NO761656L - - Google Patents

Description

Pumpeanlegg for oljebrønner.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fluid-drevet pumpeanlegg

for oljebrønner for å pumpe driv-væske med høyt trykk ned til en hydraulisk pumpe nede i borehullet for å produsere fluider fra en oljebrønn. Drivvæsken blandes i brønnen med de produserte brønn-fluider og føres til en fase-separasjonsbeholder på overflaten hvor gass, olje og vann adskilles ved hjelp av tyngdekraften. Driv-væske trekkes ut fra denne beholder til innløpet av en kombinert pitot-pumpe og sentrifugalrenser. Denne kombinerte pumpe og renser har et stasjonært hus og et roterbart rensekammer. Et stasjonært pitotrør i det roterbare hus tilveiebringer ren driv-væske under trykk for sugeinnløpet til en høytrykks multipleks-stempelpumpe som tilfører driv-væske til pumpen nede i brønnen. Det roterende kammer har passasjer ved sin omkrets for å slippe ut forurenset væske som renner ut fra huset og pumpes til en produksjons-strømningsledning. Fluider fra fase-separasjonsbeholderen gjenvinnes også gjennom produksjons-strømningsledningen.

Det er også anordnet innretninger for å avbryte pumpingen i tilfelle av for sterk eller mangelfull strøm av forurenset væske fra renseren. Den forurensede væske pumpes foretrukket til produksjons-strømnings-ledningen ved hjelp av en strålepumpe eller ejektor som drives enten av drivvæske under trykk fra utløpet av pitot-røret ved en høytrykks-utførelsesform eller av driv-rvæsken fra høytrykks-stempelpumpen i

en lavtrykks-utførelsesform.

Ved mange oljebrønner må man ta i bruk kunstige midler for å heverolje og vann til overflaten. En teknikk som medanvendes ved

praktisering av den foreliggende oppfinnelse anvender en høytrykks multipleks-stempelpumpe på overflaten til å gi hydraulisk trykk i et rør som løper ned i brønnen. Høytrykks-drivvæsken (eller ofte kalt driv-fluidet) fra høytrykkspumpen driver en pumpe nede i brønnen

for å heve de produserte fluider til overflaten. En rekke slike pumper for anbringelse nede i brønnen fås i handelen og mange av dem blander den brukte driv-væske med de fluider som produseres i brønnen.

Når blandingen av produsert fluid og driv-væske kommer opp til overflaten blir den typisk skilt i vann-, olje- og gass-faser ved tyngdekraft-separering. Vann eller olje fra denne separering anvendes som driv-væske.

I store anlegg hvor der er et antall brønner kan driv-væsken trekkes ut fra en tank i et lagringsbatteri og renses for å være egnet for anvendelse i pumpen nede i brønnen. Kjemiske tilsetningsmidler for korrosjonsinhibering og forbedret smøreevne kan også anvendes. Slike .sentralanlegg for drivvæske er relativt dyre når brønntoppene ligger med spredning da det kan være nødvendig med rørledninger for ganske høyt trykk. I mange situasjoner er det derfor ønskelig å anordne individuelle driv-fluidenheter for hver brønn. Typisk er disse meie-monterte enheter med en separatorbeholder og høytrykkspumpe for tilførsel av høytrykks-drivfluid til en brønntopp og motta og separere blandingen av driv-fluid og produksjons-fluid. En slik enhet for en enkel brønn omfatter dens egen primære drivinnretning, som f.eks. en elektrisk motor eller en forbrenningsmotor for å drive pumpen.

Da driv-væske og produksjons-fluid blir sammenblandet i brønnen kan faststoff-partikler suspenderes i driv-væsken. Effektiviteten av en brønnpumpe, spesielt av en type med frem- og tilbake-gående stempel, avhenger i det minste delvis av at lekkasje av driv-væske rundt stemplet er nedsatt til et minimum. For å nedsette slik lekkasje til et minimum anvendes presisjons-fremstilte deler med ytterst små toleranser mellom mot hverandre liggende overflater. Meget små abrasive partikler som inneholdes i driv-væsken kan derfor bevirke skadelig slitasje på pumpedelene, kreve reservedeler og reparasjon av brønnpumpen.. Med mindre driv-væsken renses godt kan en brønnpumpe ikke lenger komme til å virke tilfredsstillende etter bare noen få måneders bruk. Det er derfor meget ønskelig å fjerne partikler av abrasive materialer fra driv-væsken ned til meget små partikkelstørrelser.

