EA 013067B1 20100226 Номер и дата охранного документа EA200870294 20070223 Регистрационный номер и дата заявки US60/776,331 20060224 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2007/005035 20070223 Номер международной заявки (PCT) WO2007/100805 20070907 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа EAb21001 Номер бюллетеня [RU] УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Название документа [8] C01B 17/16 Индексы МПК [NO] Мюллер Франк, [US] Фриман Майкл А., [US] Хэнд Эрик Сведения об авторах [US] Эм-Ай ЭлЭлСи (US) Сведения о патентообладателях [US] Эм-Ай ЭлЭлСи (US) Сведения о заявителях US 20040026335 A1 US 20030047309 A1 US 20030139916 A1 US 20040168811 A1 US 20030047310 A1 Цитируемые документы
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000013067b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

В настоящем изобретении предлагается система для обработки технологической текучей среды. Данная система содержит модульный агрегат, который содержит десять модулей, служащих для уменьшения количества растворенного и вовлеченного сероводородного газа в технологической текучей среде; контроля рН технологической текучей среды; хранения технологической текучей среды; уменьшения количества нефти в технологической текучей среде и флоккуляции технологической текучей среды; измерения количества нефти в технологической текучей среде; обеспечения воздухом вентиляционного снабжения по меньшей мере одного из данных модулей; удаления сероводородного газа из высокосернистого газа; подачи газов в устройство горелок и управление протекающими в устройстве процессами. Настоящее изобретение представляет также способ обработки технологической текучей среды, который включает сборку модульного устройства, протекание технологической текучей среды через модульное устройство и вытекание технологической текучей среды из модульного устройства для утилизации.


Формула

[0001] Система для обработки технологической текучей среды, представляющая собой модульную конструкцию, при этом модульная конструкция включает

[0002] Система по п.1, в которой каждый модуль выполнен переносным, что позволяет соединять на месте переносные модули.

[0003] Система по п.1, дополнительно содержащая установленный на входе одиннадцатый модуль, имеющий резервуар для уменьшения количества газа и твердых частиц в технологической текучей среде.

[0004] Система по п.3, в которой резервуар содержит циклонный сепаратор.

[0005] Система по п.3, в которой резервуар в одиннадцатом модуле содержит разделительные перегородки и сливное устройство.

[0006] Система по п.1, в которой третий модуль сформирован для приема технологической текучей среды, когда количество сероводорода, вовлеченного в данной технологической текучей среде, ниже заранее выбранного значения.

[0007] Система по п.1, в которой первый модуль содержит резервуар, имеющий отделение дегазации, отделение нейтрализации и сливное устройство.

[0008] Система по п.7, в которой отделение дегазации содержит механический дегазатор и устройство аэрации.

[0009] Система по п.7, в которой отделение нейтрализации содержит анализатор рН и насос, который подает по меньшей мере один химический реагент для регулирования рН скважинной текучей среды.

[0010] Система по п.1, в которой второй модуль содержит резервуар хранения технологической текучей среды.

[0011] Система по п.1, в которой третий модуль содержит коалесцирующий резервуар и флоккуляционный резервуар.

[0012] Система по п.11, в которой коалесцирующий резервуар содержит три отделения, причем коалесцирующий фильтр и коалесцирующую нефтяную ловушку располагают между первым отделением и вторым отделением, и сливное устройство располагают между вторым отделением и третьим отделением.

[0013] Система по п.1, в которой четвертый модуль содержит ленточный фильтр, соединенный с резервуаром хранения.

[0014] Система по п.13, дополнительно содержащая по меньшей мере одну фильтрующую коробку, соединенную с резервуаром хранения.

[0015] Система по п.13, дополнительно содержащая множество последовательно соединенных фильтрующих коробок, причем первая фильтрующая коробка соединена с резервуаром хранения.

[0016] Система по п.13, в которой ленточный фильтр содержит конвейер и фильтрующую среду.

[0017] Система по п.15, в которой каждая из фильтрующих коробок содержит множество фильтрующих патронов или мешочных фильтров.

[0018] Система по п.17, в которой каждая из фильтрующих коробок соединена с дифференциальным датчиком давления для обнаружения засорения указанных фильтров.

[0019] Система по п.1, в которой пятый модуль содержит контрольное устройство, измеряющее концентрацию нефти в обработанной технологической текучей среде, и резервуар для хранения технологической текучей среды.

[0020] Система по п.1, в которой седьмой модуль содержит резервуар, снабженный расходной средой, находящейся в резервуаре, и сформированный для приема высокосернистого газа.

[0021] Система по п.20, дополнительно содержащая в седьмом модуле средство для распыления воды.

[0022] Система по п.1, в которой восьмой модуль содержит устройство обнаружения сероводородного газа, пылепоглощающий фильтр, противодетонационное устройство, разрывной диск и воздуходувку, соединенную с мотором.

[0023] Система по п.1, в которой шестой модуль содержит изоляционные демпферы, воздухонагреватель, коалесцирующий фильтр и по меньшей мере одну воздуходувку.

[0024] Система по п.1, в которой девятый модуль содержит систему программируемого логического контроллера сероводорода, систему обнаружения пожара и присутствия газа, и аварийного отключения и центр управления моторами.

[0025] Система по п.24, в которой система программируемого логического контроллера сероводорода оперативно управляет множеством процессов в системе.

[0026] Система по п.24, в которой система обнаружения пожара и присутствия газа и система аварийного отключения связаны с множеством датчиков и выключают систему, если возникают серьезные условия в режимах обработки.

[0027] Система по п.1, в которой десятый модуль содержит интерфейс человек-машина программируемого логического контроллера сероводорода и сервер устройства программируемого логического контроллера сероводорода.

[0028] Система по п.1, дополнительно содержащая соединительный узел трубопроводов, позволяющий легко соединять трубопроводы для блоков устройства и трубопроводы между модулями.

[0029] Способ обработки технологической текучей среды при помощи системы по пп.1-28, заключающийся в том, что

[0030] Способ по п.29, в котором при пропускании технологической текучей среды через модульное устройство дополнительно уменьшают количество твердых частиц и газа, для чего

[0031] Способ по п.29, в котором дегазация технологической текучей среды включает впуск технологической текучей среды в отделение дегазации и работу дегазатора в отделение дегазации.

[0032] Способ по п.31, в котором дополнительно проводят аэрацию технологической текучей среды в отделении дегазации.

