NO330845B1 - Fremgangsmåte for væskebehandling ved brønnstrømskompresjon. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for væskebehandling ved brønnstrømskompresjon

Den foreliggende oppfinnelse holder innholdet av væske innenfor et akseptabelt nivå samtidig som den reduserer dråpestørrelsen til under akseptabelt nivå for gass som

strømmer inn i en brønnstrømskompressor. Foran gassinnløpet til kompressoren er videre utskilt og oppsamlet væske matet fra en væskeutskiller i form av en fin dusj med små dråper inn i den innstrømmende gassen ved å bruke trykksatt gass fra kompressoren for å drive en ejektor eller eduktor, heretter er ejektor og eduktor innbefattet i samlebegrepet ejektor, eventuelt i kombinasjon med en forstøvningsdyse. Alternativt til trykkgass-drevet ejektor eller eduktor for pumping av væsken kan det benyttes regulerbar eller fast struping i utløpsrøret for gass fra væskeutskilleren, noe som også gir tilstekkelig undertrykk for å drive en eventuell forstøvningsdyse. Enda en ytterligere variant tar i bruke minst én forstøvningsdyse for finoppdeling av utskilt væske før tilbakeføring i gassen fra væskeutskilleren.

For å beskytte kompressorer mot uakseptabel innstrømming av væske som også kan in-neholde sand og andre partikler, heretter innbefattet i samlebegrepet sand, er gjerne en væskeutskiller innsatt oppstrøms for kompressoren. Derved kan væske og sand samles opp, slik at gass og væske, med sand, deretter kan komprimeres eller pumpes hver for seg.

En slik beskyttelse av undersjøiske kompressorer mot for stor innstrømning av væske og sand er tidligere kjent, og skjer gjerne ved å anbringe en væskeutskiller oppstrøms for kompressoren, slik at væske og sand kan skilles ut fra brønnstrømmen, samles opp og pumpes inn i et gasstransportrør på et sted nedstrøms for kompressoren, eventuelt at væsken føres i eget rør.

Av tidligere kjent teknikk skal det spesielt vises til US 4948394 A og WO 03/033870 Al, hvor førstnevnte publikasjon omhandler kompresjon av en gasstrøm inneholdende en væskefraksjon og sistnevnte publikasjon omhandler transport av en multifasebrønn-strøm.

Væskeutskillere betyr i ovennevnte sammenheng bl.a. separatorer, skrubbere, sykloner og væskepluggsamlere som alle i tillegg til selve utskilleren har et volum for oppsamlet væske. Dette oppsamlingsvolumet vil være bestemt av flere faktorer som er:

• Gjennomsnittlig væskeinnhold i brønnstrømsgassen. Dette varierer svært mye avhengig av om brønnstrømsgassen kommer fra et tørrgassfelt eller gasskonden-satfelt. En feltavhengig variasjon fra 0,01 vekt-% eller lavere til 5 vekt-% eller mer kan antydes, uten at dette får annen betydning for oppfinnelsen enn den praktiske dimensjoneringen og driften. Ved flerfasepumping fra oljefelt utgjør væskeandelen typisk 2 volum-% til 30 volum-%. • Væskeklumpvolum, dvs. volumet av væskeansamlinger som strømmer i røret, og som er for store til å betegnes dråper, men for små til å kalles væskeplugger. Det er antydet at væskeklumper kan være i "knyttnevestørrelse". I begrepet væskeklump er også innbefattet det som på engelsk blir kalt: "surge", dvs. variasjon i væskeinnstrømning på grunn av variasjoner i gassproduksjonen gjennom røret oppstrøms for et kompresjonssystem. • Væskepluggvolum. dvs. volumet av en væskeansamling som av forskjellige grunner har oppstått i rørsystemet oppstrøms for kompressoren, og som strøm-mer inn i væskeutskilleren i løpet av noen sekunder.

For belysning av ulemper ved de tidligere kjente løsningene omtales i det etterfølgende en vanlig måte for drenering av væske fra en undersjøisk væskeutskiller med et tilhø-rende volum for væskeoppsamling. Det vises følgelig til Figur 1 som illustrerer hoved-utstyret i slike tradisjonelle undersjøiske kompresjons- og pumpestasjoner. I Tabell 1 angis komponentene som bokstavene fra figuren henviser til.

Under normal drift står alle de viste avstegnings ventilene, p til p'", åpne og antistrøm-støtsventilen, j, er lukket. På et gitt tidspunkt går kompressoren, b, med et bestemt turtall for å gi ønsket gassproduksjon. Kompressoren drives av den elektriske motoren, b', som får elektrisk kraft gjennom kabelen, 1, som er koblet til kompressormotoren med en elektrisk konnektor, q. Tilsvarende får pumpen elektrisk kraft gjennom kabelen, m, og konnektoren, q'.

Gassen som strømmer fra reservoarbrønnen, dvs. våtgassen eller brønnstrømmen, til væskeutskilleren med dens oppsamlingsvolum, a, inneholder et visst gjennomsnittlig væskeinnhold som under gitte omstendigheter kan forstyrres av en "surge" eller i verste fall en kortvarig væskeplugg med høyt væskeinnhold og liten varighet. Det er viktig å være oppmerksom på at flere slike væskeplugger sjelden kommer i rask rekkefølge under driften, fordi gassen over en bestemt periode har et gitt gjennomsnittlig væskeinnhold.

På Figur 1 er det antydet et bestemt tillatt væskenivå, fra d til f, i væskeutskilleren. Når pumpen er en sentrifugalpumpe som kan danne bobler, bestemmes det nedre nivået, d, av at pumpen krever en minste overhøyde for det nedre væskenivået, d, i forhold til inn-suget i pumpen, c. Behovet for overhøyde (NPSHR - "Net Positive Suction Head Requi-red") varierer avhengig av pumpens konstruksjon og driftsforhold, spesielt turtall, men kan for eksempel ligge på 3 til 4 m. Det nedre væskenivået, d, må også være så høyt at pumpen beskyttes mot medriving av fri gass i dens væskestrøm. Slike sentrifugalpumper er følsomme for fri gass, fordi pumpeevnen, dvs. evnen til å skape trykkøkning og kapasitet, avtar sammen med virkningsgraden, og behovet for drivkraft øker. En vanlig regel er at fri gass i disse skal holdes lavere enn 3 volum-%. Når behovet for NPSHR tilfredsstilles, oppfylles likeså dette normalt automatisk.

Videre er det høyeste tillatte normale væskenivået, e, ved stabil strømning bestemt av

sikkerheten mot at for høye væskemengder rives med av gassen og føres inn i kompressoren når største væskeplugg, dvs. den dimensjonerende, kommer på toppen av det øvre tillatte normale nivået, e, ved stabil strømning. Det høyeste væskenivået, f, fremkommer ved at "største væskeplugg" - bestemt ved beregninger, målinger eller erfaringsmessig - skal få plass på toppen av det øvre normale væskenivået, e, uten overskridelse av det

absolutt øvre tillatte høyeste væskenivået, f. Det bør nevnes at det absolutt høyeste væskenivået, f, med hensyn til en plassering av finrenseutstyret, g, når det brukes sykloner eller annet finrenseutstyr som krever et nedløpsrør, h, for drenering, er bestemt av trykkfallet over finrenseutstyret som er satt inn i øvre del av væskeutskilleren, a. Lengden av nedløpsrøret, h, fra underkant, g', av finrenseutstyret, ned til høyeste tillatte væskenivå, f, må gi tilstrekkelig statisk høyde for å drenere finrenseutstyret som ofte er sykloner, som har trykkfall i området 0,1 til 0,5 bar. Videre må utløpet, i, fra nedløpsrøret, h, alltid stå neddykket i væske for å forhindre at gass suges opp gjennom nedløpsrøret, h. Det medfører at utløpet, i, må plasseres nedenfor nedre tillatte væskenivå, d.

