[go: up one dir, main page]

EA042259B1 - SEPARATION OF SOLID PARTICLES DURING OIL AND/OR GAS PRODUCTION - Google Patents

SEPARATION OF SOLID PARTICLES DURING OIL AND/OR GAS PRODUCTION Download PDF

Info

Publication number
EA042259B1
EA042259B1 EA202191609 EA042259B1 EA 042259 B1 EA042259 B1 EA 042259B1 EA 202191609 EA202191609 EA 202191609 EA 042259 B1 EA042259 B1 EA 042259B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
solids
wellhead
fluid
hydrocarbon
solid particles
Prior art date
Application number
EA202191609
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андерс Арефьорд
Йёрген Брунтвейт
Original Assignee
Форфэйз Ас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Форфэйз Ас filed Critical Форфэйз Ас
Publication of EA042259B1 publication Critical patent/EA042259B1/en

Links

Abstract

Устройство (100) для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта, при этом данное устройство выполнено для установки на устье (102) скважины или на водоотделяющей колонне (105), соединенной с устьем скважины; при этом устройство включает трубопровод (107) для транспортирования содержащей углеводороды текучей среды из устья (102) скважины, где трубопровод выполнен для соединения с устьем скважины или с водоотделяющей колонной, соединенной с устьем скважины; сепаратор (108) твердых веществ, находящийся в соединении по текучей среде с трубопроводом, где сепаратор твердых веществ выполнен для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды и при этом имеет впускное отверстие для содержащей углеводороды текучей среды, соединенное с трубопроводом, выпускное отверстие (116) для выпуска твердых частиц, отделенных посредством сепаратора твердых веществ от содержащей углеводороды текучей среды, и выпускное отверстие (111) для выпуска содержащей углеводороды текучей среды, отделенной от твердых частиц посредством сепаратора твердых веществ; а также выпускной трубопровод, соединенный с выпускным отверстием для текучей среды, для транспортирования содержащей углеводороды текучей среды из выпускного отверстия для текучей среды в добычную линию (113), присоединенную к устью скважины.A device (100) for separating solid particles from a hydrocarbon-containing fluid obtained from an oil and/or gas field facility, wherein the device is designed for installation at a wellhead (102) or on a water-separating column (105) connected to the wellhead; wherein the device includes a pipeline (107) for transporting a hydrocarbon-containing fluid from the wellhead (102), wherein the pipeline is designed for connection to the wellhead or to a water-separating column connected to the wellhead; a solids separator (108) in fluid communication with a pipeline, where the solids separator is configured to separate solid particles from a hydrocarbon-containing fluid and has an inlet for a hydrocarbon-containing fluid connected to the pipeline, an outlet (116) for releasing solid particles separated by the solids separator from the hydrocarbon-containing fluid, and an outlet (111) for releasing a hydrocarbon-containing fluid separated from the solids by the solids separator; and an outlet pipeline connected to the fluid outlet for transporting the hydrocarbon-containing fluid from the fluid outlet for a production line (113) connected to the wellhead.

Description

Данное изобретение относится к устройству для отделения твердых частиц (обычно песка) от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта. В частности, это изобретение относится к устройству для отделения твердых частиц из скважины с использованием устройства, объединенного с водоотделяющей колонной, что значительно снижает необходимые габариты и грузоподъемность эксплуатационной платформы или буровой установки, таким образом снижая себестоимость.The present invention relates to a device for separating solid particles (usually sand) from a hydrocarbon containing fluid obtained from an oil and/or gas production facility. In particular, this invention relates to a device for separating solids from a well using a device integrated with a riser column, which greatly reduces the required size and capacity of a production platform or drilling rig, thus reducing the cost.

Многие шельфовые месторождения нефти и газа разрабатывают и эксплуатируют из скважин, которые имеют находящееся под поверхностью воды устье скважины, от которого трубопроводы/коллекторы подают продукцию к платформе. Таким образом, продукция течет по различным трубопроводам на платформу, где ее могут обрабатывать. В частности, вместе с продукцией - нефтью и/или газом - часто получают песок (или твердые вещества); и предпочтительно как можно скорее удалить их из полученных текучих сред, иначе они могут привести к возникновению эрозии или забиванию технологического оборудования, включая трубопроводы. Эти проблемы могут привести к более частым простоям оборудования для технического обслуживания или восстановительной очистки, что в свою очередь вызывает временное прекращение добычи и увеличивает общую себестоимость добычи. Удаления песка часто достигают с использованием сепаратора твердых частиц, установленного на платформе или буровой установке. Это оборудование может быть значительным по размерам и тяжелым, что требует большого пространства на платформе. Во многих случаях получение песка не является проблемой, если только скважина не проработала в течение многих лет, или если платформу невозможно было снабдить оборудованием для удаления твердых веществ, а фактически установлено, что многие не имеют такого оборудования. В случае разработки шельфового месторождения эксплуатационные платформы могут быть плавучими, например, FPSO (Floating Production Storage and Offloading; Плавучее производство, хранение и отгрузка), или же представлять собой конструкции платформ на стационарном основании. Такие производственные блоки являются очень дорогими системами, и пространства на платформе остро не хватает. В качестве иллюстрации, стоимость может составлять $100000 на тонну полезной нагрузки и $25000 на квадратный метр производственной площади. В результате очень важным является снижение необходимой массы и размера технологического оборудования, размещенного на платформе.Many offshore oil and gas fields are developed and operated from wells that have a subsurface wellhead from which pipelines/reservoirs deliver production to the platform. Thus, the product flows through various pipelines to the platform where it can be processed. In particular, sand (or solids) is often produced along with the oil and/or gas product; and preferably remove them from the resulting fluids as soon as possible, otherwise they may lead to erosion or clogging of process equipment, including pipelines. These problems can lead to more frequent equipment downtime for maintenance or remedial cleaning, which in turn causes a temporary shutdown of production and increases the overall cost of production. Sand removal is often achieved using a solids separator mounted on a platform or rig. This equipment can be large and heavy, requiring a lot of platform space. In many cases, sand production is not a problem unless the well has been in production for many years, or if the platform could not be equipped with solids removal equipment, and in fact it has been found that many do not have such equipment. In the case of offshore field development, production platforms can be floating, such as FPSO (Floating Production Storage and Offloading; Floating Production, Storage and Offloading), or they can be platform structures on a fixed base. Such production units are very expensive systems, and space on the platform is sorely lacking. As an illustration, the cost could be $100,000 per ton of payload and $25,000 per square meter of production area. As a result, it is very important to reduce the required weight and size of the process equipment placed on the platform.

Обычно количество полученного песка является малым или несущественным на ранних стадиях эксплуатации скважины, но оно может стать существенным после многих лет эксплуатации. Таким образом, технические условия эксплуатационной платформы могут изменяться со временем. Кроме того, за многие годы эксплуатации могут измениться требования к габаритам и грузоподъемности платформы, так что когда требуется удалять твердые вещества, или возросшее количество твердых веществ, доступно очень малое пространство. Изменение или модернизация платформы под необходимое дополнительное оборудование может обходиться очень дорого. В некоторых случаях добычу ведут из подводного устья скважины, с небольших сателлитных платформ, которые не имеют инфраструктуры для осуществления удаления твердых веществ. В результате по подводным трубопроводам протекают полученные текучие среды с твердыми веществами, и эти трубопроводы могут оказаться забитыми по мере увеличения количества полученного песка.Typically, the amount of sand produced is small or insignificant in the early stages of well production, but it can become significant after many years of operation. Thus, the specifications of the production platform may change over time. In addition, platform size and capacity requirements can change over many years of operation so that when solids need to be removed or increased solids, very little space is available. Changing or upgrading the platform to accommodate the required additional hardware can be very costly. In some cases, production is from a subsea wellhead, from small satellite platforms that do not have the infrastructure to handle solids removal. As a result, solids produced fluids flow through subsea pipelines, and these pipelines can become clogged as the amount of sand produced increases.

