NO833283L - Fluidpumpesystem for gassdehydreringssystem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fluidpumpesystem og mer spesielt et fluidpumpesystem beregnet for bruk i forbindelse med et naturgassdehydreringssystem av den type som er knyt-tet til et gassbrønnhode for å fjerne vann fra en brønnstrøm bestående av en blanding av gass, vann og olje.

Eksempler på slik gassdehydreringssystemer er vist US patentskrifter nr. 3.094.574; 3.288.448; og 3.541.763. Inn-holdet av disse publikasjoner er herved inkorporert som refe-ranser. Rent generelt omfatter slike systemer en separator-anordning for mottagelse av gass-olje-vannblandingen. fra brønn-hodet og for separering av olje og vann fra den"våte" (vann-dampfylte) gass. Videre omfatter systemet en vannabsorpsjons-anordning som nytter et væskedehydreringsmiddel slik som glykol, for å fjerne vanndamp fra den våte gass og for å produsere "tørr" gass egnet for kommersiell bruk. Glykolen til-føres kontinuerlig til absorberingsanordningen i en "tørr" lav vanndamp-trykktilstand og fjernes fra absorberingsanordningen i en "våt" høy vanndamp-trykktilstand. Den våte glykolen fjernes kontinuerlig fra absorberingsanordningen og sirkuleres gjennom en gjen-oppkokingsanordning for å fjerne det absorberte vann fra glykolen for å tilveiebringe en ny tilførsel av tørr glykol. Glykol-gjen-oppkokeranordningen omfatter vanligvis en destilleringskolbe forbundet med en gassbrenner for å varme opp den våte glykolen for å produsere varm, tørket glykol ved å fjerne det absorberte vann ved hjelp av fordampning. Den varme, tørre glykolen passerer gjennom en varmeveksler hvor den varme, tørre glykolen kjøles og hvor den innkomne våte glykolen opp-varmes, for derved å pumpes videre til en tørr glykollagrings-tank. En glykolkanalanordhing er tilveiébragt for å muliggjøre transport av våt glykol fra absorberingsanordningen til gjen-oppkokingsanordningen og for å pumpe tørr glykol fra lagrings-tanken til absorberingsanordningen.

Forut for oppfinnelsen beskrevet i vår US patentsøknad nr. 277.266, inngitt 25. juni 1981 og i vårt US patent nr. 4.286.929, hvis innhold forøvrig herved inkorporeres i foreliggende søknad som referanse, ble motorer for glykolpumper i naturgassdehydreringssystemer konstruert for å drives: av energien fra den tilgjengelige naturgass i brønnhodet, idet de relativt høye trykk og temperaturer i denne ble utnyttet. I til legg skal det anføres at enkelte av de tidligere kjente pumper benyttet energien i den våte glykol for å drive en enkelt stempelpumpe for pumping av den tørre glykol som vist i US patentskrift nr. 3.093.122. Denne pumpeenhet benytter et flytdrevet kraftstempel og en styreventil som drives av det samme fluidum kontrollerer operasjonshastigheten til hoved-glideventilen som distribuerer fluidum til stempelpumpen.

Et av problemene med slike tidligere kjente pumpeløsnin-ger er at trykket i gasstrømmen fra naturgassbrønnene varierer vesentlig og at gassopererte pumper ofte krever større mengder med energi. Videre har endringer i gasstrykkene i løpet av de daglige operasjoner, ofte forårsaket .stans av pumpen og følge-lig avbrytning av hele dehydreringssystemet. Siden dehydre-rings systemene opereres kontinuerlig ved brønnområdet uten kontinuerlig styring av operativt personell, er pålitelig, kontinuerlig operasjon av pumpene av kritisk betydning.

En annen viktig driftsfaktor er at pumpen bør være selv-regulerende for automatisk å justere pumpehastigheten i overensstemmelse med det tilgjengelige gasstrykk og strømningshas-tigheter. I tillegg er det særdeles ønskelig å benytte energi-kilder som er tilstede i brønnområdet for operasjon av pumpene med maksimum effektivitet og minimalt energitap.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et nytt forbedret glykolpumpingssystem som opereres ved hjelp av en annen til-gjengelig energikilde enn den salgbare, tørre naturgass ved brønnhodet, idet pumpen kan opereres med relativt lave hastig-heter og trykk uten derved å stoppe og hvor pumpen automatisk og kontinuerlig opererer under et stort operasjonstilstandsområde. Pumpesystemet omfatter en glykoloperert motorpumpeseksjon og en gassoperert motorkontrollseksjon. Glykol motorpumpeseksjonen omfatter en sylinder og et stempel som beveger seg frem og tilbake i sylinderen hvilket stempel tilveiebringer et variabelt glykolmotorvolumkammer på én side av stemplet og et variabelt glykolpumpevolumkammer på den motsatte side av stemplet. Motorkammeret er vekselvis koblet til våt høytrykks-glykol fra absorberingsanordningen og til gjenkokeren gjennom våt glykolstrømningskontrollventil-anordhingen. Høytrykks våt glykol i motorkammeret driver stemplet i en retning i løpet av et pumpeslag og blåses ut fra et kammer i løpet av returslaget til stemplet. Lavtrykks tørr glykol trekkes inn i pumpekammeret fra tørr glykoltank-stemplet i løpet av tilbakeslaget og presses fra pumpekammeret til absorberingsanordningen i løpet av stemplets pumpeslag gjennom egnede vangeventilanordninger. Gassmotorkontrollseksjonen omfatter en sylinder og et stempel som er bevegbart frem og tilbake i sylinderen slik at det til-veiebringes et par med variable gassvolum på hver side av stemplet. Glykolmotorstemplet og gassmotorstemplet er koblet til motsatte ender av en stempelstang som strekker seg gjennom glykolsylinderen og gassylinderen. Tørr gass ved et relativt høyt trykk er vekselvis koblet til og blåses ut av gasskamrene på motsatte sider av gasstemplet gjennom gasstrømningskontroll-ventilanordningen hvorved gasstrykket påvirker gasstemplet for å bidra til bevegelse av glykolstemplet i løpet av pumpeslaget og for å funksjonere som hovedbévegelseskraften under tilbakeslaget av glykolstemplet.

