Sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua.

Un sistema para separar un fluido, que comprende:

una entrada (105,

405, 505) para recibir un fluido, comprendiendo el fluido una fase acuosa y una fase de hidrocarburos;

un depósito de separación (101, 201, 301, 501) que tiene un primer compartimento (103, 303, 403) y un segundo compartimento (104, 304, 404), en el que el primer compartimiento (103, 303, 403) está configurado para recibir fluido desde la entrada (105, 405, 505);

una primera salida (109, 209, 309, 409) configurada para recibir la fase acuosa desde el primer compartimento (103, 303, 403);

una segunda salida configurada para recibir la fase de hidrocarburos desde el segundo compartimento (104, 304, 404); y

una estructura soporte (102, 202, 302, 502) configurada para recibir la fase acuosa desde la primera salida (109, 209, 309, 409) y la fase de hidrocarburos desde la segunda salida, caracterizada porque la citada estructura soporte (102, 202, 302, 502) está conectada físicamente al citado depósito de separación (101, 201, 301, 501) y porque la citada estructura soporte (102, 202, 302, 502) comprende una pluralidad de patas sustancialmente huecas (113, 213a, 213b, 313, 513) configuradas para contener fluidos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/069616.

Solicitante: M-I LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5950 NORTH COURSE DRIVE HOUSTON, TX 77072 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MCEWEN,GREG, SHERWOOD,JOE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D21/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › Separación por sedimentación de partículas sólidas en suspensión en líquidos (sedimentación diferencial B03D 3/00).
  • E21B43/38 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E21 PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA.E21B PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación minera o de canteras E21C; excavación de pozos, galerías o túneles E21D ); EXTRACCION DE PETROLEO, GAS, AGUA O MATERIALES SOLUBLES O FUNDIBLES O DE UNA SUSPENSION DE MATERIAS MINERALES A PARTIR DE POZOS. › E21B 43/00 Procedimientos o dispositivos para la extracción de petróleo, gas, agua o materiales solubles o fundibles o de una suspensión de materias minerales a partir de pozos (aplicables únicamente al agua E03B; explotación de yacimientos petrolíferos o de materiales solubles o fundibles por las técnicas de explotación minera E21C 41/00; bombas F04). › en los pozos.

PDF original: ES-2501968_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua.
Ilustración 2 de Sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua.
Ilustración 3 de Sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua.
Ilustración 4 de Sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua.
Ilustración 5 de Sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua.
Sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua.

Fragmento de la descripción:

Sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua Antecedentes de la invención

Campo de la invención

Las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren en general a sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua. Más específicamente, las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren a sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua en plataformas de prospecciones petrolíferas submarinas. Aún más específicamente, las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren a sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua usando un separador de tipo modular autónomo.

Técnica anterior

Las plataformas de prospecciones y producción petrolíferas submarinas usadas en la recuperación de hidrocarburos en estructuras subterráneas dispuestas debajo del océano incluyen frecuentemente una serie de miembros estructurales de soporte para soportar una zona de trabajo, así como componentes de la operación de recuperación. Durante la recuperación de hidrocarburos, se pueden verter a las zonas de trabajo sustancias potencialmente peligrosas y/o perjudiciales medioambientalmente, como hidrocarburos residuales, petróleo, grasas, fluidos de perforación, tensioactivos y otros contaminantes orgánicos. Estos fluidos también los pueden mezclar con agua, sólidos y productos de limpieza los operadores de la prospección petrolífera que limpian con mangueras la zona de trabajo durante operaciones normales de perforación. En algunas operaciones, las sustancias pueden ser vertidas directamente al océano originando potencialmente daños ecológicos significativos.

Como dichas sustancias pueden ser perjudiciales medioambientalmente si se vierten al agua del océano, en ciertas operaciones de prospecciones petrolíferas, la zona de trabajo se diseña para contener las sustancias procedentes del lavado en el mar. Frecuentemente, las zonas de trabajo en dichas operaciones se diseñan de modo que las sustancias se laven en recipientes o depósitos colectores, en los que se deja que el petróleo se separe del agua, de modo que el agua pueda ser bombeada retornándola al océano mientras que el petróleo se elimina de acuerdo con las regulaciones locales.