Denne rensing kan gjennomføres i et sentralt anlegg som tjener flere brønner, men blir mer problemfylt ved de isolerte pumpeenheter for hver enkelt brønn som foretrekkes for drift ved mange oljefelter.

En teknikk som har vært anvendt for rensing av driv-væske anvender

en sentrifugal-separator av syklontypen hvor væske innføres tangentialt i et konisk hus. Relativt forurenset væske som inneholder partikkelformede faststoffer med større densitet enn væsken tømmes ut fra den spisse ende av konusen. Relativt ren væske tømmes ut gjennom det sentrale utløp ved den store ende av konusen. Et slikt system for enkeltbrønner er beskrevet i US-PS 3.709.292. Et rense-

apparat for driv-væske som anvender sentrifugalseparatorer av syklontypen er også beskrevet i US-PS 3.802.501. En enhet for en enkelt brønn som anvender en sentrifugal-renser av syklontypen kan også fås fra Kobe, Ine. og er beskrevet i Bulletin SU-374 fra Kobe, Inc.

Sentrifugalseparatorer av syklontypen er følsomme for strømnings-hastigheten av den nederste strøm, dvs. den andel av forurenset væske som trekks ut fra den spisse ende av syklonen. Strømnings-forholdet må nøye styres og gi en drivfluid-enhet for en enkelt brønn må der være en nøye opprettholdt likevekt mellom tre arbeids-trykk, nemlig ved innløpet til og de to utløp fra syklonen. Selv om sykloner kan arbeide effektivt ved en styrt situasjon er det i praksis ved arbeidet på oljefelter funnet at de ofte arbeider relativt dårlig på grunn av skjødesløshet fra personellets side.

Det totale system, som inkluderer noen av arbeidsparameterne for brønnen, er videre ikke et fullstendig stabilt system og ukontrollert operasjon, over en lang tidsperiode kan resultere.:i endringer som skadelig innvirker på driftskarakteristikkene for syklonen. Når syklonen ikke virker skikkelig kan relativt store partikler være tilbake i den forutsetningsvis rene væske fra syklonen. Slike partikler i driwæsken vil skadelig påvirke levetiden for pumpene.

Det er også ønskelig å tilveiebringe en tilførsel under trykk til

den høytrykks multiplekspumpe som anvendes i en driv-fluidenhet for maksimal effektivitet. Trykktilførsel til høytrykkspumpen kan opprettholdes ved:.å holde hele separasjonssystemet og produksjons-fluiddelen av brønnen ved forhøyet trykk som beskrevet i US-PS

3.709.292. Trykktilførselen kan også tilveiebringes ved hjelp av en sirkulasjonspumpe som beskrevet i US-PS 3.802.501.

Det er således ønskelig å tilveiebringe et drivfluidsystem for enkeltbrønner for å tilveiebringe ren driv-væske for en brønnpumpe hvori faststoff med meget liten partikkelstørrelse fjernes fra drivvæsken og tilføres en høytrykkspumpe ved betraktelig trykk.

Et slikt system bør arbeide med minimale endringer i driftskarakteristikkene over betraktelige tidsrom uten tilsyn. Det er ønskelig at et slikt system arbeider uten noe særlig behov for følsomme reguleringer slik at det kan anvendes på oljefeltene uten å kreve spesiell dyktighet hos personellet.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således et pumpe- og rense-anlegg for. drivfluid for hydraulisk pumping av en oljebrønn, omfattende en høytrykkspumpe forbundet til en brønntopp for å avgi høytrykks drivvæske til denne, og en f ase-separas jDisbeholder for å oppta brukt drivvæske og produsert brønnfluid, som skiller vann, olje og gass og avgir fluider til en produksjons-strømningsledning, et rense-

og pumpe-system for å trekke ut drivvæske fra fase-separasjonsbeholderei og som fjerner partikler fra drivvæsken og avgir renset drivvæske under trykk til sugesiden av høytrykkspumpen, og det særegne ved anlegget i henhold til oppfinnelsen er at det omfatter:

a) en kombinert sentrifugalrenser og pitot-pumpe med et stasjonært hus, et roterbart rense- og pumpe-kammer i huset, et væskeinnløp til kammeret, et stasjonært pitot-rør-utløp i kammeret for å trekke ut ren drivvæske under trykk, og innretninger for å tømme ut forurenset væske fra omkretsen av kammeret ut i huset b) innretninger for å forbinde væskeinnløpet til fase-separasjonsbeholderen c) innretninger for å avgi driv-fluid rfra pitot-rørutløpet til sugeinnløpet av høytrykkspumpen, og d) innretninger for å pumpe forurenset væske fra huset til en produksjons-strømningsledning.

f

Disse og andre trekk ved oppfinneJæn fremgår av patentkravene.