[0033] Способ по п.29, в котором для нейтрализации технологической текучей среды впускают указанную среду в отделение нейтрализации, где

[0034] Способ по п.29, в котором для дегазации и нейтрализации технологической текучей среды

[0035] Способ по п.29, в котором уменьшение количества нефти в технологической текучей среде заключается в том, что

[0036] Способ по п.29, в котором уменьшение количества твердых частиц в технологической текучей среде заключается в том, что

[0037] Способ по п.29, в котором контроль и анализ технологической текучей среды заключается в том, что

[0038] Способ по п.29, дополнительно включающий хранение технологической текучей среды, причем хранение технологической текучей среды заключается в том, что

[0039] Способ по п.29, дополнительно содержащий вентиляцию модульной системы, причем вентиляция заключается в том, что

[0040] Способ по п.29, дополнительно включающий уменьшение количества сероводородного газа в высокосернистом газе, при этом уменьшение количества сероводородного газа в высокосернистом газе заключается в том, что

[0041] Способ по п.40, дополнительно содержащий извлечение газа из модульной системы, при этом извлечение газа из модульной системы заключается в том, что


Полный текст патента

Уровень техники, к которой относится изобретениеОбласть техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится в целом к устройству для обработки технологической текучей среды.

Предшествующий уровень техники

При бурении или заканчивании скважины в земной формации в скважине обычно используют для разнообразных целей различные текучие среды. Как это используется в данном документе, такие текучие среды будут называться «технологическими текучими средами ». Общие цели применения технологических текучих сред включают следующее: смазка и охлаждение режущих поверхностей бурового долота при бурении вообще или при вскрытии пласта (то есть при бурении в целевом нефтеносном пласте), транспортировка выбуренной породы (частиц породы, удаляемых при режущем действии зубьев бурового долота) к поверхности, управление давлением текучей среды в формации для предотвращения нерегулируемых выбросов, поддержание устойчивости скважины, суспендирование твердых тел в скважине, минимизация утечки бурового раствора в трещины породы и стабилизация формации, сквозь которую бурят скважину, гидравлический разрыв пласта вблизи скважины, замещение одной жидкости другой внутри скважины, очистка скважины, испытание скважины, доставка пакерной жидкости, ликвидация скважины или подготовка скважины к ликвидации, а также другая технологическая обработка скважины или породы.

При бурении некоторых подземных пород, особенно нефте- и газоносных, часто встречаются накопления сероводорода. Буровой раствор выносит сероводород на поверхность. Наличие данного сульфида в буровом растворе создает проблемы, так как он может вызвать коррозию стали в буровом оборудовании, а также выйти в атмосферу у поверхности скважины как токсичный сернистый газ. Кроме того, нефть из буровой жидкости (а также любая нефть из породы) может связываться или абсорбироваться на поверхностях частиц породы, удаляемых из пласта, в котором происходит бурение. Указанные частицы породы могут в дальнейшем стать экологически опасным материалом, создавая проблему размещения отходов.

Вообще для защиты здоровья работающих с буровым раствором и находящихся у скважины должны быть обеспечены условия, гарантирующие уровень концентрации сероводорода над жидкостью, который выделяется за счет парциального давления газа, на уровне менее чем около 15 ppm (миллионных частей). Парциальное давление сероводорода при температуре окружающей среды является функцией концентрации сульфид-ионов в жидкости и рН жидкости. Для того чтобы гарантировать, что указанный предел 15 ppm не превышается даже для максимальной концентрации сульфида, которая может встретиться в подземной породе, рН поддерживают обычно на минимальном уровне около 11,5. Чтобы предотвратить образование избыточной концентрации растворимого сульфида в жидкости, обычно также принимают меры по удалению сульфида из жидкости.

Растворенные газы создают много проблем в нефтяной области. Газы и другие текучие среды, присутствующие в подземных породах, называемые вместе пластовыми флюидами, склонны проникать в ствол скважины, пробуренный в породе. Во многих случаях плотные буровые растворы, соляные растворы для заканчивания, жидкости для гидроразрыва и подобные текучие среды предусматриваются для поддержания встречного давления, которое препятствует поступлению пластовых флюидов в ствол скважины. Однако имеется много случаев, при которых указанное встречное давление слишком мало, чтобы препятствовать пластовым флюидам. Это может происходить, например, из-за ошибок в расчете плотности текучей среды, необходимой для поддержания гидростатического перепада давления или из-за временного понижения давления за счет движения бурильной колонны в скважине. Газы могут также проникать в скважину путем молекулярной диффузии, если имеющийся поток текучей среды из канала скважины недостаточен для поддержания их выноса. Наконец, пластовые флюиды освобождаются из частиц породы при заканчивании бурения пласта. Пластовый флюид, который поступает в скважину, затем смешивается с подаваемой в нее текучей средой и поднимается на поверхность.

Опасности, связанные с не задерживаемыми в стволе скважины пластовыми флюидами, хорошо известны. Первичную опасность представляет лавинный эффект освобождения и расширения газа, когда пузырьки газа поднимаются в потоке жидкости, расширяясь по мере подъема. При расширении пузырьков плотная текучая среда вытесняется из скважины, а гидростатическое давление текучей среды в стволе скважины уменьшается. Такая последовательность процессов может в конечном итоге привести к выбросу, за счет которого потеря удерживающего давления будет так велика, что высокое давление в пласте может привести к неконтролируемому потоку в ствол скважины.

Менее драматичными, но одинаково важными являются химические эффекты, которые могут оказать текучие среды из породы на циркулирующую текучую среду, на конструкцию скважины и на связанный с ней персонал. Указанные эффекты и риски могут включать, например, следующее: газ метан, освобождающийся на поверхности, может воспламеняться; диоксид углерода при воздействии воды может превратиться в угольную кислоту – коррозионно-высокоактивное соединение; газообразный диоксид углерода является удушающим отравляющим веществом; сероводород может вызвать коррозию железосодержащих металлов, особенно при контакте с водой, и является более сильным разрушающим агентом, чем диоксид углерода, т.к. может обусловить водородную хрупкость; охрупченные трубы могут разъединять или разламывать скважину за счет напряжений в конструкции с катастрофическими последствиями; сероводород также является токсичным газом, который при уровнях концентрации от 800 до 1000 ppm вызывает смерть здоровых людей. Удаление растворенных или вовлеченных газов является, таким образом, жизненно важным во многих аспектах успешного бурения и эксплуатации. Технологические текучие среды из скважин обычно отправляют на соседнее предприятие для технологической обработки и переработки с целью удаления опасных материалов из технологической текучей среды. Например, газы, такие как сероводород, твердые материалы, такие как частицы породы, обломки выбуренной породы и т.д., а также другие среды, например нефть, могут быть удалены из технологической текучей среды в процессе такой переработки технологической текучей среды таким образом, что технологическая текучая среда может быть безопасно утилизирована или рециркулирована в скважину. Доставка технологической текучей среды к месту переработки может оказаться громоздкой и дорогостоящей за счет имеющихся рисков, в том числе из-за опасности для здоровья персонала, занятого транспортировкой технологических текучих сред, и экологических рисков, обусловленных утечкой или потерей технологических текучих сред во время транспортировки.

