BRPI0621238A2 - separador de fluido multifásico - Google Patents
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Abstract
SEPARADOR DE FLUIDO MULTIFáSICO. Em um aspecto, um separador de fluido multifásico (10) inclui: meio de coalescedor (70) para aumentar tamanho de gotícula em um líquido tendo gotículas de uma primeira fase levada por uma segunda fase; e meio de coleta de fluido (38) para separar a primeira e segunda fases. O meio de coalescedor (70) e o meio de coleta de fluido (38) são configurados para ter um nível de líquido comum (35a, 35b). Em outro aspecto, um separador de fluido multifásico (10) inclui um vaso (34) alojando: (i) um coalescedor eletrostático compacto (70), e (ii) meio de separação de gás (72). O meio de separação de gás é configurado para separar gás de fluido entrante antes que o fluido entre no coalescedor eletrostático compacto (70).
Description
"SEPARADOR DE FLUIDO MULTIFÁSICO"
A presente invenção relaciona-se a um separador de fluido multifásico. Mais particularmente, a invenção relaciona-se a um separador adequado para uso com fluidos de fluxo de poço na produção de petróleo e gás.
Na produção de petróleo e gás, o fluido extraído de um poço consiste em uma mistura de petróleo, gás e água. Além de sólidos, particularmente partículas de areia, podem ser levadas com os fluidos. Antes que os fluidos possam ser processados, é necessário separar as fases constituintes. Uma variedade de técnicas de processo e equipamento pode ser usada para executar a separação das fases. Em produção fora da costa, equipamento de separação foi normalmente instalado em uma plataforma de produção. Porém, há espaço limitado e capacidade de peso disponível em plataformas. Uma alternativa foi colocar equipamento submarino, de forma que processos possam ser efetuados nos fluidos de fluxo de poço antes que eles sejam alimentados à plataforma. Também, porque a fração de água em fluidos de fluxo de poço pode ser alta, se a água puder ser separada em baixo do mar há uma economia significante a ser feita em termos da quantidade de fluido que precisa ser alimentado à superfície.
Um problema particular surge com a separação de água de petróleo. Freqüentemente, a fase de água está na forma de uma emulsão de gotícuias muito pequenas dispersas na fase de petróleo. Embora as duas fases separarão sob gravidade se permitidas sedimentarem, este processo leva tempo, requerendo um vaso de sedimentação muito grande.
Instalar equipamento de processo submarino coloca demandas especiais no equipamento, que é exigido executar sem intervenção humana ou manutenção por períodos estendidos. Por esta razão, o número de componentes e complexidade de planta precisa ser mantidos a um mínimo. Um problema surge com o controle de níveis de líquido. Muitos tipos de equipamento de processo só operam efetivamente se o nível de líquido no equipamento for mantido dentro de certos limites. Isto pode ser alcançado por meio de equipamento de controle de nível dedicado, mas isto aumenta a complexidade e o número de componentes.
Também, para ambas instalações submarina e plataforma, equipamento de processo de separação deve ser capaz de operar a alta pressão. Todo vaso de pressão tem que ser fabricado e testado para satisfazer padrões de vaso de pressão estritos.
A invenção presente foi concebida com o antecedente em mente.
De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um separador de fluido multifásico incluindo: meio de coalescedor para aumentar tamanho de gotícula em um líquido tendo gotículas tendo de uma primeira fase levadas por uma segunda fase; e meios de coleta de fluido para separar dita primeira e segunda fases; em que o meio de coalescedor e o meio de coleta de fluido são configurados para ter um nível de líquido comum.
E uma vantagem que, configurando o meio de coalescedor e de coleta de forma que eles tenham um nível de líquido comum, um único meio de controle de nível pode ser empregado, por esse meio minimizando a contagem de componente.
Em uma concretização preferida, o meio de coalescedor é um coalescedor eletrostático compacto (CEC) tendo um campo elétrico de alta intensidade atuando no líquido quando flui por uma abertura de fluxo estreita sob condições de fluxo não laminar. E uma vantagem que este tipo de coalescedor é efetivo em fundir gotículas de água e romper emulsões, enquanto sendo de um tamanho pequeno (comparado com outros tipos conhecidos de coalescedor).
Em concretizações da invenção, meio pode ser provido para equalizar substancialmente pressões de gás em um espaço acima do nível de líquido no meio de coalescedor e um espaço acima do nível de líquido no meio de coleta. O meio para equalizar pressões de gás pode incluir um duto interconectando os espaços acima do nível de líquido.