Авторы данного изобретения разработали технические решения для вышеуказанных ограничений, связанных с технологией, применяемой в промышленности в настоящее время или раскрытой на существующем уровне техники.The present inventors have developed technical solutions for the above limitations associated with the technology currently used in the industry or disclosed in the current state of the art.

Первый аспект данного изобретения обеспечивает устройство для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта; где устройство выполнено для установки на устье скважины или на водоотделяющей колонне, соединенной с устьем скважины и включает трубопровод для транспортирования содержащей углеводороды текучей среды от устья скважины, где трубопровод выполнен для присоединения к устью скважины или к водоотделяющей колонне, соединенной с устьем скважины; сепаратор твердых веществ, находящийся в соединении по текучей среде с трубопроводом, при этом сепаратор твердых веществ выполнен для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, при этом сепаратор твердых веществ имеет впускное отверстие для содержащей углеводороды текучей среды, соединенное с трубопроводом, выпускное отверстие для выпуска твердых частиц, отделенных сепаратором твердых веществ от содержащей углеводороды текучей среды, и выпускное отверстие для выпуска содержащей углеводороды текучей среды, отделенной сепаратором твердых веществ от твердых частиц; и выпускной трубопровод, соединенный с выпускным отверстием для текучей среды, для транспортирования содержащей углеводороды текучей среды от выпускного отверстия для текучей среды в добычную линию, присоединенную к устью скважины.The first aspect of the present invention provides a device for separating solids from a hydrocarbon-containing fluid obtained from an oil and/or gas field object; where the device is configured to be installed on the wellhead or riser connected to the wellhead and includes a pipeline for transporting hydrocarbon-containing fluid from the wellhead, where the pipeline is configured to connect to the wellhead or riser connected to the wellhead; a solids separator in fluid communication with the pipeline, wherein the solids separator is configured to separate solids from a hydrocarbon-containing fluid, wherein the solids separator has an inlet for a hydrocarbon-containing fluid connected to the pipeline, an outlet for discharging the solids separated by the solids separator from the hydrocarbon containing fluid, and an outlet for discharging the hydrocarbon containing fluid separated by the solids from solids separator; and an outlet conduit connected to the fluid outlet for conveying hydrocarbon-containing fluid from the fluid outlet to a production line connected to the wellhead.

Сепаратор твердых веществ может представлять собой гидроциклон. Обычно под сепаратором твердых веществ расположен блок сбора твердых частиц, так что отделенные твердые частицы из сепаратора твердых веществ проходят в упомянутый блок сбора твердых частиц под действием силы тяжести и накапливаются в нем. Можно обеспечить взвешивающее устройство для взвешивания отделенных твердых частиц в упомянутом блоке сбора твердых частиц. Вблизи блока сбора твердых частиц может располагаться система промывки с псевдоожижением для вымывания твердых частиц из блока сбораThe solids separator may be a hydrocyclone. Typically, a solids collection unit is located below the solids separator, so that the separated solids from the solids separator pass into said solids collection unit by gravity and accumulate therein. It is possible to provide a weighing device for weighing the separated solids in said solids collection unit. A fluidized flushing system may be located near the solids collection unit to flush solids out of the collection unit.

- 1 042259 твердых частиц. Можно установить блок управления для системы вымывания с псевдоожижением, чтобы приводить систему вымывания в действие на основе массы твердых веществ в блоке сбора твердых частиц, определенной взвешивающим устройством. Между сепаратором твердых веществ и боком сбора твердых частиц может быть установлен по меньшей мере один запорный клапан, при этом указанный по меньшей мере один запорный клапан выполнен с возможностью закрывания блока сбора твердых частиц и изолирования его от сепаратора твердых веществ.- 1 042259 solid particles. It is possible to install a control unit for the fluidized washout system to drive the washout system based on the mass of solids in the solids collection unit determined by the weighing device. At least one shut-off valve may be installed between the solids separator and the solids collection side, wherein said at least one shut-off valve is configured to close the solids collection unit and isolate it from the solids separator.

Предпочтительно трубопровод включает на его входном конце фланец для соединения с соответствующим фланцем устья скважины или водоотделяющей колонны. Предпочтительно трубопровод включает на его закрытом конце заглушку, замыкающую этот закрытый конец, при этом впускное отверстие для содержащей углеводороды текучей среды расположено выше закрытого конца по ходу технологического потока.Preferably, the conduit includes at its upstream end a flange for connection to a corresponding wellhead or riser flange. Preferably, the pipeline includes at its closed end a plug that closes this closed end, while the inlet for containing hydrocarbon fluid is located upstream of the closed end in the course of the process flow.

Предпочтительно в устье скважины установлен проточный адаптер, который обеспечивает первый канал для прохождения по нему первого потока, включающего содержащую углеводороды текучую среду с твердыми частицами, проходящую через устье скважины в трубопровод, и второй канал, проходящий между выпускным трубопроводом и добычной линией, для прохождения по нему второго потока, включающего содержащую углеводороды текучую среду, отделенную от твердых частиц; при этом первый и второй каналы выполнены для предотвращения смешивания первого и второго потоков. Обычно проточный адаптер включает трубчатый элемент, имеющий пару кольцеобразных уплотнений, и эти кольцеобразные уплотнения расположены на соответствующих противоположных концах трубчатого элемента, при этом кольцеобразные уплотнения обеспечивают герметичную посадку на внутренней поверхности устья скважины, и трубчатый элемент имеет центральную часть с меньшей площадью поперечного сечения, чем площадь поперечного сечения устья скважины.Preferably, a flow adapter is installed at the wellhead, which provides a first channel for passage through it of a first stream, including a hydrocarbon-containing fluid with solids, passing through the wellhead into the pipeline, and a second channel, passing between the outlet pipeline and the production line, for passing through him the second flow, including containing hydrocarbon fluid, separated from the solid particles; wherein the first and second channels are made to prevent mixing of the first and second streams. Typically, the flow adapter includes a tubular element having a pair of O-rings, and these O-rings are located at respective opposite ends of the tubular element, while the O-rings provide a tight fit on the inner surface of the wellhead, and the tubular element has a central part with a smaller cross-sectional area than wellhead cross-sectional area.

Предпочтительно сепараторы твердых веществ обеспечивают в соединении по текучей среде с трубопроводом, при этом сепараторы твердых веществ размещают в параллельной конфигурации, и каждый сепаратор твердых веществ имеет соответствующее впускное отверстие, соединенное с трубопроводом, и соответствующее выпускное отверстие для текучей среды; при этом выпускные отверстия для текучей среды присоединены к коллектору, с которым соединен выпускной трубопровод.Preferably, the solids separators are provided in fluid communication with the conduit, wherein the solids separators are placed in a parallel configuration, and each solids separator has a respective inlet connected to the conduit and a respective fluid outlet; wherein the fluid outlets are connected to a manifold to which the outlet conduit is connected.

Выпускной трубопровод может быть выполнен для соединения с линией глушения скважины.The outlet conduit may be configured to connect to a well kill line.

