RO128715A0 - Procedeu şi instalaţie de captare, separare, purificare şi comprimare a hidrocarburilor din adâncurile apelor - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu pentru obţinerea unor hidrocarburi din ape de adâncime şi la o instalaţie pentru aplicarea procedeului. Procedeul conform invenţiei constă în captarea apelor având conţinut de hidrocarburi, din adâncuri, transportul fluidului captat printr-un sistem de vehiculare, în care fluidul transportat poate fi opţional încălzit, către zona de descărcare, unde au loc, printr-o prelucrare adecvată, separarea şi îndepărtarea componentelor nedorite din fluidul din adâncuri, hidrocarburile rezultate fiind captate, purificate, comprimate şi valorificate. Instalaţia conform invenţiei este formată dintr-un tub () de captare şi vehiculare a apelor cu conţinut de hidrocarburi, din adâncuri, un sistem () de întreţinere a curgerii fluidului captat, un separator () trifazic, un schimbător () de căldură cu un separator () de faze, un gazometru () pentru condiţionarea presiunii şi debitului hidrocarburilor gazoase, rezultate, un sistem () de comprimare şi un sistem () de separare şi purificare hidrocarburi.

Description

Invenția se refera la un procedeu si o instalație de captare,, separare, purificare si comprimare a hidrocarburilor conținute in medii (ex. apa Marii Negre), in vederea valorificării, instalație amplasata pe o platforma portanta fixa sau mobila (ex. nava maritima).

Necesitatea invenției apare ca urmare a numeroaselor studii de specialitate care au confirmat prezenta metanului si a altor hidrocarburi atat in forma dizolvata in apa cat si sub forma de compuși solizi denumiți generic cristalohidrati in adâncurile subacvatice.

Forma dizolvata in apa menționata mai sus, a mediilor subacvatice, este caracterizata de un conținut mai mare sau mai mic de hidrocarburi in funcție de condițiile termodinamice. De exemplu, in cazul metanului dizolvat in apa la temperatura de 6 °C cu modificarea presiunii de la 0-200 barg, concentrația acestuia in apa variaza de la valori foarte mici pana la 8 kg/m³ , creșterea temperaturii (ex 10 °C) determinând un conținut mai scăzut de hidrocarburi dizolvate, (fig. 1).

Principiul procedeului se bazeaza pe faptul ca nivelul conținutului de hidrocarburi in apa asa cum s-a menționat anterior, este in funcție de presiunea la care se afla amestecul format de acestea.

Noutatea consta in modul de captare a apelor cu conținut de hidrocarburi, vehiculare acestora (aducere lor către suprafața, aducere care prin micșorarea presiunii hidrostatice favorizează separarea parțiala a fazei gazoase de faza lichida, determinând prin diferentele de densitate astfel create autointretinerea mișcării ascendente a fluidului) si prelucrarea in vederea separării, purificării hidrocarburilor si obținerii acestora in forma comprimata.

Avantajele aplicării prezentului brevet sunt atat de natura economica (obținerea de hidrocarburi cu caracteristici de piața) cat si de natura ecologica, prin diminuarea nivelului emisiilor lor din adancul apelor către mediul înconjurător.

Abrevieri / Definiții cristalohidrati: compuși organici si/sau compuși anorganici fie depuși pe fundul apelor sub forme solide compacte fie aflați sub forma de suspensii c\ 2013-0 0 992-2 5 -01- 2013 tub: un element sau ansamblu de elemente indiferent de forma si dimensiuni si indiferent de natura confecției pereților (materiala, camp/fascicui etc.) si indiferent de soluția de montaj adoptata ce poate/pot fi intrebuintat/e ia delimitarea unui volum de fluid in mișcare sau static, realizat cu scopul de a permite vehicularea acestuia si/sau a elementelor solide conținute in/prin spațiul astfel delimitat, insotita sau nu de fenomene de transfer de proprietate de orice natura cap de captare a! tubului: extremitatea tubului, parte integranta a acestuia, aflata in adancui apelor cap de descărcare ai tubului: extremitatea tubului, parte integranta a acestuia, aflat in partea opusa capătului de captare

a. Titlul invenției;

PROCEDEU SI INSTALAȚIE DE CAPTARE, SEPARARE, PURIFICARE SI COMPRIMARE A HIDROCARBURILOR DIN ADÂNCURILE APELOR

b. precizarea domeniului de aplicare a invenției;