Concretizações da invenção podem ademais incluir meio para controlar o nível de líquido. O meio para controlar o nível de líquido pode incluir um medidor de nível no meio de coleta e uma válvula reguladora de fluxo situada a jusante do meio de coalescedor.
De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é provido um separador de fluido multifásico incluindo um alojamento de vaso:
(i) um coalescedor eletrostático compacto, e
(ii) meio de separação de gás, em que o meio de separação de gás é configurado para separar gás de fluido entrante antes que o fluido entre no coalescedor eletrostático compacto.
Em uma concretização, o CEC inclui uma entrada para fluido em comunicação com uma região de topo do CEC por um duto interno, em que o duto interno está disposto dentro de um eletrodo interno do coalescedor. O CEC pode ser configurado para fundir gotículas em líquido fluindo em uma região anular cercando o eletrodo interno.
O meio de separação de gás pode incluir um desgaseificador gravitacional. O desgaseificador gravitacional pode estar disposto acima do meio de coalescedor, o meio de desgaseificação e o meio de coalescedor compartilhando o mesmo nível líquido.
Alternativamente, o meio de desgaseificação pode incluir meio de desgaseificação centrífugo. O meio de desgaseificação centrífugo pode incluir um desgaseificador ciclônico, que pode ser um desgaseificador ciclônico compacto (CCD). O desgaseificador ciclônico pode incluir uma pluralidade de ciclones. Preferivelmente, o meio de desgaseificação centrífugo inclui um ou mais diafragmas, os diafragmas tendo uma altura estendida para facilitar desgaseificação através de uma ampla faixa de níveis de líquido no separador. Alternativamente, o meio de desgaseificação centrífugo inclui um coalescedor tubular compacto (CTC).
O meio de desgaseificação e o meio de coalescedor podem ser alojados dentro de um vaso integral.
O separador de fluido multifásico pode ademais incluir meio para separar sólidos dos fluidos. O meio para separar sólidos pode incluir um aparelho removedor de areia. O meio para separar sólidos pode ser provido a montante e/ou a jusante do coalescedor.
Em concretizações da invenção, o meio de coleta de fluido pode ser um tanque de sedimentação ou um tanque de separador. O meio de coleta de fluido pode ser configurado tal que sólidos se acumulem nele, o separador de multifase ademais incluindo meio para remover sólidos do meio de coleta de fluido. O meio para remover sólidos pode incluir meio de fluidificação para fluidificar os sólidos acumulados. Preferivelmente meio de descarga é provido para descarregar fora os sólidos com líquido pressurizado. Os sólidos removidos podem então ser levados para se unirem a uma saída para petróleo e/ou gás separado. E uma vantagem que, depois que água foi separada, um único sistema de tubulação pode ser usado para transportar petróleo/gás e sólidos.
Em concretizações da invenção, água separada é levada a uma saída de água. Porque é quase impossível alcançar separação completa das fases de água e petróleo, a água separada normalmente conterá algum petróleo misturado. Meio de separação de petróleo pode ser provido para separar petróleo misturado da água separada. O meio de separação de petróleo pode incluir um separador de ciclone.
A invenção será descrita agora por meio de exemplo, com referência aos desenhos seguintes. Figura 1 é um fluxograma de processo para uma planta de separador de multifase;
Figuras 2 a 4 são fluxogramas de processo mostrando três concretizações diferentes de parte da planta de separador de multifase da Figura 1;
Figura 5 é uma ilustração de uma concretização de parte da planta de separador de multifase da Figura 1;
Figura 6 descreve detalhes de um desgaseificador ciclônico fazendo parte da planta da Figura 5;
Figuras 7 a 9 descrevem arranjos alternativos de uma unidade de desgaseificador e coalescedor para uma planta de separador de multifase do tipo mostrado na Figura 1.
Se referindo à Figura 1, uma planta de separador de multifase 10 inclui uma base de fluxo 12 acoplada a um módulo de separação 30. A planta de separador de multifase 10 é configurada para ser adequada para uso submarino. A base de fluxo 12 inclui um conector de braçadeira 14 para permitir conexão rápida, estanque à água e vedada à pressão submarina a um tubo para entregar fluidos de fluxo de poço em um duto de entrada 16. Durante operação normal, o duto de entrada 16 entrega os fluidos de fluxo de poço a um duto de entrada 32 no módulo de separação 30, por meio de um conector de braçadeira de multi-cavidades 18. A base de fluxo 12 também inclui um duto de saída de petróleo 20 e um duto de saída de água 22. Estes entregam água e petróleo/gás (hidrocarbonetos) separados a conectores de braçadeira de saída correspondentes 28, 26, que permitem conexão rápida, estanque à água e vedada à pressão submarina a tubos para transporte adiante. Várias válvulas 24a-24d são providas para isolar ou desviar o módulo de separação 30 quando circunstâncias requererem.
