NO20141344A1 - System for enabling cold well flow of wax and hydrate-exposed hydrocarbon fluid - Google Patents
System for enabling cold well flow of wax and hydrate-exposed hydrocarbon fluid Download PDFInfo
- Publication number
- NO20141344A1 NO20141344A1 NO20141344A NO20141344A NO20141344A1 NO 20141344 A1 NO20141344 A1 NO 20141344A1 NO 20141344 A NO20141344 A NO 20141344A NO 20141344 A NO20141344 A NO 20141344A NO 20141344 A1 NO20141344 A1 NO 20141344A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- motor
- fluid
- cooling
- cooling cylinder
- scraper
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 42
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims description 23
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 23
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 67
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 25
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 22
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 10
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 10
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000002803 maceration Methods 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
- F17D3/16—Arrangements for supervising or controlling working operations for eliminating particles in suspension
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
- E21B37/02—Scrapers specially adapted therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
- F17D1/082—Pipe-line systems for liquids or viscous products for cold fluids, e.g. liquefied gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
- F17D1/088—Pipe-line systems for liquids or viscous products for solids or suspensions of solids in liquids, e.g. slurries
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
- F17D1/16—Facilitating the conveyance of liquids or effecting the conveyance of viscous products by modification of their viscosity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
System for å muliggjøre kald brønnstrøm av voks- og hydratutsatt hydrokarbonfluid System to enable cold well flow of wax and hydrate exposed hydrocarbon fluid
Oppfinnelsens område Field of the invention
Foreliggende oppfinnelse vedrører et system som er innrettet til å sikre stabil transport av voks- og hydratutsatt rå hydrokarbonfluid i undersjøiske rørledninger under trykk-og/eller temperatur betingelser for dannelse av voks og hydrater som vanligvis betegnes som kald brønnstrøm. Nærmere bestemt vedrører foreliggende oppfinnelse et system konstruert for å muliggjøre kald brønnstrøm av voks- og hydratutsatt hydrokarbonfluid ved utfelling og desintegrering av faststoffer. The present invention relates to a system which is designed to ensure stable transport of wax and hydrate exposed raw hydrocarbon fluid in submarine pipelines under pressure and/or temperature conditions for the formation of wax and hydrates which are usually referred to as cold well flow. More specifically, the present invention relates to a system designed to enable cold well flow of wax- and hydrate-exposed hydrocarbon fluid by precipitation and disintegration of solids.
Bakgrunn for oppfinnelsen og tidligere kjent teknikk Background to the invention and prior art
Føring av hydrokarbonbrønnfluid gjennom undersjøiske rørledninger over lange avstander hvor temperaturen i fluidet faller under temperaturer der størkning av voks eller hydrater kan forventes, innebærer særlige problemer med utfelling og avsetning av faststoff i fluidmassen eller på rørledningsvegger, noe som til slutt kan føre til tilstopping og struping av rørledningen. Passing hydrocarbon well fluid through subsea pipelines over long distances where the temperature of the fluid falls below temperatures where solidification of waxes or hydrates can be expected involves special problems with precipitation and deposition of solids in the fluid mass or on pipeline walls, which can eventually lead to clogging and throttling of the pipeline.
En velkjent og meget brukt fremgangsmåte for å unngå struping av en rørledning under stilstander for kald brønnstrøm medfører frigjøring av faststoffavsetninger fra rørlednings-veggen ved hjelp av en plugg som blir sendt inn i rørledningen for å bli ført med brønnfluidet, en fremgangsmåte som vanligvis blir kalt «pigging». Plugger eller «pigs» blir ofte sendt inn i rørledningen i en oppstrøms ende av en strømningsseksjon for kald brønnstrøm og fjernet fra rørledningen i en nedstrøms posisjon, slik f.eks. ved overflateplattformen. Pigging krever undersjøiske installasjoner i form av plugg-lager, manifolder og ventiler for å utsende og fjerne plugger fra rørledningen. A well-known and widely used method to avoid throttling of a pipeline during conditions of cold well flow entails the release of solid deposits from the pipeline wall by means of a plug which is sent into the pipeline to be carried with the well fluid, a method which is usually called "pigging". Plugs or "pigs" are often sent into the pipeline at an upstream end of a flow section for cold well flow and removed from the pipeline at a downstream position, such as at the surface platform. Plugging requires subsea installations in the form of plug storage, manifolds and valves to deploy and remove plugs from the pipeline.
Det er også en kjent teknikk, se f.eks. US 8,256,519 B2, å tillate tilstander for kaldbrønnstrøm ved maserasjon av faststoffer som er blitt avsatt eller kan avsettes i en oppstrøms posisjon, og på denne måten danne et slurry som blir sendt inn i rørledningen og transportert gjennom strømningsseksjonen for kald brønnstrøm. It is also a known technique, see e.g. US 8,256,519 B2, to allow cold well flow conditions by maceration of solids that have been deposited or may be deposited in an upstream position, thus forming a slurry which is sent into the pipeline and transported through the cold well flow flow section.