Dersom enklere utstyr, f.eks. trådmatter, gir tilfredsstillende finrensing og således drå-pefjerning, kan høyden mellom finrenseutstyret, g, og det høyeste væskenivået, f, reduseres, fordi nedløpsrør da er unødvendig. Mekanismen som sikrer at væskedråper fanges opp i trådmatter og lignende, er at dråpene smelter sammen og får en størrelse som gjør at de faller ned gjennom oppstigende gass mot trådmattene, dvs. at fallhastigheten for dråpene er større enn gasshastigheten oppover.

Hva som er "for høy" væske- og sandbelastning for kompressoren, avhenger av hvor robust konstruksjonen er med hensyn til dette, samt valg av materialer og eventuelt be-skyttelsesbelegg mot erosjon på kompressorimpellerene. Sjelden og kortvarig høy væs-kebelasting, f.eks. 15 volum-%, kan sentrifugalkompressorer tåle, forutsatt at dråpedi-ameteren ikke er for stor, dvs. typisk mindre enn 100 um. Kompressorleverandører opplyser også at tradisjonelle kompressorer tillater kontinuerlig kjøring med væske, forutsatt at væskeinnholdet er mindre enn 3 vekt-%. Andre leverandører av sentrifugalkompressorer opplyser at tradisjonelle kompressorer tåler kontinuerlig drift men inntil 3 volum-% væske i innløpet og dråper som er mindre enn 50 um, med akseptabel erosjon og levetid.

I de siste årene noen kompressorleverandører utviklet nye løsninger for å øke sentrifu-galkompressorenes toleranse med kontinuerlig drift ved høyt væskeinnhold, noe som fremdeles foregår. Motivasjonen er særlig å kunne forenkle kompresjon eller "boosting" av brønnstrøm fra gassfelt sammenlignet systemet fra Figur 1.

Under drift er pumpen med den tradisjonelle løsningen slik styrt at nivået i væskeutskilleren holdes mellom det øvre væskenivået, e, og det nedre nivået, d. Det styres da vanligvis mot et "ideelt nivå" et sted mellom d og e Dette er et nivå som er fastsatt for både å beskytte pumpen mot bobledannelse og medriving av fri gass, og som samtidig ligger betryggende lavt for å forhindre væskemedriving til kompressoren.

Væsken som er skilt ut i væskeutskilleren, a, samles opp i dens oppsamlingsvolum. I kjente løsninger er pumpen, c, angitt som en sentrifugalpumpe. Disse pumpene er vel-egnet for pumping når væskeproduksjonen i kubikkmeter per time, m<3>/h, ikke er for liten, slik at pumpene da er konstruert for den trykkstigning som måtte kreves. Typisk varierer behovet for trykkstigning fra 5 bar til 100 bar og endog mer.

Som eksempel til belysning av problemstillingen med kjente løsninger kan det velges et typisk tilfelle med et mindre gassfelt som kun trenger én kompressor, og hvor væske-produksjon er på 10 nrVdøgn, altså 0,4 m<3>/h. Dette tilsvarer for det aktuelle eksemplet et væskeinnhold i gassen på ca. 0,01 volum-%, og et behov for trykkøkning på 30 bar fra sugetrykket som er 10 bar. Det fins ikke sentrifugalpumper som med kontinuerlig drift kan tilfredsstille et slikt lite behov for volumstrømning og med den nødvendig trykkøkningen. En løsning for kontinuerlig drift av pumpen kan innebære resirkulering av nes-ten hele væskemengden, slik at det oppnås tilfredsstillende minste væskestrømning inn til pumpen., f.eks. 50 m<3>/h.

Ved en sammenligning av hva sentrifugalkompressorer allerede kan tåle, og hva de i nær fremtid kan forventes å tåle som resultat av pågående utvikling, av væskebelast-ning i forhold til væskeinnholdet i felt med gass eller en blanding av gass og kondensat, slik som er nevnt over, kan sentrifugalkompressorer teoretisk kjøres uten væskeutskil-ling fra gassen. Dette forutsetter at væsken strømmer jevnt og finfordelt i gassen. Denne tilstanden kan betraktes som riktig over størstedelen av driftstiden for en undersjøisk kompressor, men av og til forstyrres tilstanden av større væskekonsentrasjoner i form av "surger" med væskeklumper eller i verste fall i form av væskeplugger som fyller hele rørtverrsnittet. Mekanismene som fører til at væskeklumper eller væskeplugger oppstår, er typisk forandringer, dvs. transienter, som foranlediger til en væskeopphopning, f.eks. ved oppstarting eller nedsteging av én av flere brønner på en brannramme. Det verste tilfellet er sannsynligvis oppstarting av brønnene på en brannramme hvor alle brønnene har stått avstengt. Da kan mye væske ha samlet seg opp og strømme inn mot kompressoren. For å unngå at væskeutskilleren må dimensjoneres for å ta hele den transiente væskepluggen som kan oppstå ved oppstart, kan det lages spesielle oppstartsprosedyrer. For eksempel kan væskepluggen enten kjøres forbi kompressoren i et eget omløpsrør, eller kjøres porsjonsvis gjennom væskeutskilleren.

Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å kjøre all væske fra brønnstrømmen gjennom kompressoren under drift, slik at det store, reguleringsteknisk krevende og kostbare separasjonspumpe- og kompresjonssystemet i Figur 1 kan forenkles betraktelig.

For kompressoren er det altså dens robusthet mot væske og sand som bestemmer konstruksjonen av gassbehandlingsdelen i væskeutskilleren, og tilsvarende er det pumpens robusthet med hensyn til bobledannelse og medrevet gass som bestemmer oppbygning-en av væskebehandlingsdelen. Når det gjelder fastsettelse av nivåreguleringens nøyak-tighet og kompleksitet, er det likeså de samme robusthetene av spesielt stor viktighet.

På Figur 2 illustreres det hvorledes bruk av en sentrifugalpumpe høyner den samlede byggehøyden til pumpen og væskeutskilleren med dens oppsamlingsvolum for å møte NPSHR. Det fremgår av eksemplet at en høydeforskjell mellom det laveste væskenivået og innsugingen til pumpen er 4 m.

For å bestemme den samlede byggehøyden til arrangementet av kompressor, væskeutskiller/oppsamler og pumpe må det tas hensyn til at kompressoren og/eller kompressormotoren kan ha et behov for drenering. I kjente løsninger brukes tyngdekraft for slik drenering. For å sikre drenering med tyngdekraft må nedre del av kompressoren plasseres anslagsvis 0,5 m over et nedre nivå i væskeoppsamleren.