Соответственно, существует необходимость в устройстве и способе для обработки технологической текучей среды, включая ускорение процесса сокращения вовлеченных и растворенных газов в технологической текучей среде.

Сущность изобретения

В одном аспекте данное изобретение относится к системе для обработки технологической текучей среды, представляющей собой модульную конструкцию, при этом модульная конструкция включает первый модуль, в котором уменьшают количество растворенного и вовлеченного сероводородного газа в технологической текучей среде и контролируют рН в технологической текучей среде, второй модуль, который связан каналом для движения флюидов с первым модулем и в котором хранится технологическая текучая среда, если количество сероводородного газа, вовлеченного в технологической текучей среде, превышает заранее установленное значение, третий модуль, который связан каналом для движения флюидов со вторым модулем и в котором уменьшают количество нефти в технологической текучей среде и проводят флоккуляцию технологической текучей среды, четвертый модуль, который связан каналом для движения флюидов с третьим модулем и в котором уменьшают количество твердых частиц в технологической текучей среде, пятый модуль, который связан каналом для движения флюидов с четвертым модулем и в котором измеряют количество нефти в технологической текучей среде и хранят обработанную технологическую текучую среду, шестой модуль, который связан каналом для движения флюидов по меньшей мере с одним из группы, включающей первый модуль, второй модуль, третий модуль и четвертый модуль, и который обеспечивает вентиляционное снабжение воздухом, седьмой модуль, который связан каналом для движения флюидов с первым модулем и со вторым модулем и в котором удаляют сероводородный газ из высокосернистого газа, восьмой модуль, который связан каналом для движения флюидов с седьмым модулем и в котором газы направляют в систему горелки, девятый модуль, который связан с модулями от первого до восьмого модуля системы, который контролирует процессы системы, и десятый модуль, связанный с локальным электрораспределительным модулем, имеющим рабочую станцию и системную лабораторию.

В другом аспекте данное изобретение относится к способу обработки технологической текучей среды, способу, в котором собирают модульное устройство, пропускают технологическую текучую среду через модульное устройство, включая дегазацию технологической текучей среды; нейтрализуют технологическую текучую среду, сокращают количество одного, выбранного из группы, состоящей из: вовлеченных газов, нефти и твердых частиц в технологической текучей среде, контролируют и анализируют технологическую текучую среду по меньшей мере для одного, выбранного из группы, состоящей из: вовлеченных газов, нефти и твердых частиц, и вывод технологической текучей среды из модульного устройства для утилизации.

Другие аспекты и преимущества данного изобретения будут очевидны из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показано модульное устройство в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 2 показан первичный модуль разделения в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 3 показан модуль дегазации и нейтрализации в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 4 показан модуль хранения технологической текучей среды в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 5 показан модуль удаления и флоккуляции нефти в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 6 показан модуль удаления и фильтрации твердых частиц в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 7 показан модуль хранения обработанной технологической текучей среды в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 8 показан локальный электрораспределительный модуль в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 9 показан модуль аппаратной в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 10 показан модуль обработки сульфидов в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 11 показан модуль линейки горелок в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

На фиг. 12 показан модуль вентиляционного снабжения в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.

Детальное описание

С одной стороны, примеры реализации, раскрытые в данном изобретении, относятся к устройству и способу для обработки технологической текучей среды. С другой стороны, примеры реализации относятся к устройству и способу для удаления сероводорода из технологической текучей среды.

Термин «модульное устройство », применяемый в данном изобретении, относят к группировке блоков и модулей, которые могут быть мобильными, которые могут иметь стандартизованную форму и/или размер и которые могут быть соединены между собой для формирования большего устройства. Термин «технологическая текучая среда », применяемый в данном изобретении, относят к любой текучей среде, используемой при бурении или заканчивании скважины, включая глинистые растворы, соляной раствор, добавки, воду и т.д. Как это применяется в изобретении, термин «добавка » относят к любому относительно небольшому количеству смеси бурового раствора, которую используют для выполнения любой специальной задачи, не решаемой с помощью обычного бурового раствора, например для подъема обломков выбуренной породы из ствола скважины, растворения вовлеченных солевых пород, разрушения осадков на фильтре и т.д. Как это применяется в изобретении, термин «клиент » относят к любому лицу, лицам или компании, которые сделали запрос на обработку технологической текучей среды. Например, клиентом может быть нефтяная компания, которая запросила обработку технологической текучей жидкости с одной или более буровых площадок. Как это применяется в изобретении, термин «флоккулянт » или «флоккуляция » относят к процессу агрегации с образованием хлопьев или масс мелкодисперсных частиц. Как это применяется в изобретении, термин «приемный желоб » можно определить как устройство, используемое для ускорения добавления добавок технологической текучей среды или химикатов в технологическую текучую среду, в котором технологическая текучая среда поступает в приемный желоб и смешивается с добавками.

Отобранные примеры реализации, раскрытые в изобретении, включают модульное устройство для обработки технологической текучей среды на месте. В одном примере реализации устройство включает составные переносные модули, которые можно транспортировать и собирать на месте. В отобранных примерах реализации устройство получает технологические текучие среды, используемые во время бурения, и перерабатывает или обрабатывает их для утилизации. В одном примере реализации устройство обрабатывает технологическую текучую среду, состоящую из воды, нефти, сероводорода, соляного раствора, отработанную кислоту и небольшое количество твердых частиц.

Примеры реализации настоящего изобретения включают ряд взаимосвязанных модулей, содержащих множество аппаратов для выполнения множества процессов. Примеры реализации настоящего изобретения представляют устройство из переносных соединяемых модулей для переработки или обработки технологической текучей среды. Каждый модуль достаточно мал, чтобы быть переносным, и достаточно велик, чтобы содержать часть технологического оборудования, включающего в себя резервуары, вентили, насосы, трубную обвязку и т.д. В одном примере реализации любой из различных модулей может быть собран на месте путем монтажа и соединения лестниц, поручней, труб, укладки электрического кабеля и вентиляции. Иллюстрирующие примеры аппаратов и процессов описаны ниже.

Общее представление о процессе

После бурения и заканчивания скважины технологические текучие среды могут содержать различные количества вовлеченных газов, нефти и твердых тел. Во время очистки скважины технологические текучие среды можно обрабатывать, пропуская технологическую текучую среду через сепаратор и промежуточный резервуар. В зависимости от содержания воды и твердых частиц нефть может быть направлена в горелку или возвращена в сепаратор. Газы, удаленные из технологической текучей среды в сепараторе, могут быть направлены в горелку. Среды, использованные на стадии очистки скважины, включают объемы текучих сред из объема насосно-компрессионной колонны или соляной раствор, добавки и воду, используемые для промывки оборудования в конце программы испытания или интенсификации притока. Технологические текучие среды, применяемые при бурении или заканчивании скважины, могут содержать различные количества газообразного сероводорода, которые могут варьироваться от нескольких частей на миллион (ppm) до более 10000 ppm.