Ifølge en for øyeblikket foretrukket utførelsesform ut-gjøres gasstrømningskontrollventilen av en resiprokerende spole-^typeventil som operer mellom motsatte gassinntak og utblåsningsposisjoner i forhold til gasskamrene ved å alternere tilførse-len av gass til motsatte ender av spoletypeventilen som styres av posisjonen til gasstemplet i gassylinderen. I tillegg ut-gjøres våt glykolstrømningskontrollventilanordningen av en resiprokerende spoletypeventil som opererer i mellomrommet mellom glykolinntaket og utblåsningsposisjonen ved vekselvis påvirk-ning samt utblåsning av gass ved motsatte ender hvilken utblåsning kontrolleres av gasstrømningskontrollventilanordningen. Inntak og utblåsning av våt glykol ved glykolmotorkammeret i motorpumpeseksjonen er følgelig synkronisert med inntak og utblåsning av gass i gasskamrene i motorstyreseksjonen.

Ifølge den illustrerte og for øyeblikket foretrukkede ut-førelsesform av foreliggende oppfinnelse er et gassdrevet stempel og et glykoldrevet stempel konsentrisk montert på motsatte ender av en stempelstang med vesentlig mindre diameter enn gass eller glykolstemplene. Gass og glykolstemplene kan ha samme diameter selv om dette ikke er nødvendig, avhengig av design-kravene for et gitt bruk. Gass og glykolstemplene beveger seg aksialt og er tettende anbragt inne i boringer til separate aksialt adskilte gass og glykolsylindere. Gass og glykolsylind- rene er montert på motsatte ende av en konsentrisk beliggende tetningsplate gjennom hvilken stempelstangen strekker seg gjennom. En sentral fluidventileringsåpning er tilveiebragt i tetningsplaten for opptagelse av glykol eller gass som kan om-gå tettingene montert i tetningsplaten hvilke tetninger for-hindrer lekkasje av glykol og gass fra sylindrene og inn i den sentrale avluftningsutsparing i tetningsplaten. Frem- og til-bakebevegelsen av gasstemplet styres av en fireveis gassoperert vekselventil av spoletypen. Endring i posisjon av gasspoleventilen oppnås ved et gasstyresystem som omfatter et gasspor .langs periferien på gasstemplet som er alternerende koblet til vekslingsåpninger ved motsatte ender av gassylinderen og passasje som strekker seg gjennom motsatte ender av gasspoleventilen. Pumpehastigheten er generelt styrt av en manuell kontrollventil montert på gassinnløpsledningen. Kontroll av den våte glykol til og fra tilhørende motorsylinderkammer oppnås av en treveis spoletype vekselventil som beveges ved hjelp av gass-trykksignaler fra gassvekslingsventilen som virker gjennom fleksible membraner på motsatte endedeler av glykol vekselsventilen for derved å bevege glykol vekselsventilen fra våt glykolinntaksposisjonen til den motsatte våt glykolutblåsningsposisjonen.

Foreliggende oppfinnelse er illustrert på de medfølgende tegninger hvor: Fig. 1 viser et skjematisk diagram av pumpesystemet brukt i forbindelse med et naturgassdehydreringssystem. Fig. 2A og 2B viser sideveis tverrsnitt av en illustreren-de utførelsesform av oppfinnelsen hvor noen av de faste deler er fjernet for klarere å illustrere oppfinnelsen og med resiprokerende stempeldeler av en motorpumpeseksjon og en motorregulerende seksjon plassert på venstre side i forhold til en til-hørende sylinderdel ved begynnelsen av et tørr glykolpumpeslag;

fig. 3A og 3B viser et vertikalt tverrsnitt av løsningen vist på fig. 2A og 2B med stempeldeler plassert i en forskjøvet stilling til venstre ved enden av tilbakeslaget;

fig. 4 er et vertikalt tverrsnitt av den motorregulerende seksjon ved anordningen vist på fig. 1 med stempeldelene plassert i en forskjøvet posisjon til høyre ved enden av et pumpeslag; og

fig. 5 viser et vertikalt tverrsnitt av motorregulerings-seksjonen vist på fig. 1 ifølge en modifisert løsning av kon-trollsystemet.

Som vist på fig. 1 omfatter pumpeanordningen 18 ifølge foreliggende oppfinnelse kombinerte motorpumpeseksjoner 19, 20 og en motorreguleringsseksjon 21 som er vist i tilknytning til hovedkomponentene av en trefaset dobbeltkontakt konvensjonelt naturgassdehydreringssystem som omfatter: en gass-væske separe-ringsanordning 22 for fjerning av olje og vannvæsker fra vann-fuktig brønngass; en lukket glykol-gass uttrekningsanordning 24 for et første trinns fjerning av vanndamp fra brønngassen ved å la brønngassen komme i kontakt med tørr glykol i løpet av en i samme retning nedoverstrøm gjennom uttrekningsanordningen;

en absorberingsanordning 26 for annet trinns fjerning av vanndamp fra brønngassen, hvilket inkluderer en innvendig trau-stabel anordning 28 for tilveiebringelse av en nedoverrettet gravitasjonsstrømning av tørr glykol med oppad motstrøm av brønngass og en innvendig gass glykol varmevekslingsanordning 30 for kjøling av tørr glykol forut for innføring av tørr glykol inn i traustabelanordningen 28; en ytre gass glykol varme-veks lings anordn ing 32 for kjøling av den tørre glykol forut for innføring i glykol-gass uttrekhingsanordningen; en glykol gjen-oppkokningsanordning 34 for fjerning av vann fra den våte glykol, hvilket inkluderer en gassbrenningsanordning 36 for oppvarming av den våte glykolen, en destilleringssøyleanordning 38 for separering av vann og glykol ved fordampning av vann,

en tankanordning 40 for å holde den hete, tørre glykol og et brennkammer 42 i tankanordningen 40 for oppvarming av den hete, tørre glykolen; en tørr glykol, lagringstankanordning 44 for lag-ring av tørr glykol forut for retur til absorberingsanordningen; og en glykol-glykol varmevekslingsanordning 46 for fjerning av varm, tørr glykol fra gjen-oppkokningsanordningen forut for inn-føring i lagringstankanordningen og samtidig foroppvarming av våt glykol fra absorberingsanordningen før innføring i gjenopp-kokningsanordningen.