Sammenfatning av oppfinnelsen Summary of the Invention
Et mål med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe et alternativt system for utfelling av faststoffer i et hydrokarbonbrønnfluid, og for suksessiv desintegrering eller maserering av de slik dannede faststoffene for videre transport med brønnfluid i en rørledning ved tilstander for kald brønnstrøm. An aim of the present invention is to provide an alternative system for precipitation of solids in a hydrocarbon well fluid, and for successive disintegration or maceration of the thus formed solids for further transport with well fluid in a pipeline in conditions of cold well flow.
Et annet mål med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe et system for utfelling og desintegrering av hydrokarbonfast-stoffer som tillater kald brønnstrøm gjennom en strukturmessig enkel konstruksjon som er pålitelig i drift. Another aim of the present invention is to provide a system for precipitation and disintegration of hydrocarbon solids which allows cold well flow through a structurally simple construction which is reliable in operation.
Enda et annet mål med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe et system for utfelling og desintegrering av hydrokarbonfast-stoffer i modulær konstruksjon som er lett å skalere opp eller ned. Yet another aim of the present invention is to provide a system for precipitation and disintegration of hydrocarbon solids in modular construction which is easy to scale up or down.
Enda et annet mål med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe et system for utfelling og desintegrering av hydrokarbon-faststoffer i en kompakt konstruksjon og med gode kontrollmuligheter. Yet another aim of the present invention is to provide a system for precipitation and disintegration of hydrocarbon solids in a compact construction and with good control possibilities.
Ett eller flere av disse målene vil være oppfylt i et system for å muliggjøre kald brønnstrøm av voks- og hydratutsatt hydrokarbonfluid, der systemet omfatter følgende: en kjølesylinder med tilstrekkelig lengde for å tillate faststoffer å felle ut og avsettes på innsiden av kjølesylinderen mens hydrokarbonfluid passerer gjennom kj ølesylinderen, • en roterbar skraper som strekker seg gjennom kjølesylinderen, der den roterende skraperen er i stand til å frigjøre biter av faststoff fra avsetningene på innsiden av kjølesylinderen, • der skraperen blir drevet til å rotere av en elektromotor som er installert i fluidstrømmen og som har en åpen rotor som tillater gjennomstrømning av fluid. One or more of these objectives will be met in a system to enable cold well flow of wax and hydrate exposed hydrocarbon fluid, where the system includes the following: a cooling cylinder of sufficient length to allow solids to precipitate and deposit on the inside of the cooling cylinder as hydrocarbon fluid passes through the cooling cylinder, • a rotatable scraper extending through the cooling cylinder, where the rotating scraper is able to release pieces of solids from the deposits on the inside of the cooling cylinder, • where the scraper is driven to rotate by an electric motor which is installed in the fluid stream and which has an open rotor which allows fluid to flow through.
Implementering av en motor med en gjennomstrømningsrotor gir Implementation of a motor with a flow-through rotor provides
valgfrihet i forhold til installasjon av motoren og skraperen. Motoren kan da være drivmessig koblet til enten oppstrøms ende eller til nedstrøms ende av skraperen. Motoren kan alternativt være satt inn mellom to suksessive skraperlengder. Plassering av motoren i innløpet til kjølesylinderen kan være fordelaktig, ved at rotoren i denne utførelsen unngår å bli truffet av faststoffbiter i bulkstrømmen eller å bli løsnet fra sylinderveggen av den roterende skraperen. freedom of choice in relation to the installation of the engine and the scraper. The motor can then be drive connected to either the upstream end or the downstream end of the scraper. The motor can alternatively be inserted between two successive scraper lengths. Placing the motor in the inlet of the cooling cylinder can be advantageous, in that the rotor in this design avoids being struck by solid particles in the bulk flow or being detached from the cylinder wall by the rotating scraper.
Motoren kan være utført som en permanentmagnet(PM)-motor idet permanentmagneter er montert i omkretsen av en åpen rotor med radielle blad, mens elektromagneter og statorviklinger er montert på en kapsling som omslutter den åpne rotoren. Permanentmagnetene kan være innrettet på et sirkulært ringelement koblet til ytterendene av rotorskovlene på et PM-motortrinn f.eks., eller permanentmagnetene kan være montert i endene av rotorskovlene. I begge tilfeller er rotorakselen drivmessig koblet til skraperakselen, direkte eller indirekte via girkasse eller annen overføring. The motor can be designed as a permanent magnet (PM) motor in that permanent magnets are mounted in the circumference of an open rotor with radial blades, while electromagnets and stator windings are mounted on a casing that encloses the open rotor. The permanent magnets can be arranged on a circular ring element connected to the outer ends of the rotor blades on a PM motor stage for example, or the permanent magnets can be mounted at the ends of the rotor blades. In both cases, the rotor shaft is drive-connected to the scraper shaft, directly or indirectly via a gearbox or other transmission.