No módulo de separação 30, o duto de entrada 32 entrega fluidos de fluxo de poço a uma unidade de coalescedor e desgaseificador 34 que será descrita em mais detalhes abaixo. A unidade de coalescedor e desgaseificador 34 tem uma saída de líquido 36 que conduz a um separador por gravidade, ou tanque de sedimentação 38. Como mostrado na Figura 1, a unidade de coalescedor e desgaseificador 34 tem um nível de líquido 35a, enquanto o separador por gravidade 38 tem um nível de líquido 35b. A unidade de coalescedor e desgaseificador 34 e o separador por gravidade 38 são configurados tal que os dois níveis de líquido 35a, 35b sejam um nível de líquido comum. Na concretização mostrada, no topo da unidade de coalescedor e desgaseificador 34, assim para estar acima do nível de líquido 35a, um duto de saída de gás 40 interconecta com uma região de topo acima do nível de líquido 35b no separador por gravidade 38. Este duto de interconexão 40 assegura que a pressão de gás acima dos níveis de líquido 35a, 35b seja sempre a mesma. Como uma conseqüência, só é necessário monitorar e controlar um nível de líquido.
O separador por gravidade 38 tem uma saída 42 para petróleo e gás separados, que retorna o petróleo e gás separados, sem a água separada de volta à base de fluxo 12 pelo conector de braçadeira de multi-cavidades 18 no duto de saída de petróleo 20.
O separador por gravidade 38 também tem uma saída 44 para água separada, que transporta a água separada a um separador de ciclone extrator de petróleo 48. A água separada então passa por uma bomba 50, que eleva a pressão de água antes que seja entregue de volta à base de fluxo 12 pelo conector de braçadeira de multi-cavidades 18 no duto de saída de água 22. Uma porção da água pressurizada da bomba 50 é alimentada por uma linha de partida 58 para operar um primeiro aparelho extrator 60 e um segundo aparelho extrator 62. O primeiro aparelho extrator 60 é usado para retirar petróleo do separador de petróleo 48 e retorná-lo ao duto de entrada 32.
O separador por gravidade 38 também tem uma série de orifícios 46 a sua base. Estes incluem orifícios pelos quais fluido pode ser injetado para fluidificar partículas sólidas que se acumulam na base do separador por gravidade 38. As partículas fluidificadas então podem ser descarregadas prontamente do separador por gravidade 38. Os sólidos descarregados são então tirados do segundo aparelho extrator 62 e alimentados no duto de saída de petróleo/gás separado 42 para ser transportado longe pelo duto de saída de petróleo 20 na base de fluxo 12. Note que, nesta concretização, a separação de sólidos no separador por gravidade é um subproduto do processo de separação. Como os volumes de sólidos são normalmente bastante baixos (em comparação aos volumes de gás e líquido) é um remédio simples, para evitar acumulação de quantidades excessivas de sólidos, retornar estes para o fluxo de saída de petróleo/gás. Isto evita a necessidade por um aparelho operador de sólidos separado.
O fluido de fluxo de poço entra no separador de multifase 10 pela base de fluxo 12 e é alimentado à unidade de coalescedor e desgaseificador 34, que inclui uma porção de desgaseificação e uma porção de coalescimento. Inicialmente, o gás é separado dos líquidos na porção de desgaseificação, várias concretizações de qual serão descritas em mais detalhes daqui por diante. O líquido separado contém uma mistura de petróleo e água. Freqüentemente, a fase de água está na forma de uma emulsão de gotículas muito pequenas dispersas na fase de petróleo. Embora as duas fases se separarão sob gravidade se permitidas sedimentarem, este processo leva tempo, e requereria um vaso de sedimentação de separador por gravidade muito grande.
