NO328370B1 - Anordning omfattende en rorseparator og en fremgangsmate for anvendelse av anordningen. - Google Patents

Abstract

Anordning eller arrangement for rengjøring av en rørseparator (1) hvor separatorlegemet (2) utgjøres av et langstrakt, rørformet legeme med et innløp (4) ved den ene enden og et utløp (5) ved den andre enden, der innløpet og utløpet har i det vesentlige samme diameter som separatorlegmet, og der det ved utløpet er anordnet et bend eller en sløyfe (3) som er innrettet til å opprettholde et væskenivå i separatoren, samt et i umiddelbar forkant av bendet anordnet uttak (6) med avløpsrør (9) for væske, for eksempel vann, fra separatoren. Sandpartikler eller annet partikkeformet materiale som føres inn i avløpet (6) før bendet (3), er innrettet til ved hjelp av en pumpe (7) anordnet på avløpsrøret (9) å føres tilbake, sammen med væske fra avløpet, til separatoren etter bendet (3) ved omstyring med en ventil (8) via et tilbakeføringsrør (11), idet det i tilknytning til avløpet (6) er anordnet en spyleinnretning innbefattende en rørsløyfe (12) koblet til avløpsrøret (9) for retur av væske fra avløpet til dyser (14) anordnet i avløpet og som er innrettet til å spyle, i retning nedstrøms avløpet, partikler som måtte ha bygget seg opp i avløpskammeret.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning som kan anvendes for rengjøring av en rørseparator hvor separatorlegemet utgjøres av et langstrakt, rørformet legeme med et innløp ved den ene enden og et utløp ved den andre enden der innløpet og utløpet har i det vesentlige samme diameter som separatorlegemet, og der det ved utløpet er anordnet et bend eller en sløyfe for å opprettholde et væskenivå i separatoren, og hvor det umiddelbart oppstrøms bendet er anordnet et avløp med avløpsrør for væske, for eksempel vann, fra separatoren.

Separatorer av ovennevnte art er bl. a. tidligere kjent fra søkerens egen internasjonale patentsøknad, PCT/NO 03/00265. Angjeldende patentsøknad innholder imidlertid ingen løsninger med hensyn til hvordan separatoren skal rengjøres.

Spesielt ved produksjon av olje og gass vil det, avhengig av beskaffenheten til den underjordiske formasjonen, produseres større eller mindre mengder sand og avleiringer som må fjernes. Ved en separator av ovennevnte type som benyttes til separasjon av vann fra den produserte oljen/gassen, vil det kunne samle seg opp vann der en konvensjonell rømmer eller såkalt "pigg" ikke kommer til. Dette vil særlig gjelde vannutløpet for separatoren.

WO 99/35370 beskriver en spyleanordning til en gravitasjonsseparator som omfatter agitasjon av innholdet i separatoren.

Med foreliggende oppfinnelse er det fremkommet en løsning for rengjøring av en rørseparator av ovennevnte type som er enkel og funksjonell, og som er rimelig å fremstille og anvende.

Oppfinnelsen tilveiebringer en anordning omfattende en rørseparator med et separatorlegeme som utgjøres av et langstrakt, rørformet legeme med et innløp ved den ene enden og et utløp ved den andre enden, der innløpet og utløpet har i det vesentlige samme diameter som separatorlegemet, og der det ved utløpet er anordnet et bend eller en sløyfe for å opprettholde et væskenivå i separatoren, og hvor det umiddelbart oppstrøms bendet er anordnet et avløp med avløpsrør for væske fra separatoren, kjennetegnet ved at sandpartikler eller annet partikkeformet materiale som føres inn i avløpet oppstrøms bendet eller sløyfen kan føres tilbake ved hjelp av en pumpe anordnet på avløpsrøret, sammen med væsken fra avløpet, til separatoren nedstrøms bendet eller sløyfen ved omstyring med en ventil via et tilbakeføringsrør, og at det i tilknytning til avløpet er anordnet en spyleinnretning innbefattende en rørsløyfe koblet til avløpsrøret for retur av væske fra avløpet til dyser anordnet i avløpet, spyleinnretningen er anordnet til å spyle, i retning nedstrøms avløpet, partikler som måtte ha bygget seg opp i avløpet.

De uselvstendige kravene 2-5 angir fordelaktige trekk ved oppfinnelsen.

Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for anvendelse av anordningen ifølge oppfinnelsen, som omfatter å tillate fluid å passere gjennom avløpsrøret til avløpet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det etterfølgende ved hjelp av eksempel og med henvisning til vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 viser en skisse av en separator med en spyleinnretning i h.h.t. oppfinnelsen,

under rømming, a) og under drift, b),

Fig. 2 viser a) en skisse av en "pigg" eller rømmer i henhold til oppfinnelsen, samt en skisse av en del av separatoren vist i Fig. 1, over utløpet til denne, med en rømmer eller "pigg" (vist i Fig. 2 a)) som er innrettet til å kunne anvendes for rengjøring av separatoren i h.h.t. oppfinnelsen, Fig. 3 viser en skisse av en del av en separator med en hylse for blending av åpningen for vannutløpet i separatoren, hvor Fig. 3 a) viser en aksialt forskyvbar hylse og Fig. 3 b) viser en roterbart anordnet hylse, Fig. 4 viser a) en skisse av en separator under drift, og b) samme separator under

rengjøring,

Fig. 5 viser tabellarisk resultatet av modellberegninger basert på forsøksresultater knyttet til partikkeltransport (sandtransport) i rør avhengig av strømningsrate for ulike partikkelstørrelser. Fig. 1 a) viser som nevnt en skisse av en separator 1 for separasjon av et fluid, fortrinnsvis olje/gass/vann, i henhold oppfinnelsen. Den innbefatter et rørformet legeme 2 (hele lengden ikke vist) med et innløp 4 og et utløp 5, et i tilknytning til utløpet anordnet bend 3, samt et foran bendet 3 anordnet avløp for vann 6. En pumpe 7 er anordnet på utløpsledningen 9, nedstrøms vannutløpet, for å pumpe vann som utskilles fra separatoren videre til en renseinnretning (ikke vist) eller til reinjeksjon i et olje-/gassreservoir, som vist i Fig. 1 b).

For å hindre slam og partikler i å avleires i vannuttaket, er vannuttaket utstyrt med et spylesystem 10 som innbefatter en omstyringsventil 8 anordnet på utløpsledningen 9 og en omstyringsrørledning 11 i tilknytning til denne, samt en returledning 12 med en returventil 13 koblet til utløpsledningen 9 foran omstyringsventilen 8. Løsningen går ut på, som vist i Fig. 1 a), at vannfasen fra vannuttaket 6 med oppbygget slam/sand kan omstyres ved hjelp av omstyringsventilen 8 anordnet på utløpsledningen 9 og helt eller delvis pumpes ved hjelp av pumpen 7 tilbake til utløpsledningen 5 etter separatoren via en omstyringsledning 11, samt helt eller delvis, ved åpning av returventilen returneres via returledningen 12 til dyser 14 i vannuttaket 6 som er innrettet til å spyle sand og slam som befinner seg i utløpskammeret 15 nedstrøms utløpet mot utløpsledningen 9. Dette spylesystemet vil kunne være i drift under rømmeoperasjonen som vist og nærmere kommentert i tilknytning til Fig. 2 nedenfor, eller etter behov ved oppbygging av sand eller slam ved ethvert tidspunkt under drift av separatoren.

For styring av spylesystemet, dvs. for å åpne og lukke de aktuelle ventilene 8 og 13, benyttes et hensiktsmessig elektronisk/ elektrisk styre- og kontrollsystem som ikke skal beskrives nærmere her.

For øvrig, for at dette vannet ikke skal kunne forårsake et hydratproblem i rørledningen nedstrøms, må hydratinhibitor tilsettes denne, noe som heller ikke skal beskrives nærmere her.

Fig. 2 a) viser en skisse av en "pigg" eller rømmer 16 som er innrettet til å kunne anvendes for rengjøring av en separator i h.h.t. oppfinnelsen. Den utgjøres av et langstrakt, fleksibelt eller leddinndelt legeme som vil være i stand til å passere vannuttaksdelen 6 (se Fig. 1) av en rørseparator uten at uttaket blendes og stenges under piggeoperasjonen. Rømmeren 16 består av et vanlig rømmerhode 17 med en bakre drivplate 18 forbundet med rømmerhodet gjennom et fleksibelt eller leddet, langstrakt legeme 19 som i sin tur kan være forsynt langs midtpartiet med støtteplater eller sentreringsplater 20. Normalt vil rømmeren drives av væsketrykket som virker mot bakre drivplate 18. Dette trykket vil opprettholdes helt til bakre drivplate når begynnelsen av åpningen 21 i vannuttaket som vist i Fig 2 b). Når drivplaten befinner seg over åpningen til vannuttaket, vil vannuttakskanalene kortslutte bakre drivplate slik av fremdriften kunne ha stoppet opp. På dette tidspunktet har pigghodet passert vannuttaket og har fullt væsketrykk på baksiden. Dette vil føre piggen videre inntil bakre drivplate når enden av vannuttaket. Da vil denne igjen overta fremdriften av piggen. Poenget med denne løsningen er altså å utforme rømmeren med tilstrekkelig lengde og med tetning for rømmerhodet slik at rømmeren kan føres forbi vannuttaket uten at den stopper opp.

Det langstrakte legemet er som nevnt enten fremstilt fleksibelt eller leddet, men med tilstrekkelig oppstøtting mot rørveggen via støtteplatene 20 for at rømmeren skal kunne passere væskelåsen og eventuelle bøyde deler av rørseparatoren.

Ovennevnte løsning med en lang rømmer er, som det vil forstås, spesialtilpasset slik at rømmeren vil kunne passere åpningen 21 for vannuttaket.

