsammenstilling, karakterisert ved at den omfatter et langstrakt legeme (12) som innbefatter langsgående olje- og vannløp (18, 20), hvor det langstrakte legeme oppviser en langsgående montasjeflate (17) til hvilken er gjort fast minst én hydrosyklon (23, 24), idet nevnte hydrosyklon har en akse som strekker seg hovedsakelig i det langstrakte legemes lengderetning, en første forbindelseskopling (23a, 24a) i overløpsenden av hydrosyklonen hvorved overløpsutløpet fra hydrosyklonen står i forbindelse med oljeløpet (19) i nevnte legeme, en andre forbindelseskopling (26) ved underløpsenden av hydrosyklonen hvorved underløpsutløpet fra hydrosyklonen står i forbindelse med vannløpet (18, 20) i nevnte langstrakte legeme, og koplingsanordninger (27, 28) i respektive aksialt motstående ender av det langstrakte legeme for oppretting av forbindelse med henholdsvis nevnte olje- og vannløp.

2. Separatorsammenstilling som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte første og andre forbindelseskoplinger (23 a, 24a, 26) utgjør et middel for sikring av hydrosyklonen (23, 24) til det langstrakte legeme (12).

3. Separatorsammenstilling som angitt i krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at hvert langstrakte legeme (12) holder en flerhet av hydrosykloner.

4. Separatorsammenstilling som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hydrosyklonen eller hver hydrosyklon er anordnet med sin lengdeakse skråstilt i forhold til det respektive langstrakte legemes lengdeakse.

5. Separatorsammenstilling som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte olje- og vannløp (19, 18, 20) er anordnet side om side med sine akser i et plan som hovedsakelig er parallelt med nevnte montasjeflates plan, idet avstanden mellom nevnte olje- og vannløps akser er valgt slik i forhold til lengden og skråstillingen av hydrosyklonen eller hver av hydrosyklonene at nevnte første og andre forbindelseskoplinger i respektive aksialt motstående ender av hydrosyklonen er rettet inn med de respektive olje- og vannløp.

6. Separatorsammenstilling som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte langstrakte legeme innbefatter et andre vannløp som er parallelt med og anbrakt med mellomrom til det første vannløp og oljeløpet, idet nevnte oljeløp er anordnet mellom nevnte første og andre vannløp.

7. Separatorsammenstilling som angitt i krav 6, karakterisert ved at første og andre hydrosyklon er festet til det langstrakte legeme med sine akser parallelle med hverandre og skråstilte i forhold til legemets lengdeakse, idet nevnte hydrosykloner overlapper i et side-om-sideforhold og strekker seg i motsatte retninger, og overløpsutløpene fra de to hydrosykloner er rettet inn med hverandre langsetter legemet, slik at deres forbindelseskoplinger står i forbindelse med oljeløpet, mens forbindelseskoplingene i underløpsendene av de to hydrosykloner står i forbindelse med henholdsvis første og andre vannløp.

8. Separatorsammenstilling som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at første og andre hydrosyklon, hvilke strekker seg i motsatte retninger, er festet til det langstrakte legeme med sine lengdeakser ko-ekstensive, idet hydrosyklonenes overløp grenser til hverandre og står i forbindelse med en felles forbindelseskopling som forbinder de to overløpsutløp med oljeløpet i legemet.

9. Separatorsammenstilling som angitt i krav 8, når denne avhenger av et hvilket som helst av krav 1 til 3 og er karakterisert ved at de aksialt innrettede hydrosykloners ko-ekstensive akser er parallelle med det langstrakte legemes akse.

10. Separatorsammenstilling som angitt i krav 8, karakterisert ved at de aksialt innrettede hydrosykloners ko-ekstensive akser er skråstilte i forhold til det langstrakte legemes lengdeakse, slik at forbindelseskoplingene i underløpsenden av de to hydrosykloner står i forbindelse med henholdsvis første og andre vannløp.

11. Separatorsammenstilling som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det langstrakte legeme innbefatter motstående, aksialt innrettede endebosser med rund sylindrisk form, og planet i hvilket nevnte montasjeflate i det langstrakte legeme ligger er tilnærmet diametralt i forhold til de sylindriske bosser.

12. Separatorsammenstilling som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at innløpet eller hvert av innløpene til hydrosyklonen eller hver av hydrosyklonene er et åpent innløp, slik at det kan ta imot en væskeblanding som strømmer i området rundt montasjeflaten i det langstrakte legeme.

13. Separatorsammenstilling som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav hvor nevnte hydrosykloner er konfigurert som bulkhydrosykloner for olje/vann, idet sammenstillingen er karakterisert ved at montasjeflaten i det langstrakte legeme ved bruk er åpen mot produksjonsstrømmen inne i brønnforingen i en hydrokarbonbrønn, slik at produksjonsstrømmen går inn i hydrosyklonenes innløp.

14. Separatorsammenstilling som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav 1 til 12, hvor hydrosyklonene er konfigurert for å virke som hydrosykloner oppstrøms en oljeutskiller, idet sammenstillingen er karakterisert ved at et dekselelement er i tettende inngrep med det langstrakte legeme for sammen med legemets montasjeflate å avgrense et innløpskammer som ved bruk fylles med olje/vannblandingen som skal separeres, gjennom en innløpskanal.

15. Nedihulls separatorstreng omfattende en flerhet av separatorsammenstillinger som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at disse er forbundet med hverandre med sine langstrakte legemer i et ende-mot-endeforhold.

16. Nedihulls separatorstreng som angitt i krav 15, karakterisert ved at den omfatter minst én forseparatorsammenstilling og minst én bulkseparatorsammenstilling for olje/vann, hvor forseparatorsammenstillingen eller hver av forseparatorsammenstillingene ved bruk er plassert lenger ned i strengen enn bulkseparatorsammenstillingen eller hver av bulkseparatorsammenstillingene for olje/vann, underløpet fra bulkseparatorsammenstillingen eller hver av bulkseparatorsammenstillingene for olje/vann går nedover i strengen til forseparatorsammenstillingen eller hver av forseparatorsammenstillingene, og oljeoverløpet fra forseparatorsammenstillingen eller hver av forseparatorsammenstillingene går oppover gjennom strengen for å blandes med oljeoverløpet fra bulkseparatoren eller hver av bulkseparatorene for olje/vann for transport til overflaten.

17. Nedihulls separatorstreng som angitt i krav 15 eller krav 16, karakterisert ved at legemet i bulkseparatorsammenstillingen eller hver av bulkseparatorsammenstillingene for olje/vann innbefatter et ekstra oljeløp (32, 33) gjennom hvilket olje fra én eller flere forseparatorsammenstillinger lenger ned i strengen transporteres oppover.

18. Nediuhulls separatorstreng som angitt i krav 17, karakterisert ved at nevnte ekstra oljeløp rommes inne i førstnevnte oljeløp i det langstrakte legeme i bulkseparatorsammenstillingen for olje/vann.