NO320427B1 - Et system og fremgangsmate for a forutsi og handtere vaeske- eller gassplugger i et rorledningssystem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse dreier seg om en fremgangsmåte og et system for å forutsi og håndtere hydrodynamisk og terrengbetinget væskeplugg eller gassplugg ved flerfasetransport i en rørledning.

Fremgangsmåten og systemet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan tilpasses ethvert produksjonssystem hvor det transporteres et flerfasefluid til en nedstrøms prosess med en separator (to- eller trefase) eller en væskepluggfanger i inntaket til prosessen, hvor både trykk og væskenivå reguleres. Flerfasefluidet består normalt av en blanding av en oljefase (eller kondensat), gass og vann.

Et typisk produksjonssystem som egner seg for implementering av foreliggende oppfinnelse er blant annet flerfasetransport fra plattformbrønner, fra under-sjøiske brønner til en undersjøisk separator, fra en undersjøisk brønnramme til en boreplattform med stigerør, mellom flere boreplattformer til sjøs, fra et undersjøisk produksjonssystem til et prosessanlegg på land eller mellom flere prosessanlegg på land.

Avhengig av fluidets egenskaper, rørledningens egenskaper og overflate-hastighetene i de forskjellige fluidfasene kan et system som transporterer flere faser danne såkalt støtvis strømning, som i utløpet av transpotrsystemet oppleves som fluktuerende massestrøm og trykk. Hvis disse væskepluggene er «store» sammenlignet med utformingen av nedstrømsutstyret, kan fluktua-sjonene forplante seg inn i prosessen og øke til et nivå som er uholdbart for operatørene. Som følge av dette, og som forholdsregel for å unngå nedstengning av prosessen, finnes det en rekke eksempler på transport-systemer hvor produksjonsraten er blitt strupet ned på grunn av innkommende væskeplugger.

Slike væskeplugger oppstår vanligvis på to fundamentalt forskjellige måter. Terrengbetingede væskeplugger skyldes gravitasjonseffekter når hastighets-forskjellene og dermed grensefriksjonen mellom fasene er for liten til at det eller de letteste fluidet/fluidene kan motvirke tyngdekraftens virkning på det eller de tyngre fluidet/fluidene i oppoverbakker. Hydrodynamiske væskeplugger (identifisert i strømningskart som en funksjon av rørvinkelen og overflate-hastighetene for et gitt fluid) dannes av bølger som vokser fra væskeoverflaten til en så stor høyde at de fyller røret fullstendig. På grunn av forskjeller i hastighetene til de forskjellige fluidfasene oppstrøms og nedstrøms denne hydrodynamiske væskepluggen kan det skje en oppsamling av væske og dermed en dynamisk vekst av væskeplugger.

Også hydrodynamisk væskeplugg påvirkes av stigningsprofilen til rørledningen, siden rørvinklene innvirker på hvordan de dannes og vokser. Man må imidlertid merke seg at en åpenbar måte å påvise forskjellen mellom terrengbetingede og hydrodynamiske væskeplugger er at de hydrodynamiske væskepluggene kan dannes i 100% vannrette rørledninger (noen ganger til og med i nedover-bakke), mens terrengbetingede væskeplugger må oppoverbakke for å dannes.

Pr. definisjon er støtvis strømning et dynamisk fenomen, og det er vanskelig å oppnå stasjonære forhold i et rørledningssystem med støtvis strømning. I et slikt system samler hydrokarbonvæsken (eventuelt vann eller en blanding av hydrokarboner og vann) seg langs transportsystemet og væskepluggene vil på et eller annet tidspunkt nå utløpet av rørledningen. Mellom disse væskepluggene vil det være perioder det bare kommer marginale væskemengder ut av systemet og prosessen mer eller mindre vil motta en ren gassfase, noe som også beskrives som gassplugg.

Det er tre metoder som normalt har vært benyttet i systemer for flerfasetransport for å løse problemer med prosessforstyrrelser på grunn av støtvis strømning (terrengbetingede eller hydrodynamiske væskeplugger).