Utførelser av oppfinnelsen omfatter en PM-motor med en rotor med radielle blad, idet rotorskovlene har en stigningsvinkel (pitch angle) slik at de overfører motorkraft til fluidet i f.eks. en pumpe- eller trykkøkningsimplementering, eller i en blanderimplementering, idet den gjennomstrømmede rotoren opererer som skovlhjul i en strømningspumpe/aksialstrømnings-pumpe. Embodiments of the invention include a PM motor with a rotor with radial blades, the rotor blades having a pitch angle so that they transfer motor power to the fluid in e.g. a pump or booster implementation, or in a mixer implementation, with the flow-through rotor operating as an impeller in a flow pump/axial flow pump.
Utførelser av oppfinnelsen omfatter videre to eller flere PM-motorer med gjennomstrømningsrotor, innkoblet i en aksielt stablet motorsammenstilling. Embodiments of the invention further include two or more PM motors with flow-through rotors, connected in an axially stacked motor assembly.
Skraperen er utført i form av en skrue med et radielt blad som løper helisk rundt en senterakse. En ikke-drevet ende av skraperen kan være opplagret for rotasjon i et lagerhus, med et ringformet gjennomløp for gjennomstrømning av fluid og faststoff. The scraper is made in the form of a screw with a radial blade that runs helically around a central axis. A non-driven end of the scraper may be stored for rotation in a bearing housing, with an annular passage for the flow of fluid and solids.
Sylinderen der utfelling foregår kan være avkjølt ved naturlig konveksjon. For dette formålet kan sylinderen være utformet med kjøleflenser på utsiden, som øker kontaktflaten for varmeoverføring til omgivende sjøvann. The cylinder where precipitation takes place can be cooled by natural convection. For this purpose, the cylinder can be designed with cooling flanges on the outside, which increase the contact surface for heat transfer to the surrounding seawater.
Sylinderen kan alternativt ha et system med tvungen konveksjon ved at havvann blir satt i bevegelse rundt kjølesylinderen, eller ved at havvann eller annet kjølemedium blir tvunget gjennom en kjølekappe som omgir sylinderen. The cylinder can alternatively have a system with forced convection by seawater being set in motion around the cooling cylinder, or by seawater or other cooling medium being forced through a cooling jacket that surrounds the cylinder.
Alternativt eller i tillegg til ovenstående kan kjøling være assistert ved injisering av komprimert gass, fortrinnsvis fra produksjon, inn i fluidet i kjølesylinderen, for på denne måten å forsterke utfellingen ved ekspansjonsindusert kjøling som utnytter Joule-Thompson-effekten. Alternatively or in addition to the above, cooling can be assisted by injecting compressed gas, preferably from production, into the fluid in the cooling cylinder, in this way to enhance precipitation by expansion-induced cooling that utilizes the Joule-Thompson effect.
Kjølesylinderen kan være innrettet nedstrøms for en passiv eller aktiv blander, idet fluidet blir homogenisert ved å blande de forskjellige fasene av et flerfasefluid fra en undersjøisk hydrokarbonbrønn. The cooling cylinder can be arranged downstream of a passive or active mixer, the fluid being homogenized by mixing the different phases of a multiphase fluid from a subsea hydrocarbon well.
En blander for dette formålet kan være basert på samme motorkonstruksjon som PM-motoren som driver skraperen. A mixer for this purpose can be based on the same motor design as the PM motor that drives the scraper.
Kjølesylinderen kan være innrettet oppstrøms for en malingsenhet der faststoffer i fluidet fra kjølesylinderen blir maserert til finere materie eller til slurry for videre transport under betingelser for kald brønnstrøm. The cooling cylinder can be arranged upstream of a grinding unit where solids in the fluid from the cooling cylinder are macerated into finer matter or into slurry for further transport under conditions of cold well flow.
En malingsenhet for dette formålet kan være basert på samme motorkonstruksjon som PM-motoren som driver skraperen. A paint unit for this purpose may be based on the same motor design as the PM motor that drives the scraper.
Blanderen og/eller malingsenheten kan være innrettet som en stablet motorsammenstilling der to eller flere suksessive rotorer blir kjørt i samme rotasjonsretning eller kontraroterende. The mixer and/or the paint unit can be arranged as a stacked motor assembly where two or more successive rotors are driven in the same direction of rotation or counter-rotating.
Kapasiteten av det foreliggende systemet for utfelling av faststoffer og desintegrering kan bli tilpasset til kravene på forskjellige måter: ved å innrette kjølesylindere i seriell eller parallell utvidelse av systemet, og/eller ved å øke lengde og diameter av kjølesylinderen. The capacity of the present system for precipitation of solids and disintegration can be adapted to the requirements in different ways: by arranging cooling cylinders in serial or parallel expansion of the system, and/or by increasing the length and diameter of the cooling cylinder.