I drift vil brønngass under trykk ifølge systemet vist på fig. 1 føres inn i separatoranordhingen 22 gjennom en innløps-ledning 50. Brønngassen separeres til olje i væskeform, vann og våt gass utgitt inkluderer naturgass og vanndamp. Dlje i væskeform og vann fjernes fra separatoren gjennom utløpslednin-gene 52, 54. Våtgass under trykk overføres gjennom en ledning 56 til den lukkede glykol-gass uttrekningsanordningen 24 i hvilken tørr glykol som kommer inn gjennom ledningen 58 blandes med våtgassen. Den tørre glykol og den våte gass strømmer nedover gjennom uttrekningsanordningen 24, hvorved den tørre glykol absorberer en del av vanndampen. Våt glykol og delvis våt gass fjernes fra uttrekningsanordningen gjennom en ledning 60 som er koblet til den nedre ende av absorberingsanordningen 26 mellom en våt glykol sump 62 ved bunnen av absorberingsanordningen og traustabelanordningen 28. Våt glykol fra ledningen 60 strømmer nedover og inn i glykolsumpen 62. Våt gass strøm-mer oppover i absorberingsanordningen gjennom traustabelanordningen 28 som tilveiebringer en nedadrettet strømningsbane for tørr glykol mottatt fra ledningen 64 og ned mot glykolsumpen. På denne måte vil ytterligere mengder med vanndamp fjernes fra gassen som deretter strømmmer oppover gjennom varmevekslings-anordningen 30 til en utløpsledning 66 og deretter nedover gjennom varmeveksleren 32 til en rørledning 72 som inneholder tørr salgbar naturgass ved relativt høyt trykk som f.eks. mellom 50 psi til 1000 psi. Den tørre glykolen leveres fra en lagringsanordning 44 til den lukkede gass-glykol uttrekningsanordning 24 og til absorberingsanordningen 26 under trykk gjennom en pumpe innløpsledning 73, en pumpe 20, en hovedpumpe ut-løpsledning 74 og grenlinjer 76, 78 som strekker seg gjennom varmevekslerene 30, 32 og innløpsledningene 58, 64. Våt glykol fjernes fra glykolsumpen 62 til pumpemotoren 19 gjennom en ledning 60 og leveres til destillasjonssøylen 38 på gjenoppkok-ningsanordningen 34 gjennom en ledning 82, glykol-glykol varme-vekslingsanordningen 46 og en ledning 84.. Våt glykol strømmer nedover i destillasjonssøylen 38 mot gjenoppkokningstankanord-ningen 40 som indikert med den stiplede linjen 86. Vannet i glykolen fordampes ved varme levert fra gassbrenneranordningen 36 gjennom brennerrøranordningen 42 som strekker seg inn i tankanordningen 40. Fordampet vann i form av damp fjernes fra den øvre ende av destilleringssøylen 38 gjennom en utløpsledning 88. Varm, tørret glykol samles opp i tankanordningen 40, strømmer nedover gjennom en ledning 89 og inn i toppen av varmeveksler-anordningen 46 som inneholder en glykol oppvarmingscoil 83. Kjølet, tørret glykol overføres fra bunnen av varmeveksler-tanken til den øvre del av den tørrede glykollagringsanordning 40 gjennom en ledning 90. Et gassreservoar 91 er koblet til tørrgassledningen 72 ved hjelp av. en reguleringsanordning 92 som inneholder en kilde for levering av tørrgass ved et relativt lavt trykk (f.eks. 15 psi) til reservoaret 91. Brenneren 36 er koblet til reservoaret 91 ved hjelp av en tørrgassledning 93 gjennom en regulatoranordning 94 som reduserer trykket på den tørre gass til omtrent 10 psi. Gassreservoaret 91 har en trykkavlastningsventil 98 som kontrollerer tørrgasstrykket i reservoaret. Pumpereguleringsanordningen og den sekundære motoranordning 21 drives av tørrgass med relativt lavt trykk (f. eks. 60-80 psig) som mottas gjennom en driftsledning 96 koblet til utløpsledningen 72 gjennom regulatoranordningene 97a, 97b og med tørr gass med relativt høyt trykk (f.eks. 80-100 psig) som mottas gjennom en styreledning 97c. Tørr gass i pumperegu-latoren 21 blåses ut til reservoaret 91 eller brenneren 36 gjennom en ledning 98. En justerbar strømningskontrollventil-anordning 99 i ledningen 96 styrer operasjonshastigheten (det vil si farten) til pumpen 19.

Som generelt vist på figurene 2A og 3A omfatter motor og pumpeseksjonen 19,20 i pumpeanordningenheten 18 ifølge foreliggende oppfinnelse en integrert ett-stykke resiprokerende stempelanordning 100 montert på en ende av en resiprokerende stempelstang 101 for å tilveiebringe væskepumpestempeloverfla-ter 102, 104 og motsattvendende drivmotorstempeloverflate 106. En sylinderanordning 108 omgir stempelanordningen 100 på en slik måte at denne fritt kan gli frem og tilbake i sylinderen. Et pumpekammer 110 hvis volum kan varieres er tilveiebragt ved en side av stempelanordningen 100 og et motorkammer 112 med variabelt volum er tilveiebragt på motsatte side. Væskestrømnings-kontrollanordninger 114, 116 i form av kuletype kontrollventil-sammenstillinger er montert på periferien av sylinderanordnin-gen 108, hvilke væskestrømningskontrollanordhinger kontrollerer strømningen av tørr glykolfluid til og fra pumpekammeret 110. En fluidstrømningskontrollanordning i form av en resiprokerende spoletypeventildel 118 som er glidbart anordnet sentralt i et ventilhus 120 ved en ende av sylinderen 108 kontrollerer strøm-ningen av våt glykolfluid til og fra motorkammeret 112. Motor- reguleringsseksjonen 21 på pumpeenheten 18, se fig. 2B og 3B, omfatter en stempelanordning 122 koblet til den andre ende av stempelstanganordningen 101 og er montert i en sylinderanordning 124 i det stempelanordningen 122 fritt kan gli frem og tilbake i sylinderen for derved å variere volumet av fluidkam-rene 126, 128 på motsatte sider av stemplet. En fluidstrøm-ningskontrollanordning 130 som inkluderer resiprokerende spole-ventildel 132, kontrollerer strømningen av tørr gass til og fra kamrene 126, 128.