> Redusere strømningshastigheten og dermed væskepluggvolumene innenfor grensene til nedstrøms prosessanlegg, ved å strupe innløpsventilen eller

velge en mindre diameter på rørledningen i utformingsfasen

> Forlenge oppstarttiden eller justeringstiden ved endring av strømnings-hastigheten

> Hvis mulig øke dimensjonene i prosessanlegget nedstrøms (dvs. væskepluggfanger, alternativt førstetrinnsseparator)

Disse «tradisjonelle» metodene vil enten redusere produksjonen fra rør-ledningssystemene eller øke kostnadene og dimensjonene på nedstrøms prosessanlegg. I tillegg kan væskepluggene vokse seg større enn forutsatt selv om det tas hensyn til dem eller de kan inntreffe på uheldige tidspunkt i forhold til den aktuelle kapasiteten til prosessanlegget. Som følge av dette kan trykket og strømningsfluktuasjonene føre til stans i prosessen, noe som kan ha betydelige økonomiske konsekvenser.

Siden alle gass- og oljeprodusenter ønsker å optimalisere driftsforholdene i prosessanleggene sine, har det vært gjort en rekke forsøk på å finne bedre virkemidler mot forstyrrelser i prosessen på grunn av væskeplugger i produksjonssystemet.

US Patent 5544672 beskriver et system for å dempe problemene med væskeplugger. Systemet detekterer innkommende væskeplugger oppstrøms separatoren og utfører en grov beregning av volumet til hver væskeplugg. Disse volumene sammenlignes så med separatorens kapasitet for å håndtere væske. Hvis det estimerte volumet av de innkommende væskepluggene overskrider separatorens kapasitet for håndtering av væskeplugg, strupes en regulerings-ventil oppstrøms separatoren.

Denne løsningen har den fordelen at den er enkel og kan brukes både ved hydrodynamiske og terrengbetingede væskeplugger, ettersom den er lokalisert nedstrøms punktet hvor væskepluggene dannes. Systemet har imidlertid noen

viktige ulemper:

■ Siden fluidstrømmen reduseres, har det negativ virkning på produksjonen og dermed økonomien på feltet. ■ Det utnytter ikke kapasiteten for håndtering av væskeplugg i prosessanlegget nedstrøms. ■ Det beskriver ikke hvordan gassplugger skal identifiseres og behandles. Dermed må trykkfluktuasjoner i separatoren på grunn av innkommende

gassplugger fortsatt løses ved fakling av gassen.

■ Systemet skiller ikke vannplugger fra olje- eller kondensatplugger (HC), noe som kan gi forstyrrelser i prosessen nedstrøms en trefaseseparator. ■ Det forlenger oppstarttiden etter at systemet er slått av, siden produksjonen strupes ned hver gang det registreres væskeplugg.

Den internasjonale patentsøknaden WO 01/34940 beskriver en liten separator (miniseparator) som befinner seg på toppen av stigerøret, like foran første-trinnsseparatoren. Væskepluggene blir enten undertrykt med en volumetrisk fluidstrømkontroll eller væskestrømkontroll, avhengig av egenskapene til væskepluggen. Reguleringen oppnås med to hurtigvirkende ventiler på gass-og væskeutløpsstrømmene nedstrøms miniseparatoren, basert på trykk- og væskenivådata fra miniseparatoren, samt mengdemålinger på utløps-strømmene fra separatoren.

Videre beskriver den internasjonale patentsøknaden WO 02/46577 et modell-basert tilbakekoblet reguleringssystem for å stabilisere en væskestrøm i flerfaseledninger og stigerør. Systemet består av en enkelt hurtigvirkende ventil som befinner seg ved utløpet av transportsystemet, dvs. oppstrøms separatoren. Åpningen av denne ventilen justeres med et kontrollsignal fra et reguleringssystem hvor den viktigste parameteren er kontinuerlig overvåkning av trykket i forkant av punktet hvor det dannes væskeplugger. Dette kontrollsystemet egner seg spesielt for terrengbetingede væskeplugger, siden all opphoping av væske registreres ved trykkøkning i oppstrøms plugger (på grunn av statisk trykk over væskesøylen). Systemet viser imidlertid ikke den samme ytelsen for hydrodynamiske væskeplugger, siden disse væskepluggene kan dannes i helt horisontale rørledninger hvor det ikke bygges opp trykk oppstrøms pluggen.