Konsekvensen med bruk av en sentrifugalpumpe og tyngdekratfsdrenering er stor byg-gehøyde for det samlede arrangementet, slik som nevnt over. På Figur 2 er dette eksempelvis antydet med 10,5 m. En typisk diameter av noen komponenter er også angitt.

I eksemplet er det vist en vertikalt orientert kompressor og kompressormotor. Hvis de to komponentene er horisontale, reduseres byggehøyden, men på bekostning av en øket bredde.

På Figur 2 er kun tatt med komponenter som er nødvendig for illustrasjon av behovet for høyde. Symbolene her er de samme som på Figur 1, men i tillegg kommer:

Tabell 2

z Dreneringsrør for kompressor med kompressormotor

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er følgelig å anvise et forenklet kompresjonssystem, dvs. et system basert på en væsketolerant kompressor, altså brønn- strømskompressor, med en foranstående væskeutskiller som tar ut store dråper og væskeklumper fra gassen før den strømmer inn i kompressoren. Den oppfangede væsken mates deretter inn i gasstrømmen foran kompressorinnløpet på en slik måte at dråpestør-relsen og konsentrasjonen av væske i gassen ligger innefor det kompressoren kan tolerere over lang tids drift. Væsken består typisk av en blanding av kondensert vann, produ-sert vann, kondensat og olje med tilsatte kjemikalier. Blandingen er sterkt reservoarav-hengig. Begrepet "innenfor det kompressoren kan tolerere over lang tids drift" er avhengig av kompressorens utforming, konstruksjon og materialvalg. Som nevnt hevder noen kompressorleverandører at allerede eksisterende kompressorer kan tolerere en kontinuerlig driftstilstand med opptil 3 volum-% væske forutsatt at dråpestørrelsen holdes under et visst nivå, for eksempel 50 um. Videre er det under utvikling kompressorer med vesentlig større væsketoleranse enn dette. Det er viktig å merke seg at det er komp-ressorleverandøren som definere hvilken maksimal væskekonsentrasjon kompressoren kan tolerere, kombinert med en viss største dråpestørrelse for kontinuerlig drift, og fremdeles ha et akseptabelt vedlikeholdsintervall, for eksempel tre år eller mer. Hensik-ten med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en væskeutskiller oppstrøms for brønnstrømskompressoren og som er slik at det oppnås en innmating i kompressoren av væske i gassen som tilfredsstiller definerte krav for kompressoren når det gjelder største væskekonsentrasjon og dråpestørrelse.

Det kan nevnes at for en tradisjonell bruk av kompressorer på land og på plattformer, er det vanlig å dimensjonere i henhold til dimensjoneringskriteriet i NORSOK P-100 som er : 1,32 x IO"<8>m<3>væske pr. Sm<3>gass, noe som tilsvarer API kriteriet 0,1US gallon per millon scft. Ved et gastrykk på 100 bar tilsvarer dette et væskeinnhold i gassen på ca. 1,3 ppm-vol. I forhold til det som kompressorleverandører oppgir at sentrifugalkompressorer kan tåle ved kontinuerlig drift, gir 1,3 ppm en sikkerhetsfaktor i størrelsesorde-nen på 10000, noe som bare er mulig å oppnå med tradisjonelle, store separatorer og scrubbere. For væsketolerante sentrifugalkompressorer som skal brukes til brønn-strømskompresjon er NORSOK-kriteriet derfor urimelig ved at det ikke utnytter kompressorens evne til å tåle væske. I samsvar med den foreliggende oppfinnelse utnyttes kompressorenes toleranse for væske for å frembringe en anordning, i hvilken væsken følger gassen inn i kompressoren etter en forutgående behandling som gir dråper mindre enn største dråpestørrelse, som kompressoren tåler for kontinuerlig drift, og som samtidig jevner ut væskeinnholdet i gassen, slik at det ikke oppstår topper med høyere væskeinnhold enn det kompressoren kan tåle på det meste.

Væskeutskilleren skal utformes slik at den lar det meste av væskeinnholdet følge gass-strømmen, og bare større dråper over en viss størrelse og væskeklumper fanges opp. Det er typevalget av innløp og finrenseutstyr (dråpefanger) foran gassutløpet som bestemmer størrelsen på dråpene, som fanges opp.

Den utskilte væsken mates deretter inn i gasstrømmen foran væskeinnløpet ved at blant annet energi fra kompressoren dekker pumpearbeidet for å få væsken fra væskeutskilleren til et blandepunkt for gass og væske foran kompressorinnløpet. Fordi det er liten trykkforskjell mellom væskeutløpet fra væskeutskilleren til blandepunktet, er effektbehovet lite. Pumpingen av væske fra væskeutskilleren til blandepunktet kan utføres enten ved at: • trykksatt gass driver en ejektor som fører den utskilte væsken inn i gasstrøm-men, • en innsnevring av røret med en konvergerende og divergerende del (venturi) foran innløpet skapes et undertrykk som suger den utskilte væsken inn i gass-strømmen ved blandepunktet • en reguleringsventil foran blandepunktet skaper et ønsket undertrykk som kan justeres.

en fast stuping som gir nok undertrykk plasseres foran blandepunktet minst én forstøvningsdyse som er anbrakt i gassutløpsrør frem til et blandepunkt en kombinasjon av dette.

For å sikre små nok dråper kan det eventuelt settes inn en væskeforstøvningsdyse i røret som leder væske fra væskeutskilleren til innløpsrøret for gass til kompressoren.

På denne måten forenkles kompresjonssystemet ved at behovet for en pumpe med motor og krafttilførsel elimineres og derved behovet for overhøyde ved at kompressoren overtar pumpearbeidet.

Det er også fordelaktig at væskeutskilleren kan plasseres fritt i forhold til kompressoren, fordi pumpearbeidet som kompressoren må utføre for å løfte og føre væsken inn til blandepunktet i kompressorens innløpsrør uansett er lite.

Samlet sett gir oppfinnelsen et komplett utstyr for brønnstrømskompresjon med små dimensjoner i forhold til tradisjonell løsning (Figur 1 og 2), og med stor frihetsgrad med hensyn til innbyrdes høydeplassering av væskeutskilleren og kompressoren. Hovedformålet med oppfinnelsen, som er å forhindre at væske i for høye konsentrasjo-ner og med for stor dråpestørrelse strømmer inn i en kompressor, oppnås med en fremgangsmåte for utskilling av væske fra gass i en brønnstrøm ved brønnstrømskompre-sjon, omfattende en væskeutskiller med et innløp for brønnstrømmen, et utløp for gass og et utløp for væske kjennetegnet ved at utskilte væske fra væskeutskilleren gjennom væskeutløpet tilføres i gassutløpet ved et blandepunkt nedstrøms for væskeutskilleren og oppstrøms for en kompressor, og at større væskeansamlinger i brønnstrømmen inn i væskeutskilleren, så som væskekonsentrasjoner eller væskeplugger, mates ut til blandepunktet over en tidsperiode som er akseptabel for kontinuerlig drift av kompressoren, idet den utskilte væske forstøves før eller ved kompressorens innløp.