Fig 3 a) og b) viser respektive to alternative systemer for blending av åpningen i vannutløpet 6 for at konvensjonelle rømmere (som normalt har for kort lengde) skal kunne benyttes for rengjøring av rørseparatoren. Her blendes utløpet 21 av når rømmeren passerer utløpet for å hindre bypass av drivfluidet.

Til blending av åpningen kan det alternativt benyttes en dreibar, Fig. 3 a), eller i lenderetningen, Fig 3 b), forskyvbar hylse 22 som drives ved hjelp av en aktuator (ikke vist).

En alternativ, enkel metode for rengjøring av en rørseparator er å øke gjennomstrømningshastigheten gjennom rørseparatoren en kort periode med faste intervaller (f. eks 5 min hvert døgn). Denne metoden er vist i Fig. 4 a) og b) og bygger på samme prinsipp som vist i Fig. 1, men der det i tillegg, som vist i Fig. 4 b), er anordnet en alternativ returrørsløyfe 23 fra omstyringsventilen 8 og tilbake til innløpet 4 for separatoren. Vannet fra utløpet ledes med denne løsningen fra pumpen 7 og via returledningen tilbake til separatorinnløpet.

Gjennomstrømningsraten må økes så pass mye at sandpartiklene redispergeres og transporteres ut av rørseparatoren med væskefasen (olje + vann). Det er viktig at hydratinhibitor tilsettes dette vannet for å hindre mulig hydratdannelse i nedstrøms utløpsledning fra separatoren.

Fig 5 viser tabellarisk resultatet av modellberegninger basert på forsøksresultater knyttet til partikkeltransport (sandtransport) i rør avhengig av strømningsrate for ulike partikkelstørrelser. Det er viktig at strømningsraten (fluidhastigheten) kommer opp i det området hvor sandpartiklene blir dispergert i fluidet (dvs. E - entrained, se midterste kolonne i Fig. 5).

Benyttes denne metoden, må allikevel systemet designes for rømming (pigging), men intervallene mellom piggeoperasjonene blir vesentlig økt, til for eksempel en gang pr. år.

Claims (13)

1. Anordning omfattende en rørseparator (1) med et separatorlegeme (2) som utgjøres av et langstrakt, rørformet legeme med et innløp (4) ved den ene enden og et utløp (5) ved den andre enden, der innløpet (4) og utløpet (5) har i det vesentlige samme diameter som separatorlegemet (2), og der det ved utløpet (5) er anordnet et bend eller en sløyfe (3) for å opprettholde et væskenivå i separatoren (1), og hvor det umiddelbart oppstrøms bendet er anordnet et avløp (6) med avløpsrør (9) for væske fra separatoren, karakterisert ved at sandpartikler eller annet partikkeformet materiale som føres inn i avløpet (6) oppstrøms bendet eller sløyfen (3) kan føres tilbake ved hjelp av en pumpe (7) anordnet på avløpsrøret (9), sammen med væsken fra avløpet (6), til separatoren (1) nedstrøms bendet eller sløyfen (3) ved omstyring med en ventil (8) via et tilbakeføringsrør (11), og at det i tilknytning til avløpet (6) er anordnet en spyleinnretning innbefattende en rørsløyfe (12) koblet til avløpsrøret (9) for retur av væske fra avløpet (6) til dyser (14) anordnet i avløpet (6), spyleinnretningen er anordnet til å spyle, i retning nedstrøms avløpet (6), partikler som måtte ha bygget seg opp i avløpet (6).

2. Anordning i følge krav 1, hvor det i tilknytning til avløpet (6) er anordnet en blendeinnretning i form av en hylse (22) som er dreibar eller forskyvbar i lengderetningen og som er innrettet til å blende av avløpet (6) under rømming av separatoren (1).

3. Anordning i følge krav 1 eller 2, hvor anordningen ytterligere omfatter en ytterligere returrørledning (23) i tilknytning til ventilen (8) som er koblet til separatorinnløpet (4) slik at væske fra utløpet (6) kan returneres til innløpet (4) og dermed øke væskegjennomstrømningen i separatoren.

4. Anordning i følge krav 3, hvor anordningen er anordnet slik at spylingen av avløpet (6) og den økte gjennomstrømningen av separatoren kan utføres vekselvis.

5. Anordning i følge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det til rømming av separatoren (1) kan anvendes en fleksibel, langstrakt rømmer (16).

6. Fremgangsmåte for anvendelse av en anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav omfattende å tillate fluid å passere gjennom avløpsrøret (9) til avløpet (6).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, videre omfattende å returnere fluid fra avløpet (6) til dysene (14).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7, videre omfattende å spyle, i en retning nedstrøms til avløpet (6), partikler som måtte ha bygget seg opp i avløpet (6).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, 7 eller 8, omfattende å blende avløpet (6) under rømming av separatoren.

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 6 til 9, omfattende å returnere fluid fra avløpet (6) til innløpet (4).

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 6 til 10, omfattende vekselvis spyling av avløpet (6) og returnering av fluid fra avløpet (6) til innløpet (4).

12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 6 til 11, omfattende rømming av separatoren (1).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor separatoren rømmes med en fleksibel, langstrakt rømmer.