Anlegget i henhold til oppfinnelsen omfatter således et pumpe- og rense-system for drivrfluid for hydraulisk pumping av en oljebrønn og omfatter videre en fase-separasjonsbeholder for tyngdekraft-separering av olje, vann og gass, samt innretninger for å motta brukt driv-væske og produsert brønn-fluid fra en brønntopp og innretninger for å avgi produserte fluider til en produksjons-strømningsledning. Anlegget omfatter også en høytrykkspumpe for å avgi høytrykks-drivvæske som trekkes ut fra faseseparasjonsbeholderen til brønntoppen. Drivvæsken renses og bringes under trykk som en tilførsel for høytrykkspumpen ved hjelp av en kombinert pitot-pumpe og sentrifugalrenser med et roterbart rensekammer som tømmer ut forurenset væske ved sin omkrets. Et faststående pitot-rør i det roterbare kammer mottar renset drivvæske under trykk for tilførsel til høytrykkspumpen.

Disse og andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil lettere forstås på grunnlag av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av en foretrukket og eksempelvis utførelsesform sammen med de vedføyde tegninger hvori: Fig. 1 er et skjematisk diagram av en utførelsesform av et rense-og pumpe-systém i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser i delvis gjennomskåret form en føler for forurenset væskestrøm for rense- og pumpe-systemet, og Fig. 3 er et skjematisk diagram av en annen utførelsesform for oppfinnelsen hvor den kombinerte renser og pumpe arbeider under relativt lavere trykk. Fig. 1 viser et skjematisk strømningsdiagram av en enhet for pumping og rensing av drivf luid for en enkelt brønn og som. er.:bygget opp i henhold til prinsippene for oppfinnelsen. Som illustrert i denne utførelsesform tilfører en multiplekspumpe 10 som f.eks. en tripleks stempelpumpe høytrykks-drivfluid til en oljebrønn. Typisk er trykket fra pumpeutløpet, målt ved hjelp av et manometer 11, i størrelsesorden 210 - 350 kg/cm 2. Fluid produsert fra brønnen går

til en faseseparatorbeholder 12 hvor tyngdekraften separerer fritt vann og gass fra råoljen. Ved et typisk anlegg er der således en gassfase 13 i den øvre del av faseseparasjonstanken, en oljefase 14

i midten av tanken og et vannlag 15 nær bunnen.

Brønnen, som ikke er illustrert, er et konvensjonelt anlegg med en utforing og en ledning i form av et rør for driv-fluid i utføringen. En strømnings-kontrollventil ved brønntoppen er forbundet til brønn-toppen for kommunikasjon både med utforingen og rørledningen. Driv-væske fra multiplekspumpen 10 passerer ned gjennom rørledningen til en pumpe nede i brønnen. Pumpen nede i brønnen hever produsert brønnfluid, som typisk inneholder vann, olje og gass opp gjennom utforingen til brønntoppen. For brukt eller spill-drivfluid blandes med de produserte brønnfluider i borehullet. Typisk er en forbi-føring også anordnet ved brønntoppen slik at en del av drivvæsken er ført utenom brønnpumpen slik at dens pumpekapasitet kan styres. Brønntoppforbindelsene, brønnpumpen og tilhørende deler er alle konvensjonelle og tilveiebringer bare dé omgivelser hvori oppfinnelsen kommer til anvendelse.

Produsert fluid.fra fase-separasjonstanken 12 tømmes ut gjennom

en produksjons-strømningsledning 16 til et tankbatteri eller en olje-eller gass-ledning. Typisk er trykket i produksjons-strømningsled-ningen 16 målt ved hjelp av manometeret 17 omtrent 7 kg/cm .