Cuando se usan técnicas para separar el petróleo de agua, las técnicas se basan en el tiempo de retención como mecanismo principal de separación. En dichos sistemas basados en un colector, hidrocarburos, como parafinas, grasas e hidrocarburos refinados, recubren eventualmente la superficie interior de los colectores cuando se evapora el agua. Así, cuando el agua evaporada se separa del colector, el agua puede incluir todavía porciones significativas de hidrocarburos. En dichos sistemas, típicamente el agua se descarga al mar mientras que los sólidos y los hidrocarburos sedimentan juntos y se descargan juntos. Frecuentemente estos recipientes de retención son grandes, ocupan un espacio significativo, cuando el espacio es muy valioso, y no proporcionan una separación adecuada del agua de hidrocarburos y sólidos.

En consecuencia, existe una necesidad persistente de sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua durante operaciones de prospecciones petrolíferas.

El documento US 6 427 848 B1 describe un sistema circulatorio de líquido de fabricación doble para una máquina de fabricación de descarga eléctrica, que tiene un sistema de separación de petróleo-agua del tipo de uno, dos o tres depósitos. El sistema de separación de petróleo-agua de un solo depósito utiliza un sensor de nivel del agua para controlar la conmutación de una válvula electromagnética y la descarga del líquido de fabricación de petróleo-agua desde una tubería de descarga de petróleo y una tubería de descarga de agua. El sistema de separación de petróleo-agua de dos depósitos dirige el líquido de fabricación a un depósito de filtración de modo que el líquido de fabricación entra en un depósito de almacenamiento de agua a través de una tubería de descarga de agua y el petróleo que flota fluye a un depósito de almacenamiento de petróleo desde una tubería de descarga de petróleo. El sistema de separación de petróleo-agua de tres depósitos incluye un depósito de filtración de agua y un depósito de filtración de petróleo con el depósito de filtración de agua dividido en dos depósitos por un panel de separación. El petróleo que flota en la capa superior de petróleo entra en un depósito de filtración de petróleo a través de una tubería de circulación y entra en el depósito de almacenamiento de petróleo a través de una tubería de descarga de petróleo.

El documento WO 93/191 A1 describe un dispositivo para separar un líquido sobrenadante, en particular un contaminante líquido, por ejemplo petróleo, y un líquido, por ejemplo agua, que comprende un depósito receptor y un depósito de separación, estando el citado depósito receptor construido convenientemente junto con el citado depósito de separación, estando dividido el citado depósito de separación en una cámara de contaminante líquido y una cámara de líquido limpio, mientras que el citado depósito receptor está dividido en un espacio de líquido contaminado y un espacio de líquido limpio, estando separados entre sí el citado espacio de líquido limpio y el citado espacio de líquido contaminado pero como recipientes comunicantes todavía conectados.

El documento US 6 56 128 A describe un aglutinador para separar un primer componente líquido de una mezcla líquida de varios componentes, en el que el primer componente líquido tiene un peso específico menor que la mezcla líquida. El aglutinador comprende una carcasa generalmente rectangular que define una abertura de entrada y una abertura de salida y un recorrido de circulación entre ambas. Dentro de la carcasa hay una rejilla contenida en un cartucho desmontable y que incluye una pluralidad de placas paralelas inclinadas dispuestas a lo largo del recorrido de circulación para separar el primer componente líquido de la mezcla líquida. Una segunda abertura de líquido en comunicación con el recorrido de circulación mediante una salida origina que el primer componente líquido fluya a un recipiente separado. La mezcla líquida continúa fluyendo a través del aglutinador hasta que se separe todo el primer componente líquido.

Compendio de la descripción

En un aspecto, las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren a un sistema para separar hidrocarburos de agua, que incluye una entrada para recibir un fluido, incluyendo el fluido una fase acuosa y una fase de hidrocarburos. El sistema incluye también un depósito de separación que tiene un primer compartimento y un segundo compartimento, en el que el primer compartimento está configurado para recibir el fluido desde la entrada. Además, el sistema incluye una primera salida configurada para recibir la fase acuosa desde el primer compartimento, una segunda salida configurada para recibir la fase de hidrocarburos desde el segundo compartimento y una estructura soporte configurada para recibir la fase acuosa desde la primera salida y la fase de hidrocarburos desde la segunda salida. Además, la estructura soporte está conectada físicamente al depósito de separación y comprende una pluralidad de patas sustancialmente huecas configuradas para contener fluidos.

En otro aspecto, las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren a un método para separar un fluido en una fase acuosa y una fase de hidrocarburos, como se define en la reivindicación 1.

Otros aspectos y ventajas de la Invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva lateral de un sistema para separar hidrocarburos de agua de acuerdo con realizaciones de la presente descripción.