Dersom det passer, kan systemet i henhold til foreliggende oppfinnelse brukes i et pluggsystem. Ved en slik bruk av systemet blir et kammer for å utforme hydrokarbonbaserte plugger koblet til utløpsenden av kjølesylinderen, slik at faststoff som er løsnet fra sylinderveggen og i bulkfluidet kan bli presset inn i pluggutformingskammeret av den roterbare skraperen. Pluggen kan bli sendt ut fra pluggutformingskammeret via en pluggutsendingsventil som kan frigjøre pluggen så den kan følge med brønnfluid gjennom kaldbrønnstrømseksjonen av rørledningen. Hydrokarbonpluggen kan på denne måten funksjonere som en kunstig plugg. If suitable, the system according to the present invention can be used in a plug system. In such use of the system, a chamber for forming hydrocarbon-based plugs is connected to the discharge end of the cooling cylinder, so that solids dislodged from the cylinder wall and in the bulk fluid can be forced into the plug forming chamber by the rotatable scraper. The plug may be ejected from the plug formation chamber via a plug ejection valve which may release the plug so that it may follow well fluid through the cold well flow section of the pipeline. In this way, the hydrocarbon plug can function as an artificial plug.
Kort beskrivelse av tegningsfigurene Brief description of the drawing figures
De aspekter ved oppfinnelsen som er gjennomgått ovenfor vil nå bli forklart med henvisning til de vedlagte skjematiske tegningsfigurene. Tegningene viser som følger: Figur 1 illustrerer et utfellingskammer i et system for å muliggjøre kald brønnstrøm gjennom en undersjøisk rørledning i henhold til foreliggende oppfinnelse, Figur 2 illustrerer i et lengdesnitt utfellingskammeret på figur 1 og tilknyttede enheter som kan utgjøre en del av systemet, Figur 3 illustrerer et utvidet system som omfatter flere utfellingskamre innrettet i serie, Figur 4 illustrerer et utvidet system som omfatter flere utfellingskamre innrettet i parallell, Figur 5 viser systemet innrettet for ekspansjonsindusert kjøling, og Figur 6 viser systemet tilpasset for produksjon av hydrokarbonplugger for piggingsformål. The aspects of the invention which have been reviewed above will now be explained with reference to the attached schematic drawings. The drawings show as follows: Figure 1 illustrates a precipitation chamber in a system for enabling cold well flow through a submarine pipeline according to the present invention, Figure 2 illustrates in a longitudinal section the precipitation chamber in Figure 1 and associated units that may form part of the system, Figure 3 illustrates an extended system comprising several precipitation chambers arranged in series, Figure 4 illustrates an extended system comprising several precipitation chambers arranged in parallel, Figure 5 shows the system arranged for expansion-induced cooling, and Figure 6 shows the system adapted for the production of hydrocarbon plugs for spike purposes.
Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser Detailed description of preferred designs
Figur 1 viser et system 1 for utfelling og desintegrering av faststoffer i en strøm F av hydrokarbonbrønnfluid, der systemet omfatter et utfellingskammer definert mellom innløpsende og nedstrøms ende av en gjennomstrømningssylinder 2, en kjøleinnretning 3 på utsiden av sylinderen, en roterbar skraper 4 som strekker seg gjennom sylinderen, der skraperen 4 har en diameter som er litt mindre enn indre omkrets i sylinderen, en motor 5 som er drivmessig koblet til skraperen, samt et lagerfundament 6 som bærer en opplagring av skraperen i en ikke-drevet ende av denne. Figure 1 shows a system 1 for precipitation and disintegration of solids in a stream F of hydrocarbon well fluid, where the system comprises a precipitation chamber defined between the inlet end and the downstream end of a flow-through cylinder 2, a cooling device 3 on the outside of the cylinder, a rotatable scraper 4 which extends through the cylinder, where the scraper 4 has a diameter which is slightly smaller than the inner circumference of the cylinder, a motor 5 which is drive-wise connected to the scraper, as well as a bearing foundation 6 which carries a storage of the scraper at a non-driven end of it.
Som vist i større skala på figur 2, danner sammenstillingen et utfellingskammer der råfluid som er utsatt for voks og hydrater blir utsatt for trykk- og/eller temperaturbetingelser for dannelse av voks og hydrater under gjennomløp gjennom kjølesylinderen 2. De størknede produktene, se henvisning S, som avsettes på inneromkretsen i sylinderen, blir suksessivt løsnet mekanisk fra sylinderveggen 7 ved den roterende virkningen av skraperen, og skraperen driver suksessivt bitene av faststoff mot nedstrøms ende av kjølesylinderen. As shown on a larger scale in Figure 2, the assembly forms a precipitation chamber where crude fluid exposed to wax and hydrates is exposed to pressure and/or temperature conditions for the formation of wax and hydrates during passage through the cooling cylinder 2. The solidified products, see reference S , which is deposited on the inner circumference of the cylinder, is successively detached mechanically from the cylinder wall 7 by the rotary action of the scraper, and the scraper successively drives the pieces of solid towards the downstream end of the cooling cylinder.