Kort sagt har de to sistnevnte kontrollsystemene for væskeplugger hurtigvirkende utstyr som plasseres ved utløpet av transportsystemet, i kombinasjon med kort reaksjonstid i reguleringssystemet, for å undertrykke utvikling av væskeplugger ved umiddelbart å motvirke kreftene som fører til at væskepluggene vokser.

Også disse løsningene har flere ulemper:

■ Systemet for demping av væskeplugg tar ikke i bruk fleksibiliteten i nedstrøms prosess til å håndtere pluggene. ■ Kontrollsystemet som beskrives i WO 02/46577 håndterer ikke hydrodynamiske væskeplugger, mens systemet som beskrives i WO 01/34940 håndterer terrengbetingede væskeplugger atskillig bedre enn de hydrodynamiske. ■ De er normalt ikke selvregulerende for alle operasjonsmodus i transportsystemet, og systemene krever manuelle signaler fra en operatør eller må

deaktiveres under enkelte driftsbetingelser.

■ De krever begge hurtigvirkende ventil(er) i kombinasjon med kort reaksjonstid for kontrolløkkene. ■ De generaliserer for rørledningssystemer som har vertikale rør (dvs. stigerør eller rør) ved utløpet av transportsystemet. ■ Systemet som beskrives i WO 01/34940 krever plattformutstyr som kan bli dyrt, spesielt hvis det stilles krav til vekt.

Generelt integrerer ingen av de eksisterende systemene transpotrsystemet og prosessen nedstrøms. Dermed har de ikke evne til å håndtere alle typer innkommende plugger inkludert både hydrodynamiske plugger, gass- og vannplugger. Bruksområdet er dessuten begrenset til et snevert driftsintervall, og noen ganger krever de manuell inngripen eller deaktivering.

I lys av manglene som er nevnt ovenfor har oppfinnerne funnet at det er behov for en mer effektiv fremgangsmåte og system for å forutsi og håndtere støtvis strømning. Foreliggende oppfinnelse beskriver en fremgangsmåte og et system som kan brukes sammen med en nedstrøms prosess hvor ulempene til de tidligere systemene er eliminert. Hovedideen er fullstendig integrasjon av produksjonssystemet og nedstrøms prosessen. De viktigste fordelene med oppfinnelsen er at den utnytter hele den etterfølgende prosessen for å håndtere væske- eller gasspluggene og at den gjelder alle typer som normalt kan oppstå i et flerfaserørledningssystem uavhengig av typen og egenskapene til væskepluggen. Den vil ved korrekt utforming dekke alle driftsintervaller.

I henhold til foreliggende oppfinnelse oppnås dette målet med et system som angitt i krav 1 og som inneholder en væskepluggdetektor 1 beregnet på å registrere eventuelle innkommende plugger og som befinner seg mellom punktet hvor pluggene dannes og det nevnte utstyrsinnløpet, en datamaskinenhet 4 koblet til den nevnte detektoren 1 og enten en flerfasemåler 5 eller en fluidhastighetsmåler oppstrøms en innløpsventil 19 i det nevnte rørlednings-systemet 20, og hvor nevnte enhet 4 har programvare som basert på signaler fra den nevnte detektoren 1 kombinert med signaler fra enten nevnte flerfasemåler 5 eller fluidhastighetsmåler bestemmer typen av den nevnte pluggen og estimerer volumet og ankomsttiden inn i det nevnte utstyret, instrumenter tilkoblet nevnte datamaskinenhet 4 som kontinuerlig overvåker trykk og væskenivå i den nevnte separator eller væskepluggfanger, minst én utstyrsenhet som er koblet til den nevnte separatoren eller væskepluggfangeren og mottar signaler fra den nevnte datamaskinenheten 4 for å regulere trykk og/eller væskenivå i den nevnte separator eller væskepluggfanger slik at forstyrrelser i prosessen på grunn av innkommende væske- eller gassplugger reduseres til et minimum gjennom det nevnte utstyret.

I henhold til foreliggende oppfinnelse oppnås dette målet med en fremgangsmåte som angitt i krav 10 og som inneholder følgende trinn: den nevnte pluggen detekteres mellom punktet hvor pluggen dannes i den nevnte ledningen 20 og det nevnte prosessinntaket ved hjelp av en væskepluggdetektor 1, den nevnte pluggen typebestemmes ved hjelp av en datamaskinenhet 4 som kontinuerlig mottar signaler fra den nevnte detektoren 1 i kombinasjon med enten en fluidhastighetsmåler eller en flerfasemåler 5 plassert oppstrøms innløpsventilen 19 i det nevnte utstyret, volumet av den nevnte pluggen og ankomsttiden til det nevnte utstyret estimeres av den nevnte datamaskinenheten 4, trykk og væskenivå i nevnte separator eller væskepluggfanger overvåkes av den nevnte datamaskinenheten 4 med instrumenter 3,9,11,16,18 montert på den nevnte separatoren eller væskepluggfangeren, den nevnte datamaskinenheten 4 sender signaler til minst en utstyrsenhet 6,7,12,14,15,17 som er koblet tii den nevnte separatoren eller væskepluggfangeren for å regulere trykket og/eller væskenivået i den nevnte separatoren eller væskepluggfangeren slik at forstyrrelser i prosessen på grunn av innkommende plugger reduseres til et minimum gjennom det nevnte utstyret.

De uselvstendige kravene 2-9 og 11-15 angir fordelaktige trekk ved oppfinnelsen.

Foreliggende oppfinnelse beskrives i detalj i de følgende figurene, hvor:

Figur 1 viser et prosessdiagram for foreliggende oppfinnelse i sin enkleste form implementert på et produksjonssystem til havs som produserer mot et landanlegg som har en vertikal tofasevæskepluggfanger 8 på innløpet til den nevnte prosessen. Vi ser også at trykket i væskepluggfangeren 3 kontrolleres ved justering av en gassutløpsventil 6. Tilsvarende kontrolleres væskenivået ved justering av en væskeutløpsventil 7.

En enkel beskrivelse av oppfinnelsen er som følger: Avstanden 2 mellom væskepluggdetektoren 1 og prosessen er blitt optimalisert med hensyn til prosessen og prosessens reguleringsparametere. Når væskepluggdetektoren 1 registrerer en væskeplugg, vil datamaskinenheten 4 bestemme type og beregne ankomsttid og volum. Basert på disse opplysningene og det aktuelle væskenivået 9 i væskepluggfangeren 8, gir datamaskinenheten straks signal til væskeventilen 7 om å begynne å tappe væske fra væskepluggfangeren 8, før pluggen ankommer. Når væskepluggen til slutt ankommer væskepluggfangeren, vil væskenivået allerede være justert ned mot alarmnivå og væskeutløpsventilen 7 vil være tilnærmet helt åpen. Dessuten vil væskeventilen 7 begynne å lukke seg før enden av væskepluggen når væskepluggfangeren. Tilsvarende, når det registreres en gassplugg, reduseres trykket 3 i væskepluggfangeren 3 ved å åpne gassutløpsventilen 6. Altså motvirkes kreftene som medvirker til vekst av pluggen og samtidig som prosessen tar seg av den innkommende gasspluggen. Dermed optimaliserer oppfinnelsen prosessens kapasitet for håndtering av gass- og væskeplugger og operatørene får reduserte forstyrrelser i prosessen. Avhengig av hvilket alternativ som velges for å bestemme fluidhastighetene brukes det en flerfasemåler eller en hastighetsmåler 5 i forkant av innløpsventilen 19.

Figur 2 viser et forenklet prosessdiagram for foreliggende oppfinnelse implementert i et produksjonssystem til havs, som produserer via et stigerør 13 til en horisontal trefaseseparator 8, hvor prosessen nedstrøms separatoren ikke er inkludert. Som på Figur 1 er avstanden 2 mellom væskepluggdetektoren 1 og prosessen optimalisert med hensyn til prosessen og prosessens reguleringsparametere. Det er også påtegnet en alternativ plassering 10 av væskepluggdetektoren som en del av stigerøret for dypvannsutvikling. I dette eksemplet ser vi at separatortrykket 3 reguleres ved å justere hastigheten av gasskompressoren 14. Dessuten reguleres hydrokarbonvæskenivået 9 ved hastighetskontroll av pumpen 15 nedstrøms separatoren. Vannivået 11 reguleres med en utløpsventil 12. Generelt utføres reguleringen av systemet på en måte som er nokså lik eksemplet i Figur 1, men i stedet for å bruke utløps-ventiler for å regulere trykket 3 og væskenivået 9, sender datamaskinenheten 4 opplysninger til hastighetskontrollene til gasskompressoren 14 og oljepumpen 15. I dette produksjonssystemet registreres vannplugg fordi de er tettere enn olje- og kondensatplugger og har dessuten lavere gassinnhold. Avhengig av hvilket alternativ som velges for å bestemme fluidhastighetene brukes det en flerfasemåler eller en hastighetsmåler 5 i forkant av innløps-ventilen 19.

Figur 3 viser et forenklet prosessdiagram for foreliggende oppfinnelse implementert i et produksjonssystem til havs, med et stigerør 13 og en horisontal trefaseseparator 8 ved prosessinnløpet. I motsetning tii de to første figurene er nedstrøms væsketog i dette tilfellet tatt med ved at andre trinn separator 21 også vises. Vi ser at datamaskinenheten 4 brukes til å regulere trykket og væskenivået i hele væsketoget, slik at hele prosessen bidrar til å håndtere væskepluggene. Separatortrykkene 3 og 16 reguleres begge ved ventiler på gassutløpene 6 og 17. Væskenivåene 9 og 18 kontrolleres ved hjelp av en ventil på væskeutløpet 7 på den første separatoren 8 og en pumpe 15 på væskeutløpet av den andre separatoren 21. Vannivået 11 reguleres med en utløpsventil 12. Som for de to andre figurene er avstanden 2 mellom væskepluggdetektoren 1 og prosessen optimalisert med hensyn til prosessen og dens reguleringsparametere. Avhengig av hvilket alternativ som velges for å bestemme fluidhastighetene brukes det en flerfasemåler eller en hastighetsmåler 5 i forkant av innløpsventilen 19.

Det er viktig at datamaskinenheten 4 også har normal (tradisjonell) trykk- og nivåregulering av hver separatorenhet i prosessen i tilfelle trykket eller væskenivået/-nivåene passerer alarmverdiene og nærmer seg nedstengnigs-verdiene. Under slike omstendigheter kan det være behov for å deaktivere reguleringen.

Når man benytter foreliggende oppfinnelse, detekteres de innkommende væskepluggene (terrengbetingede eller hydrodynamiske) på et tidlig tidspunkt med instrumenteringen 1 som har som oppgave å definere egenskapene til væskepluggene. Mens f.eks. WO 02/46577 baserer sin kontroll på målinger av trykk og temperatur oppstrøms punktet hvor det oppstår væskeplugger (for å undertrykke pluggdannelsen hvis det registreres en trykkøkning), er det avgjørende for foreliggende oppfinnelse at instrumenteringen befinner seg nedstrøms punktet hvor væskeplugger oppstår, siden hensikten med den er å beskrive egenskapene til pluggen. Den absolutt enkleste måten å definere egenskapene til væskepluggen er å bruke en tetthetsmåler som beskrevet i US Patent 5544672, men instrumenteringen kan lett utvides for å gi mer raffinerte opplysninger. Kontinuerlige opplysninger om tettheten av fluidblandingen brukes til å bestemme:

> Væskepluggfronten

> Avslutningen av væskeplugghalen

> Pluggtype:

o Meget høy tetthet tyder på vannplugg.

o Høy tetthet tyder på en oljeplugg.

o Lav tetthet tyder på gassplugg.

I tillegg til en tetthetsmåler inkluderer den grunnleggende instrumenteringen i henhold til foreliggende oppfinnelse en registrering av trykkforskjellen (dP) mellom detektoren og oppstrøms innløpsventil som forholdsregel i tilfelle det skulle danne seg en væskeplugg nedstrøms detektoren. Mer kompleks instrumentering vil optimalisere detektoren ytterligere, så lenge det fortsatt er mulig å sende renseplugger gjennom produksjonssystemet. Spesielt vil ytterligere opplysninger om vannfraksjon i kombinasjon med lokal fyllingsgrad eller gassfraksjon samt strømningshastighetene til de forskjellige fasene være verdifulle opplysninger for datamaskinenheten 4, og det samme gjelder en hastighetsmåler 5 på utløpet av rørledningen.

Detektoren må ha en så hensiktsmessig plassering 2 at prosessen kan reagere i tilstrekkelig grad før væskepluggene ankommer. Derfor må denne plasseringen 2 optimaliseres for hver nye implementering, siden den i høy grad avhenger av det aktuelle produksjonssystemet. Det antas at en optimal plassering vil være innen 3 km oppstrøms prosessinntaket, slik at datamaskinenheten får tilstrekkelig tid til å reagere på innkommende væskeplugger. Ett unntak gjelder store gass- og kondensatsystemer som produserer til en installasjon på land hvor volumet av væskepluggfangerne av og til er svært avgjørende. Merk også at ved utvikling på ekstremt dypt vann kan den optimale plasseringen være et sted i selve stigerøret, som vist på Figur 2, og ikke nødvendigvis langs med rørledningen eller i bunnen av stigerøret.

Kort sagt er det grunnleggende prinsippet ved den foreliggende detektoren nokså likt det som beskrives i US Patent 5544672. De viktigste forbedringene er som følger: ■ For å optimalisere ytelsen av datamaskinenheten må plasseringen av detektoren tilpasses den etterfølgende prosessens evne til å håndtere

væske- eller gassplugger.

> Detektoren må skille mellom oljeplugger og vannplugger.

- Derfor inkluderer detektoren i tillegg til tetthetsmåleren også en måling av en av de følgende parameterne: gassfraksjon, lokal væskefyllingsgrad eller vannfraksjon.

Detektoren sender signalene sine til datamaskinenheten 4, som utgjør hovedkomponenten til foreliggende oppfinnelse. Den mottar alle opplysninger fra detektoren og samtidig alle de viktigste prosessparameterne fra væsketoget i prosessen. Formålet totalt sett er å beregne (for hver innkommende plugg):

a) Den estimerte ankomsttiden for den innkommende pluggen

b) Pluggvolumet

c) Type plugg (dvs. vannplugg, oljeplugg eller gassplugg) og deretter

optimalisere reguleringen av den etterfølgende prosessen

Datamaskinenheten er fortrinnsvis tilkoblet en kontinuerlig dynamisk termo-hydraulisk simulator, som har tre alternativer for å bestemme fluidhastighetene) og dermed den estimerte ankomsttiden for pluggen. For det første kan den estimeres med manuelle data, men da vil enkelte driftsmodus kreve deaktivering av systemet og dermed bruke tradisjonelle (dvs. manuelle) metoder for pluggkontroll. Det andre alternativet er å beregne fluidhastig-heten^) ved hjelp av den termohydrauliske strømningssimulatoren, hvor en flerfasemåler ved utløpet 5 av ledningen vil forbedre ytelsen til beregningene. Endelig kan hastighetene til de forskjellige væskefasene bestemmes ved kontinuerlige ultralydmålinger, et sted mellom detektoren og innløpet til prosessen.

Pålitelig væskepluggvolum kan beregnes ved hjelp av en integralmodul. Basert på opplysninger om pluggfronten, plugghalen, tettheten til pluggen, fluidhastighetene og enten vannfraksjonen, gassfraksjonen eller lokal fyllingsgrad, vil datamaskinenheten gi nøyaktige estimater av ankomsttidene for pluggene og de tilhørende volumene.

Når alle egenskapene til pluggen er beskrevet, vil utgangssignalene fra datamaskinenheten optimaliseres og justeres for å redusere prosess-forstyrrelsene i væsketoget tii et minimum.

Foreliggende oppfinnelse beskriver en løsning for behandling av støtvis strømning som har en rekke fordeler sammenlignet med de kjente løsninger.

> Siden de viktigste egenskapene for alle de innkommende pluggene er kjent før de ankommer utstyret, er det lett å korrigere for å redusere fluktuasjoner

og forstyrrelser i hele prosessen.

> Den kan brukes på alle typer støtvis strømning uavhengig om den er hydrodynamisk av natur eller terrengbetinget og uten hensyn til om det

dreier seg om en olje-, vann- eller gassplugg.

> Den knytter transportsystemet sammen med den etterfølgende prosessen og utnytter dermed all ledig kapasitet for håndtering av plugger i hele den etterfølgende prosessen.

> Den kan brukes på alle produksjonssystemer med flerfasetransport, uansett om det er en brønn eller om det er en installasjon under eller over

havoverflaten eller på land.

> Generelt er det tilstrekkelig med en eneste datamaskinenhet for å

kontrollere et produksjonsanlegg som mottar innkommende plugger fra

forskjellige kilder.

> Den vil forkorte oppstarttiden etter driftsstans eller ved variasjoner i

strømningsmengden.

> Hurtigvirkende ventiler er ikke nødvendig.

> Hvis utformingen er god, vil den redusere faren for driftstans i prosessen på

grunn av støtvis strømning.

Claims (15)

1. Et system for å forutsi og håndtere alle typer væske- og gassplugger som dannes i et rørledningssystem (20) eller brønnrør som transporterer et flerfasefluid til etterfølgende prosessutstyr med minst en separator eller væskepluggfanger (8) på innløpet til det nevnte prosessutstyret, karakterisert ved at det nevnte systemet inneholder: - en væskepluggdetektor (1) beregnet på å registrere eventuelle innkommende plugger og som befinner seg mellom punktet hvor pluggene dannes og det nevnte utstyrsinnløpet, - en datamaskinenhet (4) koblet til den nevnte detektoren (1) og enten en flerfasemåler (5) eller en fluidhastighetsmåler oppstrøms en innløpsventil (19) i det nevnte rørledningssystemet (20), og hvor nevnte enhet (4) har programvare som basert på signaler fra den nevnte detektoren (1) kombinert med signaler fra enten nevnte flerfasemåler (5) eller fluidhastighetsmåler bestemmer typen av den nevnte pluggen og estimerer volumet og ankomsttiden inn i det nevnte utstyret, - instrumenter tilkoblet nevnte datamasinenhet (4) som kontinuerlig overvåker trykk og væskenivå i den nevnte separator eller væskepluggfanger, - minst en utstyrsenhet som er koblet til den nevnte separatoren eller væskepluggfangeren og mottar signaler fra den nevnte datamaskinenheten (4) for å regulere trykk og/eller væskenivå i den nevnte separator eller væskepluggfanger slik at forstyrrelser i prosessen på grunn av innkommende væske- eller gassplugger reduseres til et minimum gjennom det nevnte utstyret.

2. Et system i henhold til krav 1, karakterisert ved at de nevnte instrumentene innbefatter minst en væskenivåmåler (9,11,18) og/eller minst en trykkmåler (3,16) montert på den nevnte separator eller væskepluggfanger.

3. Et system i henhold til krav 1, karakterisert ved at den nevnte utstyrsenheten har minst en ventil (6,7,12,17) og/eller minst en kompressor (14) og/eller minst en pumpe (15).

4. Et system i henhold til krav 1, karakterisert ved at den nevnte detektoren (1) har instrumenter i den nevnte ledningen (20) for å måle trykket i ledningen, tettheten av fluidblandingen og enten gassfraksjonen, vannfraksjonen eller lokal fyllingsgrad eller flere av disse.

5. Et system i henhold til krav 1, karakterisert ved at avstanden (2) fra detektoren (1) til det etterfølgende prosessutstyret optimaliseres for hver nye implementering med hensyn til kapasiteten for håndtering av støtvis strøm i det nevnte utstyret og parameter-innstillingene til alle reguleringsenhetene som kontrolleres av den nevnte datamaskinenheten (4).