La figura 2 es una representación esquemática frontal de un separador de acuerdo con realizaciones de la presente descripción.

La figura 3 es una representación esquemática lateral de un separador de acuerdo con realizaciones de la presente descripción.

La figura 4 es una vista desde arriba de un separador de acuerdo con realizaciones de la presente descripción.

La figura 5 es una vista en perspectiva de un separador de acuerdo con realizaciones de la presente descripción. Descripción detallada

En un aspecto, las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren a sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua. Más específicamente, las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren a sistemas y métodos para separar hidrocarburos de agua en plataformas de prospecciones petrolíferas submarinas. Aún más específicamente, las... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema para separar un fluido, que comprende:

una entrada (15, 45, 55) para recibir un fluido, comprendiendo el fluido una fase acuosa y una fase de hidrocarburos;

un depósito de separación (11, 21, 31, 51) que tiene un primer compartimento (13, 33, 43) y un segundo compartimento (14, 34, 44), en el que el primer compartimiento (13, 33, 43) está configurado para recibir fluido desde la entrada (15, 45, 55);

una primera salida (19, 29, 39, 49) configurada para recibir la fase acuosa desde el primer compartimento (13, 33, 43);

una segunda salida configurada para recibir la fase de hidrocarburos desde el segundo compartimento (14, 34, 44); y

una estructura soporte (12, 22, 32, 52) configurada para recibir la fase acuosa desde la primera salida (19, 29, 39, 49) y la fase de hidrocarburos desde la segunda salida, caracterizada porque la citada estructura soporte (12, 22, 32, 52) está conectada físicamente al citado depósito de separación (11, 21, 31, 51) y porque la citada estructura soporte (12, 22, 32, 52) comprende una pluralidad de patas sustancialmente huecas (113, 213a, 213b, 313, 513) configuradas para contener fluidos.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

una primera bomba (11, 21, 51) configurada para proporcionar un flujo de fase acuosa desde la estructura soporte (12, 22, 32, 52) a una abertura de descarga.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además:

una segunda bomba (111, 211, 511) configurada para proporcionar un flujo de fase de hidrocarburos desde la estructura soporte (12, 22, 32, 52) a una segunda abertura de descarga.

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además el depósito de separación (11,21, 31, 51):

una parte de recogida de la fase densa (326, 531).

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el compartimento de recogida de la fase densa (326, 531) comprende una sección inferior angulada.

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende además:

una bomba de fase densa (532) configurada para proporcionar un flujo de una fase densa desde el compartimento de recogida de sólidos (326, 531) a una abertura de descarga.

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la estructura soporte (12, 22, 32, 52) comprende soportes sustancialmente huecos.

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 7, en el que los soportes sustancialmente huecos comprenden una purga (114).

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer compartimento (13, 33, 43) comprende una pluralidad de pantallas (16, 36, 46).

1. Un método de separar un fluido en una fase acuosa, una fase densa y una fase de hidrocarburos, comprendiendo el método:

inyectar un fluido que contiene una fase acuosa y una fase de hidrocarburos en una entrada (15, 45, 55) de un sistema de separación de fluidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9;

separar la fase acuosa de la fase de hidrocarburos en el depósito de separación (11, 21, 31, 51) del sistema de separación de fluidos, en el que la separación comprende hacer pasar el fluido a través de una pluralidad de pantallas (16, 36, 46) del primer compartimento (13, 33, 43);

recoger la fase acuosa a través de la primera salida (19, 29, 49); y

recoger la fase de hidrocarburos a través de la segunda salida;

caracterizándose el método en que el método comprende además almacenar por lo menos una de la fase acuosa y la fase de hidrocarburos en la estructura soporte sustancialmente hueca (12, 22, 32, 52) del citado sistema de separación de fluidos.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la separación comprende además:

separar del fluido la fase densa.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el paso del fluido a través de una pluralidad de pantallas (16, 36, 46) comprende hacer pasar el fluido a lo largo de un recorrido de circulación sustanclalmente sinuoso (17, 47).

13. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

bombear por lo menos una de la fase densa, la fase acuosa y la fase de hidrocarburos desde la estructura soporte sustancialmente hueca.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

determinar un volumen de por lo menos una de la fase densa, la fase acuosa y la fase de hidrocarburos.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

determinar un nivel de la fase densa; y

accionar automáticamente una bomba configurada para separar la fase densa cuando se determina un nivel especificado de la fase densa.


 

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