Invenția se refera la un procedeu si o instalație pentru obținerea hidrocarburilor gazoase din adâncuri subacvatice unde se găsesc dizolvate in apa si/sau sub forma de structuri cristaline (cristalohidrati) in vederea valorificării economice.

c. precizarea stadiului cunoscut al tehnicii in domeniul obiectului invenției, cu menționarea dezavantajelor soluțiilor tehnice cunoscute;

In prezent nu sunt cunoscute procedee asemanatoare, consacrate acestui scop.

d. problema tehnica pe care o rezolva invenția;

Problema tehnica pe care o rezolva invenția este modul de captare, separare, purificare, si comprimare a hidrocarburilor gazoase din adâncuri subacvatice unde se găsesc dizolvate in apa si/sau sub forma de structuri cristaline (cristalohidrati).

e. prezentarea soluției tehnice a invenției, cu evidențierea elementelor de creație științifica sau tehnica originale care rezolva problema tehnica menționata;

Procedeul presupune captarea apelor cu un conținut de hidrocarburi, vehicularea lor către suprafața printr-un sistem de transport subacvatic, prevăzut cu un sistem de încălzire sau nu, separarea hidrocarburilor de solidele inerte, de apa si de component!

CV 2 Ο I 5 - O O a 9 2 - l 5 -01- 2013 gazosi alții decât hidrocarburi si in final comprimarea hidrocarburilor. Etapele procedeului sunt in conformitate cu schema bloc prezentata in fig. 2.

Instalația conform brevetului care aplica procedeul menționat mai sus este caracterizata prin aceea ca prin intermediul unui tub prevăzut cu un capat de captare si cu un capat de descărcare, are loc captarea din adâncime si vehicularea hidrocarburilor prezente acolo prin amorsarea circulației apelor dinspre căpătui de captare către căpătui de descărcare.

Inițierea amorsării circulației fluidului ce conține hidrocarburile se creaza prin intermediul unui grup de pompare cu aspirație care face ca fluidului conținut in tub sa i se imprime o mișcare ascendenta. Mișcarea ascendenta declansata, se poate autointretine ca urmare a diferenței de densitate a fluidului ce exista intre capetele tubului si poate fi sprijinita in caz de nevoie de grupul de pompare anterior menționat.

Diferența de densitate a fluidului intre capetele tubului se realizează datorita tendinței de trecere in faza gazoasa a hidrocarburilor conținute in fluidul inițial pe măsură ce acesta isi micșorează presiunea hidrostatica ca urmare a ascensiunii. Acest fenomen poate fi intensificat prin încălzire intre capetele tubului.

Odata ajuns la suprafața fluidul conținând hidrocarburile si solidele antrenate (datorita reducerii presiunii va elibera faza gazoasa, sistemul respectiv devenind trifazic) intra intr-un separator de faze unde solidele sunt îndepărtate iar faza gazoasa si respectiv faza lichida urmeaza trasee separate astfel: faza lichida intra intr-un sistem de schimb de căldură in vederea eliberării hidrocarburilor ramase inca dizolvate, după care merg iritr-un separator bifazic, apa separata fiind îndepărtata iar gazele rezultate fiind la rândul lor combinate cu faza gazoasa provenita din separatorul trifazic.

Produsul gazos astfel obtinut este apoi comprimat după care intra intr-o unitate de separare a componentilor gazosi acizi (CO2, H₂S). Din aceasta instalație rezulta in forma comprimata hidrocarburile captate.

f. prezentarea unuia sau mai multor exemple concrete de realizare a invenției, cu referire la figurile din desenele explicative ale invenției, in cazul in care sunt si desene;

Exemplu de aplicare a invenției (fig.3):

Realizarea captării apelor cu un continui de hidrocarburi, din zonele adanci, se face prin intermediul unui tub 1 (dimensionat conform unor algoritmi de calcul adecvați) prin c\- 2 Ο I 5 - Ο 6 3 9 2 - 2 5 -01- 2013 căpătui de captare iar inițierea amorsării circulației prin tubul 1 a apelor se face prin intermediul unui grup de pompare 2.

Odata amorsata circulația apelor, se produce o diferența de presiune ce va face ca lichidul continui in tubul 1 sa urce către căpătui de descărcare in faza de început a procesului de pompare in care putem considera ca întreaga coloana de lichid este cvasiincompresibila.