Motorpumperegulatorseksjonene 19, 20 og 21 på pumpeenheten danner en avlang, flerdelt, generelt sylindrisk husenhet som ved motsatte ender er utstyrt med endeplater 140, 142 og oppdelt i kombinert motor-pumpehus seksjoner 19, 20 og en motorreguleringshusseksjon 21 ved hjelp av en sentral sylinder-tetningsplatedel 144. Motor-pumpehus seksjonen 19 og 20 og motor-reguleringsseksjonen 21 omfatter aksialt i avstand fra hverandre liggende, generelt sylindriske deler 146, 148 som har koaksiale sylindriske boringer 150, 152 og som er plassert på motsatte sider av og liggende i koaksialt tettende, under-støttende anlegg med den sentrale sylindriske del 144 som har koaksiale sylindriske boringer 154, 156 for opptagelse av stempelstanganordningen 101. Strømningskontrollanordningen 114, 116 er identisk bygget opp. Hver omfatter en kontrollventil-blokkdel 160 som på egnet måte er montert på en fast, tilstø-tende måte på en understøttelsesoverflate ved periferien til den sylindriske del 146. Strømningskontrollhuset 120 omfatter en ventilhusdel 161 festet på en fast, koaksial, tilstøtende, tettende måte til endeplaten 140. Fluidkontrollanordningen 130 omfatter kontrollventilblokkdelene 162, 164 montert på en fast, tilstøtende, tettende måte til den sylindriske del 148. Komponentene i huset er montert på en fast, tilstøtende, under-støttende, tettende måte ved hjelp av egnede boltanordninger (ikke vist) idet egnede tetningsanordninger (ikke vist) er tilveiebragt ved væskepassasjer og sammenstillingsflater i kammeret .

Pumpekammeret 110 (se fig. 2A og 3A) er koblet til tørr glykol innløpsledningen 73 gjennom ventilanordninger 116 ved en innløpsåpning 166. Når stemplet 100 beveger seg mot venstre (fig. 3A) økes volumet i kammeret 110 mens trykket reduserés, hvorved ventilanordningen 116 er åpen og ventilanordningen 114 er stengt for derved å tillate tørr glykol å strømme inn kammeret 110 fra tørr glykol lagringsledningen 73. Når stemplet 100 beveger seg mot høyre (fig. 2Å) reduseres volumet i kammeret 110 for derved å øke trykket av tørr glykol i kammeret 110, noe som forårsaker lukning av ventilanordningen 116 til den lukkede posisjon mens ventilanordningen 114 beveges til en åpen posisjon for derved å tillate strømning av tørr glykol gjennom til absorberingsledningen 74. Hver av ventilene 114, 116 omfatter en kule 167, et fjernbart seteinnlegg 168, et f jernbart passasjeinnlegg 170 og en motholdsf jaer 172 montert i en boring 174 i ventilblokken 160. En pinneenhet 176 på en gjenget plugg 178 begrenser bevegelsen av kuleventilen.

Våt glykol innløpsledningen 80 er koblet til et innløps-kammer 200 i huset 161 og våt glykol utløpsledningen 82 er koblet til et utløpskammer 202 i delen 161 for å tillate våt glykol alternativt å mottas i eller pumpes ut av motorkammeret 112 gjennom innløp og utløpsåpninger i ventilspoleanordningen 118 som vil bli beskrevet nedenfor. En aksial passasje 204 i endeplaten 140 og en koaksial tilknyttet passasje 206 i delen 161 knytter kammeret 112 til en sentral spoleboring 208 i delen 161 hvilken boring 208 understøtter en ventilspoledel 209 som er glidbart anordnet frem og tilbake i boringen 208. Strømmen av våt glykol fra kammeret 200 inn i den sentale spoleboring 208 styres av en sentral ringformet ventildel 210 på spoleven-tildelen 209. Ventildelen 210 har en aksial bredde som er større enn diameteren på passasjen 206 for å kunne stenge passasjen når ventilspoledelen er i en sentral stilling. Deler av ventilspoledelen på tilstøtende motsatte sider av ventildelen 210 har en redusert diameter for å tilveiebringe avlange akr-sia1tstrekkende ringformede passasjer 212, 214 som har lik lengde og som er avsluttet av ringformede ventildeler 216, 218. Passasjene 212, 214 kobler på alternativ måte passasjen 206 enten til våt glykol innløpspassasjen 220 eller våt glykol ut-løpspassasjen 222 som henholdsvis er koblet til kamrene 200, respektive 202. Motsatte endedeler 224, 226 på ventilspolen 118 har redusert diameter for å tilveiebringe avlange ringformede passasjer 228, 230. En sentral boring 232 i spoledelen 118 er koblet til passasjene 214, 228 og 230 ved hjelp av pas sasje 234, 236, 238 som strekker seg radialt. Stempeldelene 240, 242 er fast montert på endedelene 224, 226 inne i kamrene 244, 246 hvilke kammere defineres av utvidede boringer 248,