После возбуждения скважины добавки, такие как кислотные и химические смеси, связанные с процессом бурения, вытекают назад или возвращаются к поверхности. Такие добавки могут включать поверхностно-активные вещества, ингибиторы коррозии, агенты, регулирующие содержание железа, и растворители. Эффективность кислоты и химикатов во время процесса бурения зависит от условий в скважине и оцененной площади пластового резервуара. Часть кислоты и другие компоненты среды могут расходоваться не полностью, будучи возвращены к поверхности, и должны быть нейтрализованы для безопасной утилизации.

В одном примере реализации устройство для обработки технологической текучей среды, включающее удаление сероводорода, показано на фиг. 1. Технологическая текучая среда поступает 24 в модульное устройство для обработки 22 технологической текучей среды, в котором технологическая текучая среда обрабатывается для безопасной утилизации технологической текучей среды. В одном примере реализации модульное устройство 22 представляет множество модулей, где размер модуля достаточно мал, чтобы обеспечить его собственную подвижность. Соответственно, модули могут собираться на месте. В одном примере реализации модули имеют приблизительные размеры около 20 футов в длину и 8 футов в ширину. Любой средний специалист в данной области техники способен оценить, что любой размерный модуль, который достаточно мал, чтобы быть переносным, и достаточно велик, чтобы вместить резервуары, насосы и технологическое оборудование, может использоваться без отклонения от содержания данного изобретения. В одном примере реализации модульное устройство 22 может быть сформировано для обработки технологической текучей среды, представляющей собой смесь воды, нефти, сероводорода, соляного раствора, отработанной кислоты и твердых частиц.

В одном примере реализации технологическая текучая среда входит 24 в модульное устройство 22 и сначала попадает в модуль первичной сепарации 101. Модуль первичной сепарации 102 может быть использован при бурении с кольцевой системой труб и обычно не во время нормальной работы с противотоками кислоты. В модуле первичной сепарации 101 могут удалять газ и твердые частицы из технологической текучей среды. Дополнительно модуль первичной сепарации 101 может обеспечить согласование между режимами работы при высоком и низком давлении в случае, когда оборудование, установленное по потоку выше устройства 22, не способно ограничить высокое давление относительно устройства 22. После того как технологическая текучая среда протечет через модуль первичной сепарации 101, в котором удаляются вовлеченные газы и твердые частицы, технологическая текучая среда может быть перекачена в модуль дегазации и нейтрализации 211. В альтернативном примере реализации технологическая текучая среда может входить 24 в модульное устройство от клиента и поступать в модуль дегазации и нейтрализации 211 без первоначального прохождения через модуль первичной сепарации 102.

В данном примере реализации модуль дегазации и нейтрализации 211 содержит резервуар, имеющий отделение дегазации (поз. 213 на фиг. 3), в котором уменьшают количество растворенного и вовлеченного сероводорода из технологической текучей среды, и отделение нейтрализации (поз. 214 на фиг. 3), в котором контролируют и регулируют рН технологической текучей среды. Технологическая текучая среда может затем быть перекачена в модуль хранения технологической текучей среды 331.

В данном примере реализации модуль хранения технологической текучей среды 331 включает резервуар для хранения (332 на фиг. 4). Технологическая текучая среда из модуля дегазации и нейтрализации (211), в котором количество сероводорода больше предварительно выбранного уровня, поступает в резервуар хранения (332 на фиг. 4) в модуле хранения технологической текучей среды 331. Технологическая текучая среда в модуле хранения технологической текучей среды может быть затем возвращена в модуль дегазации и нейтрализации 221 на дальнейшую переработку. Если в технологической текучей среде из модуля дегазации и нейтрализации (211) содержание сероводорода меньше предустановленного значения, то в этом случае технологическую текучую среду направляют 26 из модуля хранения технологической текучей среды 331 через соединительный узел трубопроводов 28 в модуль удаления нефти и флоккуляции 441.

В данном примере реализации модуль удаления нефти и флоккуляции 441 включает коалесцирующий резервуар (442 на фиг. 5) для флоккуляции технологической текучей среды. Восстановленная нефть из коалесцирующего резервуара может быть направлена в IBC для хранения или подана по трубам клиенту. После того как технологическая текучая среда протечет через коалесцирующий резервуар и резервуар флоккуляции, технологическая текучая среда может быть передана в модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551.

В данном примере реализации модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551 включает ленточный фильтр (553 на фиг. 6 для удаления твердого материала из технологической текучей среды, связанный с резервуаром хранения (554 на фиг. 6)). В одном примере реализации по крайней мере одна фильтрующая коробка может быть связана с резервуаром хранения 554. Технологическая текучая среда из модуля удаления твердых частиц и фильтрации 551 может быть перекачена через соединительный узел трубопроводов 28 в модуль хранения обработанной среды 661, как это указано стрелкой на технологическом маршруте 30.

В данном примере реализации модуль хранения обработанной среды 661 содержит устройство контроля содержания нефти в воде (663 на фиг. 7) для измерения концентрации нефти в обработанной технологической текучей среде, входящей в модуль хранения обработанной среды 661 из модуля удаления твердых частиц и фильтрации 551, и резервуар (664 на фиг. 7) для хранения обработанной технологической текучей среды. Технологическая текучая среда в модуле хранения обработанной технологической текучей среды 661 может быть направлена 32 клиенту в качестве обработанной технологической текучей среды. Дополнительно, технологическая текучая среда в модуле хранения обработанной технологической текучей среды 661 может быть повторно направлена 34 в модуль дегазации и нейтрализации 211 для очистки резервуара или повторной обработки или направлена в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 для дальнейшей переработки.

В данном примере реализации локальный электрораспределительный модуль 771 связан с каждым из различных модулей, как это показано штриховыми линиями 40 и 41. В данном примере реализации локальный электрораспределительный узел включает сероводородную систему на основе программируемого логического контроллера (ПЛК (PLC)) 773, электронную систему распределения программных средств F &G/ESD 774 и микропроцессорную систему управления (МСС) 775 (фиг. 8). В локальном электрораспределительном модуле 771 размещается устройство и оборудование для управления межмодульными процессами и процессами в каждом модуле. Сероводородная система ПЛК может управлять процессом в устройстве, система F &G/ESD - работой устройства по его безопасному отключению, если с ним происходит что-то серьезное, а система МСС управляет мощностью электродвигателей.

