WO2016009659A1 - 圧縮機システム、これを備える海中生産システム、及び圧縮機の洗浄方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a compressor system, an undersea production system including the compressor system, and a compressor cleaning method.
- production fluid mixed with crude oil, natural gas, etc. is pumped from a production well drilled to a depth of several thousand meters from the seabed.
- the pumped production fluid is separated into a gas such as natural gas and a liquid such as crude oil by a separator such as a scrubber, and then sent to a ship on the sea via a flow line extending in the sea.
- a separator such as a scrubber
- a compressor installed on the seabed is used.
- Patent Document 1 discloses a cleaning method in which a part of condensate, which is a hydrocarbon contained in a liquid separated by a separator, is supplied to the compressor for cleaning.
- condensate decomposes and removes deposits to clean the internal flow path of the compressor.
- the above-described cleaning method uses condensate collected from the production well. Therefore, there is a possibility that a necessary amount of condensate cannot be stably collected from the production well. As a result, there is a problem that it is difficult to stably clean the compressor.
- the present invention provides a compressor system capable of stably cleaning a compressor, an undersea production system including the compressor system, and a compressor cleaning method.
- the compressor system includes a compressor that compresses a gas, a compressed gas circulation portion through which the gas compressed by the compressor circulates, and a hydrate antifreeze that suppresses hydration of the gas.
- Hydrate antifreeze supply part for supplying the agent to the compressed gas circulation part, and compressor hydrate for supplying a part of the hydrate antifreeze agent supplied by the hydrate antifreeze supply part to the compressor
- the hydrate antifreeze supplied from the hydrate antifreeze supply unit to the compressed gas circulation unit in order to suppress hydration of the gas compressed by the compressor is deposited inside the compressor.
- the deposited deposits can be effectively removed.
- the necessary amount of hydrate antifreeze can be stably supplied to the compressor. it can.
- the hydrate antifreeze inside the compressor can be agitated by changing the pressure by the pressure change unit with respect to the hydrate antifreeze inside the compressor. Therefore, the inside of the compressor can be cleaned using the hydrate antifreeze agent effectively.
- the compressor system includes a gas discharge unit that discharges the gas inside the compressor, and the compressor hydrate antifreeze supply unit is supplied to the compressor from which the gas is discharged by the gas discharge unit.
- the hydrate antifreeze may be supplied to the compressor.
- the hydrate antifreezing agent is supplied to the compressor and the pressure is changed at the pressure changing portion while the gas is discharged and hardly remains in the inside. Therefore, it can suppress that the hydrate antifreeze supplied to the inside of a compressor is diluted with gas. Therefore, the hydrate antifreeze supplied from the compressor hydrate antifreeze supply unit can be efficiently used for cleaning the compressor, and the supply amount of the hydrate antifreeze can be suppressed.
- the compressor system includes a storage unit that stores the hydrate antifreeze agent in the compressor, and the pressure changing unit changes a pressure of the hydrate antifreeze agent stored by the storage unit. Also good.
- the hydrate antifreeze agent in a state where the hydrate antifreeze agent is stored in the compressor in the storage unit, the hydrate antifreeze agent is efficiently used in the compressor by changing the pressure in the pressure change unit. Can be stirred. Therefore, the inside of the compressor can be cleaned using the hydrate antifreeze more effectively. By washing without discharging the hydrate antifreeze from the compressor, the amount of hydrate antifreeze supplied to the compressor can be reduced and the compressor can be washed.
- the hydrate antifreeze can be supplied in a limited manner to a compressor that requires cleaning. . Therefore, the hydrate antifreeze supplied from the compressor hydrate antifreeze supply unit can be efficiently used for cleaning the compressor, and the supply amount of the hydrate antifreeze can be further suppressed.
- the control unit determines whether or not a difference between the characteristic values of the gas between the inlet side of the compressor and the outlet side of the compressor satisfies a predetermined first criterion. And when the first reference determination unit determines that the first reference is satisfied, the compressor hydrate antifreezing agent supply unit has the hydride to the compressor.
- a supply start instructing unit that sends an instruction to start the supply of the rate freeze inhibitor.
- the supply start instruction unit starts supplying the hydrate antifreeze to the compressor, whereby the compressor can be cleaned. Therefore, it can be determined with high accuracy whether or not the compressor is in a state requiring cleaning, and the hydrate antifreeze can be supplied more limitedly. As a result, the hydrate antifreeze can be supplied more efficiently from the compressor hydrate antifreeze supply unit to the compressor that requires cleaning, and the supply amount of the hydrate antifreeze can be further increased. It can be further suppressed.
- the compressor system includes a heating unit that heats the hydrate antifreeze agent, and the compressor hydrate antifreeze supply unit supplies the hydrate antifreeze agent heated by the heating unit to the compressor. You may supply.
- a high-temperature hydrate antifreeze can be supplied to the compressor by providing the heating unit.
- the solubility of the hydrate antifreeze in the deposit can be improved. Therefore, the dissolution rate of the deposit accumulated in the compressor can be improved and the compressor can be cleaned effectively.
- the compressor system includes a heating unit that heats the hydrate antifreeze agent, and the control unit starts supplying the hydrate antifreeze agent to the compressor, and then enters an inlet side of the compressor. And a second reference determination unit that determines whether or not a difference in the characteristic value of the gas from the outlet side of the compressor satisfies a predetermined second reference, and the second reference determination unit When it is determined that two criteria are satisfied, an instruction is sent to the compressor hydrate antifreeze supply unit to supply the compressor with the hydrate antifreeze heated by the heating unit. You may have a heating supply instruction
- the difference is calculated from the characteristic values of the gas on the inlet side and the outlet side of the compressor, and the second reference determination unit determines the comparison with the second reference, so that the compressor again. It can be easily estimated whether or not is in a state that requires cleaning. Therefore, for example, it is possible to easily estimate a compressor state different from the case where the determination is made using the first reference.
- the heating supply instruction unit sends an instruction to supply the hydrate antifreeze agent heated by the heating unit to the compressor, so that the hydrate antifreeze agent heated to a high temperature is used.
- the compressor can be cleaned more effectively. Therefore, powerful cleaning can be performed on the compressor as needed. Thereby, when the compressor is in a state that requires strong cleaning, the heated hydrate antifreeze can be efficiently supplied, and the compressor can be cleaned more efficiently.
- the subsea production system includes the compressor system and a separator that separates the production fluid pumped from the production well into the gas and the liquid and supplies the gas and liquid to the compressor.
- a compressor cleaning method is a compressor cleaning method for cleaning a compressor that compresses a gas, the gas discharging step for discharging the gas inside the compressor, and the compression A part of the hydrate antifreeze agent that suppresses hydration of the gas supplied to the compressed gas circulation part through which the gas compressed by the machine flows is transferred to the compressor from which the gas has been discharged by the gas discharge step.
- the compressor hydrate antifreeze supplying step instead of preparing and supplying a new hydrate antifreeze, the hydrate antifreeze supplied to the compressed gas circulation section A part is used. Therefore, a necessary amount of hydrate antifreeze can be stably supplied to the compressor.
- the gas discharge process the gas is discharged from the compressor to the outside. Therefore, in the pressure changing step, the pressure can be changed by the pressure changing unit with respect to the hydrate antifreezing agent inside the compressor while the gas is discharged and hardly remains inside. Therefore, it is possible to suppress the hydrate antifreeze supplied to the inside of the compressor from being diluted with gas and to stir the hydrate antifreeze inside the compressor.
- the inside of the compressor can be cleaned using the hydrate antifreeze agent effectively and efficiently.
- the supplied hydrate antifreeze can be efficiently used for cleaning the compressor, and the compressor can be stably and effectively cleaned while suppressing the supply amount of the hydrate antifreeze. Can do.
- the compressor cleaning method includes a storing step of storing the hydrate antifreeze in the compressor, and the pressure changing step changes a pressure of the hydrate antifreeze stored by the storing step. You may let them.
- the hydrate antifreeze agent in the storage process, is efficiently stored inside the compressor by changing the pressure at the pressure change unit while the hydrate antifreeze agent is stored inside the compressor. Can be stirred. Therefore, the inside of the compressor can be cleaned using the hydrate antifreeze more effectively. By washing without discharging the hydrate antifreeze from the compressor, the amount of hydrate antifreeze supplied to the compressor can be reduced and the compressor can be washed.
- a first determination is made as to whether or not a difference between the characteristic values of the gas between the inlet side of the compressor and the outlet side of the compressor satisfies a predetermined first criterion.
- a reference determination step, and a supply start step for starting supply of the hydrate antifreeze to the compressor when it is determined that the first reference is satisfied in the first reference determination step. May be included.
- the compressor calculates the difference from the characteristic value of the gas on the inlet side and the outlet side of the compressor, and makes a determination in comparison with the first reference in the first reference determination step. It can be easily estimated whether or not the cleaning is required. Based on the determination result, the supply of the hydrate antifreeze can be started in the compressor in the supply start step, and the compressor can be cleaned. Therefore, it can be determined with high accuracy whether or not the compressor is in a state requiring cleaning, and the hydrate antifreeze can be supplied more limitedly. Thereby, it is possible to more efficiently supply the hydrate antifreeze supplied from the compressor hydrate antifreeze supplying unit to the compressor that requires cleaning, and supply of the hydrate antifreeze. The amount can be further suppressed.
- the compressor cleaning method After the supply of the hydrate antifreeze to the compressor is started, the difference in the characteristic value of the gas between the inlet side of the compressor and the outlet side of the compressor.
- the second reference determination step for determining whether or not the second reference criterion is satisfied and the second reference determination step determines that the second reference is satisfied.
- the difference is calculated from the gas characteristic values on the inlet side and the outlet side of the compressor, and the compressor is again determined by comparing with the second reference in the second reference determining step. It can be easily estimated whether or not is in a state that requires cleaning. Therefore, for example, it is possible to easily estimate whether the state of the compressor is different from that determined using the first reference (for example, whether more powerful cleaning is required for the compressor). it can.
- the compressor can be more effectively cleaned by supplying the hydrate antifreeze agent heated to a high temperature to the compressor based on the determination result. Therefore, powerful cleaning can be performed on the compressor as needed. Thereby, when the compressor is in a state that requires strong cleaning, the heated hydrate antifreeze can be efficiently supplied, and the compressor can be cleaned more efficiently.
- a compressor is efficiently cleaned by changing a pressure by supplying a part of the hydrate antifreeze agent supplied to the compressed gas circulation section through which the compressed gas flows. can do.
- the undersea production system 1 is a Subsea Production System that is one of the offshore oil and gas field development methods. As shown in FIG. 1, the undersea production system 1 is a production well W that collects a production fluid PF that mixes crude oil O, natural gas G, and the like mined from an oil and gas field F existing at several hundred to several thousand meters in the seabed.
- a production fluid PF that mixes crude oil O, natural gas G, and the like mined from an oil and gas field F existing at several hundred to several thousand meters in the seabed.
- a manifold M that collects and branches the production fluid PF collected at the production well W, a flow line FL that is a pipe that conveys the production fluid PF branched by the manifold M, and a production fluid PF that is conveyed by the flow line FL.
- a subsea module SM that separates liquid and gas and sends them to the sea is provided.
- the undersea production system 1 is moored at sea, a riser R that is a pipe that carries crude oil O and natural gas G from the subsea module SM to the sea, an umbilical line AL that is a cable that supplies power to the subsea module SM, etc.
- a riser R and an umbilical line AL are connected to each other, and a ship S for storing crude oil O and natural gas G is provided.
- Manifold M is installed in the vicinity of production well W of submarine oil and gas field F.
- the manifold M is a device that transports the mined production fluid PF to a plurality of flow lines FL by collecting and branching.
- the flow line FL is a pipeline that pumps the production fluid PF from the manifold M to the subsea module SM by the pressure energy of the oil and gas field F.
- the riser R extends from the subsea module SM on the sea floor to the ship S on the sea.
- the riser R of the present embodiment includes an oil pipeline OR that conveys crude oil O sent from the subsea module SM to a storage tank (not shown) disposed on the marine vessel S, and a natural gas G sent from the subsea module SM. Is separately provided with a gas pipeline GR for conveying the gas to the storage tank.
- the riser R also has a pipeline AR for hydrate antifreeze that supplies hydrate antifreeze from the ship S to the gas pipeline GR that supplies natural gas G so that the natural gas G does not freeze due to hydrate formation on the sea floor. Is provided.
- the umbilical line AL is a composite cable having a power cable, a hydraulic cable, and a signal cable for controlling the subsea module SM.
- the umbilical line AL sends power and signals from a generator (not shown) on the ship S to the subsea module SM and the manifold M.
- the subsea module SM separates the production fluid PF supplied via the flow line FL into a gas and a liquid, and pumps the gas and the liquid to the sea respectively.
- the subsea module SM of the present embodiment gasses the main heat exchanger 2 that cools the production fluid PF pumped up from the production well W and the production fluid PF that is cooled by the main heat exchanger 2.
- a separator 3 for separating the liquid into the liquid
- a pump system 4 for sending the liquid separated by the separator 3 to the riser R
- a compressor system 5 for sending the gas separated by the separator 3 to the riser R.
- the main heat exchanger 2 cools the high-temperature production fluid PF pumped from the production well W and sent through the flow line FL to a temperature that can be used by the separator 3.
- the main heat exchanger 2 of the present embodiment cools the production fluid PF by exchanging heat with low-temperature seawater on the seabed.
- the separator 3 separates the production fluid PF into natural gas G that is a gas and crude oil O that is a liquid.
- the separator 3 of this embodiment is a scrubber.
- the separator 3 separates the natural gas G and the crude oil O containing condensate from the production fluid PF.
- the separator 3 sends the separated crude oil O to the pump system 4.
- the separator 3 sends the separated natural gas G to the compressor system 5.
- the pump system 4 compresses the crude oil O sent from the separator 3 and sends it to the oil pipeline OR.
- the pump system 4 includes a pump 41 that compresses crude oil O, a liquid circulation part 42 that sends the crude oil O from the separator 3 to the pump 41, and a compressed liquid in which crude oil O compressed by the pump 41 circulates.
- a distribution unit 43 is shown in FIG. 2, the pump system 4 that compresses crude oil O, a liquid circulation part 42 that sends the crude oil O from the separator 3 to the pump 41, and a compressed liquid in which crude oil O compressed by the pump 41 circulates.
- the pump 41 compresses the sent crude oil O and sends it out.
- the liquid circulation unit 42 supplies the crude oil O from the separator 3 to the pump 41.
- the liquid circulation part 42 of the present embodiment is a pipe connected from the separator 3 to the pump 41.
- crude oil O circulates inside.
- the compressed liquid circulation unit 43 sends the crude oil O compressed by the pump 41 to the oil pipeline OR.
- the compressed liquid circulation part 43 of this embodiment is a pipe connected from the pump 41 to the oil pipeline OR.
- the compressed liquid circulation part 43 circulates the crude oil O compressed inside.
- Compressor system 5 compresses natural gas G sent from separator 3 and sends it to gas pipeline GR.
- the compressor system 5 includes a compressor 50 that compresses the natural gas G, a gas flow part 51 that sends the natural gas G from the separator 3 to the compressor 50, and the natural gas compressed by the compressor 50. And a compressed gas circulation part 52 through which the gas G circulates.
- the compressor system 5 supplies the hydrate antifreeze agent that suppresses the hydrate formation of the natural gas G to the compressed gas circulation unit 52 and the hydrate antifreeze agent supply unit 53.
- a compressor hydrate antifreeze supplying unit 54 for supplying a part of the hydrate antifreeze to the compressor 50 and a heating unit 55 for heating the hydrate antifreeze are provided.
- the compressor system 5 includes a storage unit 56 that stores the hydrate antifreeze in the compressor 50, a bypass supply unit 57 that bypasses the compressor 50 and supplies the natural gas G to the compressed gas circulation unit 52, and a compression For the gas discharge part 58 for discharging the natural gas G inside the machine 50, the pressure changing part 59 for changing the pressure of the hydrate antifreeze agent inside the compressor 50, and the compressor hydrate antifreeze supply part 54 And a control unit 60 that performs supply control for starting the supply of the hydrate antifreeze agent.
- the compressor 50 compresses and sends out the natural gas G supplied from the gas flow part 51 arranged on the upstream side in the flow direction of the natural gas G to the compressed gas flow part 52 arranged on the downstream side.
- the compressor 50 of this embodiment is a multistage centrifugal compressor provided with a plurality of impellers.
- the gas circulation part 51 supplies the natural gas G from the separator 3 to the compressor 50.
- the gas circulation part 51 of this embodiment is piping connected from the separator 3 to the compressor 50 as shown in FIG.
- the natural gas G circulates inside.
- the gas flow unit 51 of the present embodiment has an inlet side characteristic value measuring unit 511 that measures the characteristic value of the natural gas G on the inlet side of the compressor 50.
- the inlet side characteristic value measuring unit 511 measures the characteristic value of the natural gas G flowing into the compressor 50.
- the inlet side characteristic value measuring unit 511 is provided in the vicinity of the inlet of the compressor 50 of the gas circulation unit 51.
- the inlet side characteristic value measuring unit 511 of the present embodiment is a pressure sensor that measures a pressure value as a characteristic value.
- the inlet side characteristic value measuring unit 511 transmits the measured pressure value of the natural gas G to the control unit 60.
- the compressed gas circulation part 52 sends the natural gas G compressed by the compressor 50 to the riser R.
- the compressed gas circulation part 52 of this embodiment is piping connected from the compressor 50 to the gas pipeline GR.
- the compressed gas circulation part 52 circulates the natural gas G compressed inside.