250 i delen 106 og dekket av deksler 252, 254. Fleksible, ettergivende membrandeler 256, 258 strekker seg over kamrene 244, 246 for å tilveiebringe tette, ytre kammerdeler 260, 262. Hver av de ytre kammerdeler 260, 262 er koblet til en tørrgass-kilde gjennom kontrollventil-anordningen 132 ved hjelp av egnede passasjer 268, 270 for å tilveiebringe kontrollanordninger hvorved spoledelen 209 positivt kan beveges mellom våt glykol inntak og utblåsningsposisjonene, noe som vil bli beskrevet nedenfor. I den posisjon som er vist på fig. 2A er ventilspolen 209 plassert i inntaksposisjonen hvorved våt glykol under høyt trykk strømmer fra åpningen 200 gjennom passasjene 220, 212, 206, 204 til motorkammeret 112. Spolen 118 holdes i inntaksposisjonen av gasstrykket i kammerdelen 206 hvilket trykk virker mot stemplet 240 gjennom membranen 256. Etterhvert som stemplet 240 beveger seg mot den tilbaketrukkede seteposisjon på overflaten 271, vil glykolen i kammerdelen 244 beveges gjennom passasjene 236, 232, 234, 238, 222. Samtidig beveger stemplet 242 og membranen 258 seg mot en stilling hvor stemplet ligger an mot dekseloverflaten 273 for derved å drive gass ut av kammerdelen 262 gjennom gasspassasjen 270.

Etter at stemplet 100 er beveget mot høyre under pumpeslaget blåses gassen ut fra kammerdelen 260 mens gass under trykk leveres til kammerdelen 262 gjennom passasjen 270. Gasstrykket virker på stemplet 242 gjennom membranen 258 for derved å presse stemplet 242 til å beveges innover mot og deretter ligge an mot skulderen 272 og for å bevege spolen 209 til en utblåsningsstilling som vist på fig. 3A. Den begynnende bevegelse av stemplet 242 presser glykol ut av kammerdelen 246 gjennom passasjen 238 til passasjen 232. Noe av glykolen presses inn i passasjen 228 og deretter inn i kammerdelen 244 for på den måten å utvirke et trykk på stemplet 240 og membranen 256 for derved å medvirke til utblåsning av gass i kammerdelen 260 og bevegelse av stemplet til glykolutblåsningsposisjonen hvor stemplet ligger an mot dekselflåten 274. Det skal anføres at ventilspolen 209 beveges fra glykolutblåsningsposisjonen til glykolinntaksposisjonen på en tilsvarende måte når kammerdelen 260 deretter kobles til gass under trykk, mens kammerdelen 262 kobles til utblåsningsåpningen. Ifølge foreliggende foretrukkede utførel-seform utgjøres passasjene 268, 270 av borede hull som strekker seg gjs nn om komponentene i enheten.

Stillingen til motorkontrollventilspoledelen 209 i forhold til motorpumpestempelanordningen 100 er styrt av plasse-ringen til regulatorstempelanordningen 122 (se fig. 2B og 3B) hvilke kan beveges frem og tilbake mellom endeveggene 300 og 302 i kammerene 126, 128 ved at tørr gass under trykk alternativt mottas og blåses ut av tørr gass innløps- og utløpsåpnin-gene 304, 306. Strømmen av tørr gass til og fra kammerene 126, 128 styres av spoleventilanordningen 132 som er bevegbar frem og tilbake i en boring 308 i ventilblokken . 164, hvilken er stengt av pluggdelene 310, 311. Spoleventilanordningen 132 beveges mellom motstående forskyvbare kontrollposisjoner hvor endeflatene 312, 313 ligger an mot tilsvarende ender på plug-gene. Ventilanordningen 132 kan bringes til alternerende å ligge an mot den ene eller den andre styreposisjon av gasstrykk-kontrollpassasjeanordningen 314, 315 som står i operativ forbindelse med stemplet 122. Spoleventilanordningen 132 omfatter et par med avlange fluidpassasjedeler 316, 317 som er utstyrt med redusert diameter, hvilke deler er plassert mellom en sentral ringformet ventildel 318 og endeventildeler 320, 322. Når spoleventilen 132 er plassert i en stilling til høyre som vist på fig. 2B er gassinnløpet 304 koblet til kammeret 126 gjennom passasjen 324 i ventilblokkene 162, 164, spolepassasjen 317, passasjen 326 i ventilblokken 164 og passasjene 328, 329 i sylinderdelen 148. Utblåsningsåpningen 306 er koblet til kammeret 128 gjennom passasjen 330 i ventilblokkene 162, 164, spolepassasjen 316, passasjen 334" i ventilblokken 164 og passasjene 336, 337, 338 i sylinderdelen 148. Tørr gass under trykk påfører følgelig en kraft på stempeloverflaten 346 i retningen av pilen 348 og forårsaker en bevegelse av stemplet 122 i pilens retning 348 mens motorpumpestempelanordningen 100 drives i samme retning av kraften som påføres motorstempeloverflate-delen 106 (se fig. 2Å) av våt glykol i motorkammeret 112. På samme tid kobler passasjen 314 kammeret 126 til spoleventilkammeret 340 hvorved gass strømmer til kammeret 340 for derved å påføre et trykk på spole-endeoverflaten 312 og opprettholde

motstående spoleendeoverflate 313 i anlegg mot pluggen 311.