For å sikre utfelling trenger kjølesylinderen 2 tilstrekkelig strømningslengde og kjølekapasitet for å redusere fluid-temperåturen til påkrevd nivå. Det kan være nødvendig å ta med en rekke prosessparametre i beregningen, slik som innløpstrykk eller -temperatur i fluidet, kjølemetode med hensyn til aktiv eller passiv kjøling eller begge deler, omgivende havvannstemperatur og undervannstrømmer f. eks. Fordi driftsforholdene endrer seg fra én applikasjon til en annen, inneholder beskrivelsen ingen råd når det gjelder lengde og diameter av kjølesylinderen. Imidlertid gir beskrivelsen, som det fremgår av følgende, eksempler på konstruksjoner som kan nyttes for å oppnå tilstrekkelig lengde av avkjølt strømning gjennom kjølesylinderen. To ensure precipitation, the cooling cylinder 2 needs sufficient flow length and cooling capacity to reduce the fluid temperature to the required level. It may be necessary to include a number of process parameters in the calculation, such as inlet pressure or temperature in the fluid, cooling method with regard to active or passive cooling or both, ambient seawater temperature and underwater currents, e.g. Because the operating conditions change from one application to another, the description does not contain any advice regarding the length and diameter of the cooling cylinder. However, the description, as appears from the following, gives examples of constructions that can be used to achieve a sufficient length of cooled flow through the cooling cylinder.
For eksempel kan kjøling av sylinderen oppnås på ulike måter. I utførelsen på figur 2 blir kjøling oppnådd ved sirkulering av kjølemedium i en rørlengde 8 som løper i spiral rundt sylinderen. Rør for sirkulasjon av kjølemedium kan alternativt være innrettet til å løpe langsetter eller parallelt på utsiden av sylinderen 2. Rør for kjølemedium kan være installert i en kjølekappe 9. Alternativt kan havvann bli ledet gjennom en slik kjølekappe for å gi kjøling ved tvungen varmekonveksjon. Tvungen varmekonveksjon kan alternativt oppnås ved å skape bevegelse i havvannet som omgir sylinderen. Passiv varmekonveksjon kan oppnås ved å innrette flenser eller finner på den ytre periferin av sylinderen for å øke kontaktflaten med det omgivende sjøvannet. Dersom det passer, kan tiltak for passiv og aktiv kjøling i kombinasjon påføres kjølesylinderen 2. For example, cooling of the cylinder can be achieved in various ways. In the embodiment in Figure 2, cooling is achieved by circulating cooling medium in a length of pipe 8 which runs in a spiral around the cylinder. Pipes for circulation of cooling medium can alternatively be arranged to run longitudinally or parallel to the outside of the cylinder 2. Pipes for cooling medium can be installed in a cooling jacket 9. Alternatively, seawater can be led through such a cooling jacket to provide cooling by forced heat convection. Forced heat convection can alternatively be achieved by creating movement in the seawater surrounding the cylinder. Passive heat convection can be achieved by fitting flanges or fins on the outer periphery of the cylinder to increase the contact surface with the surrounding seawater. If appropriate, measures for passive and active cooling in combination can be applied to cooling cylinder 2.
Utfelling kan styrkes ytterligere ved å injisere produsert gass G som fortrinnsvis er komprimert i en gasskompressor 10 før innføring i fluidet inne i sylinderen 2, som angitt med pilene på figur 5. Precipitation can be further enhanced by injecting produced gas G which is preferably compressed in a gas compressor 10 before introduction into the fluid inside the cylinder 2, as indicated by the arrows in figure 5.
Med henvisning igjen til figur 2 omfatter skraperen 4 et radielt blad 11 som løper i spiral rundt en senterakse 12 og danner en helisk skrue. Nedstrøms ende av skraperen er montert for rotasjon i et lager 13. Oppstrøms ende av skraperen er drivmessig forbundet med motoren 5, slik som det blir forklart nærmere nedenfor. With reference again to figure 2, the scraper 4 comprises a radial blade 11 which runs in a spiral around a central axis 12 and forms a helical screw. The downstream end of the scraper is mounted for rotation in a bearing 13. The upstream end of the scraper is drive-connected to the motor 5, as will be explained in more detail below.
I utførelsen på figur 2 er motoren 5 en permanentmagnetmotor som inneholder permanentmagneter 14 montert på en rotor 15. Elektromagnetene 16 og tilknyttede statorviklinger er innrettet på en kapsling som omslutter rotoren. Nærmere bestemt er permanentmagnetene 14 montert i ytterendene på et sett rotorblad eller rotorskovler 17 som strekker seg radielt fra en sentral aksel/rotoraksel 18. Rotoraksel 18 og rotorskovler 17 danner et skovlhjul som har en ringformet åpning gjennom motoren 5. Rotorakselen 18 er drivmessig koblet til skraperakselen 12. In the embodiment in Figure 2, the motor 5 is a permanent magnet motor which contains permanent magnets 14 mounted on a rotor 15. The electromagnets 16 and associated stator windings are arranged on an enclosure which encloses the rotor. More specifically, the permanent magnets 14 are mounted at the outer ends of a set of rotor blades or rotor blades 17 which extend radially from a central shaft/rotor shaft 18. The rotor shaft 18 and rotor blades 17 form a paddle wheel which has an annular opening through the motor 5. The rotor shaft 18 is drive-connected to scraper shaft 12.