- the compressed gas circulation unit 52 of the present embodiment has an outlet side characteristic value measuring unit 521 that measures a characteristic value of the natural gas G that is a gas on the outlet side of the compressor 50.
- the outlet side characteristic value measuring unit 521 measures the characteristic value of the natural gas G flowing out from the compressor 50.
- the outlet side characteristic value measuring unit 521 is provided in the vicinity of the outlet of the compressor 50 of the compressed gas circulation unit 52.
- the outlet side characteristic value measuring unit 521 of the present embodiment is a pressure sensor that measures a pressure value as a characteristic value, like the inlet side characteristic value measuring unit 511.
- the outlet side characteristic value measuring unit 521 transmits the measured pressure value of the natural gas G to the control unit 60.
- the hydrate antifreeze supply unit 53 distributes the hydrate antifreeze supplied from the marine vessel S through the hydrate antifreeze pipeline AR to the compressed gas circulation unit 52.
- the hydrate antifreeze supply unit 53 of this embodiment is a pipe connected to the compressed gas circulation unit 52 from the hydrate antifreeze pipeline AR. In the hydrate antifreeze supply unit 53, the hydrate antifreeze flows through the inside.
- the hydrate antifreeze supply unit 53 is connected to the downstream side of the position where the outlet side characteristic value measurement unit 521 of the compressed gas circulation unit 52 is provided.
- the hydrate antifreeze for example, it is particularly preferable to use monoethylene glycol which is used for preventing the hydrate formation of the natural gas G and suppressing the hydrate formation.
- the compressor hydrate antifreeze supply unit 54 supplies a part of the hydrate antifreeze flowing through the hydrate antifreeze supply unit 53 to the compressor 50.
- the compressor hydrate antifreeze supply unit 54 of this embodiment includes a supply pipe 541 branched from the hydrate antifreeze supply part 53 and a flow of the hydrate antifreeze flowing through the supply pipe 541.
- the supply pipe 541 is branched from the hydrate antifreeze supply unit 53 and connected to the gas flow unit 51. Specifically, the supply pipe 541 of the present embodiment is connected to the gas flow unit 51 at a position upstream of the inlet-side characteristic value measurement unit 511 and downstream of the first flow valve 561 described later. ing.
- the supply valve 542 adjusts the supply of the hydrate antifreeze to the inside of the supply pipe 541. Specifically, the supply valve 542 of this embodiment stops the supply of the hydrate antifreeze agent into the supply pipe 541 by being closed. When the supply valve 542 is opened, the supply of the hydrate antifreeze into the supply pipe 541 is started.
- the supply valve 542 is an electromagnetic valve whose opening and closing operations are controlled by the control unit 60.
- the heating unit 55 is provided in the compressor hydrate antifreeze supply unit 54 and heats the hydrate antifreeze.
- the heating unit 55 of the present embodiment is provided at a position where the supply pipe 541 and the liquid circulation part 42 intersect on the downstream side of the supply valve 542 of the supply pipe 541.
- the heating unit 55 uses the heat of the crude oil O flowing through the pump system 4 to heat the hydrate antifreeze.
- the heating unit 55 heats monoethylene glycol, which is a hydrate antifreeze agent flowing in the supply pipe 541 at an ambient temperature of about 20 ° C. to 50 ° C., to a high temperature of 110 ° C. or higher. To do.
- the storage unit 56 stores the hydrate antifreeze supplied from the compressor hydrate antifreeze supply unit 54 in the compressor 50.
- the storage unit 56 of the present embodiment includes a first flow valve 561 provided on the inlet side of the compressor 50 and a second flow valve 562 provided on the outlet side of the compressor 50.
- the first flow valve 561 adjusts the supply of the natural gas G inside the gas flow part 51.
- the first flow valve 561 of the present embodiment is provided on the upstream side of the inlet side characteristic value measurement unit 511 of the gas flow unit 51.
- the first flow valve 561 of this embodiment stops the supply of the natural gas G into the gas flow part 51 by being closed.
- the first flow valve 561 starts to supply the natural gas G into the gas flow part 51 by being opened.
- the first flow valve 561 is an electromagnetic valve whose opening and closing operations are controlled by the control unit 60.
- the second flow valve 562 adjusts the supply of natural gas G and hydrate antifreeze in the compressed gas flow section 52.
- the second flow valve 562 of the present embodiment is provided on the downstream side of the outlet side characteristic value measurement unit 521 of the compressed gas flow unit 52.
- the second flow valve 562 of the present embodiment stops the supply of the natural gas G and the hydrate antifreeze into the compressed gas flow section 52 by being closed.
- the second flow valve 562 is opened, the supply of the natural gas G and the hydrate antifreeze into the compressed gas flow section 52 is started.
- the second flow valve 562 is an electromagnetic valve whose opening and closing operations are controlled by the control unit 60.
- the bypass supply unit 57 supplies the natural gas G flowing through the gas flow unit 51 without passing through the compressor 50 to the compressed gas flow unit 52.
- the bypass supply unit 57 of the present embodiment includes a bypass pipe 571 that branches from the gas flow part 51 and a bypass valve 572 that adjusts the flow of the natural gas G flowing through the bypass pipe 571.
- the bypass pipe 571 is branched from the gas flow part 51 and connected to the compressed gas flow part 52. Specifically, the bypass pipe 571 of this embodiment is connected to the gas flow part 51 at a position upstream of the inlet side characteristic value measurement part 511 and the first flow valve 561. The bypass pipe 571 is connected to the compressed gas circulation part 52 at a position downstream of the outlet side characteristic value measurement part 521 and the second circulation valve 562.
- the bypass valve 572 adjusts the supply of the natural gas G to the inside of the bypass pipe 571. Specifically, the bypass valve 572 of this embodiment stops the supply of the natural gas G into the bypass pipe 571 by being closed. By opening the bypass valve 572, the supply of the natural gas G into the bypass pipe 571 is started.
- the bypass valve 572 is an electromagnetic valve whose opening and closing operations are controlled by the control unit 60.
- the gas discharge unit 58 discharges the natural gas G and hydrate antifreeze agent inside the compressor 50 from the compressed gas circulation unit 52 to the outside.
- the gas discharge part 58 of this embodiment flows through the discharge pipe 581 branched from the compressed gas flow part 52, the fluid information measurement part 582 that measures information of the fluid flowing through the discharge pipe 581, and the discharge pipe 581.
- a discharge valve 583 for adjusting the flow of the natural gas G and the hydrate antifreeze.
- the discharge pipe 581 branches from the compressed gas circulation part 52 and is connected to a discharge port (not shown). Specifically, the discharge pipe 581 of this embodiment is branched from the compressed gas circulation part 52 at a position downstream of the outlet side characteristic value measurement part 521 and upstream of the second circulation valve 562. Yes.
- the fluid information measuring unit 582 measures the type and temperature of the fluid circulating in the discharge pipe 581.
- the fluid information measurement unit 582 is provided on the upstream side of the discharge valve 583 of the discharge pipe 581.
- the fluid information measurement unit 582 of the present embodiment is a sensor that measures the type and temperature of the fluid flowing through the discharge pipe 581.
- the fluid information measurement unit 582 of the present embodiment detects whether the type of fluid flowing through the discharge pipe 581 has changed or whether the temperature of the fluid has changed, and sends information to the control unit 60. .
- the fluid information measuring unit 582 of the present embodiment is information that the circulating fluid has been switched from the natural gas G to the hydrate antifreeze, and information that the temperature of the hydrate antifreeze has increased. , And information that the hydrate antifreeze has been switched to the natural gas G is sent to the control unit 60.
- the discharge valve 583 adjusts the supply of the natural gas G and the hydrate antifreeze to the inside of the discharge pipe 581. Specifically, the discharge valve 583 of this embodiment stops the supply of the natural gas G and the hydrate antifreeze agent into the discharge pipe 581 by being closed. When the discharge valve 583 is opened, the supply of the natural gas G and the hydrate antifreeze into the discharge pipe 581 is started.
- the discharge valve 583 is an electromagnetic valve whose opening and closing operations are controlled by the control unit 60.
- the pressure changing unit 59 changes the pressure of the hydrate antifreeze flowing into the compressor 50 by changing the pressure of the hydrate antifreeze flowing through the compressor hydrate antifreeze supplying unit 54.
- the pressure changing unit 59 of the present embodiment is a boosting pump that increases or decreases the pressure of the hydrate antifreeze flowing in the supply pipe 541.
- the pressure change unit 59 is driven and controlled by the control unit 60.
- the control unit 60 performs supply control for starting cleaning of the compressor 50 when a predetermined condition is satisfied.
- the control unit 60 of this embodiment supplies the hydrate antifreeze to the compressor 50 and changes the pressure of the hydrate antifreeze in the compressor 50.
- the control unit 60 of the present embodiment includes a first input unit 61 to which the characteristic value measured by the inlet side characteristic value measuring unit 511 is input, and an outlet side characteristic value measuring unit.
- the control unit 60 of the present embodiment includes a first reference determination unit 64 that determines whether or not the difference calculated by the difference calculation unit 63 satisfies a predetermined first reference, and a determination by the first reference determination unit 64.
- the control unit 60 of the present embodiment includes a second reference determination unit 66 that determines whether or not the difference calculated by the difference calculation unit 63 satisfies a predetermined second reference, and a determination by the second reference determination unit 66. Based on the determination result of the second reference determination unit 66 and the heating supply instruction unit 67 that sends an instruction to supply the compressor 50 with the hydrate antifreeze agent heated by the heating unit 55 based on the result.
- a cleaning end instructing unit 70 for sending an instruction to end 50 cleanings.
- the control unit 60 of the present embodiment includes a supply valve instruction unit 68 that opens or closes the supply valve 542 based on an input signal, and a first valve that opens or closes the first flow valve 561 based on an input signal. It has a flow valve instruction unit 72 and a second flow valve instruction unit 73 that opens or closes the second flow valve 562 based on an input signal.
- the control unit 60 of this embodiment includes a bypass valve instruction unit 74 that opens or closes the bypass valve 572 based on an input signal, and a discharge valve instruction unit that opens or closes the discharge valve 583 based on an input signal. 75.
- the control unit 60 of the present embodiment includes a fluid information input unit 76 to which information measured by the fluid information measurement unit 582 is input, a pressure change instruction unit 77 that sends an instruction to drive the pressure change unit 59, and the compressor 50. And a compressor operation adjustment unit 78 that sends an instruction to adjust the operation state until the operation is started and the operation is steady.
- the first input unit 61 receives the pressure value of the natural gas G measured by the inlet side characteristic value measuring unit 511.
- the first input unit 61 outputs information on the input pressure value to the difference calculation unit 63 and the compressor operation adjustment unit 78.
- the pressure value of the natural gas G measured by the outlet side characteristic value measuring unit 521 is input to the second input unit 62.
- the second input unit 62 outputs the input pressure value information to the difference calculation unit 63 and the compressor operation adjustment unit 78.
- the difference calculation unit 63 calculates a difference obtained by subtracting the pressure value on the inlet side of the compressor input by the first input unit 61 from the pressure value on the outlet side of the compressor input by the second input unit 62.
- the difference calculation unit 63 outputs the calculated difference to the first reference determination unit 64.
- the difference calculation unit 63 outputs the calculated difference to the second reference determination unit 66 when information is input again from the first input unit 61 and the second input unit 62 after being output to the first reference determination unit 64. Output.
- the first reference determination unit 64 compares the difference information input from the difference calculation unit 63 with the first reference.
- the first standard is a value indicating that the deposit is deposited and the flow path inside the compressor 50 is narrow, and the cleaning is necessary.
- the first reference of the present embodiment is set to a value smaller than the increase value of the pressure of the natural gas G compressed by the compressor 50 in the normal state when cleaning is not necessary. That is, the first reference of the present embodiment is a value of a difference in pressure between the inlet side and the outlet side of the compressor 50 in a state where the deposit is accumulated and the natural gas G is hardly compressed.
- the first reference determination unit 64 of this embodiment determines whether or not the input difference value is below the first reference.
- the first reference determination unit 64 sends a signal to the supply start instruction unit 65 and the storage / discharge instruction unit 71 when it is determined that the calculated difference is less than the first reference and satisfies the first reference.
- the first reference determination unit 64 sends a signal to the compressor operation adjustment unit 78 when it is determined that the calculated difference exceeds the first reference and does not satisfy the first reference.
- the supply start instructing unit 65 determines that the first reference is satisfied by the first reference determining unit 64, the supply start instructing unit 65 prevents the compressor hydrate antifreeze supplying unit 54 from hydrate freezing to the compressor 50. Send instructions to start the agent supply.
- the supply start instruction unit 65 of the present embodiment sends a signal to the supply valve instruction unit 68 to open the supply valve 542 when a signal is input from the first reference determination unit 64.
- the storage / discharge instruction unit 71 determines that the first standard is satisfied by the first standard determination unit 64, the storage / discharge instruction unit 71 discharges the natural gas G from the compressor 50, and the hydrate antifreeze agent is contained in the compressor 50.
- An instruction is sent to the storage unit 56, the bypass supply unit 57, and the gas discharge unit 58 so as to be accumulated.
- the storage / discharge instruction unit 71 of this embodiment sends a signal to the first flow valve instruction unit 72 so as to close the first flow valve 561.
- the storage / discharge instruction unit 71 sends a signal to the second flow valve instruction unit 73 so as to close the second flow valve 562.
- the storage / discharge instruction unit 71 sends a signal to the bypass valve instruction unit 74 to open the bypass valve 572.
- the storage / discharge instruction unit 71 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75 to open the discharge valve 583.
- the second reference determination unit 66 compares the difference information input from the difference calculation unit 63 with the second reference.
- the second standard is a value indicating that deposits in the flow path inside the compressor 50 are not sufficiently removed and a stronger cleaning is required.
- the second reference of the present embodiment is set to a value that is smaller than the increase value of the pressure of the natural gas G compressed by the compressor 50 in the normal state and larger than the first reference. That is, the second standard of the present embodiment is a state in which deposits remain in the compressor 50 and the natural gas G is not sufficiently compressed as a result of being washed once but not so much as to satisfy the first standard. This is the value of the difference in pressure between the inlet side and the outlet side of the compressor 50.
- the second reference determination unit 66 of the present embodiment determines whether or not the input difference value is below the second reference.
- the second reference determination unit 66 sends a signal to the heating supply instruction unit 67 when it is determined that the calculated difference is less than the second reference and satisfies the second reference.
- the second reference determination unit 66 sends a signal to the cleaning end instruction unit 70 when it is determined that the calculated difference exceeds the second reference and does not satisfy the second reference.
- the heating supply instruction unit 67 sends an instruction to supply the compressor 50 with the hydrate antifreeze heated by the heating unit 55.
- the heating supply instructing unit 67 according to the present embodiment sends a signal to the heating unit 55 so as to start heating the hydrate antifreeze when the signal is input from the second reference determination unit 66.
- the cleaning end instruction unit 70 causes the compressor hydrate antifreeze supply unit 54 to end the cleaning of the compressor 50. Send instructions.
- the cleaning end instruction unit 70 receives a signal from the second reference determination unit 66, so that the supply valve instruction unit 68, the first flow valve instruction unit 72, the second flow valve instruction unit 73, and the discharge A signal is sent to the valve instruction unit 75.
- the cleaning end instruction unit 70 of the present embodiment sends a signal to the supply valve instruction unit 68 to close the supply valve 542.
- the cleaning end instruction unit 70 sends a signal to the first circulation valve instruction unit 72 so as to open the first circulation valve 561.
- the cleaning end instruction unit 70 sends a signal to the second circulation valve instruction unit 73 so as to open the second circulation valve 562.
- the cleaning end instruction unit 70 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75 to open the discharge valve 583.
- the supply valve instruction unit 68 Supplied with a signal from the supply start instruction unit 65, the supply valve instruction unit 68 sends an instruction to the supply valve 542 to open. The supply valve instruction unit 68 sends an instruction to close the supply valve 542 when a signal is input from the cleaning end instruction unit 70.
- the first flow valve instructing unit 72 sends an instruction to close the first flow valve 561 when a signal is input from the storage / discharge instruction unit 71.
- the first flow valve instruction unit 72 sends an instruction to the first flow valve 561 to be opened when a signal is input from the cleaning end instruction unit 70.
- the second flow valve instruction unit 73 sends an instruction to close the second flow valve 562 when a signal is input from the storage / discharge instruction unit 71.
- the second flow valve instructing unit 73 sends an instruction to the second flow valve 562 to open when a signal is input from the cleaning end instruction unit 70.
- the bypass valve instruction unit 74 sends an instruction to the bypass valve 572 to open when a signal is input from the storage / discharge instruction unit 71. By receiving a signal from the compressor operation adjusting unit 78, the bypass valve instruction unit 74 sends an instruction to close the bypass valve 572.
- the discharge valve instructing unit 75 sends an instruction to open the discharge valve 583 when a signal is input from the storage / discharge instructing unit 71.
- the discharge valve instruction unit 75 sends an instruction to the discharge valve 583 to be opened when a signal is input from the cleaning end instruction unit 70.
- the discharge valve instruction unit 75 sends an instruction to close the discharge valve 583 when a signal is input from the fluid information input unit 76.
- the fluid information input unit 76 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75, the pressure change instruction unit 77, and the compressor operation adjustment unit 78 based on the fluid type and temperature information measured by the fluid information measurement unit 582.
- the fluid information input unit 76 of the present embodiment receives information from the fluid information measurement unit 582 that the fluid flowing through the discharge pipe 581 has been switched from the natural gas G to the hydrate antifreeze agent. As a result, the fluid information input unit 76 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75 to close the discharge valve 583 and sends a signal to the pressure change instruction unit 77 to drive the pressure change unit 59.
