NO159746B - Anordning for mating av en pumpe for tofasefluid. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en matningsanordning for en pumpe for tofasefluid.

Det er kjent at slike pumper, som f.eks. er kjent fra fransk patentsøknad nr. 79 31031, benyttes til å pumpe et tofasefluid, dvs. en blanding som omfatter en væskefase og en gassfase som ikke er oppløst i væsken. For at pumpen skal fungere riktig, må fluidet som tilføres pumpen være homogent og ved et stabilt trykk, og videre må det ha en strømningsmengde og et volumetrisk forhold mellom gassfasen og væskefasen for gitte termodynamiske betingelser som ligger innenfor spesifi-serte grenser.

Spesielt pumper som er beregnet for kompresjon av tofaseflui-der vil bare akseptere blandinger som har et volumetrisk forhold mellom gassfase og væskefase som er mindre enn en maksimal verdi og vil kun tolerere gassboblér, dvs. fluidmasser som kun eksisterer i gassform, i mateledningen dersom déres volum også er mindre enn en maksimal verdi.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å tilveiebringe en matningsanordning for en pumpe for tofasefluid som muliggjør til-førsel til pumpen av et tofasefluid som har egenskaper, spesielt når det gjelder strømningsmengde og volumetriske forhold mellom gassfase og væskefase, som er forenlig med pumpens funksjonsegenskaper.

For dette formål tilveiebringes det ifølge oppfinnelsen en slik mateanordning, som er karakterisert ved at den omfatter et hovedrør som har et innløp som er innrettet til å kunne forbindes med en kilde for tofasefluid og et utløp som er innrettet til å kunne forbindes med innløpet av pumpen, en flerhet hjelperør som er forbundet i parallell med hoved-røret, idet hvert av hjelperørene har et innløp som er innrettet til å kunne forbindes med kilden for tofasefluid og et utløp som er innrettet til å kunne forbindes med innløpet av pumpen, og idet nevnte rør har en avstengende og strøm-ningsregulerende ventil mellom sitt utløp og innløpet av pumpen, og midler for innføring av en bærevæske i hvert av

rørene.

Når det volumetriske forhold således blir større enn den maksimalt tillatte verdi, kan bærefluid innføres i hoved-røret for å bevirke en reduksjon i dette volumetriske forhold.

Likeledes, dersom en gassboble med et volum som er for stort til å kunne absorberes av pumpen opptrer ved innløpet til mateanordningen, kan denne gassboble styres mot hjelperørene, hvor den lagres inntil tilførselen igjen blir normal. Bærefluid kan så innføres i disse hjelperør for der å danne et tofasefluid som har egnede egenskaper, som igjen kan føres mot pumpen.

I en foretrukket utførelse har hvert av rørene en strømnings-homogeniserende mekanisme, fortrinnsvis av den konvergerende/ divergerende type.

Med fordel har hvert av rørene en homogeniseringsmekanisme nedstrøms for hver innløpsventil og en homogeniseringsmekanisme oppstrøms for hver utløpsventil.

Når strømningen opererer normalt, kan ventilene for hjelperør-ene være lukket, idet disse rør da er fylt med en bærevæske, spesielt vann.

Hovedrøret og hjelperørene kan være stive eller fleksible.

Anordningen ifølge oppfinnelsen reguleres fortrinnsvis slik at ventilene for hjelperørene åpnes selektivt som en funksjon av strømningsmengdeverdiene og verdiene av det volumetriske forhold mellom gassfase og væskefase, som bestemmes av en måle-mekanisme i tilførselsledningen for tofasefluidet oppstrøms for anordningen.

I et spesielt utførelseseksempel på oppfinnelsen omfatter an-'ordningen en resirkuleringskrets for tofasefluidet mellom ut-løpssiden av pumpen på den ene side og hovedrøret og/eller tilførselsledningen oppstrøms for anordningen på den annen side.

I dette tilfelle blir bærefluidet som innføres i anordning-

en, eller i det minste en del av dette fluid, således tatt nedstrøms for pumpen.