В данном примере реализации модуль аппаратной 881 электрически соединен 43 по меньшей мере с одним из устройств, включающих сероводородную ПЛК (PLC) систему 773, систему F &G/ESD 774 и систему МСС 775 (фиг. 8), расположенных в локальном электрораспределительном модуле 771. Модуль аппаратной 881 может быть размещен наверху локального электрораспределительного модуля 771 и может составить рабочую станцию оператора и лабораторию устройства. Модуль аппаратной 881 может содержать интерфейс человек-машина управления (HMI) сероводородной ПЛК (PLC) системы и сервер сероводородной ПЛК (PLC) системы, тем самым обеспечивая оператора графическим интерфейсом процессов в модульном устройстве 1202. В одном примере реализации графический интерфейс может отображать модульное устройство 1202 в формате P &ID.

В данном примере реализации модуль обработки сульфида 991 содержит резервуар 994, в котором находится расходуемая среда, химически взаимодействующая с потоком высокосернистого газа, поступающим в модуль обработки сульфида 991 из механического дегазатора 220 (фиг. 3) в модуле дегазации и нейтрализации 211, как это обозначено стрелкой 36 на технологическом маршруте, отделения дегазации 213 модуля дегазации и нейтрализации 211, как это обозначено стрелкой 38 на технологическом маршруте, отделения нейтрализации 214 модуля дегазации и нейтрализации 211, как это обозначено стрелкой 39 на технологическом маршруте, и/или модуля хранения технологической текучей среды 331 для превращения сероводорода в безопасный для утилизации материал. Переработанный газовый поток может быть затем извлечен и направлен в модуль линейки горелок 1020.

В данном примере реализации модуль линейки горелок 1020 извлекает газы из модуля обработки сульфида 991 и направляет их в устройство горелок. В одном примере реализации устройство горелок может содержать по меньшей мере одну горелку 1030. Модуль линейки горелок включает устройство обнаружения сероводорода 1025, фильтра макрочастиц 1022, противовзрывное устройство 1024, разрывной диск 1026 и центробежную воздуходувку 1028 (фиг. 11).

В данном примере реализации модуль вентиляционного снабжения 1110 обеспечивает вентиляционным воздухом по меньшей мере один из модулей модульного устройства 22. Приток воздуха вентиляционного снабжения может производиться на высоте приблизительно 10 футов над модулем аппаратной 881. В одном примере реализации модуль вентиляционного снабжения 1110 может размещаться наверху модуля удаления твердых частиц и фильтрации 551. Модуль вентиляционного снабжения 1110 может включать изолирующие демпферы 1124, воздухонагреватель 1112, коалесцирующий фильтр 1114 и осевую воздуходувку 1116 (фиг. 12). Модуль вентиляционного снабжения 1110 пропускает подаваемый воздух через нагреватель и коалесцирующий фильтр, а затем разветвляется на два устройства снабжения. Первое устройство 1120 может подавать воздух с помощью изолированного трубопровода в модуль дегазации и нейтрализации 211 и модуль хранения технологической текучей среды 331. Второе устройство 1122 может направлять подаваемый воздух в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 и в модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551.

В данном примере реализации соединительный узел трубопроводов 28 позволяет просто производить соединение трубопроводов для устройства и взаимных соединений между модулями. В одном примере реализации соединительный узел трубопроводов 28 может включать множество труб, соединений и линейного технологического оборудования, которое позволяет соединить любой модуль с другим модулем путем соединения каждого модуля с соединительным узлом трубопроводов 28.

Оборудование, которое может не подвергаться воздействию коррозионных сред, включая, например, резервуары, трубопроводы, фланцы и т.д., может изготавливаться из углеродистой стали с подготовкой и покрытием поверхностей.

Строительное оборудование, например подъемные рамы, могут изготавливаться из низкотемпературной углеродистой стали с подготовкой и покрытием поверхности. Перегородки можно изготавливать из углеродистой стали с подготовкой и покрытием поверхности. По классу огнестойкости изолирующий материал перегородок может быть категории А-60. Неклассифицированные по огнестойкости изоляционные материалы перегородок могут быть огне- и влагостойкими.

Модуль первичного разделения

На фиг. 2 показан модуль 101 первичного разделения, который может быть использован опционально в одном примере реализации с целью уменьшения количества газа и твердых тел в технологической текучей среде. Например, в одном случае применения модуль первичного разделения 101 может быть использован при бурении с кольцевой системой труб. В другом примере модуль первичного разделения не используется при нормальной работе с противотоком кислоты. В данном случае модуль первичного разделения 101 содержит резервуар 102 для хранения технологической текучей среды. В одном примере реализации резервуар 102 может быть циклонным сепаратором. Модуль первичного разделения 101 может дополнительно содержать разделительные дефлекторы 103, расположенные внутри резервуара 102, над которыми проходит поток технологической текучей среды, тем самым обеспечивая освобождение газов из технологической текучей среды. Насос 104, например диафрагменный насос, может быть соединен с резервуаром 102 для введения материала-поглотителя сероводорода в технологическую текучую среду для удаления вовлеченного сероводорода. Например, в технологическую текучую среду могут добавлять соединения меди, цинка или железа для взаимодействия и связывания сероводорода. Любой средний специалист в данной области техники поймет, что существуют многочисленные материалы, известные в этой области техники, которые могут быть использованы для взаимодействия и связывания сероводорода. Воздуходувка может быть соединена с резервуаром для того, чтобы извлекать газы, например сероводород, освобожденные из технологической текучей среды при первичном разделении. Клапаны с приводом могут быть соединены с воздуходувкой и резервуаром 102 для регулирования газа, удаляемого из модуля первичного разделения 101, и потока замещающего воздуха в резервуар 102. Дополнительно внутри резервуара 102 может размещаться переливное устройство 105 с конфигурацией, позволяющей изолировать твердые частицы из технологической текучей среды. Перекачивающий насос 106 может быть соединен с резервуаром 102 для перемещения технологической текучей среды, обработанной в модуле первичного разделения 101, в другой модуль, такой как модуль дегазации и нейтрализации 211 (описанные более детально ниже со ссылкой на фиг. 3). В одном примере реализации в качестве перекачивающего устройства 106 применяют центробежный насос. Система клапанов 111, 112, 113 и 114 может быть соединена с резервуаром 102 для управления потоком технологической текучей среды и химикатов. В одном примере реализации модуль первичного разделения 101 вентилируется с использованием жалюзийной заслонки 107, которая может быть фиксированной или регулируемой.