Strømmen av brønnfluid gjennom denne delen av systemet følger et rettlinjet, ringformet strømningsløp gjennom motor, kjølesylinder og lagerfundament. Det presiseres at overgang mellom ringformet strømning og rørledningsstrømning åpenbart krever tilsvarende manifolder eller andre strømningsoverføringsinnretninger for å forbinde systemet til import- og eksportrørledninger som er koblet til systemet i oppstrøms og nedstrøms ende. The flow of well fluid through this part of the system follows a rectilinear, annular flow path through the motor, cooling cylinder and bearing foundation. It is clarified that transition between annular flow and pipeline flow obviously requires corresponding manifolds or other flow transfer devices to connect the system to import and export pipelines connected to the system at the upstream and downstream ends.
Motoren 5, kjølesylinderen 2 med skraperen 4 og lageret 13 danner til sammen en sentral enhet i systemet som muliggjør kald brønnstrøm. Utførelser av systemet kan imidlertid inkludere tilleggsinnretninger for hjelp til å muliggjøre betingelser for kald brønnstrøm. The motor 5, the cooling cylinder 2 with the scraper 4 and the bearing 13 together form a central unit in the system which enables cold well flow. However, embodiments of the system may include additional devices to help enable cold well flow conditions.
I oppstrøms ende av systemet kan en blander 19 være innrettet for å oppnå jevn fordeling av voks eller hydratutsatte bestanddeler i et flerfase brønnfluid. Blanderen 19 kan være en passiv, stasjonær installasjon, med strømningsføringer 20 som skaper turbulens i brønnfluid f.eks. Alternativt kan en aktiv blander være innrettet og basert på blandeelementer som drives i rotasjon. At the upstream end of the system, a mixer 19 can be arranged to achieve even distribution of wax or hydrate-exposed components in a multiphase well fluid. The mixer 19 can be a passive, stationary installation, with flow guides 20 that create turbulence in the well fluid, e.g. Alternatively, an active mixer can be designed and based on mixing elements that are operated in rotation.
En aktiv blander 21 er med fordel basert på PM-motoren som blir brukt som motor 5 som driver skraperen. Nærmere bestemt kan to eller flere motorer 5 være stablet i aksiell rekkefølge og innrettet med rotorskovler 17 konstruert for å akselerere strømmen gjennom de respektive rotorene. Forsterket blanding og homogenisering av en flerfasestrømning kan bli oppnådd hvis suksessive rotorer blir operert i kontraroterende retninger. En kombinert trykkøkningsenhet/blander kan på denne måten anvendes for å forberede fluidet for prosessen for kald brønnstrøm som finner sted i kjølesylinderen. An active mixer 21 is advantageously based on the PM motor which is used as motor 5 which drives the scraper. More specifically, two or more motors 5 may be stacked in axial order and arranged with rotor blades 17 designed to accelerate the flow through the respective rotors. Enhanced mixing and homogenization of a multiphase flow can be achieved if successive rotors are operated in counter-rotating directions. A combined pressure booster/mixer can thus be used to prepare the fluid for the cold well flow process that takes place in the cooling cylinder.
Forbedret desintegrering og maserering av faststoff som har utløper med brønnfluidet fra kjølesylinderen, kan oppnås ved innretningen med en malingsenhet 22 i nedstrøms ende av systemet. En malingsenhet kan også være basert på PM-motoren som blir brukt som motor 5 som driver skraperen. Forbedret maserering og homogenisering av strømmen gjennom kaldbrønnstrømsystemet kan oppnås dersom suksessive rotorer av malingsenheter blir operert i kontraroterende retninger. Improved disintegration and maceration of solid matter that has an outlet with the well fluid from the cooling cylinder can be achieved by the device with a grinding unit 22 at the downstream end of the system. A painting unit can also be based on the PM motor which is used as motor 5 which drives the scraper. Improved maceration and homogenization of the flow through the cold well flow system can be achieved if successive rotors of grinding units are operated in counter-rotating directions.
Systemet for å muliggjøre kald brønnstrøm i foreliggende oppfinnelse kan lett utvides for å møte forskjellige krav relatert til betingelser som råder på ulike produksjonssteder. Dette er illustrert i utførelsene på figur 3 og figur 4. The system for enabling cold well flow in the present invention can be easily expanded to meet different requirements related to conditions prevailing at different production sites. This is illustrated in the designs in Figure 3 and Figure 4.
For eksempel i et tilfelle der lengden av en enkelt kjølesylinder blir bedømt som ikke tilstrekkelig for utfelling av alt innhold av voks og hydratutsatte bestanddeler i fluidet, vil utforming i serie av mange in-line kjølesylindere være en tilgjengelig mulighet for utførelse av foreliggende oppfinnelse. For example, in a case where the length of a single cooling cylinder is judged not to be sufficient for the precipitation of all wax content and hydrate-exposed components in the fluid, the design of many in-line cooling cylinders in series would be an available option for carrying out the present invention.