Det er anordnet forbindelser slik at olje, vann og gass, eller blandinger derav kan oppnås fra fase-separasjonsbeholderen. Et rør 18 er således forbundet mellom produksjons-strømningsledningen 16 og gassfase-delen 13 av fase-separasjonsbeholderen. En trykkregulerings-ventil 19 er anordnet for å unngå at fase-separasjonsbeholderen settes under for stort trykk. Typisk er trykket i beholderen målt ved hjelp av manometeret 21 omtrent 8.8 kg/cm 2eller mindre. Foretrukket er trykket større enn omtrent 7 kg/cm 2 for å opprettholde en strøm gjennom produksjons-strømningsledningen uten ekstra pumping. r r

En strømningsledning 22 er anordnet til oljefase-delen 14 av fase-separasjonsbeholderen. Tilsvarende er et rør 23 forbundet til den nedre del av beholderen hvori vannfasai 15 blir liggende. Ventiler 24 i disse ledninger tillater operatøren å velge graden av fjernelse av væsker fra beholderen for i prinsippet å opprettholde en vannfase eller en oljefase i beholderen. Væske-strømningsledningene 22 og 23'er forbundet til en strømningsmåler 26 som muliggjør

måling av strømmen av væsker produsert fra brønnen. Ventilene 27 er også anordnet for forbiføring utenom strømningsmåleren om dette skulle være ønskelig. En flottørstyrt ventil 28 er også anordnet mellom væske-forbindelsene 22 og 23 og produksjons-strømningsledningen 16 slik at et tilnærmet konstant væskenivå kan opprettholdes i fase-separasjonsbeholderen.

En driv-væskeforbindelse 31 er anordnet i bunndelen av fase-separasjonsbeholderen hvor vannfasen 15 foreligger. Tilsvarende er en driv-væskeforbindelse 32 anordnet i midt-delen av beholderen hvori oljefasen 14 foreligger. Ventiler 33 i disse to driv-væsketilknytninger tillater operatøren å velge om driv-væsken skal være vann eller råolje. Der er visse fordeler ved å foretrekke den ene eller den annen væske i spesielle oljefeltsituasjoner og det er ønskelig å anordne slik valgfrihet. Operasjonen av pumpe- og rense-delen av anlegget er i det vesentlige uavhengig av den spesielle driv-væske som velges av operatøren selv om når vann anvendes kan en ekstra kjemikaliepumpe (ikke vist) anvendes for kjemiske tilsetningsmidler til vannet for å nedsette korrosjon og tilveiebringe smøring for pumpene. Hvis råolje velges som drivvæske vil renseren også ha tendens til å fjerne vann såvel som faststoffer fra oljen slik at korrosjonsproblemene nedsettes til et minimum.

Driv-væsken passerer gjennom hvilke som helst av et par siler eller filtere 34 som fjerner relativt grovt partikkelformet material som kan være tilstede i væsken. Forbi-føringsventiler 36 er anordnet slik at hver sil.kan isoleres fra systemet og renses uten drifts-stans. Driv-væsken strømmer da gjennom en solenoidventil 37 til innløpet 38 av en kombinert pitot-pumpe og sentrifugairenser 39. Solenoidventilen 37 er normalt stengt når systemet er ute av drift for å forhindre væske fra å strømme ut fra faseseparasjonsbeholderen. Trykket ved \innløpet til den kombinerte pumpe og renser, som målt

ved hjelp av manometeret 41, er omtrent det samme som trykket i faseseparasjonsbeholderen med en statisk trykkforskjell på omtrent 0.9 m eller mer slik at væske vil strømme fra tanken til pumpe-innløpet. Sug som frembringes av den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser 39 kan nedsette dette trykk (dvs. øke trykk-

forskjellen), når utstyret er, i drift.

Den kombinerte pitot-pumpe og sentrifugairenser 39 kan anta en

rekke forskjellige former for de spesielle utførelsesformer. En typisk kombinert pitot-pumpe og sentrifugairenser egnet for bruk ved praktisering av oppfinnelsen er beskrevet i US-PS 3.817.446.

I hver utførelsesform har den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser et stasjonært hus 42<:hvori det er montert et roterbart rensekammer 43, som antydet skjematisk i fig. 1. Rensekammeret roteres ved hjelp av en aksel 44 forbundet ved hjelp av kile-remmer 46 til en elektrisk motor 47 som også er hoved-driwerket for multiplekspumpen 10. Ved en typisk utførelsesform for en brønn som produserer opp til ca. 3~ 60 m 3 brønnfluider pr. døgn er en motor 47 med 150 hestekrefter passende. Typisk krever multiplekspumpen 10 omtrent 100 hestekrefter og den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser krever omtrent 40 hestekrefter.