Второй аспект данного изобретения обеспечивает способ отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта; при этом способ включает стадии:The second aspect of the present invention provides a method for separating solid particles from a hydrocarbon-containing fluid obtained from an oil and/or gas field object; wherein the method includes the steps:

(i) пропускание содержащей углеводороды текучей среды с твердыми частицами из устья скважины в трубопровод, установленный на устье скважины и соединенный с ней или на соединенной с устьем скважины водоотделяющей колонне;(i) passing hydrocarbon-containing fluid with solid particles from the wellhead into a pipeline installed at the wellhead and connected to it or connected to the wellhead riser string;

(ii) пропускание содержащей углеводороды текучей среды с твердыми частицами из трубопровода в сепаратор твердых веществ, установленный на трубопроводе, через впускное отверстие сепаратора твердых веществ;(ii) passing hydrocarbon-containing solids fluid from the pipeline to a solids separator installed on the pipeline through an inlet of the solids separator;

(iii) отделение твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды в сепараторе твердых веществ;(iii) separating solids from hydrocarbon-containing fluid in a solids separator;

(iv) выпуск отделенных твердых частиц через выпускное отверстие для твердых веществ сепаратора твердых веществ и (v) выпуск содержащей углеводороды текучей среды, отделенной от твердых частиц посредством сепаратора твердых веществ, через выпускной трубопровод в добычную линию, присоединенную к устью скважины; при этом выпускной трубопровод присоединен к выпускному отверстию для текучей среды сепаратора твердых веществ.(iv) discharging the separated solids through the solids outlet of the solids separator; and (v) discharging the hydrocarbon-containing fluid separated from the solids by the solids separator through an outlet conduit to a production line connected to the wellhead; wherein the outlet conduit is connected to the fluid outlet of the solids separator.

Сепаратор твердых веществ может представлять собой гидроциклон. Обычно отделенные твердые частицы собирают в блоке сбора твердых частиц, присоединенном к выпускному отверстию для твердых частиц. Отделенные твердые частицы, собранные в блоке сбора твердых частиц, можно непрерывно или периодически взвешивать.The solids separator may be a hydrocyclone. Typically, the separated solids are collected in a solids collection unit connected to the solids outlet. The separated solids collected in the solids collection unit can be weighed continuously or intermittently.

Отделенные твердые частицы можно вымывать из блока сбора твердых частиц с применением системы промывки с псевдоожижением. Поток воды через промывную систему с псевдоожижением можно направлять в зависимости от массы отделенных твердых частиц в блоке сбора твердых частиц. Перед вымыванием отделенных твердых частиц из блока сбора твердых частиц этот блок можно изолировать от сепаратора твердых частиц, используя по меньшей мере один запорный клапан.The separated solids can be flushed out of the solids collection unit using a fluidized washer system. The flow of water through the fluidized wash system can be directed depending on the weight of the separated solids in the solids collection unit. Prior to flushing the separated solids out of the solids collection unit, the unit may be isolated from the solids separator using at least one check valve.

Предпочтительно в устье скважины устанавливают проточный адаптер, и этот проточный адаптер обеспечивает первый канал для пропускания по нему первого потока, включающего содержащую углеводороды текучую среду с твердыми частицами, выходящую в трубопровод через устье скважины, и второй канал, проходящий между выпускным трубопроводом и добычной линией, для прохождения по нему второго потока, включающего содержащую углеводороды текучую среду, отделенную от твердых частиц. Предпочтительно первый и второй каналы выполнены для предотвращения смешивания первого и второго потоков. На стадии (i) содержащую углеводороды текучую среду с твердыми частицами предпочтительно пропускают по первому каналу, а на стадии (v) содержащую углеводороды текучую среду,Preferably, a flow adapter is installed at the wellhead, and this flow adapter provides a first channel for passing through it the first stream, including containing hydrocarbon fluid with solid particles, exiting into the pipeline through the wellhead, and the second channel passing between the outlet pipeline and the production line, for passing through it a second stream comprising a hydrocarbon-containing fluid separated from solid particles. Preferably, the first and second channels are designed to prevent mixing of the first and second streams. In step (i) the hydrocarbon-containing fluid with solid particles is preferably passed through the first channel, and in step (v) the hydrocarbon-containing fluid,

- 2 042259 отделенную от твердых частиц посредством сепаратора твердых веществ, предпочтительно пропускают по второму каналу. Обычно проточный адаптер включает трубчатый элемент, имеющий пару кольцеобразных уплотнений, и эти кольцеобразные уплотнения расположены на соответствующих противоположных концах трубчатого элемента, при этом кольцеобразные уплотнения обеспечивают герметичную посадку на внутренней поверхности устья скважины; и трубчатый элемент имеет центральную часть с меньшей площадью поперечного сечения, чем площадь поперечного сечения устья скважины.- 2 042259 separated from the solids by means of a solids separator, preferably passed through the second channel. Typically, the flow adapter includes a tubular element having a pair of o-rings, and these o-rings are located at respective opposite ends of the tubular element, while the o-rings provide a tight fit on the inner surface of the wellhead; and the tubular member has a central portion with a smaller cross-sectional area than the cross-sectional area of the wellhead.

Устье скважины может иметь линию глушения скважины. Выпускной трубопровод может быть соединен с линией глушения скважины. Стадия (v) может дополнительно включать транспортирование содержащей углеводороды текучей среды, отделенной от твердых веществ посредством сепаратора твердых веществ, через устье скважины, по линии глушения скважины, в добычную линию.The wellhead may have a kill line. The outlet pipeline may be connected to the well killing line. Step (v) may further include transporting the hydrocarbon-containing fluid, separated from the solids by a solids separator, through the wellhead, along the well killing line, into the production line.

Предпочтительно способ по этому аспекту данного изобретения непрерывно отделяет твердые частицы от непрерывного потока содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта.Preferably, the method of this aspect of the present invention continuously separates solids from a continuous flow of hydrocarbon-containing fluid derived from an oil and/or gas production facility.

Предпочтительно в соединении по текучей среде с трубопроводом обеспечивают сепараторы твердых веществ, которые располагают в параллельной конфигурации, и каждый сепаратор твердых веществ имеет соответствующее впускное отверстие, соединенное с трубопроводом, и соответствующее выпускное отверстие для текучей среды; при этом выпускные отверстия для текучей среды присоединены к коллектору, с которым соединен выпускной трубопровод. Предпочтительно по меньшей мере в части способа отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефтеи/или газопромыслового объекта, по меньшей мере один из сепараторов твердых веществ находится в режиме отделения, в то время как по меньшей мере один другой из сепараторов твердых веществ находится в режиме вымывания твердых веществ. Каждый из сепараторов твердых веществ поочередно может находиться то в режиме отделения, то в режиме вымывания твердых веществ.Preferably in fluid communication with the pipeline, solids separators are provided that are arranged in a parallel configuration, and each solids separator has a respective inlet connected to the pipeline and a respective fluid outlet; wherein the fluid outlets are connected to a manifold to which the outlet conduit is connected. Preferably, in at least part of the process for separating solids from a hydrocarbon-containing fluid derived from an oil/or gas field facility, at least one of the solids separators is in separating mode while at least one other of the solids separators is in solids washout mode. Each of the solids separators can alternately be in the mode of separation, then in the mode of washing out the solids.