- the fluid information input unit 76 receives information from the fluid information measurement unit 582 that the temperature of the hydrate antifreeze agent flowing through the discharge pipe 581 has increased. As a result, the fluid information input unit 76 sends a signal to the pressure change instruction unit 77 to drive the pressure change unit 59.
- the fluid information input unit 76 receives information from the fluid information measurement unit 582 that the hydrate antifreeze agent has been switched to the natural gas G. As a result, the fluid information input unit 76 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75 to close the discharge valve 583 and sends a signal to the compressor operation adjustment unit 78 to start the operation of the compressor 50.
- the pressure change instruction unit 77 drives the pressure change unit 59 when a signal is input from the fluid information input unit 76.
- the compressor operation adjustment unit 78 starts the operation of the compressor 50.
- the compressor operation adjusting unit 78 sends an instruction to the compressor 50 while monitoring the operation state of the compressor 50 based on the pressure values on the inlet side and the outlet side of the compressor 50, thereby compressing until the steady operation is achieved.
- the operating state of the machine 50 is adjusted.
- the compressor operation adjustment unit 78 of the present embodiment receives signals from the first reference determination unit 64 and the fluid information input unit 76. As a result, the compressor operation adjusting unit 78 sends an instruction to the compressor 50 to start operation.
- the compressor operation adjustment unit 78 receives pressure value information from the first input unit 61 and the second input unit 62.
- the compressor operation adjustment unit 78 sends a signal to the bypass valve instruction unit 74 so as to gradually close the bypass valve 572 based on the input pressure value information. More specifically, the compressor operation adjusting unit 78 sends a signal for adjusting the opening degree of the bypass valve 572 while corresponding to the input pressure value. As a result, the compressor operation adjusting unit 78 adjusts the operation state of the compressor 50 until the steady operation is performed while monitoring the operation state of the compressor 50.
- the undersea production system 1 of the present embodiment collects the production fluid PF collected from the oil and gas field F through the production well W in the manifold M, and uses the pressure energy when mined from the oil and gas field F in the flow line FL. Is supplied to the subsea module SM.
- the subsea module SM power is supplied to each device by a umbilical line AL from a generator (not shown) on the ship S.
- the production fluid PF supplied to the subsea module SM is cooled by the main heat exchanger 2 and flows into the separator 3.
- the production fluid PF that has flowed into the separator 3 is separated into crude oil O that is liquid and natural gas G that is gas.
- the crude oil O separated by the separator 3 includes condensate and the like.
- Crude oil O separated by the separator 3 circulates in the liquid circulation part 42 and is sent to the pump 41.
- the pump 41 compresses the crude oil O, sends it to the oil pipeline OR through the compressed liquid circulation section 43, and supplies it to a storage tank for crude oil O (not shown) on the ship S.
- the natural gas G separated by the separator 3 circulates in the liquid circulation part 42 and is sent to the compressor 50.
- the natural gas G is compressed and sent to the compressed gas circulation part 52.
- a hydrate antifreeze is supplied from the hydrate antifreeze supply unit 53 to the compressed gas circulation unit 52, and the hydrate antifreeze is sent to the gas pipeline GR together with the compressed natural gas G.
- the natural gas G is supplied to a storage tank (not shown) for the natural gas G on the ship S while being prevented from freezing due to hydrate formation by the supplied hydrate antifreeze.
- the compressor 50 is stopped as shown in FIG. 4 (compressor stop step S10).
- the pressure value is measured and acquired as the characteristic value of the natural gas G that is the gas separated by the separator 3 on the inlet side and the outlet side of the compressor 50, and the state of the compressor 50 is measured. (Characteristic value acquisition step S100).
- the pressure value of the natural gas G flowing through the gas flow unit 51 is measured by the inlet-side characteristic value measurement unit 511, and the pressure value of the natural gas G on the inlet side of the compressor 50 is measured.
- the outlet side characteristic value measuring unit 521 measures the pressure value of the natural gas G flowing through the compressed gas circulation unit 52, and acquires the pressure value of the natural gas G on the outlet side of the compressor 50. To do.
- the difference between the acquired pressure value on the inlet side and the pressure value on the outlet side of the compressor 50 is calculated (difference calculating step S200). Specifically, in the difference calculation step S ⁇ b> 200, information on the pressure value measured by the inlet side characteristic value measuring unit 511 is input to the first input unit 61 of the control unit 60. Further, in the difference calculation step S ⁇ b> 200, information on the pressure value measured by the outlet side characteristic value measuring unit 521 is input to the second input unit 62 of the control unit 60. In the control unit 60, information input to the first input unit 61 and the second input unit 62 is input to the difference calculation unit 63. In the difference calculation unit 63, the difference between the pressure value on the outlet side and the pressure value on the inlet side of the compressor 50 is obtained by subtracting the information input from the first input unit 61 from the information input from the second input unit 62. Is calculated.
- hydrate antifreeze supply determination step S300 it is determined whether or not the hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50. Specifically, in the hydrate antifreeze supply determination step S300, the difference calculation unit 63 determines whether or not the hydrate antifreeze is already supplied to the compressor 50. When the difference calculation unit 63 determines that the information has been input once from the first input unit 61 and the second input unit 62, the difference calculation unit 63 determines that the hydrate antifreeze has already been supplied to the compressor 50. The difference information is output to the second reference determination unit 66.
- the difference calculation unit 63 determines that no information is input from the first input unit 61 and the second input unit 62, it is determined that no hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50. Then, the difference information is output to the first reference determination unit 64.
- first standard determination step S400 it is determined whether or not the calculated difference satisfies a predetermined first standard. Specifically, in the first reference determination step S ⁇ b> 400, the calculated difference is input from the difference calculation unit 63 to the first reference determination unit 64 in the control unit 60. The first reference determination unit 64 determines whether or not the input difference value is below the first reference. The first reference determination unit 64 sends a signal to the supply start instruction unit 65 when it is determined that the calculated difference is less than the first reference. Conversely, when the first reference determination unit 64 determines that the calculated difference exceeds the first reference, the first reference determination unit 64 sends a signal to the compressor operation adjustment unit 78 without performing cleaning of the compressor 50. Then, the operation of the compressor 50 is started.
- the first reference determination unit 64 determines that the difference is less than the first reference and satisfies the first reference, the natural gas G inside the compressor 50 is discharged (gas discharge step S450), and the hydrate is discharged.
- the antifreezing agent is supplied into the compressor 50 (supply start step S500), and the hydrate antifreezing agent is stored inside the compressor 50 (storage step S430).
- the storage step S430, the gas discharge step S450, and the supply start step are performed almost simultaneously. Specifically, in the cleaning method for the compressor 50 of the present embodiment, the supply of the natural gas G to the compressor 50 is stopped, and the compressor 50 is in a state in which the hydrate antifreeze can be stored. Thereafter, in the cleaning method for the compressor 50, the natural gas G in the compressor 50 is discharged, and a hydrate antifreeze is supplied into the compressor 50.
- a signal is sent from the first reference determination unit 64 to the storage / discharge instruction unit 71 in the control unit 60.
- the control unit 60 sends a signal from the storage / discharge instruction unit 71 to the first flow valve instruction unit 72, the second flow valve instruction unit 73, the bypass valve instruction unit 74, and the discharge valve instruction unit 75. Sent.
- the first flow valve instruction unit 72 sends an instruction to close the first flow valve 561 when a signal is sent from the storage / discharge instruction unit 71.
- the first flow valve 561 that has received the instruction is closed, the flow of the natural gas G flowing from the gas flow portion 51 to the compressor 50 is stopped.
- the second flow valve instructing unit 73 a signal is sent from the storage / discharge instruction unit 71 to send an instruction to close the second flow valve 562.
- the second flow valve 562 that has received the instruction is closed, the flow of the natural gas G flowing from the compressor 50 to the compressed gas flow section 52 stops (storage step S430).
- the bypass valve instructing unit 74 sends an instruction to the bypass valve 572 to open by receiving a signal from the storage / discharge instructing unit 71.
- the bypass valve 572 that has received the instruction is opened, the natural gas G flows from the gas flow part 51 into the bypass pipe 571.
- the natural gas G that has flowed into the bypass pipe 571 flows into the compressed gas flow section 52 from the downstream side of the second flow valve 562 and is sent to the gas pipeline GR.
- the discharge valve instructing unit 75 sends an instruction to open the discharge valve 583 when a signal is sent from the storage / discharge instructing unit 71.
- the discharge valve 583 that has received the instruction is opened, the natural gas G remaining inside the compressor 50 flows into the discharge pipe 581 from the upstream side of the second flow valve 562 and is discharged to the outside (gas discharge). Step S450).
- a signal is sent from the first reference determination unit 64 to the storage / discharge instruction unit 71, and at the same time, a signal is sent from the first reference determination unit 64 to the supply start instruction unit 65.
- the supply start instruction unit 65 sends a signal to the supply valve instruction unit 68 to start the supply of the hydrate antifreeze agent.
- the supply valve instruction unit 68 sends an instruction to the supply valve 542 to be opened by receiving a signal from the supply start instruction unit 65.
- the supply valve 542 Upon receipt of the instruction, the supply valve 542 is opened, so that a part of the hydrate antifreeze flowing through the hydrate antifreeze supply unit 53 flows into the supply pipe 541.
- the hydrate antifreeze that has flowed into the supply pipe 541 flows from the downstream side of the first flow valve 561 into the gas flow portion 51 and is sent to the compressor 50 (supply start step S500, compressor hydrate antifreeze agent).
- Supply step S530 ).
- the hydrate antifreeze flows from the compressor 50 into the discharge pipe 581 on the upstream side of the second flow valve 562 through the compressed gas flow section 52.
- the fluid information measuring unit 582 detects that the flowing fluid has been switched from the natural gas G to the hydrate antifreeze agent by flowing into the discharge pipe 581, and sends the information to the fluid information input unit 76. .
- the fluid information input unit 76 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75 to close the discharge valve 583 based on the information that the fluid flowing through the discharge pipe 581 has been switched from the natural gas G to the hydrate antifreeze.
- the discharge valve 583 that has received the instruction is closed, the flow of the hydrate antifreeze in the discharge pipe 581 is blocked.
- the hydrate antifreeze supplied from the supply pipe 541 is stored in the compressor 50 by blocking the flow in the discharge pipe 581 and the compressed gas circulation section 52.
- the fluid information input unit 76 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75 and sends a signal to the pressure change instruction unit 77 to drive the pressure change unit 59.
- the pressure change unit 59 changes the pressure of the hydrate antifreeze in the compressor 50 by receiving an instruction from the pressure change instruction unit 77 (pressure change step S550).
- the pressure of the hydrate antifreeze flowing through the supply pipe 541 is increased or decreased over a predetermined time by the pressure changing unit 59.
- the pressure of the hydrate antifreeze in the compressor 50 is changed by sending the pressure from the supply pipe 541 to the compressor 50 while performing pressure swinging.
- the pressure value of the natural gas G is again measured and acquired at the inlet side and the outlet side of the compressor 50, and the state of the compressor 50 is measured (characteristic value acquisition step) S100). Thereafter, the difference between the acquired pressure value on the inlet side and the pressure value on the outlet side of the compressor 50 is calculated (difference calculating step S200). Subsequently, it is determined whether or not a hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50 (hydrate antifreeze supply determination step S300). At this time, information has already been input once from the first input unit 61 and the second input unit 62. Therefore, in the hydrate antifreeze supply determination step S ⁇ b> 300, the difference calculation unit 63 determines that the hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50 and outputs the difference information to the second reference determination unit 66.
- second standard determination step S600 When it is determined that the hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50, it is determined whether or not the calculated difference satisfies a predetermined second standard (second standard determination step S600). Specifically, in the second reference determination step S600, the control unit 60 inputs the calculated difference from the difference calculation unit 63 to the second reference determination unit 66. The second reference determination unit 66 determines whether or not the input difference value is below the second reference. The second reference determination unit 66 sends a signal to the heating supply instruction unit 67 when it is determined that the calculated difference is less than the second reference. Conversely, if the second reference determination unit 66 determines that the calculated difference exceeds the second reference, it sends a signal to the cleaning end instruction unit 70.
- the heated hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50 (heating supply step S700).
- the heating supply step S700 in the control unit 60, a signal is sent from the second reference determination unit 66 to the heating supply instruction unit 67, and a signal is sent from the heating supply instruction unit 67 to the heating unit 55.
- the heating unit 55 receives a signal from the heating supply instruction unit 67, the heating unit 55 starts heat exchange with the crude oil O flowing in the liquid circulation unit 42, and causes the hydrate antifreeze flowing through the supply pipe 541 to be 110 ° C. or higher. Heat until high temperature.
- the hydrate antifreeze that has been heated to a high temperature flows into the gas flow part 51.
- the high-temperature hydrate antifreeze that has flowed into the gas flow part 51 is supplied to the compressor 50.
- the compressed gas circulation part 52 By supplying the high-temperature hydrate antifreeze to the compressor 50, the compressed gas circulation part 52 is disposed upstream of the second flow valve 562 and upstream of the discharge valve 583 of the discharge pipe 581. High temperature hydrate antifreeze will also flow.
- the fluid information measuring unit 582 measures that the temperature of the circulating hydrate antifreeze has risen due to the flow of the high temperature hydrate antifreeze into the discharge valve 583, and sends the information to the fluid information input unit 76.
- the fluid information input unit 76 sends a signal to drive the pressure change unit 59 to the pressure change instruction unit 77 based on the information that the temperature of the hydrate antifreeze flowing through the discharge pipe 581 has increased.
- the pressure change unit 59 changes the pressure of the high-temperature hydrate antifreeze in the compressor 50 by receiving an instruction from the pressure change instruction unit 77 (pressure change step S550).
- the characteristic value acquisition step S100, the difference calculation step S200, and the hydrate antifreeze supply determination step S300 are performed in the same order as described above.
- the difference calculation unit 63 determines again that the hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50, and outputs difference information to the second reference determination unit 66.
- the second reference determination unit 66 determines that the calculated difference exceeds the second reference, and sends a signal to the cleaning end instruction unit 70.
- the compressor operation adjustment unit 78 to which the signal is sent from the second reference determination unit 66 ends the cleaning of the compressor 50 and starts the operation of the compressor 50 (cleaning end step S800). Specifically, in the cleaning end step S800, the control unit 60 from the compressor operation adjustment unit 78 supplies the supply valve instruction unit 68, the discharge valve instruction unit 75, the first flow valve instruction unit 72, and the second flow valve instruction. A signal is sent to the unit 73.
- the supply valve instruction unit 68 sends an instruction to the supply valve 542 to be closed when a signal is sent from the compressor operation adjustment unit 78.
- the supply valve 542 that has received the instruction is closed, the supply of the hydrate antifreeze into the supply pipe 541 is stopped.
- the discharge valve instructing unit 75 sends an instruction to the discharge valve 583 to be opened when a signal is sent from the compressor operation adjusting unit 78. Upon receiving the instruction, the discharge valve 583 is opened, so that the hydrate antifreeze remaining in the compressor 50 flows into the discharge pipe 581 from the upstream side of the second flow valve 562 and is discharged to the outside.
- the first flow valve instructing unit 72 sends an instruction to open the first flow valve 561 when a signal is sent from the compressor operation adjusting unit 78.
- the second flow valve instructing unit 73 sends an instruction to the second flow valve 562 to open by receiving a signal from the compressor operation adjusting unit 78.
- the second flow valve 562 that has received the instruction is opened, the flow of the natural gas G flowing from the compressor 50 to the compressed gas flow section 52 starts. As a result, the natural gas G is sent to the gas pipeline GR together with the hydrate antifreeze that has not flowed into the discharge pipe 581.
- the supply of the natural gas G from the gas flow part 51 is started, and the supply of the hydrate antifreeze from the supply pipe 541 is stopped, and then the hydrate antifreeze is discharged from the discharge pipe 581.
- the fluid information measuring unit 582 detects that the fluid flowing through the discharge pipe 581 has been switched from the hydrate antifreeze agent to the natural gas G, and sends the information to the fluid information input unit 76.
- the fluid information input unit 76 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75 to close the discharge valve 583 based on information that the fluid flowing through the discharge pipe 581 has been switched from the hydrate antifreeze agent to the natural gas G.
- the discharge of the natural gas G from the discharge pipe 581 is stopped by closing the discharge valve 583 that has received the instruction.
- the natural gas G only flows through the compressed gas circulation part 52 toward the gas pipeline GR.
- the fluid information input unit 76 sends a signal to the discharge valve instruction unit 75 and sends a signal to the compressor operation adjustment unit 78 to start the operation of the compressor 50.
- the compressor operation adjustment unit 78 that has received the signal from the fluid information input unit 76 activates the compressor 50. Thereafter, the compressor operation adjusting unit 78 monitors the operation status of the compressor 50 based on the pressure value information input from the first input unit 61 and the second input unit 62, and bypasses the bypass valve instruction unit 74. A signal for adjusting the opening of the valve 572 is sent.
- the compressor operation adjusting unit 78 adjusts the operating state of the compressor 50 until the steady operation is performed while adjusting the opening degree of the bypass valve 572 via the bypass valve instruction unit 74.
- a part of the agent is supplied to the compressor 50 when the supply valve 542 is opened.
- the hydrate antifreeze agent not only prevents freezing of the natural gas G and suppresses hydrate formation, but also has lipophilicity and hydrophilicity, and therefore can remove oily dirt and aqueous dirt. Therefore, the deposit deposited inside the compressor 50 can be effectively removed by the hydrate antifreeze supplied to the compressor 50.