В одном примере реализации, как показано на фиг. 2, технологическая текучая среда, поступающая из скважины или от клиента, подается в резервуар 102. Форма резервуара 102 и движение текучей среды внутри данного резервуара 102 создают гидравлический циклонный эффект, воздействующий на технологическую текучую среду для ускорения выделения вовлеченных газов из указанной среды. Дополнительно газ может выделяться из технологической текучей среды при ее соударении с внутренней стенкой технологического резервуара 102 и при протекании технологической текучей среды над разделительными перегородками 103, расположенными внутри резервуара 102. Материал, связывающий сероводород, может вводиться в технологическую текучую среду в указанном резервуаре с помощью мембранного насоса 104 для взаимодействия и связывания сероводорода. Дополнительно сжатый воздух 108 может подаваться в технологическую текучую среду в резервуаре 102, чтобы вызвать освобождение дополнительного количества вовлеченного сероводорода из указанной среды. В одном примере реализации реакции между связывающим материалом и сероводородом и/или сжатым воздухом и сероводородом могут приводить к образованию элементарной серы. Элементарная сера может оседать на дне резервуара 102. Дополнительно вовлеченный в технологической текучей среде сероводород может выделяться из резервуара 102 с помощью воздуходувки 115 и перемещаться в модуль обработки сульфида 991 (фиг. 10).

В одном примере реализации технологическая текучая среда протекает (обозначено у А) через переливное устройство 105 в резервуар 102. Переливное устройство 105 отделяет твердые материалы из технологической текучей среды. Твердые материалы, отделенные с помощью переливного устройства, могут оседать на дне резервуара 102. Технологическая текучая среда может тогда перетекать поверху переливного устройства и выходить из резервуара через выпуск 109. Технологическая текучая среда может быть затем подана перекачивающим насосом 106 в модуль дегазации и нейтрализации 211 для дальнейшей обработки.

Модуль дегазации и нейтрализации

Фиг. 3 демонстрирует один пример реализации модуля дегазации и нейтрализации 211. Модуль дегазации и нейтрализации 211 сформирован для уменьшения количества растворенных и вовлеченных газов в технологической текучей среде. В одном примере реализации технологическая текучая среда, входящая в модуль дегазации и нейтрализации, может представлять собой технологическую текучую среду из другого модуля, например из модуля первичного разделения 101. Модуль дегазации и нейтрализации 211 включает резервуар 212, имеющий первое и второе отделения, разделенные переливным устройством 215. В одном примере реализации в первом отделении или отделении дегазации 213 сокращают количество растворенного и вовлеченного сероводорода в технологической текучей среде, а во втором отделении или отделении нейтрализации 214 регулируют рН технологической текучей среды. В одном примере реализации модуль дегазации и нейтрализации 211 может быть соединен с модулем вентиляционного снабжения 1110 (более детально описанным ниже со ссылкой на фиг. 12) для вентиляции модуля дегазации и нейтрализации 211. В то время как описанные здесь процессы дегазации и нейтрализации размещены в одном модуле, а именно в модуле дегазации и нейтрализации 211, любой средний специалист в данной области техники представляет, что эти два процесса могут проводиться в отдельных модулях постольку, поскольку каждый модуль достаточно мал, чтобы быть подвижным, и каждый модуль может быть соединен с другим для сборки на месте.

В одном примере реализации способа для использования устройства, имеющего модуль дегазации и нейтрализации 211, данный модуль 211 перед началом работы может продуваться в течение нескольких минут, например в течение десяти минут. Вентиляционный воздух могут подавать в модуль дегазации и нейтрализации из модуля вентиляционного снабжения 1110. В одном примере реализации вентиляционный воздух протекает через модуль дегазации и нейтрализации 211. Поток вентиляционного воздуха можно регулировать так, что за час производят вплоть до двенадцати и даже более обменов воздуха внутри модуля дегазации и нейтрализации 211. Дополнительно вентиляционный воздух может вытягиваться с большей скоростью, чем скорость притока для поддержания отрицательного давления в модуле, что уменьшает риски утечки наружу. В одном примере реализации вентиляционный воздух можно вытягивать со скоростью на 20% больше скорости притока. В некоторых примерах реализации отделение дегазации 213 и отделение нейтрализации 214 могут вентилироваться со скоростью до 30 и выше обменов воздуха в час. В одном примере реализации обмен воздуха происходит достаточно часто, так что отношение воздух/газ поддерживается ниже нижнего предела взрываемости (НПВ). Вентиляционный воздух из отделения дегазации 213 и отделения нейтрализации 214 может вытягиваться с помощью воздуходувки 240, а воздух из механического дегазатора может вытягиваться с помощью воздуходувки 241. Извлеченный воздух может быть подан в другой модуль, например в модуль обработки сульфидов 991 (как это описано более детально ниже со ссылкой на фиг. 10), в котором из извлеченного газа может быть удален сероводород. В случае аварийной остановки (ESD) демпферы отсоединения 242 могут закрыться, тем самым не давая возможности вентиляционному воздуху входить или выходить из модуля дегазации и нейтрализации 211.

Отделение дегазации

В одном примере реализации технологическая текучая среда поступает у 243 от любого из ряда возможных источников, например из модуля первичного разделения 101, модуля хранения обработанной среды 661 (более детально описанного ниже со ссылкой на фиг. 7) и/или модуля хранения технологической текучей среды 331 (более детально описанного ниже со ссылкой на фиг. 3) в отделение дегазации 213, в котором в технологической текучей среде может быть уменьшено количество вовлеченных и растворенных газов, таких как сероводород. В одном примере реализации отделение дегазации 213 содержит анализатор рН 218а, который контролирует рН технологической текучей среды в отделении дегазации 213. Кроме того, отделение дегазации 213 содержит механический дегазатор 220. Технологическая текучая среда проходит через механический дегазатор, в котором на скважинный флюид оказывает воздействие центробежная сила. Указанная центробежная сила умножает силу, действующую на пузырьки вовлеченного газа, например сероводорода, увеличивая плавучесть этих газовых пузырьков и тем самым освобождая некоторое количество пузырьков вовлеченного газа из скважинного флюида. Рост плавучести газовых пузырьков увеличивает скорость подъема пузырьков. По мере подъема к поверхности пузырьки освобождаются из технологической текучей среды. Обладающие обычным уровнем квалификации в данной области техники поймут, что любое устройство, известное в этой области техники, которое будет оказывать воздействие центробежной силы на текучую среду, тем самым уменьшая количество вовлеченных или растворенных газов в технологической текучей среде, может быть использовано вместо механического дегазатора. Отделение дегазации 213 может сверх того включать средства 221 для аэрации технологической текучей среды, чтобы ускорить удаление вовлеченных газовых пузырьков. Один пример отделения дегазации 212 со средствами 221 для аэрации технологической текучей среды, который может быть использован в соответствии с примерами реализации настоящего изобретения, описан в находящейся на рассмотрении и совместном владении заявке на патент США, регистрационный № 60/776372 (юридический номер документа 05542/090001), озаглавленной «Аэрируемый дегазатор » и поданной одновременно с настоящей заявкой, и который включен здесь для ссылки в его целостности.