Третий аспект данного изобретения обеспечивает устройство для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта; это устройство установлено на устье скважины или на водоотделяющей колонне, соединенной с устьем скважины; где устройство включает: трубопровод для транспортирования содержащей углеводороды текучей среды из устья скважины, причем трубопровод присоединен к устью скважины или к водоотделяющей колонне, соединенной с устьем скважины; модульную систему для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, при этом данная модульная система включает по меньшей мере два модуля и каждый модуль модульной системы содержит сепаратор твердых веществ в соединении по текучей среде с трубопроводом, при этом сепаратор твердых веществ выполнен для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды и имеет соединенное с трубопроводом впускное отверстие для содержащей углеводороды текучей среды, выпускное отверстие для твердых веществ, для выпуска твердых частиц, отделенных посредством сепаратора твердых веществ от содержащей углеводороды текучей среды, и выпускное отверстие для выпуска содержащей углеводороды текучей среды, отделенной от твердых частиц посредством сепаратора твердых веществ; и выпускной трубопровод, соединенный с выпускными отверстиями для текучей среды, для транспортирования содержащей углеводороды текучей среды от выпускных отверстий для текучей среды модульной системы в добычную линию, присоединенную к устью скважины.A third aspect of the present invention provides a device for separating solid particles from a hydrocarbon-containing fluid obtained from an oil and/or gas production facility; this device is installed on the wellhead or on the riser connected to the wellhead; where the device includes: a pipeline for transporting hydrocarbon-containing fluid from the wellhead, and the pipeline is attached to the wellhead or riser connected to the wellhead; a modular system for separating solids from a fluid containing hydrocarbons, wherein this modular system includes at least two modules and each module of the modular system contains a solids separator in fluid connection with the pipeline, while the solids separator is made to separate solids from a hydrocarbon-containing fluid and has an inlet for a hydrocarbon-containing fluid connected to a pipeline, an outlet for solids for discharging solids separated by a solids separator from a hydrocarbon-containing fluid, and an outlet for discharging a hydrocarbon-containing fluid, separated from solids by means of a solids separator; and an outlet conduit connected to the fluid outlets for conveying hydrocarbon-containing fluid from the fluid outlets of the modular system to a production line connected to the wellhead.

Предпочтительно выпускной трубопровод дополнительно включает соединяющий поток узел, присоединенный к выпускному отверстию для текучей среды каждого модуля, для сбора и объединения содержащей углеводороды текучей среды. Соединяющий поток узел может включать коллектор.Preferably, the outlet conduit further includes a flow connecting assembly connected to the fluid outlet of each module to collect and combine the hydrocarbon-containing fluid. The flow-connecting node may include a manifold.

Сепараторы твердых веществ могут представлять собой гидроциклоны. Обычно каждый модуль дополнительно включает блок сбора твердых частиц, расположенный под сепаратором твердых веществ таким образом, чтобы отделенные твердые частицы из сепаратора твердых веществ под действием силы тяжести проходили в упомянутый блок сбора твердых частиц и собирались в нем. Каждый модуль дополнительно может включать взвешивающее устройство для взвешивания отделенных твердых частиц, находящихся в упомянутом блоке сбора твердых частиц. Каждый модуль может дополнительно включать расположенную вблизи блока сбора твердых частиц систему промывки с псевдоожижением для вымывания твердых частиц из блока сбора твердых частиц.Solids separators may be hydrocyclones. Typically, each module further includes a solids collection unit positioned below the solids separator so that the separated solids from the solids separator flow by gravity into said solids collection unit and are collected therein. Each module may further include a weighing device for weighing the separated solids in said solids collection unit. Each module may further include a fluidized flushing system located near the solids collection unit to flush solids from the solids collection unit.

Каждый модуль может дополнительно включать блок управления для системы промывки с псевдоожижением, при этом блок управления выполнен с возможностью запуска системы промывки с псевдоожижением на основе массы твердых веществ в блоке сбора твердых частиц, определенной взвешивающим устройством. Каждый модуль может дополнительно включать по меньшей мере один запорный клапан между сепаратором твердых веществ и блоком сбора твердых частиц, причем указанный по меньшей мере один запорный клапан выполнен с возможностью закрывать блок сбора твердых частиц и изолировать его от сепаратора твердых веществ.Each module may further include a control unit for the fluidized washing system, wherein the control unit is configured to start the fluidized washing system based on the weight of solids in the solids collection unit determined by the weighing device. Each module may further include at least one shut-off valve between the solids separator and the solids collection unit, said at least one shut-off valve being configured to close the solids collection unit and isolate it from the solids separator.

Предпочтительно трубопровод включает на своем входном конце фланец для соединения с соответствующим фланцем устья скважины или водоотделяющей колонны.Preferably, the conduit includes at its inlet end a flange for connection to a corresponding wellhead or riser flange.

Предпочтительно проточный адаптер выполнен с возможностью установки его в устье скважины, при этом проточный адаптер обеспечивает первый канал для пропускания через него первого потока,Preferably, the flow adapter is configured to be installed at the wellhead, wherein the flow adapter provides a first channel for passing a first stream through it,

- 3 042259 включающего содержащую углеводороды текучую среду с твердыми частицами, проходящего через устье скважины в трубопровод, и второй канал, соединяющий выпускной трубопровод и добычную линию, для пропускания через него второго потока, включающего содержащую углеводороды текучую среду, отделенную от твердых частиц; при этом первый и второй трубопроводы выполнены для предотвращения смешивания первого и второго потоков. Обычно проточный адаптер включает трубчатый элемент, имеющий пару кольцеобразных уплотнений, и эти кольцеобразные уплотнения расположены на соответствующих противоположных концах трубчатого элемента, при этом кольцеобразные уплотнения обеспечивают герметичную посадку на внутренней поверхности устья скважины, и трубчатый элемент имеет центральную часть с меньшей площадью поперечного сечения, чем площадь поперечного сечения устья скважины.- 3 042259 including fluid containing hydrocarbons with solid particles, passing through the wellhead into the pipeline, and the second channel connecting the outlet pipeline and the production line, for passing through it the second flow, including fluid containing hydrocarbons, separated from solid particles; wherein the first and second pipelines are designed to prevent mixing of the first and second streams. Typically, the flow adapter includes a tubular element having a pair of O-rings, and these O-rings are located at respective opposite ends of the tubular element, while the O-rings provide a tight fit on the inner surface of the wellhead, and the tubular element has a central part with a smaller cross-sectional area than wellhead cross-sectional area.

Выпускной трубопровод может быть выполнен для присоединения к линии глушения скважины.The outlet conduit may be configured to be connected to a well kill line.

Предпочтительно модули расположены в параллельной конфигурации и каждый сепаратор твердых веществ имеет соответствующее впускное отверстие, соединенное с трубопроводом, и соответствующее выпускное отверстие для текучей среды; причем выпускные отверстия для текучей среды присоединены к коллектору, с которым соединен выпускной трубопровод. Для управления модульной системой может быть обеспечен блок управления, с помощью которого в течение по меньшей мере части времени в ходе периода отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефтеи/или газопромыслового объекта, по меньшей мере один сепаратор твердых веществ находится в режиме отделения, в то время как по меньшей мере один другой сепаратор твердых веществ находится в режиме вымывания твердых веществ. Блок управления может быть выполнен для управления независимо каждым модулем, чтобы этот модуль избирательно находился в режиме отделения или в режиме вымывания твердых веществ.Preferably, the modules are arranged in a parallel configuration and each solids separator has a respective inlet connected to a pipeline and a respective fluid outlet; wherein the fluid outlets are connected to a manifold to which the outlet conduit is connected. To control the modular system, a control unit may be provided, with which at least one solids separator is in the separation while at least one other solids separator is in a solids washout mode. The control unit may be configured to control each module independently such that the module is selectively in a separating mode or a solids washout mode.