- the compressor 50 By using a part of the hydrate antifreeze supplied from the hydrate antifreeze supply unit 53 to the compressed gas circulation unit 52, a necessary amount of the hydrate antifreeze is stably supplied to the compressor 50. can do.
- the hydrate antifreeze agent inside the compressor 50 By performing pressure swing on the hydrate antifreeze agent inside the compressor 50 by increasing or decreasing the pressure by the pressure changing unit 59 via the supply pipe 541, the hydrate freezing inside the compressor 50 is performed.
- the inhibitor can be agitated. Therefore, the inside of the compressor 50 can be cleaned using the hydrate antifreeze agent effectively.
- the compressor 50 can be cleaned stably and effectively.
- the first flow valve 561 is closed, the supply of the natural gas G to the compressor 50 is stopped, and the discharge valve 583 is opened while the second flow valve 562 is closed.
- the natural gas G is discharged from the discharge pipe 581 to the outside.
- a hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50 and the pressure is changed by the pressure changing unit 59. Therefore, it is possible to prevent the hydrate antifreeze supplied to the compressor 50 from being diluted with the natural gas G. Therefore, the hydrate antifreeze supplied from the supply pipe 541 can be efficiently used for cleaning the compressor 50, and the supply amount of the hydrate antifreeze can be suppressed.
- the hydrate antifreeze agent in the compressor 50 is supplied by supplying the hydrate antifreeze agent to the compressor 50 with the first flow valve 561 and the second flow valve 562 closed and the discharge valve 583 closed. Can be stored without discharging.
- the hydrate antifreeze can be efficiently stirred inside the compressor 50 by changing the pressure in the pressure changing unit 59 in a state where the hydrate antifreeze is stored inside the compressor 50. Therefore, the inside of the compressor 50 can be cleaned using the hydrate antifreeze more effectively. By washing without discharging the hydrate antifreeze from the compressor 50, the amount of hydrate antifreeze supplied to the compressor 50 can be reduced and the compressor 50 can be washed.
- the hydrate antifreeze agent When the control unit 60 satisfies a predetermined condition like the first reference determination unit 64, the hydrate antifreeze agent is caused to flow into the supply pipe 541 from the hydrate antifreeze agent supply unit 53, and then into the compressor 50. Supply. That is, by supplying the hydrate antifreeze to the compressor 50 by the first reference determination unit 64, the hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50 in a state that requires cleaning. can do. Therefore, the hydrate antifreeze can be efficiently used for cleaning the compressor 50, and the supply amount of the hydrate antifreeze can be further suppressed.
- the pressure value of the natural gas G on the inlet side of the compressor 50 measured by the inlet side characteristic value measuring unit 511 of the gas circulation unit 51 is input to the first input unit 61.
- the pressure value of the natural gas G on the outlet side of the compressor 50 measured by the outlet side characteristic value measuring unit 521 of the compressed gas circulation unit 52 is input to the second input unit 62, and as a result.
- the pressure values of the natural gas G at the inlet side and the outlet side of the compressor 50 can be acquired.
- the compressor 50 can be cleaned. Therefore, it can be determined with high accuracy whether or not the compressor 50 is in a state that requires cleaning, and the hydrate antifreeze can be supplied more limitedly. As a result, the hydrate antifreeze can be supplied from the supply pipe 541 more efficiently to the compressor 50 that requires cleaning, and the supply amount of the hydrate antifreeze can be further suppressed. it can.
- the heating pipe 55 for heating the hydrate antifreeze agent is provided in the supply pipe 541, a high temperature hydrate antifreeze agent can be supplied to the compressor 50.
- the solubility of the hydrate antifreeze in the deposit can be improved. Therefore, the dissolution rate of the deposit accumulated in the compressor 50 can be improved, and the compressor 50 can be cleaned effectively.
- the difference is calculated by the difference calculation unit 63 from the pressure values of the natural gas G at the inlet side and the outlet side of the acquired compressor 50, and the second reference determination unit 66 sets the difference larger than the first reference.
- Judge by comparing with two criteria. Thereby, it can be easily estimated whether or not the compressor 50 is in a state that requires cleaning again. Therefore, for example, it is also easily estimated whether the state of the compressor 50 is different from that determined using the first reference (for example, whether more powerful cleaning is required for the compressor 50). be able to.
- the temperature of the hydrate antifreeze flowing through the supply pipe 541 can be increased by sending a signal from the second reference determination unit 66 to the heating supply instruction unit 67 based on the determination result and causing the heating unit 55 to start heating. it can.
- the hydrate antifreeze that has been heated to a high temperature can be supplied to the compressor 50, and the compressor 50 can be more effectively cleaned. Therefore, it can be determined with high accuracy whether or not the compressor 50 is in a state different from the case where it is determined and cleaned using the first reference, and powerful cleaning is performed on the compressor 50 as necessary. Can be implemented. As a result, when the compressor 50 is in a state that requires strong cleaning, the heated hydrate antifreeze can be efficiently supplied to clean the compressor 50 more efficiently.
- the compressor hydrate antifreeze supply step S530 (supply start step S500) is supplied from the hydrate antifreeze supply portion 53 to the compressed gas circulation portion 52.
- Part of the hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50. That is, instead of newly preparing and supplying a hydrate antifreeze, a part of the hydrate antifreeze supplied from the hydrate antifreeze supply unit 53 to the compressed gas circulation unit 52 is used. Thereby, a required amount of hydrate antifreeze can be stably supplied to the compressor 50.
- the first flow valve 561 is closed to stop the supply of the natural gas G to the compressor 50, and the discharge valve 583 is opened while the second flow valve 562 is closed to release the natural gas G. It is discharged from the discharge pipe 581 to the outside. Therefore, in the pressure change process S550, the natural gas G is discharged and hardly remains in the interior, and the pressure change unit 59 applies pressure to the hydrate antifreeze in the compressor 50 via the supply pipe 541.
- the pressure swing can be performed by raising or lowering. Therefore, the hydrate antifreeze supplied to the inside of the compressor 50 can be suppressed from being diluted with the natural gas G, and the hydrate antifreeze inside the compressor 50 can be stirred.
- the inside of the compressor 50 can be cleaned using the hydrate antifreeze agent effectively and efficiently. Accordingly, the hydrate antifreeze supplied from the supply pipe 541 can be efficiently used for cleaning the compressor 50, and the compressor 50 can be stably stabilized while suppressing the supply amount of the hydrate antifreeze. It can be cleaned effectively.
- the hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50 in a state where the first flow valve 561 and the second flow valve 562 are closed and the discharge valve 583 is also closed.
- the hydrate antifreeze can be efficiently stirred inside the compressor 50 by changing the pressure in the pressure changing unit 59 in a state where the hydrate antifreeze is stored inside the compressor 50. Therefore, the inside of the compressor 50 can be cleaned using the hydrate antifreeze more effectively.
- the amount of hydrate antifreeze supplied to the compressor 50 can be reduced and the compressor 50 can be washed.
- the difference is calculated in the difference calculation step S200 from the pressure values of the natural gas G on the inlet side and the outlet side of the compressor 50 acquired in the characteristic value acquisition step S100, and the compressor 50 is determined in the hydrate antifreeze supply determination step S300.
- the state in which the compressor 50 needs to be cleaned is determined by comparing with the first reference in the first reference determination step S400. It can be easily estimated whether or not.
- the supply valve 542 can be opened in the supply start step S500 to start supplying the hydrate antifreeze to the supply pipe 541. As a result, the supply of the hydrate antifreeze to the compressor 50 can be started, and the compressor 50 can be cleaned.
- the first reference determination step S400 or the second reference determination step S600 After determining whether the hydrate antifreeze is supplied to the compressor 50 in the hydrate antifreeze supply determination step S300, based on the determination result, the first reference determination step S400 or the second reference determination step S600. To implement. Thereby, the cleaning state of the compressor 50 can be estimated. Therefore, the compressor 50 can be more efficiently cleaned according to the cleaning state of the compressor 50.
- the difference is calculated in the difference calculation step S200 from the pressure values of the natural gas G on the inlet side and the outlet side of the compressor 50 acquired in the characteristic value acquisition step S100, and is larger than the first reference in the second reference determination step S600. Judgment is made by comparison with the second criterion set in the value. Thereby, it can be easily estimated whether or not the compressor 50 is in a state that requires cleaning again. Therefore, for example, it is also easily estimated whether the state of the compressor 50 is different from that determined using the first reference (for example, whether more powerful cleaning is required for the compressor 50). be able to. Based on the determination result, the temperature of the hydrate antifreeze flowing through the supply pipe 541 can be increased by causing the heating unit 55 to start heating in the heating supply step S700.
