NO345220B1

NO345220B1 - Wellhead valve system for flow adjustment with integrated multiphase flow rate capability

Info

Publication number: NO345220B1
Application number: NO20110541A
Authority: NO
Inventors: Vittorio Rota; Alberto Giulio Di Lullo
Original assignee: Eni Spa
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2020-11-09
Also published as: ECSP11011035A; TN2011000164A1; PL395238A1; AU2009301380A1; AP3145A; AP2011005678A0; US20110240298A1; NO20110541A1; WO2010040544A1; AU2009301380B2; CN102232139A; IT1391371B1; PL221548B1; ITMI20081770A1; HRP20110315A2

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et brønnhode-ventilsystem for å justere strømningen, også kalt brønnhode-strupeventilsystem, f.eks. for hydrokarboner, med integrert evne til måling av flerfase-strømningsmengde. I området for fluidutvinning, spesielt hydrokarboner slik som petroleum eller naturgass, er brønnhodet en del av brønnen på overflaten og omfatter et sett av styreventiler benyttet for både å styre og justere strømningen av fluider, fra eller mot brønnen, så vel som sikkerhetsventiler for å forhindre en ukontrollert frigjøring av petroleum eller gass inn i miljøet. The present invention relates to a wellhead valve system for adjusting the flow, also called a wellhead throttle valve system, e.g. for hydrocarbons, with integrated multiphase flow rate measurement capability. In the area of fluid extraction, especially hydrocarbons such as petroleum or natural gas, the wellhead is part of the well on the surface and includes a set of control valves used to both control and adjust the flow of fluids, from or to the well, as well as safety valves to prevent an uncontrolled release of petroleum or gas into the environment.

Når brønnen er i en tilstand hvor den kan produsere petroleum eller gass, er ventilene til brønnhodet passende åpnet og fluidene er frigjort gjennom en rørledning som transporterer de til en samlingsstasjon, eller på annen måte til en plattform eller lagringsskip, i tilfellet med en undervannsbrønn. When the well is in a condition where it can produce petroleum or gas, the wellhead valves are suitably opened and the fluids are released through a pipeline that transports them to a gathering station, or otherwise to a platform or storage vessel, in the case of a subsea well.

Det er i dag ventiler eller ventilsystemer på markedet som benyttes med brønnhodet og som tillater strømningsmengden av strømningen av hydrokarboner å styres. There are valves or valve systems on the market today that are used with the wellhead and that allow the flow rate of the flow of hydrocarbons to be controlled.

Ventilsystemene kjent frem til i dag, forutser ikke imidlertid strømningsmengden og, for å utføre slik måling, er det nødvendig å benytte passende strømningsmengde-måleanordninger. However, the valve systems known to date do not predict the flow rate and, in order to perform such measurement, it is necessary to use suitable flow rate measuring devices.

I allerede eksisterende anlegg, er strømningsmengde-måleanordninger delt blant mange brønner på grunn av problemer med mekanisk volum eller fordi de ikke kan installeres ved å modifisere konstruksjonen av rørledningene nedstrøms av brønnhodet. In existing facilities, flowmeters are shared among many wells due to mechanical volume problems or because they cannot be installed by modifying the construction of the pipelines downstream of the wellhead.

Alternativt, er det mulig å installere temporære strømningsmengdemåleanordninger, utvendig og parallelt til eksisterende anlegg, posisjonert nedstrøms av brønnhodet under spesielt organiserte målekampanjer. Alternatively, it is possible to install temporary flow rate measurement devices, outside and parallel to existing facilities, positioned downstream of the wellhead during specially organized measurement campaigns.

En slik operasjon, utover generelt å kreve spesifikk autorisasjon, er den også tidskrevende og kostbar. Such an operation, apart from generally requiring specific authorisation, is also time-consuming and expensive.

Med hensyn til metoden for å modifisere graden av åpning av selve ventilen i henhold til justeringen av strømningen, i anvendelse på land, er slike ventiler eller ventilsystemer hovedsakelig av den manuelle type. With regard to the method of modifying the degree of opening of the valve itself according to the adjustment of the flow, in land application, such valves or valve systems are mainly of the manual type.