Para reduzir o tempo para separação, o coalescedor é usado para romper a emulsão coalescendo as gotículas de água em gotículas maiores antes de alimentar a mistura (muito menor) para o separador por gravidade 38. Um modo efetivo de fazer isto é por meio de um coalescedor eletrostático. EP1082168 descreve um coalescedor eletrostático compacto (CEC) particularmente efetivo. Este equipamento utiliza um campo elétrico de alta intensidade atuando na emulsão quando flui por uma abertura de fluxo estreita sob condições de fluxo não laminar. A emulsão é introduzida no topo de um vaso ou casca cilíndrica verticalmente montada, e flui por uma ou mais aberturas de fluxo anulares estreitas formadas entre um ou mais eletrodos, ou uma parede interna do dispositivo. A emulsão rompida é descarregada do fundo do vaso, depois de ter um tempo de residência curto no campo eletrostático de alta intensidade. O fluxo não laminar de emulsão nas aberturas de fluxo anulares estreitas significa que coalescimento efetiva de gotículas de água pode ser alcançado com um pequeno tamanho de equipamento, até mesmo com emulsões tendo alto conteúdo de água.
Figura 2 mostra uma porção de um separador de multifase do tipo mostrado na Figura 1, incluindo mais detalhes de uma concretização da unidade de coalescedor e desgaseificador 34 e o separador por gravidade 38. Nesta concretização, a unidade de coalescedor e desgaseificador 34 inclui um desgaseificador de separador por gravidade 72, em que os constituintes de fase líquida (petróleo e água) caem abaixo, permitindo a fase de gás se separar no espaço acima da superfície de líquido 35a. Este tipo de desgaseificador requer uma área de superfície suficientemente grande para habilitar o gás se separar do líquido. Um CEC 70 está localizado debaixo do desgaseificador de separador por gravidade 72.
O afluxo do CEC 70 contém petróleo e gotículas de água coalescidas, e isto é alimentado ao separador por gravidade 38, onde as fases de petróleo e água se separam. É importante para os eletrodos do CEC serem imersos completamente em líquido, que é por que o nível da superfície 35a precisa ser controlado. O nível pode flutuar, dependendo dos volumes relativos de gás e líquido nos fluidos de fluxo de poço entrantes. Para assegurar que haja líquido suficiente no sistema para prevenir o nível de cair abaixo do topo dos eletrodos no CEC 70, o nível de líquido 35a no desgaseificador 72 é mantido em comum com o nível 35b no separador por gravidade 38. Isto é alcançado porque o duto de interconexão 40 mantém uma pressão de gás comum nos dois vasos. O nível pode ser controlado por meio de um sensor de nível em qualquer vaso e uma válvula de controle localizada a jusante, por exemplo na saída de petróleo/gás 42 e/ou na saída de água 44.
Figura 3 mostra uma concretização alternativa da unidade de coalescedor e desgaseificador 34. Aqui há um desgaseificador ciclônico 74 separado situado a montante do CEC 70. Gás separado do desgaseificador ciclônico 74 passa por um duto de interconexão 76 ao separador por gravidade. Líquido separado do desgaseificador ciclônico 74 é alimentado por um fluxo abaixo 78 ao CEC 70. O nível de líquido 35a acima do CEC é mantido em comum com o nível de líquido 35b no separador por gravidade 38.
Um exemplo do desgaseificador ciclônico 74 é um desgaseificador ciclônico compacto (CCD) comercializado por Aker Kvaerner Process Systems sob o nome de G-Sep™ (CCD). Os fluidos entrantes entram em um ciclone, onde gás e líquido são separados por ação centrífuga enquanto o volume do líquido deixa pelo fluxo abaixo de ciclone. O gás é então dirigido por um diafragma no topo do ciclone e em uma seção de purificador, onde gotícuias de líquido são removidas.
Outro exemplo é descrito em W099/25454, onde um separador por gravidade tem um separador de ciclone em sua entrada. O separador de ciclone separa fluidos entrantes em fases de gás e líquido. As forças centrífugas também ajudam a romper espuma em fases de gás e líquido. Um dispositivo deste tipo é comercializado por Aker Kvaerner Process Systems sob o nome de G-Sep™ (CCI).
Figura 4 mostra uma alternativa para o arranjo da Figura 3. Aqui, um desgaseificador ciclônico 80 está situado dentro do mesmo vaso como o CEC 70. A saída de líquido do fluxo abaixo do desgaseificador ciclônico 80 é soprado ao nível de líquido 35 a, enquanto gás deixa o desgaseificador 80 pelo topo do vaso pelo duto de interconexão 40 ao separador por gravidade 38b.
Figura 5 descreve o equipamento usado no processo mostrado na Figura 4. Os mesmos numerais de referência foram usados para componentes equivalentes. A unidade de coalescedor e desgaseificador 34 inclui um vaso cilíndrico verticalmente montado 100. Os fluidos de fluxo de poço do tubo de entrada 32 entram na unidade de coalescedor e desgaseificador 34 na ou próximo a sua base e então passa acima por um tubo central 102. O tubo central 102 passa acima dentro de um eletrodo central interno do CEC 104. Os fluidos emergem por aberturas 106 acima do CEC 104, quais aberturas fazem parte de um arranjo de entrada para um desgaseificador ciclônico 108, detalhes de qual são descritos daqui por diante.