Derved kan den utskilte væsken mates inn i gassrøret foran innløpet til prosesseringsut-styret via en mellomliggende ejektor eller eduktor eller ved undertrykk i gassrøret, slik at energi fra kompresjonssystemet driver væskepumpingen. Hvis ønsket er å opprette et undertrykk ved blandepunktet for gass og væske foran innløpet til kompressoren, kan dette oppnås med en passende innsnevring i røret, med en fast eller regulerbar struping, eller med minst én forstøvingsdyse, som er plassert særlig i gassinnløpsrøret, før og/eller blandepunktet. Selv da er det energi fra kompressoren som driver dreneringen og eventuelt finnoppdelingen av den utskilte væsken.

Oppsummert kan man fastslå at uansett om man bruker dyser eller ejektor eller andre komponenter til å rive opp væske til små dråper med ønsket størrelse er det energi fra kompressoren, dvs. kombinasjon av trykk, trykkfall og volumstrøm i gass, som besørger dråpegenereringen. For eksempel kan trykksatt gass fra kompressorens utløp eller fra et av dens trinn føres inn i en dyse for å bidra til dråpeopprivning.

Fordelaktige utførelser i samsvar med den foreliggende oppfinnelse fremgår av de uselvstendige patentkravene og redegjørelsen under.

Forutsetningen for et vellykket resultat ved hjelp av trykkgass er at den tilførte trykkgassen har et tilstrekkelig høyt trykk, nærmere bestemt høyere enn væskeutskillerens innløpstrykk under drift, slik at det er nok drivende kraft til at pumpevirkningen tvinger den utskilte væsken tilbake i gasstrømmen foran kompressoren. Gasstrykket må altså både dekke pumpingen og besørge finoppdelengen av væskeklumper til små dråper.

Trykkgass for å drive ejektor og finoppdeling av den utskilte væsken hentes fra et av kompressorens trinn eller fra dens utløp. Fordi det er liten trykkforskjell mellom væske- utløpet fra væskeutskilleren og blandepunktet for gass og væske foran kompressoren, er det vanligvis tilstrekkelig å ta trykkgass fra kompressorens første eller andre trinn. Dette må beregnes fra tilfelle til tilfelle og det avhenger også av kravet til væskefinoppdeling-en og derved hvilken energi som er påkrevd.

Benyttes undertrykk i gassrøret, må dette skapes ved at innsnevring være stort nok til at pumpe- og finfordelingsvirkningen besørges.

En fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er at pumpingen med ejektoren eller strupingen oppstrøms for innløpet til kompressoren, er slik at væskeutskilleren til en hver tid er tom for væske. Da kan nivåmåling og -regulering helt unngås. For å oppnå dette må enten ejektoren eller strupingen innstilles på fast verdi før installasjon, basert på beregninger av størst væskeinnhold i gassen. Under drift er det da ingen mulighet for å justere innstillingen. Derfor er det nødvendig å legge inn en tilstrekkelig sikkerhetsmargin for pumpingen. Hvis for eksempel beregninger tilsier at 10 % av gassen som strømmer inn i væskeutskilleren må gå til væskeutløpsrøret for å sikre at væskeutskilleren alltid holdes tom uten væskenivåøkning, kan det for eksempel forhåndsinnstille på 15 % som sikkerhet. Dette øker kraftforbruket noe for ejektoren eller strupingen, men forbruket holdes uansett lite sett i forhold til kompresjonsarbeidet, noe som ikke noen begrunnelse for tilbakeholden når det gjelder sikkerhetsfaktoren for pumping. Det er ikke sannsynlig at en stor mengde gass i væskeutløpsrøret i forhold til gassutløpsrøret fra væskeutskilleren reduserer virkningsgraden for væskeutskilleren, men tvert i mot øker sikkerheten for at for store væskedråper går inn i gassutløpsrøret og kan komme inn i kompressoren. Ved å velge et forholdsvis stort forhold mellom gass i de to utløpsrørene kan dette redu-sere kravet til innløpsutstyr og eventuelt finrenseutstyr ved gassutløpsrøret, slik at væskeutskillerens indre utstyr kan utformes så enkelt som mulig, for eksempel bare med en enkel innløpsinnretning og ingen form av finrenseutstyr ved gassutløpsrøret.

Det er avgjørende at den utskilte væsken som går i væskeutløpsrøret, er opprevet til fine dråper med en valgt største størrelse. Det er mulig at gassen som følger med i den utskilte væsken i væskeutløpsrøret sammen på grunn av kollisjonen i blandepunktet med den største gassmengden som passerer i gassutløpsrøret, er nok til å sikre en slik finoppdeling. Hvis det imidlertid er tvil om at dette er tilstrekkelig, kan det settes inn en forstøvningsdyse i væskerøret foran blandepunktet. Slike forstøvningsdyser er kjente, og dysen kan velges slik at gassmengden som er innstilt gjennom væskeutløpsrøret sammen med trykkfallet i dysen, gir en maksimal dråpestørrelse med en bestemt dråpe-størrelsesfordeling. Det er da viktig at ejektoren eller strupingen som skal dekke kraft behovet for både pumping og finoppdel er innstilt slik at det aktuelle kraftbehovet med sikkerhet er dekket. Desto mindre dråper som velges for innstillinge på, desto mindre er slitasjen på kompressorimpellerne på grunn av impulsen ved kollisjon, noe som er gunstig for kompressorens levetid. På den annen side øker kraftforbruket. Valgt mål for drå-pestørrelsen i forhold til kraftforbruk til forstøvning bør derfor avveies fra tilfelle til tilfelle.

I forhold til den enkleste varianten med forhåndinnstilt pumpearbeid og uten noen form for nivåmåling og regulering kan det tenkes en utførelse som gir mulighet for justering under drift. En mulighet for justering av pumpearbeidet kan ønskes, hvis det er usikker-het om hvor mye væskeinnholdet i gassen kan forandre seg over driftsperioden. Væskeutskilleren kan da utstyres med en nivåføling eller -måling av forskjellige typer, slik som er beskrevet i det etterfølgende, sammen med ulike typer for nivåregulering. Under omtales avvikende former for nivåmåling og -regulering fra det enkel til det avansert.

A. Væskenivået avføles i et punkt i væskeutskillerens nedre del, og når det er avfølt at væskenivået er nådd dit, økes pumpevirkningen enten ved økt pådrag på ejektoren eller ved økt struping av reguleringsventilen oppstrøms for blandepunktet for gass fra gassutløpsrøret utskilt væske fra væskeutløpsrøret inntil ønsket væskenivå er gjenopprettet, f.eks. at væskeutskilleren er helt tømt. Dette kan enten styres manuelt, f.eks. fjernstyrt reguleringsventil, eller automatisk. Økningen i pumpingen skjer for eksempel med 10 % økning inntil det ikke avleses noe væskenivå.

B. Væskeutskilleren innbefater følere for et øvre og nedre nivå. Når væske kommer til det øvre nivået økes pumpingen i trinn med en valgt innstilt verdi, for eksempel 10 %, inntil væske ikke avføles ved det øvre nivået. Når det nedre nivået er gjenopprettet, reduseres så pumpearbeidet på samme måte inntil nivået igjen av-føles øverts, osv. C. Væskeutskilleren er utstyrt med en kontinuerlig nivåmåling, for eksempel nuk-leonisk eller med trykkforskjell, og en kontinuerlig automatisk nivåregulering som holder nivået mellom et øvre og nedre nivå.