Ventiler eller ventilsystemer eksisterer som er fjernstyrt gjennom passende aktuatorer aktuert i henhold til produktive behov og strømningsmengdedata, generelt benyttet fjernstyrt kun i utilgjengelige områder, i likhet med tilfellet med undervanns-brønnhoder, eller ubemannede steder. Valves or valve systems exist that are remotely controlled through appropriate actuators actuated according to productive needs and flow rate data, generally used remotely only in inaccessible areas, as in the case of underwater wellheads, or unmanned locations.

Dessuten er det ved et brønnhode ønskelig å benytte ventilsystemer som er i stand til å utføre hurtige overganger av sin åpningsgrad, for på den måte å være i stand til å utføre spesielle anleggstester, f.eks., å bevirke plutselig strømmengdevariasjoner. Moreover, with a wellhead, it is desirable to use valve systems that are able to perform rapid transitions of their opening degree, in order to be able to perform special plant tests, for example, to cause sudden flow rate variations.

De mest vanlige ventilsystemer som benyttes i dag tillater imidlertid ikke en hurtig nok manøvreringshastighet for å utføre slike tester, f.eks. en åpnings- eller lukningsmanøver innen mindre enn et sekund. However, the most common valve systems used today do not allow a fast enough maneuvering speed to perform such tests, e.g. an opening or closing maneuver within less than a second.

På den annen side har ventilsystemene som er hurtig nok for manøvreringen slike mekaniske klaringer for på den måten å ikke tillate en tilstrekkelig nøyaktig bestemmelse av den produserte overgang. On the other hand, the valve systems which are fast enough for the maneuvering have such mechanical clearances as not to allow a sufficiently accurate determination of the transition produced.

Derfor, tillater ikke en justering utført gjennom slike ventilsystemer, at en høy grad av nøyaktighet oppnås for fine justeringer av strømningen. Therefore, an adjustment made through such valve systems does not allow a high degree of accuracy to be achieved for fine adjustments of the flow.

Hvis det er ønskelig å benytte ventilsystemene som er kjent i dag, er det således nødvendig å gjøre kompromisset mellom å ha høy ventilreaksjonshastighet og ha et godt nivå av nøyaktighet. Thus, if it is desired to use the valve systems known today, it is necessary to make the compromise between having a high valve reaction speed and having a good level of accuracy.

US2006/0124881 A1 omtaler en trykkreduserende ventilsammenstilling for en høytrykksoljebrønn som består av et hult hus og en målesammenstilling anbrakt innen et slikt hus, slik målesammenstilling omfatter en inngangsforing med en inngangsboring, en utgangsforing med en utgangsboring, og en roterbar målekam omfattende i det minste en måleport som forbinder inngangsboringen til utgangsboringen. Måleporten danner justerbare dyser med inngangsboringen og utgangsboringen, og påvirker reduksjon av trykk innen målesammenstillingen, og derved tilveiebringer en variabel strupeventil av fluidstrømmen deri. Måleporten er justerbar, og fortrinnsvis utskiftbar med i det minste en andre måleport med en enkel rotasjon av målekammen. US2006/0124881 A1 mentions a pressure-reducing valve assembly for a high-pressure oil well which consists of a hollow housing and a measuring assembly placed within such a housing, such measuring assembly comprising an inlet liner with an inlet bore, an outlet liner with an outlet bore, and a rotatable metering cam comprising at least a measuring port that connects the input bore to the output bore. The metering port forms adjustable nozzles with the inlet bore and outlet bore, and affects the reduction of pressure within the metering assembly, thereby providing a variable throttle of the fluid flow therein. The measuring port is adjustable, and preferably replaceable with at least a second measuring port with a simple rotation of the measuring cam.