Соответственно предпочтительное воплощение данного изобретения обеспечивает устройство для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и газопромыслового объекта, с использованием компактного блока, который установлен на водоотделяющей колонне или на устье скважины, и непосредственно опирается на конструкции водоотделяющей колонны или устья скважины, а не на эксплуатационную платформу. Это может быть подводное устье скважины. Предпочтительно устройство включает модульные элементы, при этом количество модулей можно увеличивать по мере увеличения количества получаемого песка. Предпочтительно каждый модуль включает гидроциклон, который способен отделять твердые вещества от полученных текучих сред, блок сбора твердых частиц, в котором собирают отделенные твердые вещества, и систему промывки, позволяющую удалить накопленные твердые вещества, если их объем или масса достигли заданного порогового значения.Accordingly, a preferred embodiment of the present invention provides a device for separating solids from a hydrocarbon-containing fluid derived from an oil and gas production facility using a compact unit that is mounted on a riser or wellhead and directly supported by structures of the riser or wellhead. , and not on the operational platform. This may be a subsea wellhead. Preferably, the device includes modular elements, the number of modules can be increased as the amount of sand produced increases. Preferably, each module includes a hydrocyclone that is capable of separating solids from produced fluids, a solids collection unit that collects separated solids, and a flushing system to remove accumulated solids if their volume or mass has reached a predetermined threshold.

Предпочтительно между гидроциклонным сепаратором и блоком сбора твердых частиц имеются клапаны, так что блок сбора твердых частиц можно изолировать от гидроциклона в ходе операции промывки. Каждый блок обычно может перерабатывать 1590 м3/день (10000 барр/день) полученной текучей среды и 100000 м3(н.у.) газа в день и может весить от 1 до 2 т.Preferably, valves are provided between the hydrocyclone separator and the solids collection unit so that the solids collection unit can be isolated from the hydrocyclone during the washing operation. Each unit can typically process 1590 m 3 /day (10,000 bbl/d) of produced fluid and 100,000 m 3 (n.o.s.) of gas per day and can weigh from 1 to 2 tons.

Каждый модуль соединен с трубопроводом, который может быть соединен с водоотделяющей колонной, по которой проходит продукция из устья скважины. Дополнительно полученные текучие среды, которые были очищены от твердых веществ каждым модулем, объединяют в едином коллекторе, который подвешен на водоотделяющей колонне. В результате массу всех модулей несет устье скважины, а не платформа. В качестве примера 4-модульная система может весить от 4 до 8 т и может перерабатывать 6360 м3/день (40000 барр./день) и 400000 м3 (н.у.) продукции. Объединенные текучие среды возвращают через устье скважины посредством проточного адаптера, чтобы они выходили из устья скважины по тому же самому каналу для продукции - текучей среды, который использовали бы при отсутствии сепаратора твердых веществ. Такая компоновка позволяет помещать модули сепаратора твердых веществ на стандартном устье скважины, без необходимости производить значительные изменения эксплуатационных трубопроводов. Это позволяет также создать систему сепараторов твердых веществ, которая включает модули из сепараторов, выполненные с возможностью реконфигурации и легко приспосабливаемые для установки на удаленных/сателлитных подводных скважинах. Это обеспечивает многочисленные технические преимущества, включая, например, прежде всего то, что число модулей можно увеличивать по мере увеличения производства песка; и в случае по меньшей мере двух модулей производство может быть непрерывным, поскольку в то время как один блок сбора твердых частиц промывают, другой блок может продолжать отделять твердые вещества от производственного потока. Дополнительно более старые скважины со стандартными устьями скважин легко можно оборудовать предусматривающими различные конфигурации блоками отделения твердых веществ, без значительных затрат, обычно связанных с модернизацией платформы, необходимой для размещения оборудования, представляющего существующий уровень техники и доступного на рынке в настоящее время.Each module is connected to a conduit that may be connected to a riser string carrying product from the wellhead. The additionally produced fluids that have been cleared of solids by each module are combined in a single manifold that is suspended from the riser. As a result, the weight of all modules is carried by the wellhead and not by the platform. As an example, a 4-module system can weigh between 4 and 8 tons and can process 6,360 m 3 /day (40,000 bbl/day) and 400,000 m 3 (N.O.S.) of product. The combined fluids are returned through the wellhead via a flow adapter to exit the wellhead through the same product fluid conduit that would be used in the absence of a solids separator. This arrangement allows the solids separator modules to be placed at a standard wellhead without the need for major changes to production piping. It also allows for a solids separator system that includes separator modules that are reconfigurable and easily adaptable for installation in remote/satellite subsea wells. This provides numerous technical advantages, including, for example, first of all, that the number of modules can be increased as sand production increases; and in the case of at least two modules, production can be continuous because while one solids collection unit is flushed, the other unit can continue to separate solids from the production stream. Additionally, older wells with standard wellheads can easily be equipped with various configurations of solids separation units, without the significant expense typically associated with platform upgrades required to accommodate state of the art equipment currently available on the market.

Ниже примеры воплощения данного изобретения будут описаны более подробно посредством примера, только со ссылкой на следующие сопровождающие чертежи:Below, embodiments of the present invention will be described in more detail by way of example only with reference to the following accompanying drawings:

фиг. 1 схематично иллюстрирует вид сбоку системы отделения твердых частиц в соответствии с одним из воплощений данного изобретения;fig. 1 schematically illustrates a side view of a particulate separation system in accordance with one embodiment of the present invention;

- 4 042259 фиг. 2 схематично иллюстрирует вид сверху системы отделения из четырех модулей;- 4 042259 fig. 2 schematically illustrates a plan view of a four-module separation system;

фиг. 3 обеспечивает схематичный вид сверху системы отделения из трех модулей;fig. 3 provides a schematic plan view of a three-module separation system;

фиг. 4 схематично иллюстрирует вид сбоку и вид сверху с местным разрезом элемента, соединяющего текучую среду, для системы отделения с 4 модулями;fig. 4 schematically illustrates a side view and a top sectional view of a fluid connection element for a 4-module separation system;

фиг. 5 схематично иллюстрирует вид сбоку в разрезе устья скважины с установленным проточным адаптером и водоотделяющей колонной, направляющим технологический поток к модульной системе сепараторов твердых веществ;fig. 5 schematically illustrates a side sectional view of a wellhead with a flow adapter installed and a riser string directing process flow to a modular solids separator system;

фиг. 6 схематично иллюстрирует вид сбоку в сечении устья скважины без установленной модульной системы сепараторов твердых веществ;fig. 6 schematically illustrates a side cross-sectional view of a wellhead without the modular solids separator system installed;

фиг. 7 изображает вид сбоку в сечении блока сбора твердых веществ с системой промывки;fig. 7 is a cross-sectional side view of a solids collection unit with a flushing system;

фиг. 8 изображает вид сбоку в сечении блока гидроциклона.fig. 8 is a cross-sectional side view of the hydrocyclone unit.

На фиг. 1 показана схематичная иллюстрация системы отделения твердых веществ, в целом обозначаемой сноской 100, которая состоит из устройства для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта, в соответствии с одним из предпочтительных воплощений данного изобретения.In FIG. 1 is a schematic illustration of a solids separation system, generally referred to as footnote 100, which consists of a device for separating solids from a hydrocarbon containing fluid obtained from an oil and/or gas field facility, in accordance with one preferred embodiment of the present invention.