Gás deixa o desgaseificador 108 pelo topo do vaso cilíndrico 100 e passa por um tubo formando o tubo de interconexão 40 ao separador por gravidade 38. Os líquidos separados fluem abaixo do desgaseificador 108 pelo CEC 104, onde o intenso campo elétrico coalesce as gotícuias de água e rompe a emulsão de água/petróleo. Os líquidos são alimentados ao separador por gravidade 38 pelo tubo de saída de líquido 36. Fase de água separada deixa o separador por gravidade 38 pela saída de água 44, enquanto as fases de petróleo e gás deixam por um ou outra das saídas de petróleo/gás 42a, 42b.
Em algumas circunstâncias, ambos gás e petróleo podem ser alimentados juntos pela saída 42a, enquanto em outras circunstâncias, onde é exigido prover alimentações de gás e petróleo separadas, só petróleo é alimentado pela saída 42b. Um arranjo de represa interna 90 assegura que só petróleo possa alcançar a saída 42b.
Um medidor de nível 110 monitora o nível de líquido 35b no separador por gravidade 38. Uma saída do medidor de nível 110 é usada para controlar qualquer ou todas as válvulas de controle 112a, 112b e 114 (dependendo das circunstâncias de saída e da metodologia de controle preferida). Deste modo, o nível de líquido 35b no separador por gravidade é controlado dentro de limites pré-especificados. Também, porque o tubo de interconexão 40 assegura que as pressões de gás no separador por gravidade e no desgaseificador sejam iguais, o nível de líquido comum 35a no desgaseificador é controlado.
Figura 6a é uma vista em elevação, e Figura 6b é uma vista de cima, mostrando mais detalhe do desgaseificador ciclônico 108 mostrado na Figura 5. Fluidos de fluxo de poço entram no desgaseificador 108 pelo arranjo de entrada 106. Isto inclui uma pluralidade (8 são mostradas) de câmaras de ciclone 120. Os fluidos entram nas câmaras de ciclone 120 por dutos tangenciais respectivos 124. Isto cria um movimento de redemoinho em cada uma das câmaras de ciclone 120 resultando em separação das fases de gás e líquido. Associado com cada câmara de ciclone 120 está um diafragma 122.
No movimento de redemoinho em cada câmara de ciclone 120, a fase líquida mais densa migra ao exterior e flui abaixo das paredes da câmara 120, enquanto a fase de gás migra ao centro donde sai para cima pelo diafragma 122. O líquido emergindo do fundo de cada câmara de ciclone entra no espaço circundante e achará um nível acima do arranjo de entrada 106 (dependendo da pressão prevalecente e condições de fluxo). Para assegurar que o desgaseificador 108 não se torne inundado (em que líquidos derramam sobre os topos dos diafragmas 122), os diafragmas têm uma altura estendida h. O arranjo de controle de nível descrito acima com referência à Figura 5 assegura que os nível de líquido permaneça abaixo dos topos dos diafragmas 122.
Figuras 7, 8 e 9 descrevem arranjos alternativos da unidade de coalescedor e desgaseificador 34. Na Figura 7, o desgaseificador ciclônico 108 das Figuras 5 e 6 é substituído com um desgaseificador gravitacional 120 (como descrito em relação à Figura 2). O desgaseificador gravitacional 120 ocupa um vaso tendo um diâmetro consideravelmente maior do que aquele do vaso cilíndrico 100 do CEC e desgaseificador ciclônico mostrado na Figura 5. O diâmetro maior é usado para assegurar desgaseificação efetiva sob gravidade.
O equipamento descrito na Figura 8 corresponde com o fluxograma de processo da Figura 3. Aqui, um desgaseificador ciclônico 130 separado é usado para prover uma alimentação de líquidos a um vaso cilíndrico 132 no qual o CEC 104 está alojado. O nível de líquido 35a no vaso cilíndrico 132 é comum àquele do separador por gravidade 38 (veja Figuras 1 e 5), assegurando que os eletrodos de CEC estejam imersos em líquido. O gás separado deixa o desgaseificador 130 por um saída de gás 134, que pode conduzir à separador por gravidade 38, ou pode ser retirado como uma alimentação separada.