De foretrukne løsningene er de enkleste, dvs. enten at forholdet mellom gass i væskeut-løpsrøret og gassutløpsrøret er med en forhåndsinnstilling før installasjon, noe som ikke gir mulighet for en bevisst justering under drift, eller løsningen omtalt i pkt. A, noe som muliggjør å følge med og justere på en enkel måte.

Løsningen fra B og spesielt C kan imidlertid trenges i tilfeller med store variasjoner i væskeinnholdet i gassen i form av store "surger", pluggstrømning ("slug flow") eller ofte forekommende transiente "plugger". For ikke å få for stort væskeinnhold i gassen inn til kompressoren kan det da kreves at den utskilte væsken gis en viss oppholdstid i væskeutskilleren, og dette kan oppnås ved å dosere utskilt væske ut fra væskeutskilleren ved bruk av varianten i B eller C.

Dosering av en større væskeansamling som er utskilt, kan også oppnås uten en regulering eller med den enkle reguleringen fra A. Dette oppnås ved å bygge inn en viss bestemt strømningsmotstand i væskeutløpsrøret, enten i form av et passende trangt rør-tverrsnitt eller en restriksjon. Da tar det på grunn av strømningsmotstanden en viss tid før den utskilte væsken er blitt dosert inn i gassen ved blandepunktet, slik at det i gassen inn i kompressoren unngås et væskeinnhold som er for stort.

Andre kombinasjoner av løsningene med måling og regulering av nivået fra punkt A til C er også mulig.

Uansett hvor stor væske- og sandkonsentrasjonen er, må kompressoren som er valgt for de aktuelle tilfellene, konstrueres for å tåle denne over tilstrekkelig tid. I noen tilfeller kan for eksempel tre års drift eller mindre være tilstekkelig tid til å rettferdiggjøre den store besparelsen i kapitalkostnader og kompleksitet som oppfinnelsen muliggjør. Når kompressoren for eksempel etter tre år er blitt så erodert at virkningsgraden er for lav til å utføre det nødvendige kompresjonsarbeidet, så skiftes kompressoren simpelthen ut. Tilstrebelsen er å konstruere en kombinert væskeutskiller, væskefinfordeler og væsketolerant kompressor, slik at utskifting av kompressoren kan følge intervallene med gjen-oppbygning for å tilpasses kompresjonsprosessen.

Selv om det ikke skal forstås som noen begrensning, skjer omtalen av oppfinnelsen i fortsettelsen i forbindelse med en væskeutskiller som ofte er plassert på en undersjøisk lokalisering. Dette må imidlertid ikke betraktes som noen begrensning for i hvilke om-givelser den foreliggende anordning skal anbringes.

I tillegg til blant annet å drive en ejektor for pumping kan trykkgass fra komperessoren også benyttes for spyling av sand fra væskeutskilleren for å forhindre sandoppbygging.

Med hensyn til spyling for derved å fjerne oppsamlet sand foranlediger bruk av trykkgass en kraftig oppvirvling på grunn av dens trykk og ekspansjon. Plassering av de ikke viste dysene og deres utforming kan optimaliseres for oppgaven. Poenget er følgelig at det finnes tilgjengelig rikelig med spylegass under høyt trykk for utnyttelse. Trykkgass kan brukes til å fjerne oppsamlet sand både fra væskeutskillerens nedre del, fra dens innløpsinnretning eller fra et eventuelt finrensetrinn i dens øvre del.

Ekspansjon av gass gir avkjøling. Det må derfor fastslås om temperaturen kan bli så lav at det er fare for hydratdannelse. I så fall må det på kjent måte injiseres et hydrathemmende middel, f.eks. MEG, DEG, TEG, metanol eller tilsvarende. I de fleste tilfellene er ekstra tilsetning av hydrathemmende middel neppe nødvendig, fordi i utgangspunktet et slikt middel allerede er tilsatt brønnstrømmen.

Væskene nevnt over kan som et alternativ også brukes til periodisk sandspyling av væskeutskillerens nedre del, innløpsinnretning og finrensetrinn. Likeså kan væskene nevnt over periodevis tilføres i væskeutskilleren med en slik mengde at væske føres via blandepunktet inn i kompressoren for utvasking av avleiringer i denne.

Det skal også nevnes at for å sikre at sand ikke bygger seg opp i væskeutskilleren, kan den nedre delen ha konisk utforming, for eksempel med en konisk innsats, og at vinke-len for konen er slik at sand hele tilden renner nedover og føres ut via væskeutløpsrøret.

Det som gjør den foreliggende oppfinnelse ulik fra det tidligere kjente, er forenklingen ved at en tradisjonell pumpe, for eksempel sentrifugalpumpe med elektromotor, over-flødiggjøres og virkelig separator og scrubber fjernes. I væskeutskilleren er det ikke behov for nøye nivåmåling, slik at nivåmåleutstyret kan forenkles eller utelates. Utela-telse av pumper fører automatisk til fordelen av at utstyret til elektrisk kraftforsyning av pumpemotoren bortfaller. Videre innebærer eliminering av en kontinuerlig nivåregulering i utskilleren en forenkling av kontrollsystemet og ved å innstille pumpingen med bruk av ejektor eller undertrykk, slik at væskeutskiller er tom eller tilnærmet tom til en hver tid, faller behovet for regulering helt bort.

Ved å utelate pumper, spesielt sentrifugalpumper, fjernes også behovet for en bestemt minimal overhøyde av væskenivået i forhold til innløpet til pumpen, dvs. NPSHR. Slik som tidligere nevnt, kan dette utgjøre for eksempel 4 m. I tillegg til innspart høyde med-fører det også reduksjon i vekt og størrelse. Fjerning av utstyr, og spesielt roterende utstyr, gir også en økt pålitelighet.

Det som tillater fjerning av pumper i samsvar med den foreliggende oppfinnelse er at brønnstrømskompressoren overtar pumpearbeidet, og at energi fra kompressoren brukes til å føre væske fra væskeutskilleren tilbake til gassen foran innløpet til kompressoren med akseptabel konsentrasjon og dråpestørrelse.

Utnyttelse av noe av energien som tilføres en undersjøisk kompressor til pumpe- og finoppdelingsarbeidet, er en realistisk mulighet fordi det viser seg at effektbehovet for pumpingen av felt med gass samt blanding av gass og kondensat er svært lite i forhold til effektbehovet for kompresjonen. Tabell 3 under anskueliggjør dette med tall for ty-piske eksempler. Effektbehovet for kompresjon er anslagsvis for eksemplet med gass og gass-kondensat henholdsvis 4 000 kW og 10 000 kW, og overslag viser et kraftbehov for oumoine oå henholdsvis 1 kW oe 300 kW.Tabell 3

Oppdimensjonering av kompressoren og dens motor for å dekke det beskjedne pumpearbeidet og drenerings- og finoppdelingsarbeid representerer ikke noen merkbar økning i så vel fysiske dimensjoner som i vekt eller kostnad for disse komponentene. Dette ut-gjør heller ikke noen merkbar forstyrrelse for drift av kompressoren.