Aceasta mișcare ascendenta a coloanei de lichid către zona capătului de descărcare al tubului 1 va atrage după sine tendința de echilibrare a presiunilor din sistem, facand ca pe la căpătui de captare al tubului 1 sa aiba loc aspirarea in regim continuu a apelelor** cu un continui de hidrocarburi din vecinătatea acestuia.

Astfel, apele de adâncime, care conțin hidrocarburi si solide antrenate, urca prin tubul 1 către căpătui de descărcare, iar odata cu aceasta ascensiune, ca urmare a scăderii presiunii hidrostatice are loc segregarea gazelor conținând hidrocarburi de apa purtătoare (proces care ar putea fi intensificat si de o ușoara încălzire a acestor ape aflate in contact direct cu pereți de tub scaldati la exterior de ape mai calde, sau chiar încălziți artificial).

Odata ajunse in zona capătului de descărcare a tubului 1, fluidul vehiculat de/prin acesta devine un sistem conținând trei faze (solid-lichid-gaz), acest sistem fluid fiind directionat către un echipament separator al celor trei faze 3 care va separa faza solida de celelalte doua faze permițând îndepărtarea acesteia. Faza lichida din separatorul 3 intra intr-un sistem de schimb de căldură 4 in care se face descărcarea avansata a hidrocarburilor inca reținute in aceasta faza. Fluidul din sistemul de schimb de căldură 4 merge in separatorul bifazic 5 de unde faza lichida rezultata se îndepărtează iar faza gazoasa se combina in gazometrul 6 cu faza gazoasa provenita din separatorul 3.

Din gazometrul 6 aceste gaze vor fi comprimate la o presiune adecvata cu ajutorul unui sistem de comprimare 7, după care intra intr-o unitate de separare si îndepărtare a componentelor acide 8, hidrocarburile gazoase rezultate din separare fiind directionate către utilizatori.

*grupul de pompare poate fi amplasat atat la suprafața cat si imersat (eventual chiar la căpătui de captare al tubului) **Mentiune: este posibila si nu se exclude antrenarea de cristalohidrati sau alte elemente solide (granule, suspensii etc.) de dimensiuni relativi mici, din proximitate (mai ales in cazul in care adancimea de exploatare este apropiata de fundul marii)

Ο 1 3 - Ο Ο 3 9 2 - 2 5 -01- 2013

1(

g. prezentarea avantajelor rezultate din aplicarea invenției;

Avantajele prezentei invenții sunt atat de natura economica (sector energetic sau pentru chimizare) cat si ecologica, prin reducerea conținutului acestuia atat in apele respective cat si in mediul înconjurător acestora.

Claims (3)

1. Procedeul caracterizat prin aceea ca apele de adâncime, cu un conținut de hidrocarburi sunt captate, vehiculate cu sau fara încălzire printr-un sistem de transport subacvatic cu circulație autointretinuta si/sau intretinuta, prelucrate in vederea separării hidrocarburilor de solidele inerte, de apa si de componenti gazosi alții decât hidrocarburi si in final hidrocarburile fiind obținute in forma comprimata.

2. Instalație de captare si vehiculare, care aplica procedeul mai sus menționat, caracterizata prin aceea ca apele din adâncuri cu conținut de hidrocarburi sunt captate prin intermediul capului de captare a unui tub 1, vehiculate cu sau fara încălzire, in mod autointretinut sau intretinut cu ajutorul unui sistem de pompare 2

3. Instalație de captare, vehiculare si prelucrare care aplica procedeul mai sus menționat, caracterizata prin aceea ca apele din adâncuri cu conținut de hidrocarburi sunt captate prin intermediul capului de captare a unui tub 1, vehiculate cu sau fara încălzire, in mod autointretinut sau intretinut cu ajutorul unui sistem de pompare 2, dinspre adâncuri către un sistem de prelucrare alcătuit dintr-un separator trifazic 3 ce ajuta la îndepărtarea solidelor antrenate, un sistem de schimb de căldură 4 cu separator bifazic 5 ce favorizează descărcarea avansata a hidrocarburilor inca reținute in faza lichida si eliminarea apei purtătoare a acestora, gazele rezultate fiind temporar colectate intr-un gazometru 6, apoi comprimate cu ajutorul sistemului de comprimare 7 urmata de o purificare finala in unitatea de separare 8 si livrat ca produs.