US6988554 B2 omtaler en strupeventilaktuator med et integrert strupeventilstyresystem som muliggjør hurtig lukking og åpning av strupeventilen. Strupeventilstyringssystemet innbefatter integrert elektronikk for å motta signaler fra en overflate eller undervannsstyringsmodul og styrer retningsstyringsventiler for å regulere strømningen av hydraulisk fluid fra en lokal hydraulisk forsyning til strupeventilaktuatoren. Responstider for strupeventilaktuering reduseres i høy grad ved å lokalisere det elektroniske styringssystem og retningsstyringsventilene i en integrert pakke med strupeventilaktuatoren og tilveiebringer en lokal hydraulisk forsyning. Ytterligere utførelser kan innbefatte annen elektronisk avføling og instrumentering som muliggjør at strupeventilstyringssystemet overvåker og justerer strupeventilen for å opprettholde valgte strømningskarakteristikker eller i en henhold til et forhåndsbestemt produksjonsskjema. Enhver eller alle komponentene til strupeventilen, strupeventilstyringssystemet eller strupeventilaktuatoren kan også gjenvinnes separat fra de andre komponentene for på denne måten å tillate vedlikehold og utskiftning. US6988554 B2 mentions a throttle valve actuator with an integrated throttle valve control system which enables quick closing and opening of the throttle valve. The throttle valve control system includes integrated electronics to receive signals from a surface or underwater control module and controls directional control valves to regulate the flow of hydraulic fluid from a local hydraulic supply to the throttle valve actuator. Throttle valve actuation response times are greatly reduced by locating the electronic control system and directional control valves in an integrated package with the throttle valve actuator and providing a local hydraulic supply. Additional embodiments may include other electronic sensing and instrumentation that enables the throttle valve control system to monitor and adjust the throttle valve to maintain selected flow characteristics or according to a predetermined production schedule. Any or all of the components of the throttle valve, throttle control system, or throttle actuator may also be recovered separately from the other components to thereby allow maintenance and replacement.

US4540022 A omtaler en strupeventil med en stasjonær rørformet strømningsdyse med strupeporter dannet gjennom sin sidevegg. En bevegelig rørformet strupering kan flyttes over dysen for å begrense eller lukke portene. Den nødvendige væsketette tetning eller avstenging oppnås med ringformet tetningsoverflate dannet på dysen og ringen, men fjernt fra og oppstrøms av portene, slik at erosjon av disse tetningsoverflater, ved høyhastighetsstrømmene som passerer gjennom portene, minimeres. US4540022 A discloses a throttle valve with a stationary tubular flow nozzle with throttle ports formed through its side wall. A movable tubular throat can be moved over the nozzle to restrict or close the ports. The required liquid-tight seal or shut-off is achieved by annular sealing surfaces formed on the nozzle and ring, but remote from and upstream of the ports, so that erosion of these sealing surfaces, by the high velocity flows passing through the ports, is minimized.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å unngå de forannevnte ulemper og spesielt det med å oppnå et brønnhodesystem for å justere strømningen som tillater en hurtig og nøyaktig justering av strømningsmengden fra eller mot brønnen. The purpose of the present invention is to avoid the aforementioned disadvantages and in particular to obtain a wellhead system for adjusting the flow which allows a quick and accurate adjustment of the flow quantity from or towards the well.

Et ytterligere mål med den foreliggende oppfinnelse er det med å lage et brønnhode-ventilsystem som er i stand til å måle den øyeblikkelige flerfasestrømningsmengde. A further object of the present invention is to create a wellhead valve system capable of measuring the instantaneous multiphase flow rate.

Et annet mål med den foreliggende oppfinnelse er det med å tilveiebringe et brønnhodeventilsystem som tillater hurtig åpning og/eller lukking av overganger som kan utføres idet høy nøyaktighet opprettholdes med hensyn til dets egen øyeblikkelige åpningsgrad. Another object of the present invention is to provide a wellhead valve system that allows rapid opening and/or closing of transitions that can be performed while maintaining high accuracy with regard to its own instantaneous degree of opening.