Система 100 отделения включает модульную систему, которая содержит два идентичных модуля 118. Обычно система может состоять из одного или более таких модулей, но на виде сбоку фиг. 1 показаны два модуля. Продукция в виде нефти и/или газа выходит из скважины и поступает в устье 102 скважины, как проиллюстрировано стрелкой 101. Этот технологический поток может содержать твердые частицы, обычно песок, увлеченные потоком углеводородов. Устье скважины имеет проточный адаптер, установленный внутри него, как обозначено сноской 103 на фиг. 1 и 5. Более подробная схема устья скважины показана на фиг. 5. Проточный адаптер служит для обеспечения подачи потока, поступающего в устье скважины, через скважину и в водоотделяющую колонну 105, которая соединена с устьем скважины посредством фланцев 104. На фиг. 5 показаны два уплотнения, 501, по одному на каждой стороне проточного адаптера, которые предотвращают выход потока 101 из устья скважины через любой выход, отличный от выхода, соединенного с водоотделяющей колонной 105. Это могут быть уплотнения компрессионного типа или любого другого подходящего типа. В верхней части водоотделяющей колонны имеется заглушка 106 (на фиг. 1), которая вынуждает полученные текучие среды протекать по трубопроводам 107 в модули отделения твердых веществ, обозначенные 118.The separation system 100 includes a modular system that contains two identical modules 118. Typically, the system may consist of one or more of these modules, but in the side view of FIG. 1 shows two modules. The oil and/or gas product exits the well and enters the wellhead 102 as illustrated by arrow 101. This process stream may contain solids, typically sand, entrained in the hydrocarbon stream. The wellhead has a flow adapter installed within it, as indicated by reference 103 in FIG. 1 and 5. A more detailed wellhead diagram is shown in FIG. 5. The flow adapter serves to provide wellhead flow through the well and into the riser 105, which is connected to the wellhead via flanges 104. FIG. 5 shows two seals, 501, one on each side of the flow adapter, which prevent flow 101 from exiting the wellhead through any outlet other than the outlet connected to riser string 105. These may be compression type seals or any other suitable type. At the top of the riser there is a plug 106 (in FIG. 1) which forces the resulting fluids to flow through conduits 107 to the solids separation modules, labeled 118.

Каждый модуль 118 включает блок 108 гидроциклона и блок 110 сбора твердых частиц. Текучая среда, выходящая из водоотделяющей колонны 105, поступает в блок 108 гидроциклона по трубопроводу 107. Предпочтительно блок 108 гидроциклона представляет собой динамический циклон, как показано на фиг. 8 и описано в GB-A-2529729; однако можно применять любой другой подходящий гидроциклон. Поступающая в блок 108 гидроциклона смесь текучая среда/частицы создает вращательный поток на всем протяжении гидроциклона, где центробежные силы отбрасывают более тяжелые частицы к стенке циклона. Здесь они замедляются силами трения о стенку и выпадают из жидкой фазы в блок 110 сбора твердых веществ через запорные клапаны 109, которые открыты в ходе работы.Each module 118 includes a hydrocyclone unit 108 and a solids collection unit 110. The fluid exiting the riser 105 enters the hydrocyclone unit 108 via conduit 107. Preferably, the hydrocyclone unit 108 is a dynamic cyclone as shown in FIG. 8 and described in GB-A-2529729; however, any other suitable hydrocyclone may be used. The fluid/particle mixture entering the hydrocyclone unit 108 creates a rotational flow throughout the hydrocyclone where centrifugal forces push the heavier particles against the cyclone wall. Here they are decelerated by frictional forces against the wall and fall out of the liquid phase into the solids collection unit 110 through check valves 109 which are open during operation.

Блок 110 сбора твердых веществ собирает и взвешивает твердые частицы, отделенные от полученных углеводородных текучих сред, и предоставляет им возможность вымывания из модуля с использованием системы промывки с псевдоожижением, в которой воду впрыскивают через впускное отверстие 117 для воды, а смесь воды и твердых веществ выходит из блока через выпускное отверстие 116. Фиг. 7 схематично иллюстрирует работу блока 110 сбора твердых веществ. Систему промывки регулирует блок 707 управления, который использует массу или объем (при известности плотности песка) собранных твердых веществ. Массу определяют с помощью датчика 705 массы, с поправкой на изменения давления в емкости с использованием данных от датчика 706 давления. Когда масса или объем собранных твердых веществ возрастает выше заданного порогового значения, запорные клапаны 109 закрываются, и через впускное отверстие 117 для воды впрыскивают воду. Это разжижает твердые вещества и заставляет смесь вода/твердые вещества выходить из блока через выпускное отверстие 116 для твердых веществ. Промывку продолжают до тех пор, пока измеренная масса или объем твердых веществ в блоке не снизится ниже второго заданного порогового значения. Когда это происходит, впрыскивание воды прекращают и запорные клапаны 109 открывают, чтобы можно было возобновить сбор твердых частиц. Следует отметить, что модули 118 могут попеременно работать то в режиме сбора частиц, то в режиме промывки, так что по меньшей мере один модуль всегда принимает полученные текучие среды 101, в то время как другой модуль (модули) промывают; и производство не прекращается.The solids collection unit 110 collects and weighs the solids separated from the produced hydrocarbon fluids and allows them to be flushed out of the module using a fluidized flushing system in which water is injected through the water inlet 117 and the mixture of water and solids exits. from the block through outlet 116. FIG. 7 schematically illustrates the operation of the solids collection unit 110. The flushing system is controlled by a control unit 707 which uses the mass or volume (if the density of the sand is known) of the collected solids. The mass is determined using the mass sensor 705, corrected for pressure changes in the vessel using data from the pressure sensor 706. When the mass or volume of collected solids rises above a predetermined threshold, check valves 109 are closed and water is injected through the water inlet 117. This liquefies the solids and causes the water/solids mixture to exit the block through the solids outlet 116. Washing is continued until the measured mass or volume of solids in the block falls below the second predetermined threshold value. When this occurs, the water injection is stopped and the check valves 109 are opened to allow collection of solids to resume. It should be noted that the modules 118 can alternate between collecting particles and washing, so that at least one module always receives received fluids 101 while the other module(s) are being washed; and production never stops.

Не содержащий твердых веществ технологический поток выходит из верхней части модуля отделения твердых веществ через выпускное отверстие 111 для текучей среды и поступает в соединяющий потоки узел 112 (см. фиг. 1). Система отделения твердых веществ может состоять из нескольких модулей, и фиг. 2 и 3 изображают схематичный вид сверху системы с четырьмя и тремя модулями соответственно. В каждой системе соединяющий потоки узел 112 выполнен для объединения потоков из всех модулей. Фиг. 4 изображает схемы вида сбоку и вида сверху в сечении для системы с четырьмя модулями. Поток из каждого модуля поступает через отверстия 401 в соединяющий потоки узел и в трубопроводы 402. Все четыре трубопровода 402 идут в единый выпускной трубопровод 403, который объединяет потоки изThe solids-free process stream exits the top of the solids separation module through the fluid outlet 111 and enters the flow connecting assembly 112 (see FIG. 1). The solids separation system may consist of several modules, and FIG. 2 and 3 show a schematic plan view of a system with four and three modules, respectively. In each system, the stream connecting node 112 is configured to combine streams from all modules. Fig. 4 is a side view and a top sectional view diagram for a four module system. The flow from each module enters through openings 401 into the flow connecting assembly and into pipelines 402. All four pipelines 402 go to a single outlet pipeline 403, which combines flows from