Noen undersjøiske kompressorer benytter gass fra kompressorens utløp eller mellom-trinn (mellom innløp og utløp) til kjøling av den elektriske motoren og eventuelle andre komponenter som krever kjøling, så som eventuelle magnetlagre. Gassen som benyttes til kjøling, er typisk 3 til 10 % av den totale gassraten som komprimeres, og etter at den samme gassen er benyttet til kjøling av motoren eller andre komponenter, ledes den tilbake oppstrøms for kompressoren, for derved å kunne gjenkomprimeres. Det kreves en kompresjonseffekt for å gjenkomprimere denne kjølegassen. Det er derfor gunstig å benytte gassen også som trykkgass for væskeutskilleren, dvs. for drift av ejektor, for-støvningsdyse og sandspyling som omtalt for den foreliggende oppfinnelse.

Det kan antydes at for flerfasepumping av en blanding med gass, olje og vann, og hvor væskemengden typisk ligger på 5-20 volum-%, er andelen av den totalt tilførte effekten til flerfasepumpen som benyttes til væskepumping, ofte betydelig mindre enn mengden brukt til gasskompresjon, f.eks. 20 %. Legg merke til at den foreliggende oppfinnelse ikke utelukkende er anvendelig for en strøm av gass eller en blanding av gass og kondensat, men likeså eksempelvis for flerfasepumping. Hvis det utvikles kompressorer med høy væsketoleranse, kan oppfinnelsen også muliggjøre bruk av kompressorer i til feller hvor det nå er brukt flerfasepumper. Det praktiske spørsmålet er da om flerfasepumping i samsvar med oppfinnelsen er mer fordelaktig enn en konvensjonell flerfasepumping.

I forhold til den konvensjonelle dreneringen av en undersjøisk væskeutskiller med et tilhørende væskeoppsamlingsvolum og nivåstyring når pumper brukes til drenering, gir den foreliggende oppfinnelse en betydelig forenkling og dessuten reduserte byggedi-mensjoner.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere ved hjelp av foretrukne utførelser som er vist på tegningene, i hvilke: Figur 1 viser skjematisk et konvensjonelt undersjøisk system for kompresjon av gass; Figur 2 illustrerer skjematisk typisk høyde og diameter for en konvensjonell løsning med undersjøisk gasskompresjon ved hjelp av en kompressor, en separator og en sentrifugalpumpe i samsvar med eksemplet for gass foran, jf. Tabell 3;

I Tabell 4 er gitt henvisningstall som vil bli benyttet til å forklare og belyse oppfinnelsen ved hjelp av figur 3 til 11.

Legg merke til at utstyret som er tatt med i tabell 4, kun er det som er nødvendig for å belyse oppfinnelsen og dens funksjon. For praktisk drift kan det i tillegg finnes atskillig annet tilbehør, så som f.eks. en anti-strømstøtlinje med kjøler og reguleringsventil, til-bakeslagsventiler, trykk- og temperaturfølere, etc.

I det følgende skal virkemåten til oppfinnelsen forklares ved bruk Tabell 4 og Figur 3 til 11.

I Figur 3 er vist en utførelse av oppfinnelsen hvor en brønnstrøm er ført inn i en væskeutskiller 1' gjennom et innløpsrør 13. Væskeutskilleren består av en beholder 1 og kan ha forskjellig innvendig utstyr for å øke væskeutskillingsgraden. Det er her viktig å være oppmerksom på at formålet med væskeutskilleren foran en brønnstrømskompres-sor ikke er høy virkningsgrad ved væskeutskillingen, men bare utskilling av væskeklumper og dråper over en viss størrelse som kan gi så stor slitasje på kompressoren at den får uakseptabel kort funksjonstid mellom nødvendig vedlikehold eller reparasjon. En innløpsinnretning 2 kan omfatte alt fra et rør som munner ut i beholderen 1 til en væskefordelingskasse, eller forskjellige typer ledeskovler, eller utstyr som setter den innstrømmende gassen i rotasjon, for eksempel sykloner. Slikt innløpsutstyr virker ved å ta impulsen ut av den innstrømmende væsken, fordeler væsken over væskeutskillerens 1' tverrsnitt og skiller ut dråper over en bestemt størrelse. I mange tilfeller er passende bare med innløpsutstyr for å gi tilstekkelig dråpeutskilling. Et finrenseutstyr 3, dvs. en dråpefanger, foran et gassutløpsrør 5 kan omfatte alt fra avbøyningsseparatorer, sjalusier, trådmatter, fibermatter til multisykloner. I tillegg til dimensjonering av beholderen 1 finnes det derfor forskjellige typer innløps- og utløpsinnretninger å ta i bruk for å oppnå at dråper over en viss diameter ikke følger gasstrømmen i overløp gjennom et gassut-løpsrør 5 og inn i en kompressor 11. Noen ganger kan en tom beholder klare oppgaven.

For å pumpe gassen fra væskeutskilleren 1' er det på Figur 3 vist en utførelse med bruk av en ejektor 15 som er drevet av trykksatt gass fra kompressorens 11 utløp eller fra et

av dens trinn avhengig av hvilket trykk som er nødvendig. Trykkgassen føres via et rør 16 fra kompressoren og kan valgfritt reguleres med en reguleringsventil 20 for å justere pumpevirkningen. I noen tilfeler brukes trykksatt gass fra et av kompressorens 11 trinn

eller dens utløp for å kjøle kompressorens elektromotor 12.1 slike tilfeller kan den trykksatte kjølegassen brukes for drift av ejektoren 15 ved å føre kjølegassen gjennom et rør 17 og en valgfri reguleringsventilen 21. Røret 16 med ventilen 20 er da ikke nød-vendige. På grunn av gjennomstrømningen av trykksatt gass gjennom ejektoren blandes utskilt væske som på den måten er pumpet, med gassen og finoppdeles til dråper. Hvor små dråpene er som resulterer av dette, avhengig blant annet av trykkfallet gjennom

ejektoren, mengden av gass og ejektorens utforming. For å bedre kunne styre den største dråpestørrelse kan det settes inn en forstøvningsdyse 9 foran et blandepunkt 8, ved hvilket gasstrømmen via gassutløpsrøret 5 møter væsken fra væskeutløpsrøret 4. Det ansees som gunstig at forstøvningsdysen 9 er så nær blandepunktet 8 som mulig, slik at gassen med dråper møter gasstrømmen fra gassutløpsrøret 5 så raskt som mulig i blandepunktet 8, noe som medfører at dråpene får minst mulig tid og sannsynlighet for å flyte sammen før blandepunktet. Blandingen av gass og finoppdelte dråper strømmer så gjennom et kompressorinnløpsrør 10 inn i kompressoren. Det er her gunstig at blandepunktet 8 er så nær kompressorens innløp som mulig, dvs. at kompressorinnløpsrøret er kort. Hvis kompressorinnløpsrøret er eksempelvis 3 m og gassen med dispergerte dråper har en strømningshastighet på 15 m/s, blir oppholdstiden for dråpene i kompressorinn-løpsrøret 0,2 s og sannsynligheten for kollisjon og sammensmelting til større dråper er liten og uten nevneverdig betydning.