Figur 3 viser et sett av kjølesylindere innrettet i en rekkeoppstilling. Hver kjølesylinder kan være utstyrt med en separat motor 5 til å drive respektive skrapere 4 i rotasjon. Alternativt kan en enkelt motor 5 eller en flertrinns/stablet PM-motor 5 bli innrettet til å drive to eller flere sammenkoblede skraperskruer i deres respektive sylindere. En trykkøkningsenhet/blanderenhet 19, 21 og en malingsenhet 22 kan være innrettet oppstrøms, henholdsvis nedstrøms for de in-line kjølesylinderene i en serieutforming. Figure 3 shows a set of cooling cylinders arranged in a row arrangement. Each cooling cylinder may be equipped with a separate motor 5 to drive respective scrapers 4 in rotation. Alternatively, a single motor 5 or a multi-stage/stacked PM motor 5 may be arranged to drive two or more coupled scraper screws in their respective cylinders. A pressure increase unit/mixer unit 19, 21 and a paint unit 22 can be arranged upstream, respectively downstream of the in-line cooling cylinders in a series design.
En alternativ ekspansjonsplan er vist på figur 4 som illustrerer et sett kjølesylindere innrettet i parallell-utforming. Selv om det ikke er illustrert på figur 4 vil det fremgå at hver kjølesylinder er utstyrt som tidligere diskutert. I de oppstrøms endene kommuniserer kjølesylinderene med en importrørledning via et manifoldrør 23, og, hvis det passer, via en trykkøkningsenhet/blanderenhet 20, 21. I nedstrøms ende kommuniserer kjølesylinderene med en rørledning C for kald brønnstrøm via et manifoldrør 24 og, dersom det passer, også via en malingsenhet 22. An alternative expansion plan is shown in Figure 4 which illustrates a set of cooling cylinders arranged in a parallel design. Although not illustrated in figure 4, it will be seen that each cooling cylinder is equipped as previously discussed. At the upstream ends, the cooling cylinders communicate with an import pipeline via a manifold pipe 23 and, if appropriate, via a booster/mixer unit 20, 21. At the downstream end, the cooling cylinders communicate with a cold well flow pipeline C via a manifold pipe 24 and, if appropriate , also via a paint unit 22.
I en parallell utforming som på figur 4 blir strømmen F delt og fordelt på multiple kjølesylindere, som hver mottar en del av totalstrømmen. Kjølesylinderene kan dermed være konstruert med mindre diameter for å oppnå mer effektiv kjøling og utfelling. In a parallel design as in Figure 4, the flow F is divided and distributed among multiple cooling cylinders, each of which receives a part of the total flow. The cooling cylinders can thus be designed with a smaller diameter to achieve more efficient cooling and precipitation.
Et system i henhold til foreliggende oppfinnelse kan videre bli utvidet til å inkludere funksjonalitet for pigging. For dette formålet blir kjølesylinderen driftsmessig koblet til et kammer 25 for utforming av hydrokarbonplugger, idet kunstige hydratplugger kan utformes til suksessivt å bli sendt ut nedstrøms via en pluggutsendingsventil 26. Operasjonen inkluderer utfelling og oppbygging av faststoff på veggen i kjølesylinderen mens ventilen blir holdt åpen. Ventilen blir så stengt, og skraperskruen roterer for å løsne og transportere faststoff for komprimering i hydrokarbonplugg-utformingskammeret. Ventilen blir så åpnet for å frigjøre hydrokarbonplugger suksessivt inn i rørledningen for kald brønnstrøm. A system according to the present invention can further be extended to include functionality for pigging. For this purpose, the cooling cylinder is operatively connected to a chamber 25 for forming hydrocarbon plugs, artificial hydrate plugs being designed to be successively sent out downstream via a plug sending valve 26. The operation includes precipitation and build-up of solids on the wall of the cooling cylinder while the valve is held open. The valve is then closed and the scraper screw rotates to loosen and transport solids for compression in the hydrocarbon plug formation chamber. The valve is then opened to release hydrocarbon plugs successively into the cold well stream pipeline.
Det vil fremgå av beskrivelsen ovenfor at det systemet som er vist gir en stor fleksibilitet under drift, installering og evnen til å sikre kald brønnstrøm av voks/hydrat-utsatte hydrokarbon-råprodukter over lange undersjøiske avstander. It will be apparent from the description above that the system shown provides great flexibility during operation, installation and the ability to ensure cold well flow of wax/hydrate exposed hydrocarbon raw products over long subsea distances.
Modifikasjoner av utførelsene som er beskrevet er mulige uten å fravike omfanget av og ånden i oppfinnelsen slik den er beskrevet ovenfor og definert i vedlagte patentkrav. Modifications of the embodiments described are possible without deviating from the scope and spirit of the invention as described above and defined in the attached patent claims.