- 5 042259 всех четырех блоков в выпускном трубопроводе 113. Как показано на фиг. 1, трубопровод 113 направляет обработанную продукцию - текучую среду 114, из которой удалены твердые вещества, обратно в устье 102 скважины, где его направляют в обход проточного адаптера 103 и выпускают из устья скважины в добычную линию 115. Фиг. 6 изображает схему устья скважины без системы отделения твердых веществ, которую можно было применять, когда скважину впервые запускали в производство, и до того, как было получено значительное количество песка. На фиг. 6 верхняя часть устья скважины имеет заглушку 601, а другой выход имеет запорный клапан 603, который соединен с линией 602 глушения скважины. Специалисты могут понять, что тяжелую текучую среду можно закачивать в скважину по линии 602 глушения скважины до тех пор, пока гидростатический напор тяжелой текучей среды в скважине не станет больше, чем давление в месторождении, так что истечение из скважины прекращается, или скважина заглушается. Описанная здесь система сепараторов твердых веществ использует выход в линию глушения скважины, чтобы перенаправить чистую продукцию обратно в нормальную добычную линию 115. Дополнительно, можно понять, что к конфигурации, показанной на фиг. 1 или 5, легко можно добавить линию глушения скважины, если это необходимо, путем использования нескольких клапанов и Тобразной трубы; при этом поток 114 находится на одной линии, а линия глушения скважины на другой.- 5 042259 of all four blocks in the exhaust pipeline 113. As shown in FIG. 1, conduit 113 directs the treated product, solids-free fluid 114, back to wellhead 102, where it is bypassed by flow adapter 103 and discharged from wellhead to production line 115. FIG. 6 is a diagram of a wellhead without a solids separation system that could have been used when the well was first put into production and before significant sand was produced. In FIG. 6, the top of the wellhead has a plug 601 and the other outlet has a check valve 603 that is connected to a kill line 602. Those skilled in the art can appreciate that a heavy fluid may be pumped into the well through the kill line 602 until the hydrostatic head of the heavy fluid in the well is greater than the pressure in the well, such that flow from the well stops or the well is killed. The solids separator system described herein uses the exit to the kill line to redirect clean production back to the normal production line 115. Additionally, it can be appreciated that the configuration shown in FIG. 1 or 5, it is easy to add a kill line, if necessary, by using several valves and a T-pipe; while the flow 114 is on one line, and the well killing line on the other.

При использовании устройства и способа по описанному здесь предпочтительному воплощению изобретения продукцию из скважины, которая содержит твердые вещества, очищают от твердых веществ с применением установленной на водоотделяющей колонне, как показано на фиг. 1, модульной системы 100 отделения, которая может быть выполнена для переработки изменяющихся объемов полученного песка. Такая система уменьшает необходимые габариты и грузоподъемность платформы и повышает общую эффективность производства, таким образом снижая для нефте- и газодобывающей компании капитальные и эксплуатационные затраты. Также ее легко можно приспособить для установки на удаленных или сателлитных устьях скважин, где очень трудно использовать имеющуюся в настоящее время технологию отделения твердых веществ без предварительного добавления оборудования или модернизации сателлитной платформы. Оба варианта являются очень дорогостоящими, а оставление песка в продукции, полученной из такого устья скважины, может привести к тому, что подводные трубопроводы засорятся, что требует проведения очень дорогостоящих восстановительных работ. Описанное в данном изобретении устройство обеспечивает дешевое, модульное и гибкое решение этих проблем.Using the apparatus and method of the preferred embodiment of the invention described herein, well product that contains solids is cleaned of solids using a riser mounted on the riser as shown in FIG. 1, a modular separation system 100 that can be configured to handle varying volumes of produced sand. Such a system reduces the required dimensions and capacity of the platform and increases the overall production efficiency, thus reducing capital and operating costs for the oil and gas company. It can also be easily adapted for installation at remote or satellite wellheads where it is very difficult to use current solids separation technology without first adding equipment or upgrading the satellite platform. Both options are very costly, and leaving sand in the production from such a wellhead can cause subsea pipelines to become clogged, requiring very costly remedial work. The device described in this invention provides a cheap, modular and flexible solution to these problems.

Данное изобретение можно осуществить во многих различных формах и не следует считать, что оно ограничено приведенными здесь примерами воплощения; напротив, эти примеры воплощения обеспечены для того, чтобы данное описание было основательным и полным и могло в полной мере донести концепцию данного изобретения до специалистов.The present invention may be embodied in many different forms and should not be considered limited to the embodiments provided herein; on the contrary, these embodiments are provided so that this description is thorough and complete and can fully convey the concept of the present invention to those skilled in the art.