I sin enkleste form er det ikke innsatt nivåfølere eller nivåmåleutstyr i væskeutskilleren 1', men mengden av trykkgass som ved hjelp av det respektive røret 16, 17 driver ejektoren 15, er på forhånd beregnet og systemet er slik at det kjøres med tom tank. Det betyr at pumpearbeidet som ejektoren 15 utfører, er så stort at det ikke finnes et væskenivå i beholderen 1. Pumpearbeidet med ejektoren 15 kan da innstilles slik at det medføres en viss beregnet mengde gass i væskeutløpsrøret 4 sammen med væsken. Hvis det av og til skulle komme større væskeansamlinger, noe som innebærer et visst kortvarig væskenivå i beholderen 1, har ikke det noen betydning så lenge væskenivået ikke stiger opp til et brønnstrøminnløpsrør 13 eller innløpsinnretnningen 2. For å sikre dette bør derfor ejektoren forhåndsinnstilles med en viss overkapasitet som en sikkerhetsfaktor.

For å kunne justere pumpearbeidet til ejektoren 15 over tid, etter hvert som trykket i brønnstrømmen normalt avtar, den virkelige gassmengden øker og forholdet mellom væske og gass endres, kan det monteres en enkel væskeføler 18 som bare gir signal for væske eller ingen væske i beholderen 1 i valgt avstand over væskeutløpsrøret 4. Hvis et væskenivå registreres av føleren 18, kan pådraget av trykkgass fra det respektive rør 16, 17 og derved pumpearbeidet økes ved å åpne på den aktuelle reguleringsventilen 20,21. Dette kan enten gjøres med manuell fjernstyring av ventilen 20, 21, eller regulerings-funksjonen kan legges inn i et automatisk reguleringssystem som styrer ventilen 20,21. Enten reguleringen er manuell eller automatisk kan den følge en viss strategi som øker pådraget med for eksempel i trinn på 10 %, inntil ingen væske lenger registreres av væskeføleren 18. En utforming av noe mer avansert type kan ha to eller flere nivåfølere over hverandre for å gi et bedre beslutningsgrunnlag for innstillingen av ejektorens 15 pumpearbeid.

Det kan i noen tilfeller velges å montere en nivåføler 18 for kontinuerlig måling i væskeutskilleren 1'. Slikt nivåmåleutstyr er kjent, for eksempel trykkdifferanse eller nukle-onisk. Ved å styre ventilene 20, 21 ved kontinuerlig nivåavlesing med nivåføleren 18, kan nivået i beholderen 1 holdes mellom en nedre og øvre grense. Motivasjonen for å benytte et slikt nivåkontrollsystem kan skyldes at væskeinnholdet i brønnstrømmen varierer mye, for eksempel ved pluggstrøm eller stadige store "surger", og at en nivåregulering som holder utskilt væske tilbake i beholderen 1, fordeler den over en viss tid inn i gasstrømmen ved blandepunktet 8. På den måten er gass med for store øyeblikks verdier forhindret fra å strømme inn i kompressoren 11.

I de fleste tilfeller er det ikke nødvendig med kontinuerlig nivåmåling og -styring. Den utskilte væsken kan sikres en viss nødvendig oppholdstid for å gi tilstrekkelig utjevning av væskeinnholdet i gassen som strømmer inn i kompressoren 11 fra den er skilt ut i væskeutskilleren 1' til den når blandepunktet 8 ved forhåndsjustering av drivgassmeng-den til ejektoren 15 i forhold til trykkfallet samt lengden og diameteren av væskeut-løpsrøret 4 og trykkfallet gjennom den valgfrie forstøvningsdysen 9. Hvis for eksempel ejektoren er slik innstilt at strømningshastigheten i røret 4 er 2 m/s og rørlengden er 20 m, er oppholdstiden for den utskilte væsken 10 s, noe som anses å gi tilstrekkelig utjevning av væskeinnholdet i gasstrømmen inn til kompressorens 11 innløp. Ved alminneli-ge "surger" under drift er det ikke påkrevd med noen innstilling av en bestemt oppholdstid for væsken før den når blandepunktet 8, fordi væskeinnholdet i brønnstrømmen under drift til en hver tid er mindre enn det maksimalt tillatte.

Figur 4 viser en annen utførelse av oppfinnelsen i hvilken den utskilte væsken fra utskilleren 1' suges gjennom væskeutløpsrør 4 og til blandepunktet 8 ved et undertrykk som er frembrakt av en innsnevring 7 i tverrsnittet mellom gassutløpsrøret 5 og kompressor-innløpsrøret 10. Innsnevringen kan ha form av en konvergerende del i enden av gassut-løpsrøret samt en divergerende del i begynnelsen av kompressorinnløpsrøret og væske-utløpsrøret 4 munner ut mellom den konvergerende og divergerende delen hvor det på grunn av økt hastighet i det trangere tverrsnittet oppstår et undertrykk. Innsnevringen kan kontureres for et visst fast undertrykk som til enhver tid sikrer tømt eller tilnærmet tømt beholder 1. Hvis en forstøvningsdyse 9 er benyttet, må den ha en slik konstruksjon at trykkfallet gjennom denne også dekkes.

En annen måte for å bevirke at den utskilte væsken fra beholderen 1 føres til blandepunktet 8, er å ha en struping, f.eks. en strupeventil 6 foran blandepunktet 8, slik at det oppstår et tilstrekkelig trykkfall gjennom strupingen til at den utskilte væsken suges med tilstrekkelig hastighet fra beholderen , og at trykkfall gjennom eventuell forstøv-ningsdyse 9 dekkes. Strupingen kan enten være fast eller en regulerbar ventil 6. Også i forbindelse med oppfinnelsen i henhold til Figur 4 kan det settes inn forskjellige former for nivåføling eller kontinuerlig måling, slik som beskrevet i forbindelse med Figur 3, og nivået kan tilsvarende styres ved å regulere strupingen enten manuelt fjernstyrt eller automatisk.

På Figur 4, og kan også gjelde for oppfinnelsen som er vist på Figur 3, er nedre del av væskeutskilleren 1' utformet som en trakt 22 med stor nok vinkel til at sand som følger den utskilte væsken, ikke kan bygge seg opp for så å rase ned utløpet 4 og gi uheldig slitasje på kompressoren 11 når det skjer, eller i verste fall bygge seg opp slik at utløpet fra beholderen 1 blokkeres. Slik som et alternativ til traktformet utløp 22, kan det føres et rør, ikke vist, med trykksatt gass fra kompressorens utløp eller fra et av dens trinn eller i form av kjølegass fra motoren og inn i beholderen, slik at den trykksatte gassen i form av rettede stråler mot bunnen spyler ut eventuell sand som er avsatt. Spylingen kan skje kontinuerlig eller med visse ønskede mellomrom. En slik spyling kan eventuelt kombineres med et traktformet utløp.

En annen løsning for å fjerne risikoen for sandoppbygging kan bevirkes ved å spyle den nedre delen av væskeutskilleren 1' med et hydrathindrende middel, f.eks. MEG. Med et ønsket mellomrom kan det spyles så store mengder MEG eller annen væske inn i væskeoppsamleren 1' og som deretter forstøves via dysen 9 før innstrømning i kompressoren 11, slik at det kan virke rensende på kompressorens indre ved å fjerne avset-ninger.

På Figur 6 til 9 er det vist andre utførelser i samsvar med oppfinnelsen, i hvilke utførel-sene som er omtalt omtalt over, suppleres med 9', 9" som er plassert enten i gassut-løpsrøret 5 eller kompressorinnløpsrøret 10, eller både i gassutløpsrøret og kompressor-innløpsrøret. Legg imidlertid at komponentene som er illustrert på de tidligere figurene ikke gjenfinnes her. I de ulike variantene forstøver altså den respektive forstøvningsdy-sen den medfølgende væsken i strømmen gjennom gassutløpsrøret eller kompressorinn-løpsrøret. I varianten fra Figur 6 forstøver forstøvningsdysen 9 den utskilte væsken i væskeutløpsrøret 4, mens forstøvningsdysen 9' forstøver medført væske i gassen som passerer gjennom gassuløpsrøret. I utførelsen fra Figur 8 skjer det en forstøvning av væsken som er medført i gasstrømmen, både i gassutløpsrøret og kompressorinnløpsrø-retet som er anbrakt før og etter blandepunktet 8.

På Figur 5 er vist en variant av oppfinnelsen i hvilken at væskeutskilleren er en syklon 1". Sykloner kan konstrueres slik at de gir en bestemt største dråpediameter som går inn i gassutløpsrøret 5. Hvis gassmengden og tettheten varierer over tid, kan flere sykloner settes i parallell, slik at sykloner fases inn eller ut etter behov for å følge forholdene. Oppfinnelsen kan for øvrig utformes slik som er omtalt i forbindelse med Figur 3 og 4.

Figur 10 er tatt med for å antyde reduksjon i dimensjoner som oppnås i forhold til den konvensjonelle kompressorkonfigurasjonen med separator og pumpe fra Figur 1 og 2. På Figur 10 er kompressoren med motor oppstilt vertikalt. Tilsvarende er antydet dimensjoner for et en kompressor med motor som er horisontalt stilt på Figur 11. Bare komponenter som har betydning for dimensjonene er vist. For arrangementet fra Figur 10 kan det antydes at det får plass innenfor en bredde x dybde x høyde på 4 x 4 x 7 m og tilsvarende for Figur 11 er størrelsen 4 x 4 x 4 m. Vekten reduseres betydelig i forhold til konvensjonell utforming og likeledes kompleksiteten, og det fås økt pålitelighet.

Fordi væskeutskilleren 1' er liten og lett i forhold til konvensjonell løsning, er det i de fleste tilfeller fordelaktig ikke å ha mekaniske konnektorer i kompressorinnløpsrøret 10 mellom væskeutskilleren og kompressoren 11, men løfte opp hele arrangementet ved nødvendig vedlikehold eller reparasjon.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for utskilling av væske fra gass i en brønnstrøm ved brønnstrømskomp-resjon, omfattende en væskeutskiller (1') med et innløp (13) for brønnstrømmen, et ut-løp (5) for gass og et utløp (4) for væske,karakterisertved at utskilte væske fra væskeutskilleren (1') gjennom væskeutløpet (4) tilføres i gassutløpet (5) ved et blandepunkt (8) nedstrøms for væskeutskilleren (1') og oppstrøms for en kompressor (11), og at større væskeansamlinger i brønnstrømmen inn i væskeutskilleren (1'), så som væskekonsentrasjoner eller væskeplugger, mates ut til blandepunktet (8) over en tidsperiode som er akseptabel for kontinuerlig drift av kompressoren (11), idet den utskilte væske forstøves før eller ved (9") kompressorens (11) innløp.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat en ejektor (15) anordnet i væskeutløpet (4) pumper og oppdeler den utskilte væsken fra væskeutskilleren (1') i dråper.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat ejektoren (15) er -drives med trykksatt gass fra et av kompressorens (11) trinn, og at gassen tilføres ejektoren (15) gjennom et rør (16) som er anordnet ved hvilket som helst trinn i kompressoren (11) eller dens utløp.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat trykkgassen tilføres ejektoren (15) i en mengde og trykk for riktig energitilførsel for derved å oppnå ønsket dråpestørrelsefordeling.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 og 4,karakterisert vedat en ventil (20) som enten er ROV-betjent, manuelt fjernstyrt eller automatisk styrt, anordnes i røret (16).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3 og 4,karakterisert vedat ejektoren (15) drives med trykksatt kjølegass fra en kompressormotor 12, og at den trykksatte kjølegassen tilførtes ejektoren (15) gjennom et rør (17).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat en ventil (21) som enten ROV-betjenes, manuelt fjernstyres manuelt eller styres automatisk, anordnes i røret (17).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat en rørinnsnevring (7) for pumping og finoppdeling av den utskilte væsken fra væskeutskilleren (1') gjennom væskeutløpet (4) anordnes ved blandepunktet (8).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert vedatrø-rinnsnevringen (7) består av en konvergerende del anordnet i gassutløpet (5) og en divergerende del anordnet ved et innløpsrør (10) til kompressoren (11), og at væskeutlø-pet (4) munner ut mellom den konvergerende og divergerende delen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,karakterisert vedat en ventil (6) som enten ROV-betjenes, fjernstyres manuelt eller styres automatisk, anord-nest oppstrøms for blandepunktet (8).

11. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 8 til 10,karakterisert vedat en ventil (19) som enten ROV-betjenes, fjernstyes manuelt eller styres automatisk, anordnes i væskeutløpet (4).

12. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foranstående kravene,karakterisert vedat en forstøvningsdyse (9', 9") anordnes i gass-utløpsrøret (5) eller i kompressorinnløpsrøret (10), eller i både gassutløpsrøret og komp-ressorinnløpsrøret.

13. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foranstående kravene, kar akterisert ved at ventilen (20,21) reguleres basert på avlesning av et signal fra minst én nivåføler eller -måler (18) for den utskilte væsken anordnet i væskeutskilleren (1').

14. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foranstående kravene,karakterisert vedat væskeutskilleren (1') utstyres med et nedre traktformet parti (22).

15. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foranstående kravene,karakterisert vedat væskeutskilleren (1') er utstyres med minst én syklon.

16. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foranstående kravene,karakterisert vedat en forstøvningsdyse (9) anordnes i væskeutlø-pet (4).

17. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foranstående kravene,karakterisert vedat væskeutskilleren (1') utstyres med et enkelt brønnstrøminnløp (13) som i seg selv munner ut inne i væskeutskilleren (1').

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17,karakterisert vedat brønnstrøminnløpet (13) munner ut i en langsgående, nedoverrettet spalte.

19. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 16,karakterisert vedat brønnstrøminnløpet (13) inne i væskeutskilleren (11) utstyres med en innretning for impulsfjerning fra, tverrsnittfordeling av og noen dråpeutskilling fra innstrømmende væske.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19,karakterisert vedat brønnstrøminnløpet (13) inne i væskeutskilleren (11) utstyres med en innretning (2) i form av enten en væskefordelingskasse, ledeskovler, et utstyr for gassrotasjon eller minst én syklon.

21. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foranstående kravene,karakterisert vedat en finrensinnretning eller dråpeutskiller (3) anordnes i væskeutskilleren (1') før gassutløpet (5).

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21,karakterisert vedat finrenseinnretningen eller dråpeutskilleren (3) er i form av enten en avbøyningssepara-tor, sjalusier, trådmatter, fibermatter eller multisykloner.