Figura 9 descreve um arranjo semelhante àquele da Figura 8, exceto que um extrator de areia 140 adicional está incluído a montante de um desgaseificador ciclônico 142. O extrator de areia 140 remove partículas sólidas (por exemplo areia) dos fluidos antes que estes sejam separados ademais. Uma saída de areia 144 é provida de forma que as partículas sólidas possam ser descarregadas do extrator de areia 140. Os separadores de multifase descritos acima são capazes de tolerar uma certa quantidade de matéria sólida particulada levada com os fluidos de fluxo de poço entrantes, porque estas sedimentarão fora no separador por gravidade. Porém, em algumas circunstâncias (por exemplo se houver uma proporção muito alta de sólidos), então é melhor remover a maioria dos sólidos antes que estes entrem no desgaseificador, de forma que o equipamento de separação não entupa.
O desgaseificador ciclônico 142 é semelhante àquele da Figura 8, exceto que inclui um tubo de saída de gás 143, que se comunica com o separador por gravidade 38 (veja Figura 3). Neste caso, o nível de líquido 35a acima do CEC 104 é o mesmo como aquele no desgaseificador ciclônico 142, o nível sendo comum e controlado do nível de líquido no separador por gravidade 38 devido à equalização da pressão de gás pelo tubo de saída 143.
W005/035995 descreve um tipo de dispositivo de separador conhecido como um coalescedor tubular compacto (CTC). Este tipo de dispositivo também é efetivo como um desgaseificador e pode ser usado em vez de, ou além dos desgaseificadores descritos acima. O CTC emprega tubos dentro dos quais um fluido corrente é feito girar. Em um exemplo, pás helicoidalmente torcidas se estendem ao longo dos tubos para conceder o movimento de redemoinho. O movimento de redemoinho tem um efeito semelhante àquele de um ciclone, com o resultado que líquidos tendem a migrar para as paredes internas dos tubos, enquanto o gás tender a migrar para o centro. Ao sair dos tubos, as fases de gás e líquido podem ser separadas prontamente por re-direção adequada dos fluxos respectivos de gás e líquido. Como com os desgaseificadores ciclônicos descritos acima, um desgaseificador de CTC pode ser empregado tanto como um desgaseificador separado ou incorporado no mesmo vaso como o coalescedor.
Será visto que as concretizações descritas acima provêem um separador de multifase melhorado, particularmente adequado para uso submarino. A combinação de uma unidade de coalescedor e desgaseificador, na qual o nível de líquido é comum com aquele de um coletor de fluido (por exemplo separador por gravidade) permite um único meio de controle de nível líquido ser empregado. Além disso, o uso de um CEC, em combinação com um desgaseificador provê um arranjo particularmente compacto requerendo tubo de interconexão - aparelho de trabalho e controle mínimo. O desgaseificador e coalescedor podem ser combinados em um único vaso de pressão, por esse meio reduzindo o número de vasos de pressão diferentes requeridos.
Claims (28)
1. Separador de fluido multifásico, caracterizado pelo fato de incluir: meio de coalescedor para aumentar tamanho de gotícula em um líquido tendo gotículas de uma primeira fase levada por uma segunda fase; e meio de coleta de fluido para separar dita primeira e segunda fases; em que o meio-de coalescedor e o meio de coleta de fluido são configurados para ter um nível de líquido comum.
2. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de coalescedor é um coalescedor eletrostático compacto tendo um campo elétrico de alta intensidade atuando no líquido quando flui por uma abertura de fluxo estreita sob condições de fluxo não laminar.
3. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de incluir meio para substancialmente equalizar pressões de gás em um espaço acima do nível de líquido no meio de coalescedor e um espaço acima do nível de líquido no meio de coleta.
4. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio para equalizar pressões de gás inclui um tubo ínterconectando ditos espaços acima do nível de líquido.
5. Separador de fluido multifásico de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado, pelo fato de incluir meio para controlar dito nível de líquido.
6. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 5 caracterizado pelo fato de que o meio para controlar o nível de líquido inclui jum medidor de nível e meio de válvula reguladora de fluxo situado a montante e/ou a jusante do meio de coalescedor.
7. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o meio de coalescedor inclui uma entrada para fluido em comunicação com uma região de topo do coalescedor por um duto interno, em que o duto interno está disposto dentro de um eletrodo interno do coalescedor.
8. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o meio de coalescedor é configurado para coalescer gotículas em fluido fluindo em uma região angular cercando o eletrodo interno.
9. Separador de fluido multifásico de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo |ato de incluir meio desgaseificação para separar uma fase de gás do fluido.
10. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação inclui um desgaseificador gravitaçional.
11. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o desgaseificador gravitaçional está disposto acima do meio de coalescedor, o meio de desgaseificação é 6 me'ío de coalescedor compartilhando o mesmo nível de líquido.
12. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 9, caracterizado pelo fato de incluir meio de desgaseificação centrífugo.
13. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação v centrífugo inclui um desgaseificador ciclônico.
14. Separador de fluido, multifásico de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação centrífugo inclui um ou mais diafragmas, os diafragmas tendo uma altura estendida para facilitar desgaseificação a uma faixa de níveis de líquido no separador.
15. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação centrífugo inclui um desgaseificador ciclônico compacto (CCD).
16. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação centrífugo inclui um coalescedor tubular compacto (GTC).
17. Separador de fluido multifásico de acordo com quaisquer das reivindicações 9 a 16, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação'e o meio de coalescedor são alojados dentro de um vaso integral.
18. Separador de fluido multifásico de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de incluir meio para separar sólidos dos fluídos.
19. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o meio para separar sólidos inclui um aparelho removedor de areia.
20. Separador de fluido multifásico caracterizado pelo fato de., incluir um vaso alojando: (i) um coalescedor eletrostático compacto; e (ii) meio de separação de gás, em que o meio de separação dè gás é configurado para separar gás de fluido entrante antes que o fluido entre no coalescedor eletrostático compacto.
21. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o meio de separação.de gás inclui um desgaseificador gravitacional.
22. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o desgaseificador gravitacional está disposto acima do meio de coalescedor.
23. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o meio de separação de gás inclui meio de desgaseificação centrífugo.
24. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação centrífugo inclui pelo menos um desgaseificador ciclônico.
25. Separador de, fluido multifásico de acordo com reivindicação. 24, caracterizado pelo fatd de incluir uma pluralidade de ciclones.
26. Separador de fluido multifásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação centrífugo inclui um ou mais diafragmas, os diafragmas tendo uma altura estendida para facilitar desgaseificação a uma faixa de níveis de líquido no separador.
27. Separador de fluido multifásico de acordo com reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação centrífugo inclui um desgaseificador de CCD.
28. Separador de fluido multifásico de- acordo com- reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o meio de desgaseificação centrífugo inclui um coalescedor tubular compacto.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112211595A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-12 | 吕梁学院 | 一种临界层位的煤层气井施工方法 |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8414684B2 (en) | 2010-06-01 | 2013-04-09 | Dionex Corporation | High pressure degas assembly for chromatography system and method |
| US8899557B2 (en) * | 2011-03-16 | 2014-12-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | In-line device for gas-liquid contacting, and gas processing facility employing co-current contactors |
| BR112014007023A2 (pt) * | 2011-09-23 | 2018-08-14 | Advanced Tech & Innovations B V | dispositivo de separação esférico e método para separação |
| CA2867952C (en) | 2012-03-29 | 2018-10-09 | Exxonmobile Upstream Research Company | System and method to treat a multiphase stream |
| GB201209343D0 (en) * | 2012-05-25 | 2012-07-11 | Caltec Ltd | An idea to increase operating envelope of wx bulk oil-water seperator |
| WO2013179252A1 (en) | 2012-05-30 | 2013-12-05 | Aker Process Systems As | Electrostatic coalescer and method of use thereof |
| CN103056043A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-24 | 镇江市科能电力设备有限公司 | 带跑油保护装置的离心式油净化分离系统 |
| CN103056041A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-24 | 镇江市科能电力设备有限公司 | 离心机远程操控装置 |