Claims (10)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта, которое установлено на устье (102) скважины или на водоотделяющей колонне (105), присоединенной к устью (102) скважины, включающее:1. A device for separating solid particles from a hydrocarbon-containing fluid obtained from an oil and/or gas field facility, which is installed on the wellhead (102) or on the riser (105) connected to the wellhead (102), including: A) трубопровод (107) для транспортирования содержащей углеводороды текучей среды от устья (102) скважины, где трубопровод (107) соединен с устьем (102) скважины или с водоотделяющей колонной (105), присоединенной к устью (102) скважины;A) a conduit (107) for transporting a hydrocarbon-containing fluid from a wellhead (102), where the conduit (107) is connected to the wellhead (102) or to a riser (105) connected to the wellhead (102); B) модульную систему (100) для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, при этом модульная система (100) включает по меньшей мере два модуля (118) и каждый модуль (118) модульной системы (100) содержит:B) a modular system (100) for separating solid particles from a fluid containing hydrocarbons, wherein the modular system (100) includes at least two modules (118) and each module (118) of the modular system (100) contains: i) сепаратор (108) твердых веществ, находящийся в соединении по текучей среде с трубопроводом (107), где сепаратор (108) твердых веществ выполнен для отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, при этом сепаратор (108) твердых веществ имеет соединенное с трубопроводом (107) впускное отверстие для содержащей углеводороды текучей среды, ii) блок (110) сбора твердых частиц, расположенный под сепаратором (108) твердых веществ, так что отделенные твердые частицы проходят из сепаратора (108) твердых веществ в указанный блок (110) сбора твердых частиц под действием силы тяжести и собираются там, iii) взвешивающее устройство (705) для взвешивания отделенных твердых частиц в указанном блоке (110) сбора твердых частиц, iv) систему промывки с псевдоожижением, расположенную вблизи блока (110) сбора твердых частиц, для вымывания твердых частиц из блока (110) сбора твердых частиц,i) a solids separator (108) in fluid communication with the conduit (107), where the solids separator (108) is configured to separate solids from a hydrocarbon-containing fluid, wherein the solids separator (108) is connected to pipeline (107) an inlet for a fluid containing hydrocarbons, ii) a block (110) collection of solids located under the separator (108) solids, so that the separated solids pass from the separator (108) solids into the specified block (110) collection of solid particles by gravity and collected there, iii) a weighing device (705) for weighing the separated solid particles in the specified block (110) collection of solid particles, iv) a washing system with fluidization, located near the block (110) collection of solid particles, for flushing solids out of the solids collection unit (110), v) выпускное отверстие (116) для выпуска твердых частиц, отделенных посредством сепаратора (108) твердых веществ от содержащей углеводороды текучей среды, и vi) выпускное отверстие (111) для выпуска содержащей углеводороды текучей среды, отделенной посредством сепаратора (108) твердых веществ от твердых частиц; иv) an outlet (116) for discharging solids separated by a solids separator (108) from a hydrocarbon-containing fluid, and vi) an outlet (111) for discharging a hydrocarbon-containing fluid separated by a solids separator (108) from solid particles; And C) присоединенный к выпускным отверстиям (11) для текучей среды выпускной трубопровод (113) для транспортирования содержащей углеводороды текучей среды от выпускных отверстий (111) для текучей среды модульной системы (100) в добычную линию (115), присоединенную к устью (102) скважи-C) connected to the fluid outlets (11) is an outlet pipeline (113) for transporting hydrocarbon-containing fluid from the fluid outlets (111) of the modular system (100) to a production line (115) connected to the wellhead (102) well- - 6 042259 ны, где модули (118) расположены в параллельной конфигурации, каждый сепаратор (108) твердых веществ имеет соответствующее впускное отверстие, соединенное с трубопроводом (107), и соответствующее выпускное отверстие (111) для текучей среды, при этом выпускные отверстия (111) для текучей среды присоединены к коллектору (112), с которым соединен выпускной трубопровод (113);- 6 042259 where the modules (118) are arranged in a parallel configuration, each solids separator (108) has a corresponding inlet connected to the pipeline (107) and a corresponding outlet (111) for the fluid, while the outlets ( 111) for fluid are connected to a manifold (112) to which an outlet pipe (113) is connected; при этом устройство дополнительно включаетwhile the device additionally includes D) блок управления для управления модульной системой (100), посредством которого по меньшей мере часть времени в продолжение периода отделения твердых частиц от содержащей углеводороды текучей среды, полученной из нефте- и/или газопромыслового объекта, по меньшей мере один из сепараторов (108) твердых веществ находится в режиме отделения, в то время как по меньшей мере один другой из сепараторов (108) твердых веществ находится в режиме вымывания твердых веществD) a control unit for controlling the modular system (100), whereby at least one of the separators (108) solids is in separating mode while at least one other of the solids separators (108) is in solids washout mode 2. Устройство по п.1, в котором коллектор (112) присоединен к выпускному отверстию (111) для текучей среды каждого модуля (118) для сбора и объединения содержащей углеводороды текучей среды.2. The apparatus of claim 1, wherein the manifold (112) is connected to the fluid outlet (111) of each module (118) to collect and combine hydrocarbon-containing fluid. 3. Устройство по п.2, в котором сепараторы (108) твердых веществ представляют собой гидроци клоны.3. Apparatus according to claim 2, wherein the solids separators (108) are hydrocyclones. 4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором каждый модуль (118) дополнительно включает блок (707) управления системой промывки с псевдоожижением, который выполнен для приведения в действие системы промывки с псевдоожижением на основе массы твердых веществ, находящихся в блоке (110) сбора твердых частиц, определяемой взвешивающим устройством (705).4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein each module (118) further includes a fluidized washing system control unit (707), which is configured to actuate the fluidized washing system based on the mass of solids present in the unit. (110) collection of solid particles, determined by the weighing device (705). 5. Устройство по любому из пп.1-4, в котором каждый модуль (118) дополнительно включает по меньшей мере один запорный клапан (109) между сепаратором (108) твердых веществ и блоком (110) сбора твердых частиц, при этом указанный по меньшей мере один запорный клапан (109) выполнен с возможностью закрывания блока (110) сбора твердых частиц и изолирования его от сепаратора (108) твердых веществ.5. An apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein each module (118) further includes at least one check valve (109) between the solids separator (108) and the solids collection unit (110), wherein said at least one check valve (109) is configured to close the solids collection unit (110) and isolate it from the solids separator (108). 6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором в состав трубопровода (107) входит, на его входном конце, фланец (104) для соединения с соответствующим фланцем (104) устья (102) скважины или водоотделяющей колонны (105).6. The device according to any one of claims 1 to 5, in which the pipeline (107) includes, at its inlet end, a flange (104) for connection with a corresponding flange (104) of the wellhead (102) or riser (105) . 7. Устройство по одному из пп.1-6, дополнительно включающее проточный адаптер (103), выполненный для установки в устье (102) скважины, где проточный адаптер (103) обеспечивает первый канал для прохождения по нему первого потока (101), включающего содержащую углеводороды текучую среду с твердыми частицами, проходящего через устье (102) скважины в трубопровод (107), и второй канал, проходящий между выпускным трубопроводом (113) и добычной линией (115), для прохождения по нему второго потока (114), включающего содержащую углеводороды текучую среду, отделенную от твердых частиц; при этом первый и второй каналы выполнены для предотвращения смешивания первого и второго потоков (101, 114), при этом возможно проточный адаптер (103) включает трубчатый элемент, имеющий пару кольцеобразных уплотнений (501), которые расположены на соответствующих противоположных концах трубчатого элемента, при этом кольцеобразные уплотнения (501) выполнены для обеспечения герметичной посадки на внутренней поверхности устья (102) скважины, и трубчатый элемент имеет центральную часть с меньшей площадью поперечного сечения, чем площадь поперечного сечения устья (102) скважины.7. The device according to one of claims 1 to 6, further comprising a flow adapter (103), made for installation in the mouth (102) of the well, where the flow adapter (103) provides the first channel for the first flow (101) to pass through it, including fluid containing hydrocarbons with solid particles passing through the wellhead (102) into the pipeline (107), and the second channel passing between the outlet pipeline (113) and the production line (115) for passing the second flow (114) through it, including containing hydrocarbon fluid, separated from the solid particles; wherein the first and second channels are made to prevent mixing of the first and second streams (101, 114), while possibly the flow adapter (103) includes a tubular element having a pair of O-rings (501), which are located at respective opposite ends of the tubular element, with In this case, the O-rings (501) are made to provide a tight fit on the inner surface of the wellhead (102), and the tubular element has a central part with a smaller cross-sectional area than the cross-sectional area of the wellhead (102). 8. Устройство по любому из пп.1-7, в котором выпускной трубопровод (113) выполнен для присоединения к линии (602) глушения скважины.8. The device according to any one of claims 1 to 7, wherein the outlet conduit (113) is configured to be connected to a well killing line (602). 9. Устройство по любому из пп.1-8, в котором блок управления выполнен для управления каждым модулем (118) независимо, так что они избирательно находятся в режиме отделения или в режиме вымывания твердых веществ.9. Apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit is configured to control each module (118) independently such that they are selectively in a separating mode or in a solids washout mode. 10. Нефте- и/или газопромысловый объект, включающий устройство по любому из пп.1-9.10. Oil and/or gas field facility, including the device according to any one of paragraphs.1-9.
EA202191609 2016-08-19 2017-07-18 SEPARATION OF SOLID PARTICLES DURING OIL AND/OR GAS PRODUCTION EA042259B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1614222.6 2016-08-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA042259B1 true EA042259B1 (en) 2023-01-27

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021206804B2 (en) Solid particle separation in oil and/or gas production
CA3115069C (en) Skid mounted wellhead desanders and flowback systems
EA037695B1 (en) Oil, water, gas and solid particle separation in oil and/or gas production
RU2622056C1 (en) Multiphase separation system
EP1353038A1 (en) Subsea process assembly
EP3218115B1 (en) Solids separation, washing and sampling system
CN106102855B (en) Split tube separator with sand trap
US20160341024A1 (en) Systems and methods for subsea fluid phase separation
CN101384372A (en) online separator
EP0825896A1 (en) Separator systems for well production fluids
EP1409840B1 (en) Discharging sand from a vessel at elevated pressure
WO2010142612A1 (en) Filter arrangement
CN112074648B (en) filter container
EA042259B1 (en) SEPARATION OF SOLID PARTICLES DURING OIL AND/OR GAS PRODUCTION
Fantoft et al. Compact subsea separation system with integrated sand handling
RU97932U1 (en) TUBE PHASE DIVIDER
Carpenter Upgrade of Spar Topside With Comprehensive Sand-Management System
NZ704897A (en) A desanding apparatus and system
NZ704897B2 (en) A desanding apparatus and system