- the hydrate antifreeze that has been heated to a high temperature can be supplied to the compressor 50, and the compressor 50 can be cleaned more effectively. Therefore, it can be determined with high accuracy whether or not the compressor 50 is in a state different from the case where it is determined and cleaned using the first reference, and powerful cleaning is performed on the compressor 50 as necessary. Can be implemented. As a result, when the compressor 50 is in a state that requires strong cleaning, the heated hydrate antifreeze can be efficiently supplied to clean the compressor 50 more efficiently.
- the characteristic value of the gas is not limited to the pressure value of the gas as in the present embodiment, and may be a value that causes a difference in state before and after being compressed by the compressor.
- the characteristic value of the gas may be a value obtained by measuring the temperature of the gas, a value obtained by measuring the flow rate of the gas, or a value obtained by calculating the efficiency of the compressor 50.
- the hydrate antifreeze agent When determining whether the first standard or the second standard is satisfied, the hydrate antifreeze agent is not supplied based on a single determination result as in the present embodiment, but is repeated multiple times. It is good also as a structure which determines whether one standard or the 2nd standard is satisfy
- the compressor can be efficiently operated by changing a pressure by supplying a part of the hydrate antifreeze agent supplied to the compressed gas circulation part through which the compressed gas flows. Can be washed.
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Abstract
この圧縮機システムは、気体を圧縮する圧縮機(50)と、圧縮機(50)で圧縮された気体が流通する圧縮気体流通部(52)と、前記気体のハイドレート化を抑えるハイドレート凍結防止剤を圧縮気体流通部(52)に供給するハイドレート凍結防止剤供給部(53)と、ハイドレート凍結防止剤供給部(53)で供給する前記ハイドレート凍結防止剤の一部を圧縮機(50)に供給する圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部(54)と、圧縮機(50)内部の前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる圧力変化部(59)と、を備える。
Description
本発明は、圧縮機システム、これを備える海中生産システム、及び圧縮機の洗浄方法に関する。
海底資源の採掘する海中生産システムでは、海底から数千mの深さまで掘削した生産井から原油や天然ガス等が混在した生産流体を汲み上げている。海中生産システムでは、汲み上げた生産流体は、スクラバーのようなセパレータによって天然ガス等の気体と原油等の液体とに分離された後に、海中を延びるフローラインを介して海上の船まで送られる。この際、天然ガス等の気体を海上の船まで送るために、海底に設置された圧縮機が用いられている。
このような海底に設置された圧縮機では、連続運転されることにより、天然ガスが流通する内部流路に堆積物がたまってしまう。その結果、内部流路を流通させることができる天然ガスの流量が低下してしまい、圧縮機としての効率が低下してしまう。
このような圧縮機に対して、例えば、特許文献1では、セパレータによって分離した液体に含まれる炭化水素であるコンデンセートの一部を圧縮機に供給して洗浄する洗浄方法が開示されている。この圧縮機の洗浄方法では、コンデンセートが堆積物を分解して除去することで、圧縮機の内部流路を洗浄している。
しかしながら、上述した洗浄方法では、生産井から採取したコンデンセートを利用している。そのため、生産井から安定して必要な量のコンデンセートを採取できないおそれがある。その結果、圧縮機を安定して洗浄することが難しいという問題がある。
本発明は、圧縮機を安定して洗浄可能な圧縮機システム、これを備える海中生産システム、及び圧縮機の洗浄方法を提供する。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様における圧縮機システムは、気体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された気体が流通する圧縮気体流通部と、前記気体のハイドレート化を抑えるハイドレート凍結防止剤を前記圧縮気体流通部に供給するハイドレート凍結防止剤供給部と、前記ハイドレート凍結防止剤供給部で供給する前記ハイドレート凍結防止剤の一部を前記圧縮機に供給する圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部と、前記圧縮機内部の前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる圧力変化部と、を備える。
本発明の第一の態様における圧縮機システムは、気体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された気体が流通する圧縮気体流通部と、前記気体のハイドレート化を抑えるハイドレート凍結防止剤を前記圧縮気体流通部に供給するハイドレート凍結防止剤供給部と、前記ハイドレート凍結防止剤供給部で供給する前記ハイドレート凍結防止剤の一部を前記圧縮機に供給する圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部と、前記圧縮機内部の前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる圧力変化部と、を備える。
このような構成によれば、圧縮機で圧縮した気体のハイドレート化を抑えるためにハイドレート凍結防止剤供給部から圧縮気体流通部に供給されるハイドレート凍結防止剤によって、圧縮機内部に析出している堆積物を効果的に除去することができる。ハイドレート凍結防止剤供給部から圧縮気体流通部に供給されるハイドレート凍結防止剤の一部を利用することで、必要な量のハイドレート凍結防止剤を圧縮機に安定して供給することができる。圧縮機内部のハイドレート凍結防止剤に対して、圧力変化部によって圧力を変化させることで、圧縮機内部のハイドレート凍結防止剤を撹拌させることができる。そのため、ハイドレート凍結防止剤を効果的に利用して圧縮機の内部を洗浄することができる。
上記圧縮機システムでは、前記圧縮機内部の前記気体を排出する気体排出部を備え、前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部は、前記気体排出部によって前記気体が排出された前記圧縮機に、前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機に供給してもよい。
このような構成によれば、気体が排出されて内部にほとんど残っていない状態で、圧縮機にハイドレート凍結防止剤を供給して圧力変化部で圧力を変化させている。そのため、圧縮機内部に供給されたハイドレート凍結防止剤が気体で希釈されてしまうことを抑制することができる。したがって、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部から供給されるハイドレート凍結防止剤を効率的に圧縮機の洗浄に利用することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量を抑えることができる。
上記圧縮機システムでは、前記圧縮機内部に前記ハイドレート凍結防止剤を貯留する貯留部を備え、前記圧力変化部は、前記貯留部によって貯留された前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させてもよい。
このような構成によれば、貯留部でハイドレート凍結防止剤を圧縮機の内部に貯留した状態で、圧力変化部で圧力を変化させることで、圧縮機内部でハイドレート凍結防止剤を効率的に撹拌することができる。そのため、ハイドレート凍結防止剤をより効果的に利用して圧縮機の内部を洗浄することができる。圧縮機からハイドレート凍結防止剤を排出させずに洗浄することで、圧縮機へのハイドレート凍結防止剤の供給量を低減して圧縮機の洗浄を行うことができる。
上記圧縮機システムでは、予め定めた条件を満たした場合に、前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部に対して、前記圧縮機への前記ハイドレート凍結防止剤の供給を開始させる供給制御を行う制御部を備えていてもよい。
このような構成によれば、制御部によってハイドレート凍結防止剤の供給制御を行うことで、洗浄を必要とする状態の圧縮機に対して限定的にハイドレート凍結防止剤を供給することができる。したがって、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部から供給するハイドレート凍結防止剤を効率的に圧縮機の洗浄に利用することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量をより抑えることができる。
上記圧縮機システムでは、前記制御部は、前記圧縮機の入口側と、前記圧縮機の出口側との前記気体の特性値の差分が、予め定めた第一基準を満たしているか否かを判定する第一基準判定部と、前記第一基準判定部で前記第一基準を満たしていると判定した場合に、前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部に対して、前記圧縮機への前記ハイドレート凍結防止剤の供給を開始させる指示を送る供給開始指示部とを有していてもよい。
このような構成によれば、圧縮機の入口側及び出口側での気体の特性値から差分を算出して、第一基準判定部で予め定めた第一基準と比較して判定することで、圧縮機が洗浄を必要とする状態となっているか否かを容易に推定することができる。判定結果に基づいて、供給開始指示部が圧縮機へのハイドレート凍結防止剤の供給を開始させることで、圧縮機の洗浄を実施することができる。したがって、圧縮機が洗浄を必要とする状態であるか否かを高い精度で判定することができ、ハイドレート凍結防止剤をより限定的に供給することができる。これにより、洗浄を必要とする圧縮機に対して、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部からハイドレート凍結防止剤をより効率的に供給することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量をより一層抑えることができる。
上記圧縮機システムでは、前記ハイドレート凍結防止剤を加熱する加熱部を備え、前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部は、前記加熱部によって加熱された前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機に供給してもよい。
このような構成によれば、加熱部が設けられていることで、高温のハイドレート凍結防止剤を圧縮機に供給することができる。加熱されて高温となることでハイドレート凍結防止剤による堆積物への溶解度を向上させることができる。したがって、圧縮機にたまった堆積物の溶解速度を向上させて、効果的に圧縮機を洗浄することができる。
上記圧縮機システムでは、前記ハイドレート凍結防止剤を加熱する加熱部を備え、前記制御部は、前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機への供給を開始させた後に、前記圧縮機の入口側と、前記圧縮機の出口側との前記気体の特性値の差分が、予め定めた第二基準を満たしているか否かを判定する第二基準判定部と、前記第二基準判定部で前記第二基準を満たしていると判定した場合に、前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部に対して、前記加熱部によって加熱された前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機に供給させるよう指示を送る加熱供給指示部とを有していてもよい。
このような構成によれば、圧縮機の入口側及び出口側での気体の特性値から差分を算出して、第二基準判定部で第二基準と比較して判定することで、再び圧縮機が洗浄を必要とする状態となっているか否かを容易に推定することができる。そのため、例えば、第一基準を用いて判定した場合とは異なる圧縮機の状態を容易に推定することができる。判定結果に基づいて加熱供給指示部が、加熱部によって加熱されたハイドレート凍結防止剤を圧縮機に供給させるよう指示を送ることで、加熱されて高温となったハイドレート凍結防止剤を用いて圧縮機をより効果的に洗浄することができる。したがって、必要に応じて強力な洗浄を圧縮機に対して実施することができる。これにより、圧縮機が強力な洗浄を必要とする状態である場合に、加熱したハイドレート凍結防止剤を効率よく供給して、より効率的に圧縮機の洗浄することができる。
本発明の第二の態様における海中生産システムは、前記圧縮機システムと、生産井から汲み上げた生産流体を前記気体と液体とに分離させ、前記圧縮機に供給するセパレータとを備える。
このような構成によれば、海底等のメンテナンスし難い位置に設置された圧縮機であっても、安定して効率的に洗浄することができる。そのため、堆積物による詰まり抑制でき、圧縮機によって安定して気体に送ることができる。
本発明の第三の態様における圧縮機の洗浄方法は、気体を圧縮する圧縮機を洗浄する圧縮機の洗浄方法であって、前記圧縮機内部の前記気体を排出する気体排出工程と、前記圧縮機で圧縮された気体が流通する圧縮気体流通部に供給される前記気体のハイドレート化を抑えるハイドレート凍結防止剤の一部を、前記気体排出工程によって前記気体が排出された前記圧縮機に供給する圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給工程と、前記圧縮機内部の前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる圧力変化工程とを含む。
このような構成によれば、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給工程で、新たにハイドレート凍結防止剤を用意して供給させるのではなく、圧縮気体流通部に供給されるハイドレート凍結防止剤の一部を利用している。そのため、必要な量のハイドレート凍結防止剤を圧縮機に安定して供給することができる。気体排出工程で、気体を圧縮機から外部に排出している。そのため、圧力変化工程では、気体が排出されて内部にほとんど残っていない状態で、圧縮機内部のハイドレート凍結防止剤に対して、圧力変化部によって圧力を変化させることができる。したがって、圧縮機内部に供給されたハイドレート凍結防止剤が気体で希釈されてしまうことを抑制して、圧縮機内部のハイドレート凍結防止剤を撹拌させることができる。その結果、ハイドレート凍結防止剤を効果的かつ効率的に利用して圧縮機の内部を洗浄することができる。これにより、供給されるハイドレート凍結防止剤を効率的に圧縮機の洗浄に利用することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量を抑えながら、圧縮機を安定して効果的に洗浄することができる。
上記圧縮機の洗浄方法では、前記圧縮機内部に前記ハイドレート凍結防止剤を貯留する貯留工程を含み、前記圧力変化工程は、前記貯留工程によって貯留された前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させてもよい。
このような構成によれば、貯留工程で、ハイドレート凍結防止剤を圧縮機の内部に貯留した状態で、圧力変化部で圧力を変化させることで、圧縮機内部でハイドレート凍結防止剤を効率的に撹拌することができる。そのため、ハイドレート凍結防止剤をより効果的に利用して圧縮機の内部を洗浄することができる。圧縮機からハイドレート凍結防止剤を排出させずに洗浄することで、圧縮機へのハイドレート凍結防止剤の供給量を低減して圧縮機の洗浄を行うことができる。
上記圧縮機の洗浄方法では、前記圧縮機の入口側と、前記圧縮機の出口側との前記気体の特性値の差分が、予め定めた第一基準を満たしているか否かを判定する第一基準判定工程と、前記第一基準判定工程で前記第一基準を満たしていると判定した場合に、前記圧縮機に対して、前記ハイドレート凍結防止剤の供給を開始する供給開始工程と、を含んでいてもよい。
このような構成によれば、圧縮機の入口側及び出口側での気体の特性値から差分を算出して、第一基準判定工程で第一基準と比較して判定することで、圧縮機が洗浄を必要とする状態となっているか否かを容易に推定することができる。判定結果に基づいて供給開始工程で圧縮機にハイドレート凍結防止剤の供給を開始させることができ、圧縮機の洗浄を実施することができる。したがって、圧縮機が洗浄を必要とする状態であるか否かを高い精度で判定することができ、ハイドレート凍結防止剤をより限定的に供給することができる。これにより、洗浄を必要とする圧縮機に対して、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部から供給されるハイドレート凍結防止剤をより効率的に供給することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量をより抑えることができる。
上記圧縮機の洗浄方法では、前記ハイドレート凍結防止剤の前記圧縮機への供給を開始させた後に、前記圧縮機の入口側と、前記圧縮機の出口側との前記気体の特性値の差分が、予め定めた第二基準を満たしているか否かを判定する第二基準判定工程と、前記第二基準判定工程で前記第二基準を満たしていると判定した場合に、加熱された前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機に供給する加熱供給工程とを含んでいてもよい。
このような構成によれば、圧縮機の入口側及び出口側での気体の特性値から差分を算出して、第二基準判定工程で第二基準と比較して判定することで、再び圧縮機が洗浄を必要とする状態となっているか否かを容易に推定することができる。そのため、例えば、第一基準を用いて判定した場合とは異なる圧縮機の状態であるか(例えば、圧縮機に対してより強力な洗浄が必要な状態か否か)を容易に推定することができる。判定結果に基づいて加熱供給工程で、加熱されて高温となったハイドレート凍結防止剤を圧縮機へ供給させることで、圧縮機をより効果的に洗浄を実施することができる。したがって、必要に応じて強力な洗浄を圧縮機に対して実施することができる。これにより、圧縮機が強力な洗浄を必要とする状態である場合に、加熱したハイドレート凍結防止剤を効率よく供給して、より効率的に圧縮機の洗浄することができる。
本発明によれば、圧縮された気体が流通する圧縮気体流通部に供給されるハイドレート凍結防止剤の一部を圧縮機内に供給して圧力を変化させることで、圧縮機を効率的に洗浄することができる。
以下、本発明に係る実施形態について図1から図4を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る海中生産システム1は、海洋油ガス田開発方式の一つであるSubsea Production Systemである。海中生産システム1は、図1に示すように、海底数百から数千mに存在する油ガス田Fから採掘された原油Oや天然ガスG等の混合する生産流体PFを採取する生産井Wと、生産井Wで採取した生産流体PFを集めて分岐させるマニホールドMと、マニホールドMで分岐した生産流体PFを搬送する配管であるフローラインFLと、フローラインFLによって搬送された生産流体PFを液体と気体とに分離して海上に送り出すサブシーモジュールSMとを備えている。海中生産システム1は、サブシーモジュールSMから海上に原油Oや天然ガスGを搬送する配管であるライザーRと、サブシーモジュールSM等に電力を供給するケーブルであるアンビリカルラインALと、海上に係留してライザーRやアンビリカルラインALが接続され、原油Oや天然ガスGを貯蔵する船Sとを備えている。
本発明の実施形態に係る海中生産システム1は、海洋油ガス田開発方式の一つであるSubsea Production Systemである。海中生産システム1は、図1に示すように、海底数百から数千mに存在する油ガス田Fから採掘された原油Oや天然ガスG等の混合する生産流体PFを採取する生産井Wと、生産井Wで採取した生産流体PFを集めて分岐させるマニホールドMと、マニホールドMで分岐した生産流体PFを搬送する配管であるフローラインFLと、フローラインFLによって搬送された生産流体PFを液体と気体とに分離して海上に送り出すサブシーモジュールSMとを備えている。海中生産システム1は、サブシーモジュールSMから海上に原油Oや天然ガスGを搬送する配管であるライザーRと、サブシーモジュールSM等に電力を供給するケーブルであるアンビリカルラインALと、海上に係留してライザーRやアンビリカルラインALが接続され、原油Oや天然ガスGを貯蔵する船Sとを備えている。
マニホールドMは、海底の油ガス田Fの生産井W付近に設置されている。マニホールドMは、採掘された生産流体PFを集め、分岐させることで複数のフローラインFLに搬送する装置である。
フローラインFLは、マニホールドMからサブシーモジュールSMまで生産流体PFを油ガス田Fの圧力エネルギーによって圧送するパイプラインである。