Det siste, men ikke det minste formål med den foreliggende oppfinnelse, er å lage et brønnhodesystem som kan programmeres, og tilby muligheten av å operere fullstendig automatisk. The last, but not the least, purpose of the present invention is to create a wellhead system that can be programmed, and offer the possibility of operating completely automatically.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved et brønnhodeventilsystem, omfattende: The objectives of the present invention are achieved by a wellhead valve system, comprising:

- en hydraulisk styreventil for å åpne brønnhodet, den hydrauliske styreventil bygd opp av en ventil anordnet med et rør for passasjen av en strømning av fluider, med en innløpsåpning og en utløpsåpning, anbrakt mellom nevnte innløpsåpning og nevnte utløpsåpning er en justerbar dyse; - a hydraulic control valve to open the wellhead, the hydraulic control valve made up of a valve arranged with a tube for the passage of a flow of fluids, with an inlet opening and an outlet opening, placed between said inlet opening and said outlet opening is an adjustable nozzle;

- en aktuator tilpasset for å kommandere nevnte ventil til å lukke og åpne, nevnte aktuator opererer på åpning og lukkingsinnretning til nevnte justerbare dyse; - an actuator adapted to command said valve to close and open, said actuator operating on opening and closing means of said adjustable nozzle;

- en posisjonsmåler tilpasset for å bestemme graden av åpning av nevnte justerbare dyse, - a position meter adapted to determine the degree of opening of said adjustable nozzle,

Kjennetegnet ved at nevnte posisjonsmåler er integral med nevnte åpnings- og lukningsinnretning til nevnte justerbare dyse og nevnte system omfatter et flertall av fluid og/eller strømningsparameter-sensorer integral med nevnte ventillegeme, hvor nevnte brønnhodeventilsystem videre omfatter i det minste én måler for å måle konsentrasjonen av vann i væsketilstand, integral med nevnte ventillegeme. The characteristic in that said position meter is integral with said opening and closing device of said adjustable nozzle and said system comprises a majority of fluid and/or flow parameter sensors integral with said valve body, where said wellhead valve system further comprises at least one meter to measure the concentration of water in a liquid state, integral with said valve body.

Foretrukne utførelsesformer av brønnhodeventilsystemet er videre utdypet i kravene 2 til og med 13. Preferred embodiments of the wellhead valve system are further elaborated in claims 2 to 13 inclusive.

Egenskapene og fordelene med et brønnhode-ventilsystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse vil bli klarere fra den følgende beskrivelse, gitt som et eksempel og ikke for begrensningsformål, med referanse til de vedføyde skjematiske tegninger i hvilke: The features and advantages of a wellhead valve system according to the present invention will become clearer from the following description, given by way of example and not for limitation purposes, with reference to the accompanying schematic drawings in which:

- fig.1 er et perspektivriss av en utførelse av en hydraulisk ventil benyttet i brønnhode-ventilsystemet i henhold til den foreliggende oppfinnelse; - fig.1 is a perspective view of an embodiment of a hydraulic valve used in the wellhead valve system according to the present invention;

- fig.2 er et seksjonsriss av brønnhode-ventilsystemet i henhold til utførelsen i fig.1. - fig.2 is a sectional view of the wellhead valve system according to the embodiment in fig.1.

Med referanse til figurene, er et brønnhode-ventilsystem vist, i sin helhet indikert med nummeret 100. With reference to the figures, a wellhead valve system is shown, indicated in its entirety by the numeral 100.

Brønnhode-ventilsystemet 100 omfatter en hydraulisk styringsventil 10 justert for å åpne og lukke ved en aktuator 24 igjen aktuert gjennom manuelle kommandoer, eller fortrinnsvis, automatisk gjennom en kontroll-logikk 25 som prosesserer et passende kommandosignal basert, blant annet på verdier detektert ved en posisjonsmåler 70 indikativ på graden av åpning av ventilen 10. The wellhead valve system 100 comprises a hydraulic control valve 10 adjusted to open and close by an actuator 24 again actuated through manual commands, or preferably, automatically through a control logic 25 which processes an appropriate command signal based, among other things, on values detected by a position meter 70 indicative of the degree of opening of the valve 10.