Et stasjonært pitotrør 48 er montert i det roterbare rensekammer

43 av den kombinerte pumpe og renser. Når kammeret roterer vil væsken deri nå høye rotasjonshastigheter og den således frembragte kinetiske energi omdannes, til et statisk trykk når væsken går inn i det stasjonære pitotrør 48. Utløpstrykkene fra pitotrøret 48,

målt ved hjelp av manometeret 49, er typisk omtrent 3.5 kg/cm større enn trykket i faseseparasjonsbeholderen. Denne væske føres ved hjelp av en ledning 51 til sugeinnløpet i multiplekspumpen 10. Det tilveiebringes således en tilførsel under trykk for høytrykks-multiplekspumpen 10 og forbedrer dennes evne til å tilføre.høytrykks drivvæske til brønntoppen.

En eller flere utløpspassasjer 52 er anordnet i omkretsen av det roterbare rensekammer 43. Når dette kammer roterer vil partikkelformet material, som f.eks. sand eller andre partikler fra brønnen som kan forekomme i driv-væsken tvinges til omkretsen- på grunn av sentrifugalvirkningen. En relativt "forurenset" væske som inneholder eventuelle fine partikler som passerer silene 34 vil således befinne seg nær omkretsen av det roterende -kammer og passere gjennom utløpspassasjene ut i det omgivende hus 4-2. Silene 34 vil fjerne alle partikler som er store nok til å tilstoppe omkrets- passasjene. Omkrets-utløpspassasjene 52 er relativt små slik at omtrent 10% av total væske som går inn i den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser vil tømmes ut gjennom omkretspassasjéne og medføre eventuelle partikkelformede stoffer. Pitotrøret 48 er anordnet i avstand innover fra omkretsen av det roterende kammer,

slik at ren drivvæske fri for partikler som kunne skade anlegget oppsamles.

Den forurensede væske som tømmes ut fra omkretspassasjéne 52 samles

i et basseng 53 under det roterende kammer. En flottør 54 i bassenget avføj.er væskenivået og er forbundet til et kontrollpanel 55 for systemet. Væskenivået i bassenget tilveiebringer et mål for strømningshastigheten av den forurensede væske som nærmere omhandlet i det følgende. Hvis denne strømningshastighet er for stor eller utilstrekkelig vil systemet stoppe ved at motoren 47 slås av. Hvis systemet stopper lukkes også solenoidventilen 37 ved hjelp av kontrollsystemet. Kontrollsystemet omfatter også en start-krets for motoren 47.

Forurenset væske trekkes ut fra bassenget 53 ved hjelp av en konvensjonell strålepumpe eller ejektor 56, hvor sugeinnløpet er i fluid-kommunikasjon med bassenget. Stråleinnløpet for strålepumpen er forbundet til røret 51 fra pitotrøret 48 i den kombinerte pitotpumpe og.sentrifugairenser til sugeinnløpet for multiplekspumpen. Den resulterende væskestråle trekker forurenset1 væske ut fra bassenget og tømmer både strålevæske og fluidet fra sugeinnløpet inn i en ledning 5 7 som er forbundet til produksj.ons-strømningsledningen 16

ved hjelp av et rør 58. Et annet rør 59 tillater utslipping av forurenset væske i faseseparasjonsbeholderen 12 i tilfeller hvor opprettholdelse av et tilstrekkelig volum av drivvæske fra produserte fluider kan ha betydning eller hvor det er ønskelig å unngå utenom-føring av strømningsmåleren 26. Ventiler 61 i utløpsledningene 58 og 59 tillater operatøren å velge utløpspunktet for den forurensede væske. En kontrollventil 62 forhindrer 'tilbakestrøm av produksjons-fluid i huset for den kombinerte pumpe og renser.

Det er generelt foretrukket å tømme den forurensede væske direkte

ut i produksjons-strømledningen 16 slik at partikler fjernet av renseren ikke har noen mulighet for resirkulering gjennom fase^-

separasjonsbeholderen. En ledeplate 63 er anordnet i faseseparasjonsbeholderen slik at i tilfeller hvor forurenset væske blir returnert til beholderen vil denne ikke fritt kunne blande seg med resten av væsken i beholderen og partikler blir generelt tømt ut fra denne gjennom produksjons-strømningsledningsforbindelsene 22 eller 23.