| EP2986572B1 (en) * | 2013-04-16 | 2021-02-24 | Framo Engineering AS | An oil filtration system for subsea oil-filled machines |
| US10648314B2 (en) * | 2013-12-20 | 2020-05-12 | Onesubsea Ip Uk Limited | Systems and methods for subsea fluid phase separation |
| CN104667579B (zh) * | 2015-02-09 | 2017-02-22 | 华东理工大学 | 一种强化冷低压分离器中油水分离及耦合除盐功能的方法及装置 |
| GB2534243B (en) * | 2015-05-22 | 2017-10-04 | Fourphase As | Selective solid particle separation in oil and/or gas production |
| US9957447B2 (en) | 2015-12-22 | 2018-05-01 | Cameron Solutions, Inc. | Electrostatic technology system and process to dehydrate crude oil in a crude oil storage tank of a floating production storage and offloading installation |
| US9957446B2 (en) * | 2015-12-22 | 2018-05-01 | Cameron Solutions, Inc. | Topside oil production equipment system for reduction in space and weight |
| GB2561568A (en) | 2017-04-18 | 2018-10-24 | Subsea 7 Norway As | Subsea processing of crude oil |
| GB2561570B (en) | 2017-04-18 | 2020-09-09 | Subsea 7 Norway As | Subsea processing of crude oil |
| WO2018236402A1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-12-27 | Fmc Technologies, Inc. | SEPARATION SYSTEM |
| NO344895B1 (en) * | 2018-05-14 | 2020-06-15 | Aker Solutions As | Subsea process system and method of operation |
| US11161059B2 (en) | 2019-06-24 | 2021-11-02 | Saudi Arabian Oil Company | Crude oil demulsification |
| FR3100460B1 (fr) * | 2019-09-06 | 2021-08-06 | Saipem Sa | Système de collecte de particules solides s’accumulant au fond d’une station sous-marine de séparation huile/eau |
| US11691897B2 (en) | 2021-01-04 | 2023-07-04 | Saudi Arabian Oil Company | Water treatment for injection in hydrocarbon recovery |
| US11692143B1 (en) | 2021-12-20 | 2023-07-04 | Saudi Arabian Oil Company | Crude oil demulsification |
| DK181978B1 (en) * | 2023-03-16 | 2025-04-30 | Green Hydrogen Systems As | Method for generating and treating a two-phase outflow from one or more pressurised electrolyser stacks and electrolyser system comprising one or more individual pressurised electrolyser stacks. |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3014553A (en) * | 1959-04-08 | 1961-12-26 | Allis Chalmers Mfg Co | Centrifugal steam separator |
| US3396512A (en) * | 1966-09-22 | 1968-08-13 | Black Sivalls & Bryson Inc | Method and apparatus for the treatment of liquids |
| US3893914A (en) * | 1973-04-05 | 1975-07-08 | Roy A Bobo | Cyclone centrifuge apparatus |
| US4414112A (en) * | 1982-01-29 | 1983-11-08 | Recovery Technology Associates | Oil/water separator |
| US4587024A (en) * | 1984-08-21 | 1986-05-06 | Premiere Casing Services, Inc. | Method and apparatus for separating particles fluidly suspended in a slurry |
| DE4001921A1 (de) * | 1990-01-24 | 1991-07-25 | Buderus Bau & Abwassertechnik | Leichtfluessigkeitsabscheider |
| DE4023273A1 (de) * | 1990-07-21 | 1992-01-23 | Passavant Werke | Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von oelen aus abwaessern in beruhigungs- und behandlungsbecken |
| BR9814980A (pt) * | 1997-11-18 | 2000-10-03 | Kvaerner Process Systems As | Separador por gravidade, e, conjunto de entrada para um separador por gravidade. |
| US6136174A (en) * | 1998-06-03 | 2000-10-24 | Kvaerner Process Systems | Compact electrostatic coalescer |
| NO315028B1 (no) * | 2000-05-04 | 2003-06-30 | Aibel As | Fremgangsmate og et system for separering av en blanding |
| NO316837B1 (no) * | 2001-10-17 | 2004-05-24 | Norsk Hydro As | Anordning for separasjon av fluider |
| GB0216368D0 (en) | 2002-07-12 | 2002-08-21 | Kvaerner Process Systems As | Well stream separation |
| US6860979B2 (en) * | 2002-08-07 | 2005-03-01 | National Tank Company | Dual frequency electrostatic coalescence |
| EP1666153B1 (en) * | 2003-05-16 | 2010-07-28 | Haimo Technologies Inc. | A adjustable gas-liquid centrifugal separator and separating method |
| GB0323918D0 (en) * | 2003-10-11 | 2003-11-12 | Kvaerner Process Systems As | Fluid phase distribution adjuster |
-
2006
- 2006-01-26 GB GBGB0601541.6A patent/GB0601541D0/en not_active Ceased
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-
2008
- 2008-08-22 NO NO20083634A patent/NO20083634L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112211595A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-12 | 吕梁学院 | 一种临界层位的煤层气井施工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1991331A2 (en) | 2008-11-19 |
| WO2007085900A2 (en) | 2007-08-02 |
| US20110139625A1 (en) | 2011-06-16 |
| GB0601541D0 (en) | 2006-03-08 |
| WO2007085900A3 (en) | 2007-12-06 |
| NO20083634L (no) | 2008-10-15 |
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