Den hydrauliske styreventilen 10, omfatter et ventillegeme 11 anordnet med en innløpsåpning 12 og en utløpsåpning 13 gjennom hvilken, hvis ventilen 10 er i en i det minste delvis åpen utforming, passerer fluidene, f.eks. hydrokarboner, i henhold til strømningsretningen indikert med pilen F i fig.2. The hydraulic control valve 10 comprises a valve body 11 arranged with an inlet opening 12 and an outlet opening 13 through which, if the valve 10 is in an at least partially open design, the fluids pass, e.g. hydrocarbons, according to the direction of flow indicated by arrow F in fig.2.

Ved innløpsåpningen 12 og utløpsåpningen 13, omfatter ventillegemet 11 en første og en andre flens 11a og 11b. At the inlet opening 12 and the outlet opening 13, the valve body 11 comprises a first and a second flange 11a and 11b.

Satt inn mellom innløpsåpningen 12 og utløpsåpningen 13 er en justerbar dyse 16 forutsett. Inserted between the inlet opening 12 and the outlet opening 13, an adjustable nozzle 16 is provided.

I den illustrerte foretrukne utførelse, er innløpsåpningen 12 og utløpsåpningen 13 på plan perpendikulær til hverandre, svarende til endene av et "L"-formet rør, dvs. bygd opp av to rørpartier 14 og 15 som er perpendikulære til hverandre. In the illustrated preferred embodiment, the inlet opening 12 and the outlet opening 13 are on a plane perpendicular to each other, corresponding to the ends of an "L"-shaped pipe, i.e. made up of two pipe sections 14 and 15 which are perpendicular to each other.

Den justerbare dyse 16 er anordnet ved albuen av det "L"-formede rør. For å justere åpningsgraden av ventilen 10, kommanderer aktuatoren 24 den justerbare dyse 16 spesielt ved å operere på åpningen og lukningsinnretningen 20 til en slik justerbar dyse 16. The adjustable nozzle 16 is arranged at the elbow of the "L" shaped pipe. To adjust the degree of opening of the valve 10, the actuator 24 commands the adjustable nozzle 16 in particular by operating the opening and closing device 20 of such an adjustable nozzle 16.

På en foretrukket måte, er den justerbare dyse 16 et element med skiver som omfatter en første fast skive 18 anordnet med et hull (ikke illustrert) og en andre bevegbar skive 19, også anordnet med et ytterligere hull (ikke illustrert). In a preferred manner, the adjustable nozzle 16 is a disc element comprising a first fixed disc 18 provided with a hole (not illustrated) and a second movable disc 19 also provided with a further hole (not illustrated).

Den bevegbare skive 19 er integral med en spindel 20 som er kommandert til å rotere av aktuatoren 24. The movable disk 19 is integral with a spindle 20 which is commanded to rotate by the actuator 24.

På en slik måte er også den bevegbare skive 19 kommandert til å rotere, for på den måten å modifisere det overlappende overflatepartiet til åpningene av de to skivene 18, 19. In such a way, the movable disc 19 is also commanded to rotate, in order to thereby modify the overlapping surface portion of the openings of the two discs 18, 19.

På denne måten, er en variasjon av graden av åpning av ventilen 10 oppnådd. In this way, a variation of the degree of opening of the valve 10 is achieved.

I henhold til den følgende oppfinnelse, er posisjonsmåleren 17, lik f.eks. en omkoder, integral med åpnings- og lukningsinnretninger 20 for den justerbare dyse 16 for på denne måten å detektere den nøyaktige åpningsgrad av nevnte justerbare dyse 16 og derfor av ventilen 10. According to the following invention, the position meter 17, similar to e.g. an encoder, integral with the opening and closing devices 20 for the adjustable nozzle 16 in order to detect in this way the exact degree of opening of said adjustable nozzle 16 and therefore of the valve 10.

I den illustrerte utførelse, er posisjonsmåleren 17 integral med spindelen 20 til den bevegbare skive 19 og således detekterer den nøyaktige posisjon av settet bygd opp av den bevegbare skive 19 og spindelen 20, og derfor den eksakte relative posisjon mellom åpningene av de to skiver 18, 19 festet og bevegbare. In the illustrated embodiment, the position meter 17 is integral with the spindle 20 of the movable disk 19 and thus detects the exact position of the set made up of the movable disk 19 and the spindle 20, and therefore the exact relative position between the openings of the two disks 18, 19 fixed and movable.

Fra den relative posisjon mellom åpningene av de to skiver 18, 19, er det mulig å beregne det overlappende parti av de respektive åpninger nøyaktig. From the relative position between the openings of the two discs 18, 19, it is possible to accurately calculate the overlapping part of the respective openings.

På en slik måte, er justeringen av posisjonen til settet 19, 20 fullstendig fri fra mulige mekaniske klareringer som kan påvirke aktuatoren 24 siden justeringen av selve aktuatoren 24 er fri fra slike mekaniske klareringer. In such a way, the adjustment of the position of the set 19, 20 is completely free from possible mechanical clearances that may affect the actuator 24 since the adjustment of the actuator 24 itself is free from such mechanical clearances.

Brønnhode-ventilsystemet 100 i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan således utføre hurtige overganger uten å påvirke nøyaktigheten av graden av åpning for selve ventilen 10. The wellhead valve system 100 according to the present invention can thus perform rapid transitions without affecting the accuracy of the degree of opening for the valve 10 itself.

Dessuten, takket være de nøyaktige målinger utført av posisjonsmåleren 17, er kontroll-logikken 26 i stand til å nøyaktig og øyeblikkelig bestemme gass/væske-enkeltfasen og/eller to-fase strømningsmengde-verdien, som starter fra data målt av et flertall av fluid og/eller strømningsparameter-sensorer 22, 23, som omfatter i det minste trykksensorer 22 og temperatursensorer 23. Moreover, thanks to the precise measurements performed by the position meter 17, the control logic 26 is able to accurately and instantaneously determine the gas/liquid single-phase and/or two-phase flow rate value, starting from data measured by a plurality of fluid and/or flow parameter sensors 22, 23, which comprise at least pressure sensors 22 and temperature sensors 23.

På en slik måte, så vel som basert på produksjonsbehov, kan åpningen og lukningen av en hydraulisk ventil 10 justeres på en fin måte basert på de beregnede strømningsmengde-verdier. In such a way, as well as based on production needs, the opening and closing of a hydraulic valve 10 can be finely adjusted based on the calculated flow rate values.

Trykksensorer 22 er fortrinnsvis benyttet som opererer ved en prøvefrekvens større enn eller lik med 100 prøver pr. sekund, og temperatursensorer 23 som opererer ved en prøvefrekvens som er større enn eller lik med én prøve pr. sekund. Dette gjør det mulig å eksakt detektere og registrere virkningen av hurtige overganger for graden av åpning av den justerbare dyse 16. Pressure sensors 22 are preferably used which operate at a sample frequency greater than or equal to 100 samples per second, and temperature sensors 23 which operate at a sample frequency greater than or equal to one sample per second. This makes it possible to accurately detect and record the effect of rapid transitions for the degree of opening of the adjustable nozzle 16.

På en foretrukket måte, er fluidet og/eller strømningsparameter-sensorene 22, 23 integrale med ventillegemet 11 til den hydrauliske styreventil 10 og posisjonert begge oppstrøms, og nedstrøms av den justerbare dyse 16 med hensyn til retningen av strømningen F. In a preferred manner, the fluid and/or flow parameter sensors 22, 23 are integral with the valve body 11 of the hydraulic control valve 10 and positioned both upstream and downstream of the adjustable nozzle 16 with respect to the direction of flow F.

Spesielt, er slike fluid og/eller strømningsparameter-sensorer 22, 23 styrt til den første og den andre flens 11a, 11b til ventillegemet 11. In particular, such fluid and/or flow parameter sensors 22, 23 are directed to the first and second flanges 11a, 11b of the valve body 11.