В одном примере реализации технологическая текучая среда поступает в модуль дегазации и нейтрализации 211, сначала поступая в отделение дегазации 213. Технологическая текучая среда наливается в отделение дегазации 213, пока ее глубина не достигнет заранее установленного уровня, соответствующего заранее установленному объему. Например, в одном примере реализации заранее установленная глубина соответствует приблизительно двумстам кубическим футам (около 6 м 3 ) технологической текучей среды. Анализатор рН 218а контролирует рН технологической текучей среды. Значение рН технологической текучей среды может измеряться любым методом, известным в данной области техники, и не лимитируется здесь. Если рН технологической текучей среды больше чем 4, тогда в указанную среду может быть добавлена кислота, что показано у 222, пока не будет достигнуто значение рН меньше чем 4. В одном примере реализации рН технологической текучей среды поддерживается между 3,0 и 3,5. В одном примере реализации кислота, добавляемая в технологическую текучую среду для поддержания рН, может быть лимонной кислотой. Обладающие обычной квалификацией в данной области техники понимают, что для понижения и поддержания рН скважинной текучей среды могут быть использованы и другие кислоты.

Одним серийно выпускаемым дегазатором, который может быть использован в данном применении, является дегазатор MI SWACO ® CD-1400, поставляемый M-I, LLC (Хьюстон, Техас). Механический дегазатор 220 может быть соединен с отделением дегазации 213.

Технологическая текучая среда проходит через механический дегазатор 220, в котором на нее оказывается действие центробежной силы для ускорения удаления вовлеченных газов из указанной среды. Механический дегазатор может управляться программируемым логическим контроллером ПЛК (PLC) 223а, который активирует механический дегазатор 220, как только уровень технологической текучей среды в отделении дегазации 213 достигает предустановленной величины для безопасной работы механического дегазатора 220. Воздуходувки 240 и 224 могут быть соединены с механическим дегазатором 220 для выделения газа, удаленного из технологической текучей среды. В одном примере реализации вовлеченные газы могут удаляться и направляться в модуль обработки сульфидов 991 или в факел 225 для сжигания.

В одном примере реализации устройство аэрации 221, которое вдувает или барботирует сжатый воздух в технологическую текучую среду, может быть размещено в отделении дегазации 213. Сжатый воздух может реагировать с растворенным или вовлеченным сероводородом в технологической текучей среде с образованием элементарной серы. Элементарная сера может быть затем более просто выделена из технологической текучей среды. Один пример барботажа технологической текучей среды сжатым воздухом, который может быть использован в соответствии с примерами реализации настоящего изобретения, описан в заявке на патент США, регистрационный № 60/776372 (юридический номер документа 05542/090001), озаглавленной «Аэрируемый дегазатор » и поданной одновременно с настоящей заявкой, и который включен здесь для ссылки в его целостности. В одном примере реализации устройство аэрации 221 может содержать перегородку или мембрану, содержащую маленькие отверстия, через которые проходит барботирующий воздух. Мембрана может быть гибкой, такой как тканый или нетканый материал с маленькими перфорационными отверстиями, через которые производится барботаж воздуха. Мембрана может быть гибкой, такой как тканый или нетканый материал, или лист каучука, или другой эластомер с перфорационными отверстиями, отлитыми или сформированными другими методами. Альтернативно, мембрана может быть жесткой, например, как твердый стеклоцемент, который является корпусом спеченных частиц, или металлической поверхностью с малыми отверстиями между частицами, или же отверстиями, сконструированными любыми способами, известными в данной области техники. Любой средний специалист в данной области техники поймет, однако, что мембрана может быть сконструирована из любого из ряда материалов, известных в данной области техники, которые выдерживают ухудшение параметров технологической текучей среды, и сформирована так, что воздух может барботировать через мембрану внутрь данной текучей среды.

В одном примере реализации устройство аэрации может быть размещено непосредственно у впускного устройства 226 механического дегазатора 220. Механический дегазатор может работать одновременно с устройством аэрации. В данном примере реализации центробежная сила в механическом дегазаторе 220 увеличивает силу, воздействующую на пузырьки вовлеченного газа и на пузырьки воздуха для увеличения плавучести и освобождения как пузырьков вовлеченного газа, так и пузырьков воздуха. Рост плавучести пузырьков ускоряет скорость их подъема. По мере того как пузырьки газа и пузырьки кислорода поднимаются на поверхность, они покидают скважинную среду. Поскольку уровень технологической текучей среды в отделении дегазации 213 поднимается над предварительно выбранной глубиной содержащейся технологической текучей среды за счет входящего потока данной среды в отделение дегазации 213 и барботируемого воздуха, содержащаяся технологическая текучая среда течет, как показано у B, через переливное устройство 215 в модуле дегазации и нейтрализации 211 в отделение нейтрализации 214.

Отделение нейтрализации

В одном примере реализации технологическая текучая среда из отделения дегазации 213 протекает в отделение нейтрализации 214, в котором из указанной среды берут пробы и проводят испытания на присутствие сероводорода. В одном примере реализации отделение нейтрализации 214 содержит анализатор рН 218б для измерения рН технологической текучей среды. В данном примере реализации отделение нейтрализации 214 содержит сверх того по меньшей мере один насос 227, например мембранный насос, с помощью которого можно подавать химикаты для регулирования рН технологической текучей среды. Дополнительно отделение нейтрализации 214 включает пробоотборники текучей среды 247, с помощью которых забирают на анализ пробы технологической текучей среды. В данном примере реализации отделение нейтрализации 214 содержит сверх того анализатор растворенного сероводорода или монитор 246. В одном примере реализации монитор 246 может применяться для измерения сульфидов в растворе в технологической текучей среде. В данном примере реализации сульфиды в технологической текучей среде могут контролироваться непрерывно с минимальным обслуживанием и настройкой. Обладающие обычной квалификацией в данной области техники понимают, что контроль может также проводиться и в не непрерывном режиме. Насосы переменной скорости 245 и статические миксеры 228, соединенные с отделением нейтрализации 214, вводят в технологическую текучую среду материал, связывающий сероводород. Отделение нейтрализации 214 сверх того включает перекачивающий насос 230 для транспортировки технологической текучей среды в другой модуль, такой как модуль хранения технологической текучей среды 331 (описанные более детально ниже со ссылкой на фиг. 4).

В одном примере реализации технологическая текучая среда протекает, как показано у B, поверх переливного устройства 215 из отделения дегазации в отделение нейтрализации 214. В данном примере реализации рН технологической текучей среды измеряется и отображается с помощью анализатора рН 218б контролируемым сероводородным программируемым логическим контроллером (ПЛК (PLC)) 223б. Величина рН технологической текучей среды может быть отрегулирована на заранее определенное значение. Химикаты могут быть добавлены в технологическую текучую среду с помощью насосов 227 для регулирования рН указанной среды. В одном примере реализации материал основания, например, такой как каустическая сода, могут добавлять в технологическую текучую среду для увеличения рН данной среды. Альтернативно, материал кислотной природы, такой как лимонная кислота, могут применять для понижения рН технологической текучей среды в отделении нейтрализации 214.