Om ønsket kan produksjonsfluid fra brønnen også komme inn i fase-separasjonsbeholderen bak en ledeplate for å nedsette blanding av partikler med drivvæske til et minimum.

En strålepumpe eller ejektor foretrekkes spesielt for å trekke ut fluid fra bassenget da den utgjør en volumetrisk pumpe som kan oppta enten væske eller gass i sugeinnløpet uten å skade pumpen eller nedsettelse av pumpeytelsen.- Under enkelte betingelser kan gass foreligge i fluidet som kommer fra huset for den kombinerte pumpe og renser, og gassen tømmes ut av strålepumpen sammen med forurenset væske.

I utførelsesformen illustrert i fig. 1 er huset 42 tilstrekkelig sterkt til å ha betraktelig trykkstyrke og er forbundet til gassfase-delen av faseseparasjonsbeholderen 12 ved hjelp av en ledning 64. Trykket i huset, som måles ved hjelp av manometeret 66, er således opptil omtrent 10.5 kg/em . Trykket ved sugeinnløpet av strålepumpen er altså omtrent det samme som trykket i faseseparasjonsbeholderen. Det økede trykk i ledningen 51 fra pitotrøret er derfor tilstrekkelig for å pumpe forurenset væske direkte inn i produksjons-strømningsledningen 16 eller fase-separasjonstanken 12 ved hjelp av en strålepumpe.

Fig. 2 viser et gjennomskåret riss av et avfølingssystem for strømningshastigheten for den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser. Som illustrert i denne anordning er bassenget 53 hvori forurenset væske fra den kombinerte pumpe og renser 39 samler seg anordnet i et rør 67 under den kombinerte pumpe og rense-innretning. forurenset væske vil derfor under innvirkning av tyngdekraften strømme fra huset inn i bassenget. Bassenget er en generelt halv-sylindrisk beholder som er åpen øverst med en V-formet terskel 68 ved enden. Bassenget er foretrukket sammenbygd med en plate 69 som lett kan fastskrus til en flens 70 på enden av røret for uttagning eller vedlikehold. Et rør 71 passerer gjennom platen 69 og er forbundet til stråleinnløpet 72 for strålepumpen 56. Strålepumpe-utløpsledningen 57 passerer også gjennom endeplaten 69. Suge-innløpet 73 for strålepumpen befinner seg på utsiden av bassenget 53.

Forurenset væske fra den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser 39 strømmer fra dens hus inn i bassenget 53 og strømmer over gjennom den V-formede terskel 68. Overløpet fra terskelen trekkes ut fra røret 67 ved hjelp av strålepumpen 56 og tømmes ut som beskrevet ovenfor. Typisk er volumet av forurenset væske i området fra omtrent 15 til 34 liter pr. minutt. Under normal strømning i dette området opprettholder flottøren 54 en stilling på væsken for en ønsket dybde i bassenget.' Hvis strømmen skulle være utilstrekkelig vil væskenivået i bassenget synke slik at nivået for flottøren ville senkes og bevirke en lavnivå-avstengning av systemet. Strømningen kan bli utilstrekkelig hvis silene 34 eller utløpspassasjene 52 blir tilstoppet. Det er ønskelig å avstenge systemet i denne situasjon for å unngå at partikler skal skade pumpene.

På<;>;den annen side, hvis væskenivået blir for høyt i bassenget, på grunn av en høy strømningshastighet fra huset eller begrenset uttømming av forurenset væske av strålepumpen (f.eks. hvis operatøren etterlater begge ventilene 61 avstengt) oppnås en høynivå-avstengning ved hjelp av flottøren 54, og systemet slås av for å beskytte det. Hvis væskenivået stiger for mye kan det blir for mye væske rundt det roterende kammer for pitotpumpen og sentrifugalrenseren som bevirker meget inneffektiv om ikke skadelig drift.