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20141344A NO20141344A1 (en) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | System for enabling cold well flow of wax and hydrate-exposed hydrocarbon fluid |
| PCT/EP2015/076103 WO2016075094A1 (en) | 2014-11-10 | 2015-11-09 | A system for enabling cold flow of wax and hydrate prone hydrocarbon fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20141344A NO20141344A1 (en) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | System for enabling cold well flow of wax and hydrate-exposed hydrocarbon fluid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20141344A1 true NO20141344A1 (en) | 2016-05-11 |
Family
ID=54478031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20141344A NO20141344A1 (en) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | System for enabling cold well flow of wax and hydrate-exposed hydrocarbon fluid |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO20141344A1 (en) |
| WO (1) | WO2016075094A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111379971B (en) * | 2018-12-29 | 2023-01-03 | 中润油新能源股份有限公司 | Production device for reducing resistance of methanol gasoline gas |
| CN112253047B (en) * | 2020-10-26 | 2021-07-13 | 大庆市凤凰能源科技有限公司 | Quantum wax scale prevention and control integrated device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2903411A (en) * | 1957-01-02 | 1959-09-08 | Sun Oil Co | Wax crystallization process |
| US4140620A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-20 | Texaco Inc. | Incremental dilution dewaxing process |
| US4502787A (en) * | 1981-03-20 | 1985-03-05 | Exxon Research & Engineering Co. | Agitated heat exchanger to chill solvent-oil and wax slurry to wax filtration temperature |
| WO2003021193A2 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | Conagra Grocery Products Company | Device and method for removing build-up on measurement gauges |
| US6656366B1 (en) * | 1999-07-12 | 2003-12-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method for reducing solids buildup in hydrocarbon streams produced from wells |
| US20060175062A1 (en) * | 2005-07-29 | 2006-08-10 | Benson Robert A | Undersea well product transport |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4231974A (en) * | 1979-01-29 | 1980-11-04 | General Signal Corporation | Fluids mixing apparatus |
| EP2315909B1 (en) | 2008-07-17 | 2019-12-04 | Vetco Gray Scandinavia AS | System and method for sub-cooling hydrocarbon production fluid for transport |
| GB2474688B (en) * | 2009-10-23 | 2014-05-07 | M & N Electrical And Mechanical Services Ltd | Separating apparatus |
| CN104069663A (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-01 | 刘智刚 | Passive turbine self-cleaning filter |
| KR101316939B1 (en) * | 2013-05-15 | 2013-10-11 | (자)한진개발공사 | Water and sewage pipe laid under the ground |
-
2014
- 2014-11-10 NO NO20141344A patent/NO20141344A1/en not_active Application Discontinuation
-
2015
- 2015-11-09 WO PCT/EP2015/076103 patent/WO2016075094A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2903411A (en) * | 1957-01-02 | 1959-09-08 | Sun Oil Co | Wax crystallization process |
| US4140620A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-20 | Texaco Inc. | Incremental dilution dewaxing process |
| US4502787A (en) * | 1981-03-20 | 1985-03-05 | Exxon Research & Engineering Co. | Agitated heat exchanger to chill solvent-oil and wax slurry to wax filtration temperature |
| US6656366B1 (en) * | 1999-07-12 | 2003-12-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method for reducing solids buildup in hydrocarbon streams produced from wells |
| WO2003021193A2 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | Conagra Grocery Products Company | Device and method for removing build-up on measurement gauges |
| US20060175062A1 (en) * | 2005-07-29 | 2006-08-10 | Benson Robert A | Undersea well product transport |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016075094A1 (en) | 2016-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2035691B1 (en) | An apparatus and a method for regulation of the energy potential in a fluid column located within a pipeline | |
| JP5986351B2 (en) | High pressure compression unit for process fluids and associated operating methods in an industrial plant | |
| RU2573065C2 (en) | Design of parallel dynamic compressor and methods related to it | |
| NO312919B1 (en) | Pump System | |
| RU2019127660A (en) | MULTIPHASE PUMP | |
| NO330192B1 (en) | Fluid Pump System. | |
| US9127673B2 (en) | Rotary lobe pump having inlet and outlet aligned with gearbox casing | |
| NO20141344A1 (en) | System for enabling cold well flow of wax and hydrate-exposed hydrocarbon fluid | |
| NO20110978A1 (en) | Improved heat transfer through the electric submersible pump | |
| NO20111588A1 (en) | Method and apparatus for handling fluid flow within a screw pump system | |
| NO334554B1 (en) | Submarine compression system for pressure increase of well flow | |
| NO20111589L (en) | Method and apparatus for lubricating a screw pump system | |
| NO20141340A1 (en) | Method and system for regulating well fluid pressure from a hydrocarbon well | |
| US6135723A (en) | Efficient Multistage pump | |
| NO338808B1 (en) | Modular Hydrocarbon Fluid Taskbar | |
| KR102544432B1 (en) | Ice maker | |
| SU1665880A3 (en) | Vertical deep-well pump | |
| IL261532A (en) | Turbine generator device for producing electrical energy and associated methods of operation and installation | |
| JP6827767B2 (en) | Separation recovery device and gas hydrate recovery system | |
| CN104100538A (en) | Four-stage immersed pump for LNG pipe | |
| CN205478568U (en) | Water pump of removable impeller | |
| NO338639B1 (en) | Multiphase fluid separation and pressure boosting system | |
| CN106884800A (en) | One kind can pre- anticlogging mortar pump | |
| JP2020200763A (en) | Separation and recovery device and gas hydrate recovery system | |
| CN204344473U (en) | A kind of self-priming pump that butterfly water filling plug screw is housed |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |