NO339652B1 - Anordning for blanding av borefluid - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for blanding av borefluid, omfattende en kapsling i form av et langstrakt, innvendig hult legeme innrettet for mottak av borefluid, der kapslingen omfatter et innvendig rom utstyrt med en høytrykksdyse som er forbundet med et innløp som strekker seg gjennom en første ende av kapslingens langstrakte legeme og en motstående distribueringskjegle som er anordnet i en andre ende av kapslingens langstrakte legeme.

Normalt på offshore oljerigger benyttes en brukt borkrone med innsatt dyse for å oppnå ønskede fysikalske egenskaper på mud (boreslam). Dette gjøres ved at en lar mud gå gjennom en dyse hvor den blir "knust". Trykk som benyttes kan være opp mot 200 bar, og væskemengde mellom 500 - 1000 Itr/min.

Dagens anlegg er bygd opp på en slik måte at dette gjøres i boreslamtanker som står om bord i riggene, og stråle ut av dyse går direkte ned i mud i tank. Kraften i strålen resulterer i at den går langt ned i tanken, og ofte er restkraften i strålen stor når denne møter tankvegg. Ved varierende nivå i tank vil restkrefter variere, og strålen brytes ned av mudnivå i tank. Dette kan resultere i utvasking av tankvegg, samt at det genererer mye støy. Tilkomst for vedlikehold av tanker og dyser må gjøres ved entring av tank noe som er risikofylt og tidkrevende. Hvis man får en utvasking og hull i tankvegg kan dette resultere i utslipp til ytre miljø.

Utfordringer med kjent teknikk er derfor knyttet til blant annet støy, utvasking av tankvegger, sårbarhet for varierende nivå i tank, samt at løsningene ofte ikke er designet for formålet.

Fra kjent teknikk vises blant annet til US 2626788 A, og som beskriver en sylindrisk installasjon som er montert på en borefluidtank, og som brukes for blanding av borefluid. Installasjonen omfatter en skrueformet transportør som strekker seg fra den første ende av sylinderen til den andre enden som i sin tur er konstruert til å omfatte en kjegleformet del.

Det vises også til US 2007/084638 A1, US 4474254 A, US 4285601 A, og US 2748884 A, som andre eksempler på en anordning eller installasjon som omfatter bruk av høytrykk-dyser med eller inn i en boreslamtank for å hjelpe med blanding av borefluidet i tanken.

Videre vises til WO 2011/142894 A1, og som beskriver en anordning for blanding av borefluid, omfattende en kapsling i form av et langstrakt, innvendig hult legeme innrettet for mottak av borefluid. Et innvendig rom er utstyrt med en høytrykksdyse og en motstående støtflate og flate som kan ha mange forskjellige former.

US 5460449 A viser en in-line mikser med en rørform som nedstrøms har et skjærehode som i utvendig form kan minne om distribueringskjeglen i foreliggende oppfinnelse. Fluid strømmer gjennom et øvre innløp, via skjærehodet og strømmer ut via et utløp nedstrøms for skjærehodet.

US 5145256 A viser utstyr for behandling av blant annet borefluid, og som er utstyrt med et innløp og et utløp. Mellom innløpet og utløpet er en mikseinnretning plassert for blanding av fluid.

Foreliggende oppfinnelse kan monteres inn i eksisterende prosess vertikalt, horisontalt, eller skråstilt. Oppfinnelsen er designet med hensyn til at den skal lett kunne monteres/demonteres samtidig som den fungerer som "dobbel barriere", for eksempel i en tankvegg. Videre kan slitedeler skiftes uten entring av tank og nedetid i boring, og er lett å rengjøre.

Et videre formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en alternativ og forbedret løsning som redusere både tid, risiko og kostnader ved vedlikeholds operasjoner relatert til en boreslamstank på et borefluidsirkulasjonssystem på offshore oljerigger.

I følge oppfinnelsen brukes eksempelvis en sylindrisk installasjon som kan monteres enten inn i/ eller ut av borefluidtanken og som tilveiebringer en dobbel barriere mot tankveggen.

Overnevnte formål oppnås med en anordning for blanding av borefluid, omfattende en kapsling i form av et langstrakt, innvendig hult legeme innrettet for mottak av borefluid, idet kapslingen omfatter et innvendig rom utstyrt med en høytrykksdyse som er forbundet med et innløp som strekker seg gjennom en første ende av kapslingens langstrakte legeme og en motstående distribueringskjegle som er anordnet i en andre ende av kapslingens langstrakte legeme. Oppfinnelsen er kjennetegnet ved at et antall åpninger eller slisser er frembrakt i en øvre del av kapslingens langstrakte legeme, innrettet til å fungere som væskeutløp for blandet borefluid, og at høytrykksdysens munningsåpning er montert lavere enn nevnte åpninger eller slisser i kapslingens langstrakte legeme.

Videre kan det innvendige rommet, i det minst i et område om distribueringskjeglen, være kledd med en foring av slitemateriale av tungmetall, så som wolframkarbid.

Distribueringskjeglen kan i underkant være utstyrt med dreneringsåpninger mot en endebunn til kapslingen.

Høytrykksdysen kan videre være montert i et avstivet dysehus.

Videre kan i det minste høytrykksdysens munningsåpning være utstyrt med en dysekappe eller kapsling.

Høytrykksdysen og/eller dysekappen kan være fremstilt av eller kledd med tungmetall, så som wolframkarbid.

Anordningen i følge oppfinnelsen kan være innrettet for montering i en borefluidtank, eller anordningen kan være innrettet for montering oppstrøms tanken.

Videre kan anordningen i følge oppfinnelsen være innrettet for mottak av borefluid fra en eller flere eksterne mudpumper for å medvirke til blandingen av borefluider og til å frembringe trykk i høytrykksdysen.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av de vedlagte figurer, hvori:

Figur 1 viser et riss av en anordning i følge oppfinnelsen.

Figur 2 viser et snitt av en anordning i følge oppfinnelsen.

Figur 3 viser illustrativt anordningen i følge oppfinnelsen montert i en borefluidtank.

Som det fremgår fra figur 1 og 2 omfatter oppfinnelsen en anordning eller installasjon 10 omfattende en kapsling 12 i form av et langstrakt legeme. Kapslingen 12 kan ha en sirkulærsylindrisk form med et innvendig hult rom 16. Anordningen 10 er i en utførelse innrettet for montering i en borefluidtank og er av den grunn fortrinnsvis utstyrt med en utvendig monteringsflens 14 i en øvre del av kapslingen 12. Kapslingens12 langstrakte legeme er videre utstyrt med åpninger eller slisser 18 som fungerer som væskeutløp for borefluid fra det innvendige rommet 16. Åpningene eller slissene 18 kan også virke til å regulere mengde borefluid i det innvendige rommet 16.

I en andre utførelse (ikke vist) kan anordningen være innrettet for montering oppstrøms tanken, eksempelvis på rett rørstrekk. Dette vil forenkle tilkomst og tilstandsovervåking, og redusere støynivå. Anordningen i følge oppfinnelsen kan også monteres i hvilken som helst prosesslinje (før tank) og således levere ferdig behandlet borefluid til flere tanker om ønsket. I sistnevnte tilfelle kan de nevnte slisser eller åpninger være erstattet av utløp, gjerne i form av en manifold, som via ventiler kan styre fordeling av borefluid.

Figur 2 viser nærmere den viste utførelsen i figur 1 innvendig. Som det fremgår omfatter en første ende eller del av kapslingens 12 langstrakte legeme et innløp 28. Innløpet er fortrinnsvis koblet til eksisterende utstyr, så som eksterne mudpumper 50. Pumpene vil også tilføre nødvendig trykk på fluidet i anordningen 10. Om innløpet 28 kan et avstivende dysehus 30 være montert, og som rommer en høytrykksdyse 20. Dysehuset 30 kan være i form av avstivende plater eller lignende.

Om høytrykksdysen 20 kan det være montert en dysekappe eller kapsling 32. Kapslingen ved utløpet på dysen 20 har til formål å redusere støy. Den fjerner også muligheten for utvasking av tanker, og gir en dobbel barriere, tilsvarende som kapslingen 12. Det gis også mulighet for å skjære mud uavhengig av nivå i tank. Dysekapslingen gir generelt også økt levetid på utstyr.

Når en starter skjæring/blandingen av borefluid som mud vil kapsling, dvs. rommet 16, fylles opp og en vil således holde et nivå i kapslingen 12. Skjært mud renner ut i overløpsutsparinger i form av slissene eller åpningene 18. Når en skjærer mud vil krefter som oppstår i høytrykksdysen naturlig overføres til medie/vegg på kapsling 12. Ved et gitt nivå er restkrefter neglisjerbare, siden mud opptar alle krefter. På grunn av høye hastigheter på mud er dyse/kapsling/drenering fortrinnsvis kledd med tungmetall, så som wolframkarbid. Dette for å øke levetid.

Med uttrykket "blanding" må dette forstås til også å omfatte det som normalt forstås i sammenheng med uttrykket "skjæring".

I den andre enden av kapslingens 12 langstrakte legeme er en distribueringskjegle 22 anordnet, dvs. at kjeglen 22 er plassert motstående til høytrykksdysen 20. Hensikten med kjeglen er å fordele borefluid i rommet 16, slik at ikke de overnevnte ulemper oppstår. Kjeglen 22 kan ha en kjegleform, konusform eller for den saks skyld en form tilsvarende en "kinahatt".

I det innvendige rommet 16, i det minste i et område om distribueringskjeglen 22 og mot eller til høytrykksdysen 20, er rommet fortrinnsvis kledd med en foring 34 av slitemateriale, så som wolframkarbid. Denne foringen 34 kan være utskiftbar.

Under eller tilstøtende distribueringskjeglen 22 kan det være frembrakt drenering i form av dreneringsåpninger 24 mot en endebunn 26 av kapslingen 12. Dreneringen som er i bunn av kapslingen har blant annet som formål å gi mindre vekt på utstyr når det ikke i bruk, siden det kan tømmes. Det gir lettere renhold, eksempelvis ved utskiftning av mudtyper. (vannbasert/oljebasert mud). Dreneringens utforming vil også redusere eventuelle restkrefter mot endebunnen. Dreneringen kan også være frembrakt andre steder enn det som er vist på figuren.

I den viste utførelsen av en anordning 10 i følge oppfinnelsen, som eksemplet vist i figur 3, er denne senket ned i en tank 40 for borefluid. Væsken er ikke hentet fra tanken, men blir tilført tanken via foreliggende anordning, dvs. at væsken kommer fra en annen prosess før den lander i tanken, eksempelvis fra eksisterende mudpumper 50 via rørledninger 52. Når tanken fylles opp vil også anordningen fylles slik at væskenivået vil dempe en del av trykket før den treffer veggen. Når tanken 40 dreneres vil også foreliggende anordning dreneres siden den har åpninger i bunn. Normalt er det et system som tar væsken videre til en annen tank når den er full. Dette for å sikre at tankene ikke overfylles. Dette er vanligvis automatstyrt med nivåmålere og overløp. Borefluidtanken 40 kan videre være utstyrt med en omrører koblet til en drivmotor.

Slitedeler er fortrinnsvis laget av egnet materiale (hardmetall eller keramikk, tungmetall som eksempelvis wolframkarbid) for lang levetid, og de kan enkelt skiftes uten entring av tank, det vil si enklere vedlikehold og kontroll.

Claims (8)

1. Anordning (10) for blanding av borefluid, omfattende en kapsling (12) i form av et langstrakt, innvendig hult legeme innrettet for mottak av borefluid, idet kapslingen (12) omfatter et innvendig rom (16) utstyrt med en høytrykksdyse (20) som er forbundet med et innløp (28) som strekker seg gjennom en første ende av kapslingens (12) langstrakte legeme og en motstående distribueringskjegle (22) som er anordnet i en andre ende av kapslingens (12) langstrakte legeme, karakterisert vedat et antall åpninger eller slisser (18) er frembrakt i en øvre del av kapslingens (12) langstrakte legeme, innrettet til å fungere som væskeutløp for blandet borefluid, og at høytrykksdysens (20) munningsåpning er montert lavere enn nevnte åpninger eller slisser (18) i kapslingens (12) langstrakte legeme.

2. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat det innvendige rommet (16), i det minst i et område om distribueringskjeglen (22), er kledd med en foring (34) av slitemateriale av tungmetall, så som wolframkarbid.

3. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat distribueringskjeglen (22) i underkant er utstyrt med dreneringsåpninger (24) mot en endebunn (26) til kapslingen (12).

4. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat høytrykksdysen (20) er montert i et avstivet dysehus (30).

5. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat i det minste høytrykksdysens (20) munningsåpning er utstyrt med en dysekappe eller kapsling (32).

6. Anordning i samsvar med krav 5,karakterisert vedat høytrykksdysen (20) og/eller dysekappen (32) er fremstilt av eller kledd med tungmetall, så som wolframkarbid.

7. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat anordningen (10) er innrettet for montering i en borefluidtank (40), eller at anordningen (10) er innrettet for montering oppstrøms tanken (40).

8. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat anordningen (10) er innrettet for mottak av borefluid fra en eller flere eksterne mudpumper (50) for å medvirke til blandingen av borefluider og til å frembringe trykk i høytrykksdysen (20).