Fig. 3 viser et skjematisk strømningsdiagram av et drivfluid-pumpe^og rense-system for en enkelt brønn ganske likt det som er illustrert i fig. 1, men for drift av den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser ved et lavere trykk. Et slikt system kan være fordelaktig hvor det ikke er ønskelig å opprettholde et forhøyet trykk i huset r, for den kombinerte pumpe og renser. På grunn av den store likhet mellom de systemer som er illustrert i fig. 1 og 3 er de samme henvisningstall anvendt i fig. 3 for tilsvarende deler med unntagelse av at delene i fig. 3 er betegnet med en indeks.

Som illustrert i utførelsesformen i fig. 3 er en trykk-kontrollventil

76 anordnet i forbindelsen mellom huset 42' for den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser 39' og faseseparasjonsbeholderen .12'. Trykkreguleringsventilen 76 opprettholder et trykk i huset, målt

ved hjelp av manometeret 66', på omtrent 3.5 til 10.5 kg/cm 2. En sikkerhetsventil 77 er også anordnet i ledningen 64' mellom separasjonsbeholderen og huset for utløsning ved omtrent 1.4 kg/em for å forhindre skade på huset. Ved denne utførelsesform er trykket for den forurensede væske bare omtrent 0.35 - 1.05 kg/cm og trykket i ledningen 51' fra pitotrøret 48' kan være utilstrekkelig for å

drive strålepumpen 56' for uttømming av forurenset væske i produksjons-strømningsledningen 16'. En forbindelser 78 er derfor anordnet fra utløpet av høytrykks-multipleks-stempelpumpen 10' til stråle-

innløpet av strålepumpen 56''. Denne høytrykksstråle av væske hever utløpstrykket fra strålepumpen tilstrekkelig for uttømming i produksjons-strømningsledningen eller faseseparasjonstanken etter ønske. Denne lille modifikasjon gjør det fullt mulig med drift av den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser ved lavt trykk slik at der foregår rensing av drivvæske og blir tilførsel under trykk til multipleks-høytrykkspumpen.

Forskjellige modifikasjoner og endringer i anlegget og systemet

for pumping og rensing av driv-fluid vil være innlysende for fagmannen, således vil det istedet for å tømme utstrømningen fra strålepumpen direkte ut i produksjons-strømningsledningen eller faseseparasjonsbeholderen denne utstrømning kunne tilsettes til strømningsledningen på oppstrøms-siden av strømningsmåleren for å sikre at alle deler av produksjonsfluidum måles. Sentrifugalpumper eller andre høytrykks-pumper kan anvendes istedet for den multiplekspumpe som er beskrevet heri.

Claims (15)

1. Anlegg omfattende et system for pumping og rensing av drivfluid for hydraulisk pumping av en oljebrønn omfattende en høytrykkspumpe forbundet til en brønntopp for å avgi drivvæske under høyt trykk til denne, og en faseseparasjonsbeholder for å motta brukt drivvæske og produsert brønnfluid og som separerer vann, olje og gass og avgir fluider til en produksjons-strømningsledning, et system for rensing og pumping for å trekke ut drivvæske fra faseseparasjons-

beholderen under fjernelse av partikler fra drivvæsken og som avgir renset drivvæske under trykk til sugeinnløpet på høytrykkspumpen, karakterisert ved at det omfatter: a) en kombinert sentrifugairenser og pitotpumpe med et stasjonært hus, et roterbart rense- og pumpe-kammer i huset, et væskeinnløp til kammeret, et stasjonært pitotrør-utløp i kammeret for å trekke ut ren drivvæske under trykk fra dette, og innretninger for å tømme ut forurenset væske fra omkretsen av kammeret og ut i huset b) innretninger for å forbinde væskeinnløpet til faseseparasjonsbeholderen c) innretninger for å avgi drivfluid fra pitotrørutløpet til sugeinnløpet av høytrykkspumpen, og d) innretninger for pumping av forurenset væske fra huset til en produksjons-strømningsledning.

2. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at pumpeinnretningene omfatter en strålepumpe med et stråleinnløp, et sugeinnløp i fluidkommunikasjon med innretningene for uttømming av forurenset væske, og et utløp forbundet til en produksjons-strømningsledning, og innretninger for å avgi drivvæske under trykk til stråleinnløpet.

3. Anlegg som angitt i krav 2, karakterisert ved at innretningene for å avgi drivvæske under trykk omfatter en væske-forbindelse mellom utløpet av høytrykkspumpen og stråleinnløpet av strålepumpen.