For å bevege spoleventilen 132 er det tilveiebragt et tettende spor 350 (fig. 2B, 3B og 4) langs periferien til stemplet 122 mellom egnede ringformede utsparinger 351, 352 med firkantet tverrsnitt beregnet for opptagelse av tetningsringer. Sporet 350 vil til enhver tid være koblet til en passasje 356 i delen 148 hvilken passasje står i forbindelse med gassledningen 9 7c og en trykkreguleringsanordning 97b. Regulatoranordningen 97b opprettholder et relativt høyt gasstrykk (f.eks. 80 til 100 psig) sammenlignet med trykket på gassen ved innløpsåpningen 304 (f.eks. 60 til 80 psig) hvorved det opprettholdes omtrent en trykkforskjell på 20 psig mellom disse. Når stemplet 122 når enden på glykolpumpeslaget (fig. 4) er sporet 350 koblet' til passasjen 315, hvorved gass under relativt høyt trykk strømmer til spoleventilkammeret 258 for å påføre en større kraft på spoleendeoverflaten 313 enn kraften som påføres spole-endeoverf laten 312 av gassen fra innløpsåpningen 304 og kammeret 126 gjennom passasjen 314. Følgelig beveges spoleventilen 132 til posisjon på venstre side av fig. 3B. Etterhvert som spoleventilen 132 beveges mot venstre, kommer spolepassasjen 317 på linje med utløpspassasjene330 og 306 mens spolepassasjen 316 kommer i forbindelse med innløpspassasjene 304, 354, 334, 336, 337, 338 for å levere gass til kammer 128 og å drive stem-pelet 122 mot venstre. På samme tid vil våt glykolspolesty-ringskammerene 260, 262 kobles til høyttrykks gassinnløp- og utløpsåpningene 304, 306 gjennom passasjene 268, 270 som et re-sultat av bevegelsen av ventilspolen 132 forårsaket av strøm-ning av gass gjennom passasjen 270 til kammeret 258.

Tetningsanordningene 360, 362 for stempelstangen er anbragt i senterplaten 144 for å forhindre lekkasje av tørr glykol fra pumpekammeret 110 og gass fra gasskammeret 126 langs stempelstangen 101. En utløftningskammeranordning 364 er tilveiebragt for opptagelse av glykol eller gass som måtte lekke forbi tetningsanordningene 360, 362. Gjenpluggede passasjer 366, 368 tillater fjerning av glykol eller gass fra avluftnings-kammerene 364. Tetningsanordningene 360 omfatter en leppetype tetningsring 370, en kravedel 272, en leppetype tetningsring 374, en skivedel 376 og holdering 378. Kravedelen 372 har indre og ytre periferiske spor 380, 382 koblet sammen ved hjelp av en radial passasje 384. Sporet 380 er koblet til en passasje 386 som står i forbindelse med tørr glykolledningen 73 nedstrøms for kontrollventilanordningen 116 for derved å forårsake en sugeeffekt som bringer tørr utlekket glykol opptatt i sporet 380 til å trekkes ut gjennom passasjen 384, sporet 382, passasjen 386 til ledningen 73. Følgelig er det tilveiebragt en positiv dreneringsanordning for å fjerne tørr glykol fra tetningsanordningen 360. Tetningsanordningen 362 omfatter en leppetype tetningsring 388, en skivedel 390 og holderingdel 392.

Under henvisning til fig. 5 er en alternativ utførelses-form av skyvekontrollanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse vist. Denne omfatter et par med passasjer 400, 402 som strekker seg mellom motsatte ender på spoleventilen 132 og gass-kammerene 126, 128. Passasjene 400, 402 er aksialt forskjøvet i forhold til hverandre for på den måten alternativt å kunne kobles til høyttrykksgass i kammerene 126, 128 ved enden på hvert slag av stemplet 122 og til sporet 350 under den mellom-liggende del av hvert slag. Sporet 350 er koblet til atmos-færen eller til en lavtrykksledning slik som f.eks. ledningen 98 eller til en beholder slik som et gassreservoar 91 gjennom passasje 356. Følgelig vil gass: under høyt trykk vekselsvis blåses ut fra en av kammerene 340, 358 gjennom en av passasjene 400, 402 til sporet 350 og gjennom passasjen 356 mens gass under høyt trykk vil alternerende leveres enten til kammeret 340 eller 358 for derved å forårsake at spoleventilen forflyt-tes . Fig. 3A og B viser stemplene 100, 122 i bevegelse mot venstre. Gassvekslingsventilen 132 er vist forflyttet til venstre hvor høytrykksgass kommer inn i gassylinderkammeret 128 på høyre hånd, mens gassylinderkammeret 126 på venstre hånd er koblet til en lavtrykkskilde. Gass under høyt trykk innføres også på membranen 258 for å bevege spoleventilen 118 mot sin øvre posisjon som vist på fig. 3A. Dette kobler motorkammeret 112 med den våte lavtrykksglykolutløpsledningen 82 for å bringe våt glykol til å ledes ut av motorkammeret. Tørr glykol trekkes samtidig inn gjennom tørr glykolsugekontrollventilen 116 og inn i det tørre glykolpumpekammer 110. Fig. 3A og 3B viser lav-trykkssyklusen til pumpen hvor all energi for denne syklus kommer fra gassmotordelen.

Fig. 2A og 2B viser høytrykksyklusen til pumpen. Gass

og glykolstemplene 100, 122 er nå beveget til høyre. Gassvekslingsventilen 132 er beveget mot høyre, hvorved gass under høyt trykk ledes mot den venstre ende 346 på gasstemplet 122, mens gasskammeret 128 ved høyre ende er koblet til et lavtrykks-gassutløp 306. Høytrykksgass som virker på den øvre ventil-membran 256 har nå forflyttet glykolspoleventilen 118 ned til sin nedre posisjon som vist på fig. 2A, mens høytrykks våt glykolledningen 200 er tilknyttet våt glykolmotorkammeret 112. Kraften forårsaket av gasstrykkforskjellen som virker på gass-stemplet 122 pluss kraften av den våte høytrykksglykol som virker på motorflaten 106 til glykolstemplet 100 presser stemplene og stempelstangen mot høyre,.hvilket forårsaker at tørr glykol presses ut gjennom pumpeutløpskontrollåpningen 114 med høyt trykk.

Når gasstemplet 122 når den høyre ende i sitt slag (se fig. 4) vil sporet med det firkantede tverrsnitt for stempel-tetningen 352 akkurat komme klar av vekselsstyringspassasjen 315 hvorved styretrykket i sporet 350 tillates å kommunisere med det høyre endekammer 358 i gassvekslingsventilen 132.

Siden styregasstrykket er større enn trykket på den gass som virker på den venstre ende 312 på gassvekslingsventilen, vil ventilen beveges mot venstre. Ved motsatte ende av gassstempel-slaget vil en tilsvarende effekt opptre, hvilket bringer gassvekslingsventilen til å beveges tilbake mot høyre.