ライザーRは、海底のサブシーモジュールSMから海上の船Sまで延びている。本実施形態のライザーRは、サブシーモジュールSMから送られる原油Oを海上の船Sに配置された不図示の貯蔵タンクまで搬送するオイルパイプラインORと、サブシーモジュールSMから送られる天然ガスGを貯蔵タンクまで搬送するガスパイプラインGRとが別々に設けられている。ライザーRは、海底で天然ガスGがハイドレート化によって凍結しないように、天然ガスGを供給するガスパイプラインGRに船Sからハイドレート凍結防止剤を供給するハイドレート凍結防止剤用パイプラインARも設けられている。
アンビリカルラインALは、サブシーモジュールSMを制御するための電力ケーブルや油圧ケーブルや信号ケーブルを有する複合ケーブルである。アンビリカルラインALは、船S上の図示しない発電機から電力や信号をサブシーモジュールSMやマニホールドMに送っている。
サブシーモジュールSMは、フローラインFLを介して供給される生産流体PFを気体と液体とに分離して、気体と液体とをそれぞれ海上に圧送する。本実施形態のサブシーモジュールSMは、図2に示すように、生産井Wから汲み上げた生産流体PFを冷却するメイン熱交換器2と、メイン熱交換器2で冷却された生産流体PFを気体と液体とに分離させるセパレータ3と、セパレータ3で分離された液体をライザーRに送るポンプシステム4と、セパレータ3で分離された気体をライザーRに送る圧縮機システム5と、を備えている。
メイン熱交換器2は、生産井Wから汲み上げられてフローラインFLを送られてきた高温の生産流体PFをセパレータ3で使用可能な温度まで冷却する。本実施形態のメイン熱交換器2は、海底の低温の海水と熱交換することで生産流体PFを冷却する。
セパレータ3は、生産流体PFを気体である天然ガスGと、液体である原油Oとに分離させる。本実施形態のセパレータ3は、スクラバーである。セパレータ3は、生産流体PFから天然ガスGとコンデンセートを含む原油Oとを分離している。セパレータ3は、分離させた原油Oをポンプシステム4に送る。セパレータ3は、分離させた天然ガスGを圧縮機システム5に送る。
ポンプシステム4は、セパレータ3から送られてきた原油Oを圧縮してオイルパイプラインORに送る。ポンプシステム4は、図2に示すように、原油Oを圧縮するポンプ41と、セパレータ3からポンプ41まで原油Oを送る液体流通部42と、ポンプ41で圧縮された原油Oが流通する圧縮液体流通部43と、を備える。
ポンプ41は、送られてきた原油Oを圧縮して送り出す。
液体流通部42は、セパレータ3からポンプ41まで原油Oを供給する。具体的には、本実施形態の液体流通部42は、セパレータ3からポンプ41まで接続される配管である。液体流通部42は、内部を原油Oが流通する。
圧縮液体流通部43は、ポンプ41で圧縮した原油OをオイルパイプラインORまで送る。具体的には、本実施形態の圧縮液体流通部43は、ポンプ41からオイルパイプラインORまで接続される配管である。圧縮液体流通部43は、内部を圧縮された原油Oが流通する。
液体流通部42は、セパレータ3からポンプ41まで原油Oを供給する。具体的には、本実施形態の液体流通部42は、セパレータ3からポンプ41まで接続される配管である。液体流通部42は、内部を原油Oが流通する。
圧縮液体流通部43は、ポンプ41で圧縮した原油OをオイルパイプラインORまで送る。具体的には、本実施形態の圧縮液体流通部43は、ポンプ41からオイルパイプラインORまで接続される配管である。圧縮液体流通部43は、内部を圧縮された原油Oが流通する。
圧縮機システム5は、セパレータ3から送られてきた天然ガスGを圧縮してガスパイプラインGRに送る。圧縮機システム5は、図2に示すように、天然ガスGを圧縮する圧縮機50と、セパレータ3から圧縮機50まで天然ガスGを送る気体流通部51と、圧縮機50で圧縮された天然ガスGが流通する圧縮気体流通部52と、とを備える。圧縮機システム5は、天然ガスGのハイドレート化を抑えるハイドレート凍結防止剤を圧縮気体流通部52に供給するハイドレート凍結防止剤供給部53と、ハイドレート凍結防止剤供給部53で供給するハイドレート凍結防止剤の一部を圧縮機50に供給する圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54と、ハイドレート凍結防止剤を加熱する加熱部55と、とを備える。圧縮機システム5は、圧縮機50内部にハイドレート凍結防止剤を貯留する貯留部56と、圧縮機50を迂回させて天然ガスGを圧縮気体流通部52に供給するバイパス供給部57と、圧縮機50内部の天然ガスGを排出する気体排出部58と、圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる圧力変化部59と、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54に対してハイドレート凍結防止剤の供給を開始させる供給制御を行う制御部60とを備える。
圧縮機50は、天然ガスGの流通方向の上流側に配置された気体流通部51から供給される天然ガスGを、下流側に配置されている圧縮気体流通部52に圧縮して送り出している。本実施形態の圧縮機50は、複数のインペラを備えた多段式の遠心圧縮機である。
気体流通部51は、セパレータ3から圧縮機50まで天然ガスGを供給する。具体的には、本実施形態の気体流通部51は、図2に示すように、セパレータ3から圧縮機50まで接続される配管である。気体流通部51は、内部を天然ガスGが流通する。本実施形態の気体流通部51は、圧縮機50の入口側に天然ガスGの特性値を測定する入口側特性値測定部511を有している。
入口側特性値測定部511は、圧縮機50に流入する天然ガスGの特性値を測定する。入口側特性値測定部511は、気体流通部51の圧縮機50の入口付近に設けられている。本実施形態の入口側特性値測定部511は、特性値として圧力値を測定する圧力センサーである。入口側特性値測定部511は、測定した天然ガスGの圧力値を制御部60に送信する。
圧縮気体流通部52は、圧縮機50で圧縮した天然ガスGをライザーRまで送る。具体的には、本実施形態の圧縮気体流通部52は、圧縮機50からガスパイプラインGRまで接続される配管である。圧縮気体流通部52は、内部を圧縮された天然ガスGが流通する。本実施形態の圧縮気体流通部52は、圧縮機50の出口側に気体の天然ガスGの特性値を測定する出口側特性値測定部521を有している。
出口側特性値測定部521は、圧縮機50から流出する天然ガスGの特性値を測定する。出口側特性値測定部521は、圧縮気体流通部52の圧縮機50の出口付近に設けられている。本実施形態の出口側特性値測定部521は、入口側特性値測定部511と同様に、特性値として圧力値を測定する圧力センサーである。出口側特性値測定部521は、測定した天然ガスGの圧力値を制御部60に送信する。
ハイドレート凍結防止剤供給部53は、ハイドレート凍結防止剤用パイプラインARを介して海上の船Sから供給されるハイドレート凍結防止剤を、圧縮気体流通部52まで流通させる。本実施形態のハイドレート凍結防止剤供給部53は、ハイドレート凍結防止剤用パイプラインARから圧縮気体流通部52に接続される配管である。ハイドレート凍結防止剤供給部53は、内部をハイドレート凍結防止剤が流通する。ハイドレート凍結防止剤供給部53は、圧縮気体流通部52の出口側特性値測定部521が設けられている位置よりも下流側に接続されている。
なお、本実施形態のハイドレート凍結防止剤としては、親油性や親水性を有している流体が用いられることが好ましい。ハイドレート凍結防止剤としては、例えば、天然ガスGのハイドレート化を防止してハイドレート化を抑制するために使用されるモノエチレングリコールを用いることが特に好ましい。
なお、本実施形態のハイドレート凍結防止剤としては、親油性や親水性を有している流体が用いられることが好ましい。ハイドレート凍結防止剤としては、例えば、天然ガスGのハイドレート化を防止してハイドレート化を抑制するために使用されるモノエチレングリコールを用いることが特に好ましい。
圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54は、ハイドレート凍結防止剤供給部53を流れるハイドレート凍結防止剤の一部を圧縮機50に供給する。具体的には、本実施形態の圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54は、ハイドレート凍結防止剤供給部53から分岐する供給管541と、供給管541を流れるハイドレート凍結防止剤の流れを調整する供給弁542と、を有する。
供給管541は、ハイドレート凍結防止剤供給部53から分岐して気体流通部51に接続されている。具体的には、本実施形態の供給管541は、入口側特性値測定部511よりも上流側であって、後述する第一流通弁561よりも下流側の位置で気体流通部51に接続されている。
供給弁542は、供給管541の内部へのハイドレート凍結防止剤の供給を調整する。具体的には、本実施形態の供給弁542は、閉塞されることで供給管541内へのハイドレート凍結防止剤の供給を停止させる。供給弁542は、開放されることで供給管541内へのハイドレート凍結防止剤の供給を開始する。供給弁542は、制御部60によって開放及び閉塞の動作が制御される電磁弁である。
加熱部55は、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54に設けられてハイドレート凍結防止剤を加熱する。本実施形態の加熱部55は、供給管541の供給弁542よりも下流側で、供給管541と液体流通部42とが交差する位置に設けられている。加熱部55は、制御部60から信号が入力されることで、ポンプシステム4を流れる原油Oの熱を利用してハイドレート凍結防止剤を加熱する。具体的には、加熱部55は、例えば、20℃から50℃程度の雰囲気温度で供給管541内を流れているハイドレート凍結防止剤であるモノエチレングリコールを110℃以上の高温となるまで加熱する。
貯留部56は、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54から供給されるハイドレート凍結防止剤を圧縮機50の内部に貯留する。本実施形態の貯留部56は、圧縮機50の入口側に設けられる第一流通弁561と、圧縮機50の出口側に設けられる第二流通弁562とを有する。
第一流通弁561は、気体流通部51の内部の天然ガスGの供給を調整する。具体的には、本実施形態の第一流通弁561は、気体流通部51の入口側特性値測定部511よりも上流側に設けられている。本実施形態の第一流通弁561は、閉塞されることで気体流通部51内への天然ガスGの供給を停止させる。第一流通弁561は、開放されることで気体流通部51内への天然ガスGの供給を開始する。第一流通弁561は、制御部60によって開放及び閉塞の動作が制御される電磁弁である。
第二流通弁562は、圧縮気体流通部52の内部の天然ガスGやハイドレート凍結防止剤の供給を調整する。具体的には、本実施形態の第二流通弁562は、圧縮気体流通部52の出口側特性値測定部521よりも下流側に設けられている。本実施形態の第二流通弁562は、閉塞されることで圧縮気体流通部52内への天然ガスGやハイドレート凍結防止剤の供給を停止させる。第二流通弁562は、開放されることで圧縮気体流通部52内への天然ガスGやハイドレート凍結防止剤の供給を開始する。第二流通弁562は、制御部60によって開放及び閉塞の動作が制御される電磁弁である。
バイパス供給部57は、圧縮機50を通過させずに気体流通部51を流通する天然ガスGを圧縮気体流通部52に供給する。本実施形態のバイパス供給部57は、気体流通部51から分岐するバイパス管571と、バイパス管571を流れる天然ガスGの流れを調整するバイパス弁572と、を有する。
バイパス管571は、気体流通部51から分岐して圧縮気体流通部52に接続されている。具体的には、本実施形態のバイパス管571は、入口側特性値測定部511や第一流通弁561よりも上流側の位置で気体流通部51に接続されている。バイパス管571は、出口側特性値測定部521や第二流通弁562よりも下流側の位置で圧縮気体流通部52に接続されている。
バイパス弁572は、バイパス管571の内部への天然ガスGの供給を調整する。具体的には、本実施形態のバイパス弁572は、閉塞されることでバイパス管571内への天然ガスGの供給を停止させる。バイパス弁572は、開放されることでバイパス管571内への天然ガスGの供給を開始する。バイパス弁572は、制御部60によって開放及び閉塞の動作が制御される電磁弁である。
気体排出部58は、圧縮機50内部の天然ガスGやハイドレート凍結防止剤を圧縮気体流通部52から外部へ排出する。本実施形態の気体排出部58は、圧縮気体流通部52から分岐する排出管581と、排出管581内を流通している流体の情報を測定する流体情報測定部582と、排出管581を流れる天然ガスGやハイドレート凍結防止剤の流れを調整する排出弁583と、を有する。
排出管581は、圧縮気体流通部52から分岐して不図示の排出口に接続されている。具体的には、本実施形態の排出管581は、出口側特性値測定部521よりも下流側であって、第二流通弁562よりも上流側の位置で圧縮気体流通部52から分岐している。
流体情報測定部582は、排出管581内を流通している流体の種類や温度を測定する。流体情報測定部582は、排出管581の排出弁583の上流側に設けられている。本実施形態の流体情報測定部582は、排出管581を流通している流体の種類や温度を測定するセンサーである。本実施形態の流体情報測定部582は、排出管581内を流通している流体の種類が変化したか否か、流体の温度が変化したか否かを検出して制御部60に情報を送る。具体的には、本実施形態の流体情報測定部582は、流通している流体が天然ガスGからハイドレート凍結防止剤に切り替わったとの情報、ハイドレート凍結防止剤の温度が上昇したとの情報、及びハイドレート凍結防止剤から天然ガスGに切り替わったとの情報を制御部60に送る。
排出弁583は、排出管581の内部への天然ガスGやハイドレート凍結防止剤の供給を調整する。具体的には、本実施形態の排出弁583は、閉塞されることで排出管581内への天然ガスGやハイドレート凍結防止剤の供給を停止させる。排出弁583は、開放されることで排出管581内への天然ガスGやハイドレート凍結防止剤の供給を開始する。排出弁583は、制御部60によって開放及び閉塞の動作が制御される電磁弁である。
圧力変化部59は、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54を流通するハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させることで、圧縮機50内部に流入したハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる。具体的には、本実施形態の圧力変化部59は、供給管541内を流れるハイドレート凍結防止剤の圧力を上昇させたり、下降させたりする昇圧用ポンプである。圧力変化部59は、制御部60によって駆動制御される。本実施形態の圧力変化部59では、一気圧程度から圧縮機50の設計上の最大使用突出圧力(例えば、200bar)以下の範囲で、所定の時間にわたってハイドレート凍結防止剤として流通しているモノエチレングリコールで加圧する。
制御部60は、予め定めた条件を満たした場合に、圧縮機50の洗浄を開始させる供給制御を行う。本実施形態の制御部60は、圧縮機50へハイドレート凍結防止剤を供給し、圧縮機50内のハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる。
具体的には、本実施形態の制御部60は、図3に示すように、入口側特性値測定部511で測定した特性値が入力される第一入力部61と、出口側特性値測定部521で測定した特性値が入力される第二入力部62と、第一入力部61に入力された特性値と第二入力部62に入力された特性値との差分を算出する差分算出部63と、を有している。本実施形態の制御部60は、差分算出部63で算出された差分が予め定めた第一基準を満たしているか否かを判定する第一基準判定部64と、第一基準判定部64の判定結果に基づいて、圧縮機50へのハイドレート凍結防止剤の供給を開始させる指示を送る供給開始指示部65と、第一基準判定部64の判定結果に基づいて、圧縮機50内部の天然ガスGを排出させてハイドレート凍結防止剤を貯留させる貯留排出指示部71と、を有している。
本実施形態の制御部60は、差分算出部63で算出された差分が予め定めた第二基準を満たしているか否かを判定する第二基準判定部66と、第二基準判定部66の判定結果に基づいて、加熱部55によって加熱されたハイドレート凍結防止剤を圧縮機50に供給させるよう指示を送る加熱供給指示部67と、第二基準判定部66の判定結果に基づいて、圧縮機50の洗浄を終了させる指示を送る洗浄終了指示部70とを有している。本実施形態の制御部60は、入力される信号に基づいて供給弁542を開放又は閉塞させる供給弁指示部68と、入力される信号に基づいて第一流通弁561を開放又は閉塞させる第一流通弁指示部72と、入力される信号に基づいて第二流通弁562を開放又は閉塞させる第二流通弁指示部73と、を有している。
本実施形態の制御部60は、入力される信号に基づいてバイパス弁572を開放又は閉塞させるバイパス弁指示部74と、入力される信号に基づいて排出弁583を開放又は閉塞させる排出弁指示部75と、を有している。本実施形態の制御部60は、流体情報測定部582で測定した情報が入力される流体情報入力部76と、圧力変化部59を駆動させるよう指示を送る圧力変化指示部77と、圧縮機50に運転を開始させて定常運転となるまで運転状態を調整する指示を送る圧縮機運転調整部78とを有している。
第一入力部61は、入口側特性値測定部511で測定された天然ガスGの圧力値が入力される。第一入力部61は、入力された圧力値の情報を差分算出部63や圧縮機運転調整部78に出力する。
第二入力部62は、出口側特性値測定部521で測定された天然ガスGの圧力値が入力される。第二入力部62は、入力された圧力値の情報を差分算出部63や圧縮機運転調整部78に出力する。
第二入力部62は、出口側特性値測定部521で測定された天然ガスGの圧力値が入力される。第二入力部62は、入力された圧力値の情報を差分算出部63や圧縮機運転調整部78に出力する。
差分算出部63は、第二入力部62によって入力された圧縮機の出口側の圧力値から第一入力部61によって入力された圧縮機の入口側の圧力値を引いた差分を算出する。差分算出部63は、算出した差分を第一基準判定部64に出力する。差分算出部63は、第一基準判定部64に出力した後に、再び第一入力部61及び第二入力部62から情報が入力された場合には、算出した差分を第二基準判定部66に出力する。
第一基準判定部64は、差分算出部63から入力された差分の情報と、第一基準とを比較する。ここで、第一基準は、堆積物が析出して圧縮機50の内部の流路が狭くなっており、洗浄が必要な状態であることを表す値である。本実施形態の第一基準は、洗浄が必要ない場合の通常状態の圧縮機50で圧縮される天然ガスGの圧力の上昇値よりも小さい値に設定されている。即ち、本実施形態の第一基準は、堆積物がたまっており、天然ガスGがほとんど圧縮されなかった状態の圧縮機50の入口側と出口側との圧力の差分の値である。
本実施形態の第一基準判定部64は、入力された差分の値が第一基準を下回っているか否かを判定する。第一基準判定部64は、算出した差分が第一基準を下回り、第一基準を満たしていると判定した場合に供給開始指示部65や貯留排出指示部71に信号を送る。第一基準判定部64は、算出した差分が第一基準を上回り、第一基準を満たしていないと判定した場合に圧縮機運転調整部78に信号を送る。
供給開始指示部65は、第一基準判定部64で第一基準を満たしていると判定した場合に、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54に対して、圧縮機50へのハイドレート凍結防止剤の供給を開始させる指示を送る。本実施形態の供給開始指示部65は、第一基準判定部64から信号が入力されることで、供給弁542を開放するよう供給弁指示部68に信号を送る。
貯留排出指示部71は、第一基準判定部64で第一基準を満たしていると判定した場合に、圧縮機50内部から天然ガスGを排出して、ハイドレート凍結防止剤が圧縮機50内に溜まるように貯留部56やバイパス供給部57や気体排出部58に指示を送る。本実施形態の貯留排出指示部71は、第一流通弁561を閉塞するよう第一流通弁指示部72に信号を送る。貯留排出指示部71は、第二流通弁562を閉塞するよう第二流通弁指示部73に信号を送る。貯留排出指示部71は、バイパス弁572を開放するようバイパス弁指示部74に信号を送る。貯留排出指示部71は、排出弁583を開放するよう排出弁指示部75に信号を送る。
第二基準判定部66は、差分算出部63から入力された差分の情報と、第二基準とを比較する。ここで、第二基準は、圧縮機50の内部の流路の堆積物が十分に除去されておらず、より強力な洗浄が必要な状態であることを表す値である。本実施形態の第二基準は、通常状態の圧縮機50で圧縮される天然ガスGの圧力の上昇値よりも小さく、第一基準よりも大きい値に設定されている。即ち、本実施形態の第二基準は、一度洗浄された結果、第一基準を満たすほどではないが圧縮機50内部に堆積物が残っており、天然ガスGが十分に圧縮されていない状態の圧縮機50の入口側と出口側との圧力の差分の値である。
本実施形態の第二基準判定部66は、入力された差分の値が第二基準を下回っているか否かを判定する。第二基準判定部66は、算出した差分が第二基準を下回り、第二基準を満たしていると判定した場合に加熱供給指示部67に信号を送る。第二基準判定部66は、算出した差分が第二基準を上回り、第二基準を満たしていない判定した場合に洗浄終了指示部70に信号を送る。
加熱供給指示部67は、第二基準判定部66で第二基準を満たしていると判定した場合に、加熱部55によって加熱されたハイドレート凍結防止剤を圧縮機50へ供給させるよう指示を送る。本実施形態の加熱供給指示部67は、第二基準判定部66から信号が入力されることで、ハイドレート凍結防止剤の加熱を開始するよう加熱部55に信号を送る。
洗浄終了指示部70は、第二基準判定部66で第二基準を満たしていないと判定した場合に、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部54に対して、圧縮機50の洗浄を終了させるよう指示を送る。本実施形態の洗浄終了指示部70は、第二基準判定部66から信号が入力されることで、供給弁指示部68、第一流通弁指示部72、第二流通弁指示部73、及び排出弁指示部75に信号を送る。
具体的には、本実施形態の洗浄終了指示部70は、供給弁542を閉塞するよう供給弁指示部68に信号を送る。洗浄終了指示部70は、第一流通弁561を開放するよう第一流通弁指示部72に信号を送る。洗浄終了指示部70は、第二流通弁562を開放するよう第二流通弁指示部73に信号を送る。洗浄終了指示部70は、排出弁583を開放するよう排出弁指示部75に信号を送る。
供給弁指示部68は、供給開始指示部65から信号が入力されることで、供給弁542に開放するよう指示を送る。供給弁指示部68は、洗浄終了指示部70から信号が入力されることで、供給弁542に閉塞するよう指示を送る。
第一流通弁指示部72は、貯留排出指示部71から信号が入力されることで、第一流通弁561に閉塞するよう指示を送る。第一流通弁指示部72は、洗浄終了指示部70から信号が入力されることで、第一流通弁561に開放するよう指示を送る。