På en slik måte, er målingene av trykket, av temperaturen og av graden av åpning av ventilen så vel som den følgende beregnede gass/væske monofase og/eller bifase strømningsverdi, kjent med absolutt samtidighet og således eliminerer tidsforskjeller som eksisterer blant disse data i konvensjonelle brønn måle- og styresystemer. In such a way, the measurements of the pressure, of the temperature and of the degree of opening of the valve as well as the following calculated gas/liquid monophase and/or biphase flow value are known with absolute simultaneity and thus eliminate time differences that exist among these data in conventional well measurement and control systems.

Dessuten, tillater evnen til brønnhodeventil-systemet, for å oppnå gass/væske enkelfase og/eller to-fase strømningsmengde, hver brønn å ha et komplett sett av målinger og således unngå behovet for å installere ytterligere apparatur i passende posisjoner på rørledningen. Also, the ability of the wellhead valve system to achieve gas/liquid single-phase and/or two-phase flow rates allows each well to have a complete set of measurements, thus avoiding the need to install additional instrumentation at appropriate positions on the pipeline.

Igjen, siden brønnhodeventilen er en utbyttbar komponent uten å måtte aktuere permanente modifikasjoner av anlegget på overflaten, tillater også ventilsystemet til den foreliggende oppfinnelse selv eksisterende anlegg å utstyres med permanent måleegenskap, for fluidet og/eller strømningsparameterne, hvor ingen opprinnelig var forutsett. Again, since the wellhead valve is a replaceable component without having to actuate permanent modifications of the plant on the surface, the valve system of the present invention also allows even existing plants to be equipped with permanent measuring properties, for the fluid and/or the flow parameters, where none was originally foreseen.

Brønnhodeventilsystemet 100 omfatter fortrinnsvis i tillegg målere 21 for måling av konsentrasjon av vann i væsketilstanden, også kalt vannavstrømningsmålere, integral med ventillegemet 11 posisjonert oppstrøms og/eller nedstrøms av den justerbare dyse 16 med hensyn til retningen av strømningen F. The wellhead valve system 100 preferably additionally comprises meters 21 for measuring the concentration of water in the liquid state, also called water outflow meters, integral with the valve body 11 positioned upstream and/or downstream of the adjustable nozzle 16 with regard to the direction of the flow F.

På en slik måte, er brønnhodeventilsystemet 100 også i stand til å bestemme mengden av vann i hydrokarbonfluidet som strømmer gjennom ventilen 10, og den kan derfor også detektere treveis-strømningsmengden, dvs. strømningsmengdene til de enkelte atskilte fluidfaser (f.eks., damp/hydrokarbon/ vann. In such a way, the wellhead valve system 100 is also able to determine the amount of water in the hydrocarbon fluid flowing through the valve 10, and it can therefore also detect the three-way flow rate, i.e., the flow rates of the individual separate fluid phases (e.g., steam /hydrocarbon/ water.

Igjen, tillater bruken av en kontroll-logikk 25 i ventilsystemet 100 i henhold til den foreliggende oppfinnelse operasjoner av ventilsystemet 100 å kunne programmeres, som f.eks., programmering av den automatiske rengjøringsoperasjon av den justerbare dyse. Again, the use of a control logic 25 in the valve system 100 according to the present invention allows operations of the valve system 100 to be programmable, such as programming the automatic cleaning operation of the adjustable nozzle.

En slik operasjon kan repeteres ved forhåndsbestemte intervaller eller når det er uregelmessige variasjoner i strømningsmengde som brønnhodeventilsystemet 100 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er i stand til å detektere, som f.eks. en plutselig økning av strømningsmengden oppstrøms av den justerbare dyse 16. Such an operation can be repeated at predetermined intervals or when there are irregular variations in flow rate that the wellhead valve system 100 according to the present invention is able to detect, such as e.g. a sudden increase in the flow rate upstream of the adjustable nozzle 16.

Fra beskrivelsen bør således egenskapene til ventilsystem-gjenstanden til den foreliggende oppfinnelse så vel som de relative fordeler være tydelige. Thus, from the description, the characteristics of the valve system subject matter of the present invention as well as the relative advantages should be apparent.