6. Et system i henhold til krav 1, karakterisert ved at den optimale plasseringen for den nevnte detektoren (1) kan enten være i den nevnte ledningen (20) på en avstand (2) oppstrøms nevnte utstyr eller inne i et stigerør (13) oppstrøms prosessutstyret.

7. Et system i henhold til krav 1, karakterisert ved at datamaskinenheten (4) har tre alternativer for å definere fluidhastig-heten: ved manuell innmating, ved kontinuerlig registrering med påsatt fluidhastighetsmåler eller med en kontinuerlig tilkoblet dynamisk simulator i kombinasjon med en flerfasemåler (5) på utløpet av ledningen oppstrøms nevnte separator eller væskepluggfanger.

8. Et system i henhold til krav 1, karakterisert ved at datamaskinenheten (4) integrerer det nevnte ledningssystemet (20) med det nevnte prosessutstyret ved å justere enhetene for regulering av trykk og væskenivå i samsvar med opplysninger om ankomst av væske- eller gassplugger.

9. Et system i henhold til krav 1, karakterisert ved at datamaskinenheten (4) har overstyringsfunksjoner som overstyrer eller undertrykker pluggkontrollreguleringen i prosessen hvis det nærmer seg nedstengningsnivåene for separatorene.

10. En fremgangsmåte for å forutsi og håndtere alle typer væske- og gassplugger som dannes i et rørledningssystem (20) hvor det transporteres flerfasefluid til prosessutstyr som har minst en separator eller væskepluggfanger (8) på innløpet til det nevnte utstyret, karakterisert ved at den nevnte fremgangsmåten inneholder følgende trinn: den nevnte pluggen detekteres mellom punktet hvor pluggen dannes i den nevnte ledningen (20) og det nevnte prosessinntaket ved hjelp av en væskepluggdetektor (1), den nevnte pluggen typebestemmes ved hjelp av en datamaskinenhet (4) som kontinuerlig mottar signaler fra den nevnte detektoren (1) i kombinasjon med enten en fluidhastighetsmåler eller en flerfasemåler (5) plassert oppstrøms innløpsventilen (19) i det nevnte utstyret, volumet av den nevnte pluggen og ankomsttiden til det nevnte utstyret estimeres av den nevnte datamaskinenheten (4), trykk og væskenivå i nevnte separator eller væskepluggfanger overvåkes av den nevnte datamaskinenheten (4) med instrumenter (3,9,11,16,18) montert på den nevnte separatoren eller væskepluggfangeren, den nevnte datamaskinenheten (4) sender signaler til minst en utstyrsenhet (6,7,12,14,15,17) som er koblet til den nevnte separatoren eller væskepluggfangeren for å regulere trykket og/eller væskenivået i den nevnte separatoren eller væskepluggfangeren slik at forstyrrelser i prosessen på grunn av innkommende plugger reduseres til et minimum gjennom det nevnte utstyret.

11. En fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at den nevnte detektoren kontinuerlig registrerer trykket i ledningen, tettheten av fluidblandingen og enten gassfraksjonen eller vannfraksjonen eller lokal fyllingsgrad eller flere av disse.

12. En fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at det nevnte trykk- og/eller væskenivået reguleres ved hjelp av minst en ventil (6,7,12,17) og/eller minst en kompressor (14) og/eller minst en pumpe (15) koblet til nevnte separator eller væskepluggfanger.

13. En fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at den nevnte trykkreguleringen oppnås ved å justere ventilåpningen på minst en gassutløpsventil (6,17) eller ved å justere hastigheten til en kompressor i etterkant (14).

14. En fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at den nevnte reguleringen av væskenivået oppnås ved å justere ventilåpningen til minst en væskeutløpsventil (7,12) eller ved å justere hastigheten på en pumpe i etterkant (15).

15. En fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at strømningshastigheten i den nevnte ledningen justeres ved hjelp av den nevnte innløpsventil (19).