第二流通弁指示部73は、貯留排出指示部71から信号が入力されることで、第二流通弁562に閉塞するよう指示を送る。第二流通弁指示部73は、洗浄終了指示部70から信号が入力されることで、第二流通弁562に開放するよう指示を送る。
バイパス弁指示部74は、貯留排出指示部71から信号が入力されることで、バイパス弁572に開放するよう指示を送る。バイパス弁指示部74は、圧縮機運転調整部78から信号が入力されることで、バイパス弁572に閉塞するよう指示を送る。
排出弁指示部75は、貯留排出指示部71から信号が入力されることで、排出弁583に開放するよう指示を送る。排出弁指示部75は、洗浄終了指示部70から信号が入力されることで、排出弁583に開放するよう指示を送る。排出弁指示部75は、流体情報入力部76から信号が入力されることで、排出弁583に閉塞するよう指示を送る。
流体情報入力部76は、流体情報測定部582に測定された流体の種類や温度の情報に基づいて、排出弁指示部75や圧力変化指示部77や圧縮機運転調整部78に信号を送る。
具体的には、本実施形態の流体情報入力部76は、排出管581を流れる流体が天然ガスGからハイドレート凍結防止剤に切り替わったとの流体情報測定部582からの情報が入力される。その結果、流体情報入力部76は、排出弁583を閉塞するよう排出弁指示部75に信号を送り、圧力変化部59を駆動させるよう圧力変化指示部77に信号を送る。
流体情報入力部76は、排出管581を流れるハイドレート凍結防止剤の温度が上昇したとの流体情報測定部582からの情報が入力される。その結果、流体情報入力部76は、圧力変化部59を駆動させるよう圧力変化指示部77に信号を送る。
流体情報入力部76は、ハイドレート凍結防止剤から天然ガスGに切り替わったとの流体情報測定部582からの情報が入力される。その結果、流体情報入力部76は、排出弁583を閉塞するよう排出弁指示部75に信号を送り、圧縮機50の運転を開始させるよう圧縮機運転調整部78に信号を送る。
圧力変化指示部77は、流体情報入力部76から信号が入力されることで、圧力変化部59を駆動させる。
圧縮機運転調整部78は、圧縮機50の運転を開始させる。圧縮機運転調整部78は、圧縮機50の入口側と出口側の圧力値に基づいて、圧縮機50の運転状況を監視しながら圧縮機50に指示を送ることで、定常運転となるまで圧縮機50の運転状態を調整する。
具体的には、本実施形態の圧縮機運転調整部78は、第一基準判定部64や流体情報入力部76から信号が入力される。その結果、圧縮機運転調整部78は、圧縮機50に運転を開始させる指示を送る。圧縮機運転調整部78は、第一入力部61や第二入力部62から圧力値の情報が入力される。圧縮機運転調整部78は、入力される圧力値の情報に基づいて、バイパス弁572を徐々に閉塞するようバイパス弁指示部74に信号を送る。より具体的には、圧縮機運転調整部78は、入力される圧力値に対応させながらバイパス弁572の開度を調整する信号を送る。その結果、圧縮機運転調整部78は、圧縮機50の運転状況を監視しながら定常運転となるまで圧縮機50の運転状態を調整する。
次に、上記実施形態の海中生産システム1の作用について説明する。
本実施形態の海中生産システム1は、油ガス田Fから生産井Wを介して採取した生産流体PFをマニホールドMに集めて、油ガス田Fから採掘される際の圧力エネルギーによってフローラインFL内を搬送してサブシーモジュールSMまで供給する。
本実施形態の海中生産システム1は、油ガス田Fから生産井Wを介して採取した生産流体PFをマニホールドMに集めて、油ガス田Fから採掘される際の圧力エネルギーによってフローラインFL内を搬送してサブシーモジュールSMまで供給する。
サブシーモジュールSMでは、船S上の図示しない発電機から、アンビリカルラインALによって電力が各装置に供給されている。サブシーモジュールSMに供給された生産流体PFは、メイン熱交換器2によって冷却されてセパレータ3に流入する。セパレータ3に流入した生産流体PFは、液体である原油Oと気体である天然ガスGとに分離される。
なお、セパレータ3で分離された原油Oには、コンデンセート等が含まれている。
なお、セパレータ3で分離された原油Oには、コンデンセート等が含まれている。
セパレータ3で分離された原油Oは、液体流通部42内を流通してポンプ41に送られる。ポンプ41は、原油Oを圧縮して圧縮液体流通部43を介してオイルパイプラインORに送り込み、船S上の図示しない原油O用の貯蔵タンクに供給する。
セパレータ3で分離された天然ガスGは、液体流通部42内を流通して圧縮機50に送られる。圧縮機50では、天然ガスGが圧縮されて圧縮気体流通部52に送られる。圧縮気体流通部52にはハイドレート凍結防止剤供給部53からハイドレート凍結防止剤が供給されており、圧縮した天然ガスGと共にハイドレート凍結防止剤がガスパイプラインGRに送り込まれる。圧縮気体流通部52では、供給されたハイドレート凍結防止剤によってハイドレート化による凍結を防止されながら天然ガスGが船S上の図示しない天然ガスG用の貯蔵タンクに供給される。
次に上記実施形態の圧縮機50の洗浄方法について説明する。
上記のように天然ガスGを圧縮して船S上に供給する圧縮機50では、運転し続けることで、圧縮機50に堆積物が析出してたまってしまう。圧縮機50の洗浄方法は、このように堆積物がたまった圧縮機50に対して堆積物を除去する洗浄を行う。本実施形態の圧縮機50の洗浄方法について、図2から図4に基づいて説明する。
上記のように天然ガスGを圧縮して船S上に供給する圧縮機50では、運転し続けることで、圧縮機50に堆積物が析出してたまってしまう。圧縮機50の洗浄方法は、このように堆積物がたまった圧縮機50に対して堆積物を除去する洗浄を行う。本実施形態の圧縮機50の洗浄方法について、図2から図4に基づいて説明する。
本実施形態の圧縮機50の洗浄方法では、図4に示すように、圧縮機50を停止させる(圧縮機停止工程S10)。圧縮機停止工程S10後に、圧縮機50の入口側及び出口側でセパレータ3によって分離された気体である天然ガスGの特性値として圧力値を測定して取得し、圧縮機50の状態を測定する(特性値取得工程S100)。
具体的には、特性値取得工程S100では、入口側特性値測定部511で気体流通部51を流通する天然ガスGの圧力値を測定し、圧縮機50の入口側の天然ガスGの圧力値を取得する。また、特性値取得工程S100では、出口側特性値測定部521で圧縮気体流通部52を流通する天然ガスGの圧力値を測定し、圧縮機50の出口側の天然ガスGの圧力値を取得する。
次に、本実施形態の圧縮機50の洗浄方法では、取得した圧縮機50の入口側の圧力値と出口側の圧力値との差分を算出する(差分算出工程S200)。具体的には、差分算出工程S200では、入口側特性値測定部511で測定した圧力値の情報が制御部60の第一入力部61に入力される。また、差分算出工程S200では、出口側特性値測定部521で測定した圧力値の情報が制御部60の第二入力部62に入力される。制御部60では、第一入力部61及び第二入力部62に入力された情報が差分算出部63に入力される。差分算出部63では、第二入力部62から入力された情報から、第一入力部61から入力された情報を引くことで、圧縮機50の出口側の圧力値と入口側の圧力値の差分が算出される。
続いて、本実施形態の圧縮機50の洗浄方法では、圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給しているか否かを判定する(ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300)。
具体的には、ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300では、差分算出部63で、圧縮機50に既にハイドレート凍結防止剤を供給しているか否かを判定する。差分算出部63では、第一入力部61及び第二入力部62から情報が一度入力されたと判定した場合には、圧縮機50に既にハイドレート凍結防止剤を供給していると判定して第二基準判定部66に差分の情報を出力する。逆に、差分算出部63では、第一入力部61及び第二入力部62から情報が入力されていないと判定した場合には、圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給していないと判定して第一基準判定部64に差分の情報を出力する。
具体的には、ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300では、差分算出部63で、圧縮機50に既にハイドレート凍結防止剤を供給しているか否かを判定する。差分算出部63では、第一入力部61及び第二入力部62から情報が一度入力されたと判定した場合には、圧縮機50に既にハイドレート凍結防止剤を供給していると判定して第二基準判定部66に差分の情報を出力する。逆に、差分算出部63では、第一入力部61及び第二入力部62から情報が入力されていないと判定した場合には、圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給していないと判定して第一基準判定部64に差分の情報を出力する。
圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給していないと判定した場合には、算出した差分が予め定めた第一基準を満たしているか否かを判定する(第一基準判定工程S400)。具体的には、第一基準判定工程S400では、制御部60において、算出した差分が差分算出部63から第一基準判定部64に入力される。第一基準判定部64は、入力された差分の値が第一基準を下回っているか否かを判定する。第一基準判定部64は、算出した差分が第一基準を下回っていると判定した場合に供給開始指示部65に信号を送る。逆に、第一基準判定部64は、算出した差分が第一基準を上回っていると判定した場合には、圧縮機運転調整部78に信号を送り、圧縮機50の洗浄を実施せずに、圧縮機50の運転を開始する。
第一基準判定部64で差分が第一基準を下回って第一基準を満たしていると判定した場合には、圧縮機50内部の天然ガスGを排出して(気体排出工程S450)、ハイドレート凍結防止剤を圧縮機50内に供給し(供給開始工程S500)、圧縮機50内部にハイドレート凍結防止剤を貯留する(貯留工程S430)。本実施形態の圧縮機50の洗浄方法では、貯留工程S430、気体排出工程S450、及び供給開始工程が、ほぼ同時に実施される。具体的には、本実施形態の圧縮機50の洗浄方法では、圧縮機50への天然ガスGの供給を止めて、圧縮機50内にハイドレート凍結防止剤が貯留可能な状態にする。その後に、圧縮機50の洗浄方法では、圧縮機50内の天然ガスGを排出し、ハイドレート凍結防止剤を圧縮機50内に供給する。
より具体的には、本実施形態の圧縮機50の洗浄方法では、制御部60において、第一基準判定部64から貯留排出指示部71に信号が送られる。圧縮機50の洗浄方法では、制御部60において、貯留排出指示部71から第一流通弁指示部72、第二流通弁指示部73、バイパス弁指示部74、及び排出弁指示部75に信号が送られる。
第一流通弁指示部72は、貯留排出指示部71から信号が送られることで、第一流通弁561に対して閉塞するよう指示を送る。指示を受けた第一流通弁561が閉塞されることで、気体流通部51から圧縮機50へ流れ込む天然ガスGの流通が止まる。第二流通弁指示部73では、貯留排出指示部71から信号が送られることで、第二流通弁562に対して閉塞するよう指示を送る。指示を受けた第二流通弁562が閉塞されることで、圧縮機50から圧縮気体流通部52へ流れ込む天然ガスGの流通が止まる(貯留工程S430)。
バイパス弁指示部74は、貯留排出指示部71から信号が送られることで、バイパス弁572に対して開放するよう指示を送る。指示を受けたバイパス弁572が開放されることで、気体流通部51からバイパス管571に天然ガスGが流れ込む。バイパス管571に流れ込んだ天然ガスGは、第二流通弁562の下流側から圧縮気体流通部52に流れ込み、ガスパイプラインGRに送られる。
排出弁指示部75は、貯留排出指示部71から信号が送られることで、排出弁583に対して開放するよう指示を送る。指示を受けた排出弁583が開放されることで、圧縮機50の内部に残っていた天然ガスGが第二流通弁562の上流側から排出管581に流れ込み、外部に排出される(気体排出工程S450)。
制御部60において、第一基準判定部64から貯留排出指示部71に信号が送られると同時に、第一基準判定部64から供給開始指示部65に信号が送られる。供給開始指示部65は、供給弁指示部68にハイドレート凍結防止剤の供給を開始するよう信号を送る。供給弁指示部68では、供給開始指示部65から信号が送られることで、供給弁542に対して開放するよう指示を送る。指示を受けた供給弁542が開放されることで、ハイドレート凍結防止剤供給部53を流通するハイドレート凍結防止剤の一部が、供給管541内に流れ込む。供給管541内に流れ込んだハイドレート凍結防止剤は、第一流通弁561の下流側からから気体流通部51に流れ込み、圧縮機50に送られる(供給開始工程S500、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給工程S530)。
ハイドレート凍結防止剤は、圧縮機50から圧縮気体流通部52を介して第二流通弁562の上流側で排出管581に流れ込む。排出管581にハイドレート凍結防止剤が流れ込むことで、流通する流体が天然ガスGからハイドレート凍結防止剤に切り替わったことを流体情報測定部582が検出し、情報を流体情報入力部76に送る。流体情報入力部76は、排出管581を流れる流体が天然ガスGからハイドレート凍結防止剤に切り替わったとの情報に基づいて、排出弁583を閉塞するよう排出弁指示部75に信号を送る。指示を受けた排出弁583が閉塞されることで、排出管581でのハイドレート凍結防止剤の流れがせき止められる。供給管541から供給されるハイドレート凍結防止剤は、排出管581や圧縮気体流通部52での流れがせき止められることで、圧縮機50内に溜められていく。
流体情報入力部76は、排出弁指示部75に信号を送るとともに、圧力変化指示部77に圧力変化部59を駆動させるよう信号を送る。圧力変化部59は、圧力変化指示部77から指示を受けることで、圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる(圧力変化工程S550)。
具体的には、圧力変化工程S550では、圧力変化部59によって供給管541を流れるハイドレート凍結防止剤の圧力を所定の時間にわたって上昇させたり、下降させたりする。このように圧力を変化させて圧力スウィングを行いながら供給管541から圧縮機50に送り込むことで、圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる。
ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させた後に、再び圧縮機50の入口側及び出口側で天然ガスGの圧力値を測定して取得し、圧縮機50の状態を測定する(特性値取得工程S100)。その後、取得した圧縮機50の入口側の圧力値と出口側の圧力値との差分を算出する(差分算出工程S200)。続いて、圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給しているか否かを判定する(ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300)。この際、既に第一入力部61及び第二入力部62から情報が一度入力されている。そのため、ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300では、差分算出部63が圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給していると判定して第二基準判定部66に差分の情報を出力する。
圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給していると判定した場合には、算出した差分が予め定めた第二基準を満たしているか否かを判定する(第二基準判定工程S600)。具体的には、第二基準判定工程S600では、制御部60において、算出した差分が差分算出部63から第二基準判定部66に入力される。第二基準判定部66は、入力された差分の値が第二基準を下回っているか否かを判定する。第二基準判定部66は、算出した差分が第二基準を下回っていると判定した場合に加熱供給指示部67に信号を送る。逆に、第二基準判定部66は、算出した差分が第二基準を上回っていると判定した場合には、洗浄終了指示部70に信号を送る。
第二基準判定部66で差分が第二基準を下回って第二基準を満たしていると判定した場合には、加熱されたハイドレート凍結防止剤を圧縮機50に供給する(加熱供給工程S700)。具体的には、加熱供給工程S700では、制御部60において、第二基準判定部66から加熱供給指示部67に信号が送られ、加熱供給指示部67から加熱部55に信号が送られる。加熱部55は、加熱供給指示部67から信号が送られることで、液体流通部42内を流れる原油Oと熱交換を開始して、供給管541を流れるハイドレート凍結防止剤を110℃以上の高温となるまで加熱する。加熱されて高温となったハイドレート凍結防止剤は、気体流通部51内に流れ込む。気体流通部51内に流れ込んだ高温のハイドレート凍結防止剤は、圧縮機50に供給される。
高温のハイドレート凍結防止剤が圧縮機50に供給されることで、圧縮気体流通部52の第二流通弁562よりも上流側の部分や排出管581の排出弁583よりも上流側の部分にも高温のハイドレート凍結防止剤が流れ込む。排出弁583に高温のハイドレート凍結防止剤が流れ込むことで、流通するハイドレート凍結防止剤の温度が上昇したことを流体情報測定部582が測定し、情報を流体情報入力部76に送る。流体情報入力部76は、排出管581を流れるハイドレート凍結防止剤の温度が上昇したとの情報に基づいて、圧力変化指示部77に圧力変化部59を駆動させるよう信号を送る。圧力変化部59は、圧力変化指示部77から指示を受けることで、圧縮機50内部の高温のハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる(圧力変化工程S550)。
高温のハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させた後に、上述した工程と同様の順で、特性値取得工程S100、差分算出工程S200、ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300を実施する。ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300では、再び差分算出部63が圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給していると判定して第二基準判定部66に差分の情報を出力する。圧縮機50の洗浄が十分に行われた場合には、第二基準判定部66では、算出した差分が第二基準を上回っていると判定し、洗浄終了指示部70に信号を送る。
第二基準判定部66から信号が送られた圧縮機運転調整部78は、圧縮機50の洗浄を終了させて、圧縮機50の運転を開始させる(洗浄終了工程S800)。具体的には、洗浄終了工程S800では、制御部60において、圧縮機運転調整部78から、供給弁指示部68、排出弁指示部75、第一流通弁指示部72、及び第二流通弁指示部73に信号を送る。
供給弁指示部68は、圧縮機運転調整部78から信号が送られることで、供給弁542に対して閉塞するよう指示を送る。指示を受けた供給弁542が閉塞されることで、供給管541内へのハイドレート凍結防止剤の供給が停止する。
排出弁指示部75は、圧縮機運転調整部78から信号が送られることで、排出弁583に対して開放するよう指示を送る。指示を受けた排出弁583が開放されることで、圧縮機50の内部に残っているハイドレート凍結防止剤が第二流通弁562の上流側から排出管581に流れ込み、外部に排出される。
第一流通弁指示部72は、圧縮機運転調整部78から信号が送られることで、第一流通弁561に対して開放するよう指示を送る。指示を受けた第一流通弁561が開放されることで、気体流通部51から圧縮機50への天然ガスGの供給が開始される。第二流通弁指示部73は、圧縮機運転調整部78から信号が送られることで、第二流通弁562に対して開放するよう指示を送る。指示を受けた第二流通弁562が開放されることで、圧縮機50から圧縮気体流通部52へ流れ込む天然ガスGの流通が始まる。その結果、排出管581に流れ込まなかったハイドレート凍結防止剤と共に天然ガスGがガスパイプラインGRに送られる。
気体流通部51からの天然ガスGの供給が開始され、供給管541からのハイドレート凍結防止剤の供給が停止された状態で、排出管581からハイドレート凍結防止剤が排出される。これにより、徐々に天然ガスGも排出管581から排出され始める。排出管581を流通する流体がハイドレート凍結防止剤から天然ガスGに切り替わったことを流体情報測定部582が検出し、情報を流体情報入力部76に送る。流体情報入力部76は、排出管581を流れる流体がハイドレート凍結防止剤から天然ガスGに切り替わったとの情報に基づいて、排出弁583を閉塞するよう排出弁指示部75に信号を送る。指示を受けた排出弁583が閉塞されることで、排出管581からの天然ガスGの排出が止まる。その結果、天然ガスGは圧縮気体流通部52をガスパイプラインGRに向かって流れるのみとなる。
流体情報入力部76は、排出弁指示部75に信号を送るとともに、圧縮機運転調整部78に圧縮機50の運転を開始させるよう信号を送る。流体情報入力部76からの信号を受けた圧縮機運転調整部78は、圧縮機50を起動させる。その後、圧縮機運転調整部78は、第一入力部61や第二入力部62から入力される圧力値の情報に基づいて、圧縮機50の運転状況を監視し、バイパス弁指示部74にバイパス弁572の開度を調整する信号を送る。圧縮機運転調整部78は、バイパス弁指示部74を介してバイパス弁572の開度を調整しながら、定常運転となるまで圧縮機50の運転状態を調整する。
上記のような圧縮機システム5によれば、圧縮機50で圧縮した天然ガスGのハイドレード化を抑えるためにハイドレート凍結防止剤供給部53から圧縮気体流通部52に供給されるハイドレート凍結防止剤の一部が、供給弁542が開放されることで圧縮機50に供給される。ハイドレート凍結防止剤は、天然ガスGの凍結を防いでハイドレート化を抑制するだけでなく、親油性や親水性を有しているために、油性汚れや水性汚れを除去することができる。そのため、圧縮機50に供給されたハイドレート凍結防止剤によって圧縮機50内部に析出している堆積物を効果的に除去することができる。ハイドレート凍結防止剤供給部53から圧縮気体流通部52に供給されるハイドレート凍結防止剤の一部を利用することで、必要な量のハイドレート凍結防止剤を圧縮機50に安定して供給することができる。圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤に対して、供給管541を介して圧力変化部59によって圧力を上昇させたり下降させたりして圧力スウィングを行うことで、圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤を撹拌させることができる。そのため、ハイドレート凍結防止剤を効果的に利用して圧縮機50の内部を洗浄することができる。これらにより、圧縮機50を安定して効果的に洗浄することができる。