4. Anlegg som angitt i krav 2, karakterisert ved at innretningene for å avgi drivvæske under trykk omfatter en væskeforbindelse mellom pitot-rørutløpet av den kombinerte renser- og pitot-sentrifugalpumpe og stråleinnløpet av strålepumpen.

5. Anlegg som angitt i krav 4, karakterisert ved at den kombinerte renser og pitot-sentrifugalpumpe omfatter et trykkbestandig hus og omfatter videre en gassforbindelse mellom toppen av faseseparasjonsbeholderen' og huset for opprettholdelse av i det vesentlige det samme trykk i disse.

6. - Anlegg som angitt i krav 2, karakterisert ved at det omfatter en strømnings-føler forbundet med innretningene for uttø mming av forurenset væske og innretninger for å avbryte pumpingen ved avføling av enten for stor eller utilstrekkelig væskestrøm.

7. Anlegg som angitt i krav 6, karakterisert ved at strømningsføleren omfatter: et basseng i nærheten av innretningene for uttømming av forurenset væske, en overløpsterskel i bassenget for utslipping av forurenset væske derfra med en hastighet som er en funksjon av væskenivået i bassenget, og en væskenivåføler i bassenget, og hvori strålepumpe-sugeinnløpet ligger i nærheten av overlø ps-terskelen for å trekke ut overløp av forurenset væske.

8. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter en strømnings-føler forbundet med innretningene for uttømming av forurenset væske, og innretninger for å avbryte pumpingen ved avføling av enten for sterk eller utilstrekkelig væskestrøm.

9. Anlegg som angitt i krav 1, hvor faseseparasjonsbeholderen for olje, vann og gass virker ved hjelp av tyngdekraftseparasjon, karakterisert ved at det omfatter en kombinert pitotpumpe og sentrifugairenser med et roterbart rensekammer, et kammerinnløp forbundet med innretningene for å trekke drivvæske fra faseseparasjonsbeholderen, et- stasjonært pitotrør i kammeret i avstand fra dettes omkrets for å motta renset væske, et trykk-utløp forbundet mellom pitotrøret i pitotpumpen og innløpet av høytrykkspumpen for å avgi renset drivvæske under trykk, og ut-tømmingsinnretninger for forurenset væske ved omkretsen av rensekammer et, en strålepumpe med et stråleinnløp, et sugeinnløp i fluidkommunikasjon med uttømningsinnretningene for forurenset væske for uttrekking av forurenset væske, og utløpsinnretninger for å forbinde utløpet av strålepumpen til en produksjons-strømningsledning for uttømming av forurenset væske, og innretninger for å avgi drivvæske under trykk til stråleinnløpet av strålepumpen.

10. Anlegg som angitt i krav 9, karakterisert ved at innretningene for å avgi drivvæske under trykk omfatter en væskeforbindelse mellom utløpet av høytrykkspumpen og stråleinnløpet for strålepumpen.

11. Anlegg som angitt i krav 10, karakterisert ved at det omfatter innretninger for å opprettholde trykket i den kombinerte pitotpumpe og sentrifugal-renser utenfor rensekammeret ved høy* omtrent 1.4 kg/cm .

12. Anlegg som angitt i krav 9, karakterisert ved at innretningene for å avgi drivvæske under trykk omfatter en væskeforbindelse mellom pitotrør-utløpet av den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser og stråle-innløpet av strålepumpen.

13. Anlegg som angitt i krav 12, karakterisert ved at den kombinerte pitotpumpe og sentrifugairenser omfatter et trykkbestandig hus og omfatter videre en gassforbindelse mellom toppen av faseseparasjonsbeholderen og huset for å opprettholde i det vesentlige like trykk deri.

14. Anlegg som angitt i krav 9, karakterisert ved at det omfatter en strømnings- føler forbundet til innretningene for utslipping av forurenset væske, og innretninger for å avbryte pumping ved avføling av enten for sterk eller utilstrekkelig strømning.

15. Anlegg som angitt i krav 14, karakterisert ved at strømningsføleren omfatter: et basseng i nærheten av utslipningsinnretningene for forurenset væske for mottagelse av denne, . en overløpsterskel i bassenget for utslipping av forurenset væske derfra med en hastighet som er en funksjon av væskenivået i bassenget, og en væskenivå-føler i bassenget, og hvori strålepumpe-sugeinnløpet ligger i nærheten av overløpsterskelen for uttrekking av overløpet av forurenset væske.