En spesiell utførelse av oppfinnelsen skal beskrives som et ikke-begrensende eksempel under henvisning til vedføyede teg-ning, hvor: Fig. 1 er et generelt diagram av en hydrokarbonproduserende installasjon ifølge oppfinnelsen, og Fig. 2 angir i større detalj, men likevel skjematisk, matnings-anordningen ifølge oppfinnelsen i denne installasjon. Installasjonen angitt på fig. 1 muliggjør injeksjon ved inn-løpet 1 for en rørledning av en tofasehydrokarbonblanding oppsamlet ved brønnhoder 2.

Denne installasjon omfatter først en sandseparator 3, deretter en tofasemåler 4 som gjør det mulig å kjenne den volumetriske strømningsmengde av væskefasen og gassfasen av blandingen,

og således det volumetriske forhold mellom gassfasen og væskefasen.

En matningsanordning 5 for en ekstern tofasepumpe 6 er anordnet nedstrøms for måleren 4 og styres av en prosessorenhet 7 ut fra informasjon mottatt fra denne måler.

Pumpen 6 følges av en vannseparator 8 og eventuelt av en regu-lator 9, som muliggjør tilførsel til rørledningen av en tofaseblanding som har homogene egenskaper.

Mateanordningen 5 omfatter ifølge oppfinnelsen et hovedrør 10a og hjelperør 10b, 10c til 10i. Rørene 10a til 10i er koblet i parallell mellom utløpet av strømningsmengdemåleren 4 og innløpet av den eksterne tofasepumpen 6.

Isolerende og strømningsregulerende ventiler lia til lii er anordnet oppstrøms for hvert av rørene 10a til 10i, og andre isolerende og strømningsregulerende ventiler 12a til 12i er anordnet nedstrøms for disse rør.

Nedstrøms for hver av ventilene lia til lii er det plassert en homogeniseringsmekanisme 13a til 13i ved innløpet til hvert rør 10a til 10i.

Denne mekanisme er f.eks. av den type som er beskrevet i fransk patentsøknad nr. 82 17245. Lignende homogeniserings-mekanismer 14a til 14i er plassert ved utløpet av hvert av rørene 10a til 10i oppstrøms for ventilene 12a til 12i.

Homogenisatorer 13a til 13i, 14a til 14i mates med bærefluid, såsom vann, f.eks. av en pumpe 15, via ventiler 16a til 16i, hhv. 17a til 17i.

Prosessorenheten 7 mottar sin informasjon fra strømningsmengde-måleren 4 og sikrer styring av pumpen 15 og ventilene lia til lii, 12a til 12i, 16a til 16i, 17a til 17i.

Anordningen 5 fungerer på følgende måte.

Så lenge måleren/strømningsmengdemåleren registrerer et volumetrisk forhold mellom gassfase og væskefase som er lavere enn den maksimale verdi som kan aksepteres av tofasepumpen 6, og som er lagret i hukommelsen av prosessorenheten 7, føres strømningen ut direkte fra måleren 4 til tofasepumpen 6 gjennom røret 10a, idet ventilene lia og 12a er åpne mens alle andre ventiler i anordningen er lukket. I denne tilstand er alle de andre rør 10b, 10c til 10i fulle av vann.

Når måleren 4 registrerer et volumetrisk forhold som er større enn den akseptable grenseverdi for tofasepumpen 6, men bare for så kort tid at volumet av den resulterende gassboble er mindre enn det maksimalt tillatelige volum, fortsetter strøm-ningen kun gjennom røret 10a, men homogenisatorene 13a og 14a bringes i funksjon av prosessorenheten 7 for således å inn-føre bærevæske med regulert strømningsmengde for å gjenetable-re det volumetriske forhold ved innløpet av tofasepumpen 6 til en verdi som er lavere enn den maksimalt tillatte verdi. Denne bærevæske kan f.eks. være vann som tilføres fra pumpen 15, og om nødvendig tofasefluid resirkulert fra utløpet av tofasepumpen 6. Denne resirkuleringskrets er ikke vist på tegningen. Dersom det volumetriske forhold nå faller til en akseptabel verdi, returnerer systemet til sine normale funk-sjonsbetingelser beskrevet ovenfor.

Dersom på den annen side måleren 4 registrerer et volumetrisk forhold som er større enn den maksimale grenseverdi over en viss tid, slik at volumet av gassboblen overskrider den maksimalt tillatte verdi, vil anordningen 5 tillate absorpsjon av gassboblen, bare for å frigjøre den senere.

Under disse forhold bevirker enheten 7 åpning av ventilene 11b og 12b, slik at gassboblen styres mot røret 10b. Den tvinger ut vannet dette inneholder, som deretter evakueres og absorberes av tofasepumpen 6 samtidig med at den regulerte tofaseblanding kommer ut av røret 10a som tidligere. Tofasepumpen 6 absorberer således en tofaseblanding som har et volumetrisk forhold som er mindre enn den maksimalt tillatte verdi, selv om tofasestrømningsmengden har øket.

Dersom gassboblen har for stort volum til helt å kunne absorberes i røret 10b, bevirker enheten 7 lukking av ventilene 11b og 12b og åpning av ventilene lic og 12c, og den samme prosess kan gjentas inntil røret 10i er fullt.

Dersom gassboblen er fullstendig absorbert og det volumetriske forhold igjen blir mindre enn den maksimalt tillatte verdi, kan operasjonen for på nytt å fylle rørene 10b, 10c til 10i begynne ved hjelp av pumpen 15.

For dette formål blir homogenisatorene 13 og 14 for hvert rør 10 etter tur satt i funksjon ved å åpne tilsvarende ventiler

16 og 17. Homogenisatoren 13 gjør at røret 10 tilføres vann, som tvinger ut gassen dette inneholder, idet gassen mottar vann fra homogenisatoren 14 før den føres i form av en tofaseblanding til pumpen 6 samtidig med at normal strømning går gjennom røret 10a.

Rørene 10b, 10c til 10i tømmes således etter tur for gass

og fylles med bærevæske.

Det vil forstås at gassabsorpsjonskapasiteten til mateanordningen bestemmes av volumet av rørene 10b til 10i den inneholder, idet dimensjonene av rørene bestemmes i henhold til bruksbetingelsene. Rørene kan ha samme volum eller fortrinnsvis forskjellig volum.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til det ovenfor beskrevne utførelseseksempel, men kan modifiseres og endres uten å avvike fra oppfinnelsens ramme eller idé.

Claims (8)

1. Anordning for mating av en pumpe (6) for tofasefluid for tilførsel til pumpens innløp av et tofasefluid som har et volumetrisk forhold mellom gassfase og væskefase som er forenlig med pumpens funksjonsegenskaper, karakterisert ved at anordningen (5) omfatter et hoved-rør (10a) som har et innløp som er innrettet til å kunne forbindes med en kilde (3) for tofasefluid og et utløp som er innrettet til å kunne forbindes med innløpet av pumpen (6), en flerhet hjelperør (10b-i) som er forbundet i parallell med hovedrøret (10a), idet hvert av hjelperørene har et innløp som er innrettet til å kunne forbindes med kilden (3) for tofasefluid og et utløp som er innrettet til å kunne forbindes med innløpet av pumpen (6), og idet nevnte rør (10a-10i) har en avstengende og strømningsregulerende ventil (12a-i) mellom sitt utløp og innløpet av pumpen (6), og midler (15, 16a-i) for innføring av en bærevæske i hvert av rørene (10a-i).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert av rørene (10a-i) har i det minste én konvergerende/divergerende strømningshomogeniserende mekanisme (13a-i, 14a-i).

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert av rørene har en homogeniserende mekanisme (13a-i) nedstrøms for hvert innløp og en homogeniserende mekanisme (14a-i) oppstrøms for hvert utløp.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte ventiler (12b-i) for hjelperørene (10b-i) er innrettet til å være lukket, at hjelperørene (10b-i) er innrettet til å være fylt med en bærevæske og at ventilen (12a) for hovedrøret (10a) er innrettet til å være åpen under strømning av et tofasefluid til anordningen (5) som er forenlig med pumpens (6) funksjonsegenskaper, hvorved hovedsakelig all strømningen av tofasefluid fra kilden (3) til innløpet av pumpen (6) skjer gjennom hovedrøret (10a).

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at rørene (10a-i) omfatter stive rør.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at rørene (10a-i) omfatter fleksible rør.

7. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en resirkulasjonskrets for tofasefluid fra utløpssiden av pumpen (6) til hovedrøret (10a) .

8. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en resirkulasjonskrets for tofasefluidet fra utløpssiden av pumpen (6) til kilden (3).