本実施形態の圧縮機システム5では、第一流通弁561を閉塞させて圧縮機50への天然ガスGの供給を停止させ、第二流通弁562を閉塞させた状態で排出弁583を開放させて天然ガスGが排出管581から外部に排出させている。加えて、天然ガスGが排出されて内部にほとんど残っていない状態で、圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給して圧力変化部59で圧力を変化させている。そのため、圧縮機50内部に供給されたハイドレート凍結防止剤が天然ガスGで希釈されてしまうことを抑制することができる。したがって、供給管541から供給されるハイドレート凍結防止剤を効率的に圧縮機50の洗浄に利用することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量を抑えることができる。
第一流通弁561と第二流通弁562とを閉塞させ、排出弁583も閉塞させた状態で圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給することで、圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤を排出せずに貯留させることができる。ハイドレート凍結防止剤を圧縮機50の内部に貯留した状態で、圧力変化部59で圧力を変化させることで、圧縮機50内部でハイドレート凍結防止剤を効率的に撹拌することができる。そのため、ハイドレート凍結防止剤をより効果的に利用して圧縮機50の内部を洗浄することができる。圧縮機50からハイドレート凍結防止剤を排出させずに洗浄することで、圧縮機50へのハイドレート凍結防止剤の供給量を低減して圧縮機50の洗浄を行うことができる。
制御部60が第一基準判定部64のように予め定めた条件を満たした場合に、供給管541にハイドレート凍結防止剤供給部53からハイドレート凍結防止剤を流入させて、圧縮機50に供給させている。即ち、第一基準判定部64によって圧縮機50へのハイドレート凍結防止剤の供給制御を行うことで、洗浄を必要とする状態の圧縮機50に対して限定的にハイドレート凍結防止剤を供給することができる。したがって、ハイドレート凍結防止剤を効率的に圧縮機50の洗浄に利用することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量をより抑えることができる。
制御部60では、気体流通部51の入口側特性値測定部511で測定された圧縮機50の入口側の天然ガスGの圧力値が第一入力部61に入力される。加えて制御部60では、圧縮気体流通部52の出口側特性値測定部521で測定された圧縮機50の出口側の天然ガスGの圧力値が第二入力部62に入力される、その結果、圧縮機50の入口側及び出口側での天然ガスGの圧力値をそれぞれ取得することができる。取得した圧縮機50の入口側及び出口側での天然ガスGの圧力値から差分算出部63で差分を算出して、第一基準判定部64で第一基準と比較して判定することで、圧縮機50が洗浄を必要とする状態となっているか否かを容易に推定することができる。判定結果に基づいて第一基準判定部64から供給開始指示部65に信号を送り、供給弁指示部68を介して供給弁542を開放させて、供給管541にハイドレート凍結防止剤の供給を開始させることができ、圧縮機50の洗浄を実施することができる。したがって、圧縮機50が洗浄を必要とする状態であるか否かを高い精度で判定することができ、ハイドレート凍結防止剤をより限定的に供給することができる。これにより、洗浄を必要とする圧縮機50に対して、ハイドレート凍結防止剤をより一層効率的に供給管541から供給することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量をより一層抑えることができる。
供給管541にハイドレート凍結防止剤を加熱する加熱部55が設けられていることで、高温のハイドレート凍結防止剤を圧縮機50に供給することができる。加熱されて高温となることでハイドレート凍結防止剤による堆積物への溶解度を向上させることができる。したがって、圧縮機50にたまった堆積物の溶解速度を向上させて、効果的に圧縮機50を洗浄することができる。
取得した圧縮機50の入口側及び出口側での天然ガスGの圧力値から差分算出部63で差分を算出して、第二基準判定部66で第一基準よりも大きい値に設定された第二基準と比較して判定する。これにより、再び圧縮機50が洗浄を必要とする状態となっているか否かを容易に推定することができる。そのため、例えば、第一基準を用いて判定した場合とは異なる圧縮機50の状態であるか(例えば、圧縮機50に対してより強力な洗浄が必要な状態か否か)も容易に推定することができる。判定結果に基づいて第二基準判定部66から加熱供給指示部67に信号を送り、加熱部55に加熱を開始させることで、供給管541を流れるハイドレート凍結防止剤の温度を上昇させることができる。その結果、加熱されて高温となったハイドレート凍結防止剤を圧縮機50に供給でき、圧縮機50をより効果的に洗浄することができる。したがって、圧縮機50が第一基準を用いて判定して洗浄した場合とは異なる状態であるか否かを高い精度で判定することができ、必要に応じて強力な洗浄を圧縮機50に対して実施することができる。これにより、圧縮機50が強力な洗浄を必要とする状態である場合に、加熱したハイドレート凍結防止剤を効率よく供給して、より効率的に圧縮機50を洗浄することができる。
炭化水素の部分が親油性を有し、水酸基及びエーテル基が親水性を有するモノエチレングリコールをハイドレート凍結防止剤として用いることで、圧縮機50の油性汚れと水生汚れとの両方を効果的に洗浄することができる。
上記のような海中生産システム1によれば、海底等のメンテナンスし難い位置に設置された圧縮機50であっても安定して効率的に洗浄することができる。そのため、堆積物による詰まりを抑制でき、圧縮機50によって安定して天然ガスGを船S上に送ることができる。
上記のような圧縮機50の洗浄方法によれば、圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給工程S530(供給開始工程S500)で、ハイドレート凍結防止剤供給部53から圧縮気体流通部52に供給されるハイドレート凍結防止剤の一部が、圧縮機50に供給される。即ち、新たにハイドレート凍結防止剤を用意して供給させるのではなく、ハイドレート凍結防止剤供給部53から圧縮気体流通部52に供給されるハイドレート凍結防止剤の一部を利用する。これにより、必要な量のハイドレート凍結防止剤を圧縮機50に安定して供給することができる。
気体排出工程S450で、第一流通弁561を閉塞して圧縮機50への天然ガスGの供給を停止し、第二流通弁562を閉塞した状態で排出弁583を開放して天然ガスGを排出管581から外部に排出している。そのため、圧力変化工程S550では、天然ガスGが排出されて内部にほとんど残っていない状態で、圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤に対して、供給管541を介して圧力変化部59によって圧力を上昇させたり下降させたりして圧力スウィングを行うことができる。したがって、圧縮機50内部に供給されたハイドレート凍結防止剤が天然ガスGで希釈されてしまうことを抑制して、圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤を撹拌させることができる。その結果、ハイドレート凍結防止剤を効果的かつ効率的に利用して圧縮機50の内部を洗浄することができる。これにより、供給管541から供給されるハイドレート凍結防止剤を効率的に圧縮機50の洗浄に利用することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量を抑えながら、圧縮機50を安定して効果的に洗浄することができる。
貯留工程S430で、第一流通弁561と第二流通弁562とを閉塞させ、排出弁583も閉塞させた状態で圧縮機50にハイドレート凍結防止剤を供給する。これにより、圧縮機50内部のハイドレート凍結防止剤を排出せずに貯留させることができる。ハイドレート凍結防止剤を圧縮機50の内部に貯留した状態で、圧力変化部59で圧力を変化させることで、圧縮機50内部でハイドレート凍結防止剤を効率的に撹拌することができる。そのため、ハイドレート凍結防止剤をより効果的に利用して圧縮機50の内部を洗浄することができる。圧縮機50からハイドレート凍結防止剤を排出させずに洗浄することで、圧縮機50へのハイドレート凍結防止剤の供給量を低減して圧縮機50の洗浄を行うことができる。
特性値取得工程S100で取得した圧縮機50の入口側及び出口側での天然ガスGの圧力値から差分算出工程S200で差分を算出して、ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300で圧縮機50にハイドレート凍結防止剤が供給されているか否かを判定している、その後、第一基準判定工程S400で第一基準と比較して判定することで、圧縮機50が洗浄を必要とする状態となっているか否かを容易に推定することができる。判定結果に基づいて供給開始工程S500で供給弁542を開放させて、供給管541にハイドレート凍結防止剤の供給を開始させることができる。その結果、圧縮機50へのハイドレート凍結防止剤の供給を開始させることができ、圧縮機50の洗浄を実施することができる。したがって、圧縮機50が洗浄を必要とする状態であるか否かを高い精度で判定することができ、ハイドレート凍結防止剤をより限定的に供給することができる。これにより、洗浄を必要とする圧縮機50に対して、供給管541から供給されるハイドレート凍結防止剤をより効率的に供給することができ、ハイドレート凍結防止剤の供給量をより抑えることができる。
ハイドレート凍結防止剤供給判定工程S300で圧縮機50にハイドレート凍結防止剤が供給されているか否かを判定した後に、判定結果に基づいて、第一基準判定工程S400か第二基準判定工程S600を実施する。これにより、圧縮機50の洗浄状態を推定することができる。そのため、圧縮機50の洗浄状態に合わせて、より一層効率的に圧縮機50を洗浄することができる。
特性値取得工程S100で取得した圧縮機50の入口側及び出口側での天然ガスGの圧力値から差分算出工程S200で差分を算出して、第二基準判定工程S600で第一基準よりも大きい値に設定された第二基準と比較して判定する。これにより、再び圧縮機50が洗浄を必要とする状態となっているか否かを容易に推定することができる。そのため、例えば、第一基準を用いて判定した場合とは異なる圧縮機50の状態であるか(例えば、圧縮機50に対してより強力な洗浄が必要な状態か否か)も容易に推定することができる。判定結果に基づいて加熱供給工程S700で加熱部55に加熱を開始させることで、供給管541を流れるハイドレート凍結防止剤の温度を上昇させることができる。その結果、加熱されて高温となったハイドレート凍結防止剤を圧縮機50に供給させることができ、圧縮機50をより効果的に洗浄を実施することができる。したがって、圧縮機50が第一基準を用いて判定して洗浄した場合とは異なる状態であるか否かを高い精度で判定することができ、必要に応じて強力な洗浄を圧縮機50に対して実施することができる。これにより、圧縮機50が強力な洗浄を必要とする状態である場合に、加熱したハイドレート凍結防止剤を効率よく供給して、より効率的に圧縮機50を洗浄することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
なお、気体の特性値は、本実施形態のように気体の圧力値に限定されるものでなく、圧縮機で圧縮される前後において状態の差が生じるような値であればよい。例えば、気体の特性値は、気体の温度を測定した値や気体の流量を測定した値でもよく、圧縮機50の効率を算出した値であってもよい。
第一基準や第二基準を満たしているか判定する際には、本実施形態のように、一回の判定結果に基づいてハイドレート凍結防止剤の供給等を実施するのでなく、複数回にわたって第一基準や第二基準を満たしているか判定するような構成としてもよい。このような構成とすることで、圧縮機50の汚れ具合をより高い精度で推定することができる。
上記圧縮機システムによれば、圧縮された気体が流通する圧縮気体流通部に供給されるハイドレート凍結防止剤の一部を圧縮機内に供給して圧力を変化させることで、圧縮機を効率的に洗浄することができる。
1 海中生産システム
S 船
F 油ガス田
W 生産井
PF 生産流体
M マニホールド
FL フローライン
R ライザー
GR ガスパイプライン
OR オイルパイプライン
AR ハイドレート凍結防止剤用パイプライン
AL アンビリカルライン
SM サブシーモジュール
2 メイン熱交換器
3 セパレータ
4 ポンプシステム
41 ポンプ
42 液体流通部
43 圧縮液体流通部
5 圧縮機システム
50 圧縮機
51 気体流通部
511 入口側特性値測定部
52 圧縮気体流通部
521 出口側特性値測定部
53 ハイドレート凍結防止剤供給部
54 圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部
541 供給管
542 供給弁
55 加熱部
56 貯留部
561 第一流通弁
562 第二流通弁
57 バイパス供給弁
571 バイパス管
572 バイパス弁
58 気体排出部
581 排出管
582 流体情報測定部
583 排出弁
59 圧力変化部
60 制御部
61 第一入力部
62 第二入力部
63 差分算出部
64 第一基準判定部
65 供給開始指示部
66 第二基準判定部
67 加熱供給指示部
68 供給弁指示部
70 洗浄終了指示部
71 貯留排出指示部
72 第一流通弁指示部
73 第二流通弁指示部
74 バイパス弁指示部
75 排出弁指示部
76 流体情報入力部
77 圧力変化指示部
78 圧縮機運転調整部
S10 圧縮機停止工程
S100 特性値取得工程
S200 差分算出工程
S300 ハイドレート凍結防止剤供給判定工程
S400 第一基準判定工程
S430 貯留工程
S450 気体排出工程
S550 圧力変化工程
S500 供給開始工程
S530 圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給工程
S600 第二基準判定工程
S700 加熱供給工程
S 船
F 油ガス田
W 生産井
PF 生産流体
M マニホールド
FL フローライン
R ライザー
GR ガスパイプライン
OR オイルパイプライン
AR ハイドレート凍結防止剤用パイプライン
AL アンビリカルライン
SM サブシーモジュール
2 メイン熱交換器
3 セパレータ
4 ポンプシステム
41 ポンプ
42 液体流通部
43 圧縮液体流通部
5 圧縮機システム
50 圧縮機
51 気体流通部
511 入口側特性値測定部
52 圧縮気体流通部
521 出口側特性値測定部
53 ハイドレート凍結防止剤供給部
54 圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部
541 供給管
542 供給弁
55 加熱部
56 貯留部
561 第一流通弁
562 第二流通弁
57 バイパス供給弁
571 バイパス管
572 バイパス弁
58 気体排出部
581 排出管
582 流体情報測定部
583 排出弁
59 圧力変化部
60 制御部
61 第一入力部
62 第二入力部
63 差分算出部
64 第一基準判定部
65 供給開始指示部
66 第二基準判定部
67 加熱供給指示部
68 供給弁指示部
70 洗浄終了指示部
71 貯留排出指示部
72 第一流通弁指示部
73 第二流通弁指示部
74 バイパス弁指示部
75 排出弁指示部
76 流体情報入力部
77 圧力変化指示部
78 圧縮機運転調整部
S10 圧縮機停止工程
S100 特性値取得工程
S200 差分算出工程
S300 ハイドレート凍結防止剤供給判定工程
S400 第一基準判定工程
S430 貯留工程
S450 気体排出工程
S550 圧力変化工程
S500 供給開始工程
S530 圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給工程
S600 第二基準判定工程
S700 加熱供給工程
Claims (12)
- 気体を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された気体が流通する圧縮気体流通部と、
前記気体のハイドレート化を抑えるハイドレート凍結防止剤を前記圧縮気体流通部に供給するハイドレート凍結防止剤供給部と、
前記ハイドレート凍結防止剤供給部で供給する前記ハイドレート凍結防止剤の一部を前記圧縮機に供給する圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部と、
前記圧縮機内部の前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる圧力変化部と、を備える圧縮機システム。 - 前記圧縮機内部の前記気体を排出する気体排出部を備え、
前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部は、前記気体排出部によって前記気体が排出された前記圧縮機に、前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機に供給する請求項1に記載の圧縮機システム。 - 前記圧縮機内に前記ハイドレート凍結防止剤を貯留する貯留部を備え、
前記圧力変化部は、前記貯留部によって貯留された前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる請求項1または請求項2に記載の圧縮機システム。 - 予め定めた条件を満たした場合に、前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部に対して、前記圧縮機への前記ハイドレート凍結防止剤の供給を開始させる供給制御を行う制御部を備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の圧縮機システム。
- 前記制御部は、
前記圧縮機の入口側と、前記圧縮機の出口側との前記気体の特性値の差分が、予め定めた第一基準を満たしているか否かを判定する第一基準判定部と、
前記第一基準判定部で前記第一基準を満たしていると判定した場合に、前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部に対して、前記圧縮機への前記ハイドレート凍結防止剤の供給を開始させる指示を送る供給開始指示部とを有する請求項4に記載の圧縮機システム。 - 前記ハイドレート凍結防止剤を加熱する加熱部を備え、
前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部は、前記加熱部によって加熱された前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機に供給する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の圧縮機システム。 - 前記ハイドレート凍結防止剤を加熱する加熱部を備え、
前記制御部は、
前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機への供給を開始させた後に、前記圧縮機の入口側と、前記圧縮機の出口側との前記気体の特性値の差分が、予め定めた第二基準を満たしているか否かを判定する第二基準判定部と、
前記第二基準判定部で前記第二基準を満たしていると判定した場合に、前記圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給部に対して、前記加熱部によって加熱された前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機に供給させるよう指示を送る加熱供給指示部とを有する請求項5に記載の圧縮機システム。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の圧縮機システムと、
生産井から汲み上げた生産流体を前記気体と液体とに分離させ、前記圧縮機に供給するセパレータとを備える海中生産システム。 - 気体を圧縮する圧縮機を洗浄する圧縮機の洗浄方法であって、
前記圧縮機内部の前記気体を排出する気体排出工程と、
前記圧縮機で圧縮された気体が流通する圧縮気体流通部に供給される前記気体のハイドレート化を抑えるハイドレート凍結防止剤の一部を、前記気体排出工程によって前記気体が排出された前記圧縮機に供給する圧縮機ハイドレート凍結防止剤供給工程と、
前記圧縮機内の前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる圧力変化工程とを含む圧縮機の洗浄方法。 - 前記圧縮機内に前記ハイドレート凍結防止剤を貯留する貯留工程を含み、
前記圧力変化工程は、前記貯留工程によって貯留された前記ハイドレート凍結防止剤の圧力を変化させる請求項9に記載の圧縮機の洗浄方法。 - 前記圧縮機の入口側と、前記圧縮機の出口側との前記気体の特性値の差分が、予め定めた第一基準を満たしているか否かを判定する第一基準判定工程と、
前記第一基準判定工程で前記第一基準を満たしていると判定した場合に、前記圧縮機に対して、前記ハイドレート凍結防止剤の供給を開始する供給開始工程と、を含む請求項9または請求項10に記載の圧縮機の洗浄方法。 - 前記ハイドレート凍結防止剤の前記圧縮機への供給を開始させた後に、前記圧縮機の入口側と、前記圧縮機の出口側との前記気体の特性値の差分が、予め定めた第二基準を満たしているか否かを判定する第二基準判定工程と、
前記第二基準判定工程で前記第二基準を満たしていると判定した場合に、加熱された前記ハイドレート凍結防止剤を前記圧縮機に供給する加熱供給工程とを含む請求項11に記載の圧縮機の洗浄方法。
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EP15821707.5A EP3156586A4 (en) | 2014-07-18 | 2015-01-21 | Compressor system, subsea production system provided therewith, and compressor cleaning method |
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JP2014147604A JP2016023452A (ja) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | 圧縮機システム、これを備える海中生産システム、及び圧縮機の洗浄方法 |
JP2014-147604 | 2014-07-18 |
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Cited By (1)
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US20220097104A1 (en) * | 2017-01-17 | 2022-03-31 | Equinor Energy As | Gas Compressor Cleaning |
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- 2015-01-21 US US15/326,939 patent/US20170211594A1/en not_active Abandoned
- 2015-01-21 WO PCT/JP2015/051547 patent/WO2016009659A1/ja active Application Filing
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