Foreliggende oppfinnelse har hittil blitt beskrevet i forbindelse med en for øyeblikket særlig foretrukket utførelses-form. Det skal imidlertid anføres at på bakgrunn av denne be-skrivelse vil en rekke modifikasjoner være åpenbar for en gjen-nomsnitts fagmann. F.eks. er det åpenbart at områdene beskrevet som motor- eller drivanordinger like så gjerne kunne vært beskrevet som pumpeområder, mens de områder som er beskrevet som pumpeområder, like så gjerne kunne vært beskrevet som motor-eller drivområder. Disse og andre modifikasjoner er beregnet

å ligge vel innenfor beskyttelsesomfanget til foreliggende krav med unntak av eventuelle utelatelser i forhold til teknikkens stand.

Claims (15)

1. Et fluid pumpesystem for bruk i forbindelse med et de-hydreringssystem for naturgass eller lignende, omfattende en absorberingsanordning for fjerning av vann fra våt naturgass for derved å produsere tørr naturgass, idet det benyttes et tørkemiddel såsom glykol, en glykolgjenoppkokningsanordning for derved ved hjelp av varme oppnådd ved å brenne naturgass å produsere tørr glykol fra fuktig glykol mottatt fra absorberingsanordningen, hvilket system omfatter: En singeltrinns resiprokerende fluidpumpeanordning som operativt er tilkoblet mellom en tørr glykolkilde og absorberingsanordningen for pumping av tørr glykol fra tørr glykol-kilden til absorberingsanordningen, hvilken fluidpumpeanordning omfatter et stempel og en sylinder som definerer et andre variabelt fluidvolumkammer for opptagelse av tørr glykol under innsugningsslaget i en retning og for tømming av tørr glykol under utblåsningsslaget i motsatt retning; et singeltrinns resiprokerende fluiddrevet primær motoranordning som er operativt koblet til nevnte pumpeanordning for påvirking av nevnte pumpeanordning under nevnte uttømningsslag og som har en fluidinnløpspassasje for mottagelse av våt glykol fra nevnte absorberingsanordning under nevnte innsugningsslag og fluidutløpspassasjer for levering av våt glykol til nevnte glykol gjenoppkokningsanordning under nevnte uttømningsslag hvorved energi utledet fra nevnte våte glykol tilveiebringer den primære drivkraft for drift av nevnte motoranordning og nevnte pumpe under uttømningsslaget; og en hastighetsstyringsanordning somqperes av tørr naturgass og som operativt er forbundet med nevnte pumpeanordning og nevnte motor for automatisk å regulere hastigheten til disse; og hvor nevnte hastighetsstyringsanordning er en fluidoperert anordning som operativt er tilknyttet og som opereres av trykket i naturgassen, hvilken kontrollanordning er konstruert og arran-gert for å tilveiebringe en sekundær motoranordning for påvirk-ning av nevnte primære motor og nevnte fluidpumpe under utblåsningsslaget .

2. En oppfinnelse som beskrevet i krav over nevnte stempel anordning og nevnte sylinderanordning videre definerer et andre variabelt volumkammer for opptagelse av våt glykol under uttømningsslaget til nevnte pumpeanordning og for uttømning av våt glykol under innsugningsslaget til nevnte pumpeanordning.

3. Oppfinnelsen som beskrevet i krav lf hvor nevnte hastighetsstyringsanordning omfatter: en sylinder som har et variabelt væskevolumkammer ved motsatte ender for opptaging og utblåsing av naturgass; et stempel som har motsatte stempelhodeoverflater og som fritt kan resiprokere ved glidebevegelse frem og tilbake i nevnte sylinderanordning for alternerende å forårsake innsugning og utblåsning av naturgass til og fra nevnte variable volumvæskekammer; og en gasstrømningsstyreventil for kontrollering av inntak og utblåsing av naturgass til og fra nevnte variable væskevolumkammer .

4. Oppfinnelsen som beskrevet i krav 3, hvor nevnte gass-strømningskontrollventil omfatter: en spoleventilanordning som er resiprokerende glidbart montert for bevegelse mellom første og andre aksialt forskjøve-de stillinger; og spoleventiIkontrollanordning som operativt kobler nevnte spoleventilanordning til nevnte stempelanordning for å forårsake en positiv drivkraft på nevnte ventilstyringsanordning.

5. Op<p>finnelsen som beskrevet i krav 1, omfattende en kont-rollventilanordning for styring av strømmen av våt glykol til nevnte andre kammer under nevnte utblåsningsslag og fra nevnte andre kammer under nevnte innsugningsslag.

6. Oppfinnelsen som beskrevet i krav 5, hvor nevnte kontrollventil omfatter en spoleventilanordning som har motsatte ende-overflater som alternerende kan tilkobles nevnte tørre naturgass ved enden av hvert slag.