Det er tilslutt tydelig at ventilsystemet som således er oppfunnet kan gjennomgå forskjellige modifikasjoner og variasjoner, alle dekket av oppfinnelsen; dessuten kan alle detaljene erstattes av teknisk ekvivalente elementer. Finally, it is clear that the valve system thus invented can undergo various modifications and variations, all covered by the invention; moreover, all the details can be replaced by technically equivalent elements.

I praksis kan de benyttede materialer, så vel som størrelsene, være hva som helst i henhold til de tekniske kravene. In practice, the materials used, as well as the sizes, can be anything according to the technical requirements.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Wellhead valve system (100), comprising:

- a hydraulic control valve (10) to open the wellhead, the hydraulic control valve (10) made up of a valve (11) arranged with a tube (14, 15) for the passage of a flow (F) of fluids, with an inlet opening ( 12) and an outlet opening (13), placed between said inlet opening (12) and said outlet opening (13) is an adjustable nozzle (16);

- an actuator (24) adapted to command said valve (10) to close and open, said actuator (24) operating on opening and closing means (20) of said adjustable nozzle (16);

- a position meter (17) adapted to determine the degree of opening of said adjustable nozzle (16),

characterized in that said position meter (17) is integral with said opening and closing device (20) of said adjustable nozzle (16) and said system (100) comprises a plurality of fluid and/or flow parameter sensors (22, 23) integral with said valve body (11), where said wellhead valve system (100) further comprises at least one meter (21) for measuring the concentration of water in liquid state, integral with said valve body (11).

2. Wellhead valve system (100) according to claim 1,

characterized in that said majority of fluid and/or flow parameter sensors (22, 23) are arranged both upstream and downstream of said adjustable nozzle (16) with regard to the direction of said flow (F).

3. Wellhead valve system (100) according to claim 1 or 2,

characterized in that said valve body comprises a first flange (11a) arranged at said inlet opening (12) and a second flange (11b) arranged at said release opening (13), said majority of fluid and/or flow parameter sensors (22, 23) are held to said flanges (11a, 11b).

4. Wellhead valve system (100) according to one of claims 1-3, characterized in that said majority of fluid and/or flow parameter sensors (22, 23) comprise at least pressure sensors (22) and/or temperature sensors (23).

5. Wellhead valve system (100) according to claim 4,

characterized in that said pressure sensor (22) has a sample quantity greater than or equivalent to 100 samples per second, and that said temperature sensor (23) has a sample amount greater than or equivalent to one sample per second.

6. Wellhead valve system (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (25) for controlling said valve (10) adapted to command said actuator (24) at least according to data detected by said plurality of fluid and/or flow parameter sensors (22, 23) and data measured by said position meter (17).

7. Wellhead valve system (100) according to claim 6,

characterized in that said at least one meter (21) for measuring the concentration of water in liquid state is arranged upstream and/or downstream of said adjustable nozzle (16) with regard to the direction of said flow (F).

8. Wellhead valve system (100) according to claim 6 or 7,

characterized in that said at least one meter (21) for measuring the concentration of water in liquid state is held to said flange (11a, 11b) of said valve body (11).

9. Wellhead valve system (100) according to any of the preceding claims, characterized in that said pipe (14, 15) is L-shaped.

10. Wellhead valve system (100) according to claim 9,

characterized in that said plug element (16) is arranged at the elbow joint of said L-shaped pipe (14, 15).

11. Wellhead valve system (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that said adjustable nozzle (16) is an element with disks comprising a first fixed disk (18) arranged with a first opening and a second movable disk (19) arranged with a second opening, the degree of opening of said adjustable nozzle (16) with discs is determined by the degree of overlap of said first and second opening.

12. Wellhead valve system (100) according to claim 11,

characterized in that said second movable disc (19) is integral with a spindle (20) rotated by said actuator (24).

13. Wellhead valve system (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that said position meter (17) is a encoder.