7. Et<p>umpesystem for pumping av tørr glykol fra en tørr glykolkilde til en absorberingsanordning ved bruk av våt glykol fra en våt glykolkilde, hvilket pumpesystem styres av naturgassen og omfatter: en glykolpumpestempelanordning som er montert resiproke rende i en glykolsylinderanordning for å tilveiebringe et våt glykolkammer med variabelt volum på en side av nevnte stempelanordning for opptagelse av våt glykol fra nevnte våt glykolkilde og for å drive nevnte stempel i en retning under tørr glykol pumpeslaget og for utblåsning av våt glykol fra nevnte våt glykolkammer med variabelt volum til en våt glykol gjenoppkokningsanordning i løpet av bevegelsen til nevnte stempelanordning i motsatt retning under tilbakeslaget, og å tilveiebringe tørr glykolkammer med variabelt volum på den andre side av nevnte stempel for opptagelse av tørr glykol fra den tørre glykolkilde under bevegelsen av nevnte stempel i motsatt retning og for pumping av tørr glykol fra nevnte tørre glykolkammer til absorberingsanordningen under stemplets bevegelse i den ene retning; tørr glykol strømningsstyringsventilanordning som operativt står i forbindelse med nevnte tørre glykolkammer for styring av strømmen av tørr glykol inn i nevnte tørre glykolkammer under tilbakeslaget av nevnte glykolstempel og strømmen av tørr glykol fra nevnte tørre glykolkammer under pumpeslaget; et gassoperert stempel som er resiprokerende montert i en gassylinder for å tilveiebringe et gasskammer med variabelt volum på motsatte sider av nevnte gasstempel for mottaging av gass ved et første trykk fra en gasskilde og å videre drive nevnte gassopererbare stempel i motsatt retning; en stempelstang for sammenkobling av nevnte glykol pumpe-stempel i nevnte gassopererte stempel, hvilken stempelstang strekker seg utover forbi nevnte tørrglykolkammer og inn i et neste hosliggende gasskammer; en gassdrevet våt glykol strømningskontrollvekslingsven-til som står i operativ forbindelse med nevnte våt glykolkammer med variabelt volum for styring av innsugning og utblåsning av våt glykol relativt til nevnte våt glykol variable kammer og som er bevegbar mellom en våt glykol innsugningsposisjon hvorved nevnte våt glykolkilde er koblet til nevnte våt glykolkammer for å drive nevnte glykolpumpe i nevnte første retning og en våt glykol utblåsningsstilling hvorved nevnte våt glykolkammer er tilkoblet nevnte absorberingsanordning under bevegelsen av nevnte glykolpumpe i nevnte motsatte retning; en gassoperert gasstrømningsstyrevekslingsventil som er bevegbar mellom alternerende motsatte innsug- og utblåsningsposisjoner relativt til nevnte gasskammeranordning og er opererbart tilkoblet med nevnte gasstémpel for styring av strømmen av drivgass ved et første trykk fra nevnte gasskilde til nevnte variable gassvolumkammer og for styring av utblåsningen av driftsgassen fra nevnte variable gassvolumkammer, hvorved nevnte gasstémpel drives i samme retning som nevnte glykolstempel un der pumpeslaget og bidrar til bevegelse av nevnte glykolstempel i en retning og hvorved nevnte gasstémpel drives i motsatte retning under tilbakeslaget av nevnte glykolstempel og tilveiebringer den primære bevegelseskraft som forårsaker bevegelse av nevnte glykolstempel i motsatt retning; og gasspassasjeanordninger for sammenknytning av nevnte gasstrømningskontrollvekselventil til nevnte glykolstrømhings-kontrollvekselventil hvorved nevnte glykolstrømningsstyrings-ventil beveges mellom glykolinntaksstillingen og glykolut-blåsningsstillingen samtidig som nevnte gasstrømningsstyrings-vekselsventil beveges mellom nevnte alternerende motsatte inntak og utblåsningsposisjoner.

8. Oppfinnelsen som beskrevet i krav 7, omfattende en gass-strømningspassasje i nevnte gassylinder og som er opererbart tilknyttet med nevnte gasstrømningsstyringsvekselsventil for endring av gasstrykket som virker på motsatte ender av nevnte gasstrømningsstyringsvekselsventil ved enden av hvert slag av nevnte gasstémpel, hvorved nevnte gasstrømningsstyrevekslings-ventil og nevnte glykolstrømningsveksleventil beveges synkront i overensstemmelse med stillingen til nevnte gasstémpel.

9. Oppfinnelsen som beskrevet i krav 8, hvor nevnte gass-strømningspassasjer er koblet gjennom nevnte gasstémpel til en gasskilde med et høyere trykk enn gasskilden koblet til nevnte gasskammer gjennom nevnte gasstrømningsstyrevekselventil.

10. Oppfinnelsen som beskrevet i krav 8, hvor nevnte gass-strømningspassasje er koblet gjennom nevnte gasstémpel til et gassutløp ved et lavere trykk enn gasskilden koblet til nevnte gasskammer gjennom nevnte gasstrømningsstyrevekslingsventil.

11. Oppfinnelsen som beskrevet i krav 7, omfattende: tørr glykol og gasstetningsanordninger montert i omkret-sen rundt nevnte stempelstang for styring av strømmen av tørr glykol relativt gjennom denne fra nevnte tørr glykolkammer og for styring av strømmen av gass relativt gjennom denne fra nevnte nærmest tilstøtende gasskammer; og tørr glykolpassasje koblet mellom nevnte tørr glykoltetningsanordning og nevnte tørr glykolstrømningsstyringsventil for derved å forårsake strømning av tørr glykol fra nevnte tørre glykoltetningsanordning til nevnte tørr glykolkammer gjennom nevnte tørr glykolstrømningsstyreventil.

12. Oppfinnelsen som beskrevet i krav 11, omfattende en tetningsplate montert mellom nevnte tørr glykolkammer og nevnte nærmest tilstøtende gasskammer for resiprokerende understøttel-se av nevnte stempelstang og nevnte tørr glykol og gasstetnings-anordning idet et dreneringskammer er anordnet mellom disse.

13. En fremgangsmåte for å pumpe tørr glykol fra en tørr glykolkilde til en dehydreringsanordning for dehydrering av naturgass omfattende trinnene: utnyttelse av energien i våt glykol fra dehydreringsanordningen for å drive en pumpeanordning for pumping av tørr glykol fra nevnte tørr glykolkilde til dehydreringsanordningen; utnyttelse av tørr gass fra dehydreringsanordningen til å styre hastigheten på pumpens frem og tilbake bevegelse; og utnyttelse av tørr gass fra dehydreringsanordningen for å styre innsugningen og utblåsningen av våt glykol til og fra pumpeanordningen.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, omfattende regulering av frem og tilbake bevegelsen til den tørre glykolpumpe og den våte glykolmotor ved å styre strømningshastigheten av tørr gass gjennom en gassoperert pumperegulator som står i operativ forbindelse med nevnte motoranordning.

15. Metode som angitt i krav 14, omfattende utnyttelse av energien i den tørre gass for å bidra til bevegelse av nevnte pumpeanordning gjennom pumpeslaget og til å forårsake retur av pumpeanordningen.