В одном примере реализации пробоотборники текучей среды 247 могут быть соединены с отделением нейтрализации 214 для взятия проб технологической текучей среды. Например, можно использовать пробоотборник текучей среды, продаваемый под торговой маркой Jiscoot 210P и доступный от компании Jiscoot, Лондон, Англия. Любой, обладающий обычной квалификацией в данной области техники, поймет, что можно использовать любой пробоотборник, позволяющий отбирать для испытаний точные пробы из технологической текучей среды. Многочисленные пробы могут отбираться и испытываться на содержание сероводорода. В одном примере реализации отбирают и испытывают четыре пробы. Каждая проба может автоматически подаваться в монитор растворенного сульфида 246, например в монитор растворенного сульфида ATI модели F15/81, доступный от компании Analytical Technology, Inc., Колледжвиль, Пенсильвания, и смешивается с кислотой. В одном примере реализации проба смешивается с серной кислотой. В мониторе растворенного сульфида 246 смесь пробы и кислоты протекает в камеру, в которой сероводород отгоняется из пробы. Датчик, расположенный в мониторе растворенного сульфида 246, размещен в газовом потоке образца и измеряет утилизацию концентрации сероводорода. В мониторе растворенного сульфида 246 в данном примере реализации датчик контактирует не с образцом, а с газовым потоком, который содержит выделенный сероводород. Результаты измерений от датчика поступают в контроллер сероводорода ПЛК (PLC) 223в.

В процессе отбора проб материал, связывающий сероводород, может вводиться в технологическую текучую среду. В одном примере реализации материал, связывающий сероводород, может вводиться с помощью насоса переменной скорости 245 и статического миксера 228, что приводит к двухстадийному процессу связывания сероводорода. В данном примере реализации, по мере того как меньше сероводорода обнаруживается монитором растворенного сульфида 246, насос переменной скорости 245 уменьшает поток материала, связывающего сероводород. Скорость насоса переменной скорости 245 и тем самым скорость, с которой связывающий материал вводится в технологическую текучую среду, могут управляться контроллером сероводорода ПЛК (PLC) 223в.

Как только концентрация сероводорода в технологической текучей среде достигнет заранее определенного уровня, указанная среда может перемещаться или перетекать в другой модуль, например в модуль хранения технологической текучей среды 331 или в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 (оба модуля более детально описаны ниже со ссылкой на фиг. 4 и 5 соответственно). В одном примере реализации перекачивающий насос 230, в частности, например, низкосдвиговый роторный насос, может быть присоединен к устройству нейтрализации 214 и может перемещать технологическую текучую среду в модуль хранения технологической текучей среды 331. В данном примере реализации контроллер сероводорода ПЛК (PLC) 342 (фиг. 4) может контролировать или регулировать работу насоса. В одном примере реализации устройство клапанов 232 может быть соединено с трубопроводом между отделением нейтрализации 214 и модулем хранения технологической текучей среды 331 и отводит технологическую текучую среду у 233 назад в отделение нейтрализации 214 для регулирования потока указанной среды в модуль хранения технологической текучей среды 331 и далее по направлению потока. В одном примере реализации поток технологической текучей среды между модулем нейтрализации 214 и модулем хранения технологической текучей среды 331 может поддерживаться при скорости около 210 галлонов в минуту (gpm). В одном примере реализации перекачивающий насос 230 может быть соединен с отделением дегазации модуля дегазации и нейтрализации 211 для удаления технологической текучей среды из отделения дегазации 213.

Модуль хранения технологической текучей среды

Фиг. 4 показывает один пример реализации модуля хранения технологической текучей среды 331. В изображенном процессе реализации модуль хранения технологической текучей среды 331 содержит резервуар хранения технологической текучей среды 332, сформированный для хранения указанной среды. В одном примере реализации технологическая текучая среда из предыдущего модуля, такого как модуль дегазации и нейтрализации 211, с измеренным содержанием сероводорода выше заранее определенного уровня может храниться в модуле хранения технологической текучей среды 331. В данном примере реализации технологическая текучая среда, хранящаяся в рассматриваемом модуле 331, может быть затем возвращена в предыдущий модуль, такой как модуль дегазации и нейтрализации 211, для повторной обработки. В одном примере реализации перекачивающий насос 336, 340, соединенный с модулем хранения технологической текучей среды 331, может перемещать технологическую текучую среду в другой модуль, например в модуль дегазации и нейтрализации 211 или в модуль удаления нефти и флоккуляции 441. Датчик, размещенный в резервуаре хранения технологической текучей среды 332, контролирует уровень технологической текучей среды, находящейся в модуле хранения технологической текучей среды 331. Модуль хранения технологической текучей среды 331 содержит воздушный ресивер 337, куда поступает воздух из модуля вентиляционного снабжения 1110 (см. фиг. 12) и сохраняет объемы воздуха, достаточные для работы устройства.

В одном примере реализации перекачивающий насос 340, например роторный насос с низким усилием сдвига, перемещает технологическую текучую среду с содержанием сероводорода ниже предварительно выбранного уровня из модуля дегазации и нейтрализации 211 (фиг. 3) в другой модуль, например в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 (как описано более детально ниже со ссылкой на фиг. 5), для дальнейшей обработки. Альтернативно перекачивающий насос может перемещать технологическую текучую среду с содержанием сероводорода ниже предварительно выбранного уровня из модуля дегазации и нейтрализации 211 в резервуар хранения технологической текучей среды 332 для хранения. В одном примере реализации значение предварительно выбранного уровня может быть около 5 ppm. Обладающий обычным уровнем квалификации в данной области техники понимает, что предварительно выбранное значение может быть определено клиентом, экологическими нормативами или требованиями к устройству. В одном примере реализации объем резервуара хранения технологической текучей среды 332 может составлять приблизительно пятьсот кубических футов (около 15 м 3 ). Перемещение среды из модуля дегазации и нейтрализации 211 в модуль хранения технологической текучей среды 331 или в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 может управляться с помощью контроллера сероводорода ПЛК (PLC) 342. Технологическая текучая среда, хранящаяся в модуле хранения технологической текучей среды 331, может быть затем возвращена с помощью перекачивающего насоса 336 в модуль дегазации и нейтрализации 211 на повторную обработку, тем самым уменьшая концентрацию сероводорода в технологической текучей среде. Перекачивающий насос 336 для возвращения указанной среды из модуля хранения технологической текучей среды 331 в модуль дегазации и нейтрализации 211 может быть, например, роторным насосом низкого усилия сдвига.

До начала работы (например, за десять минут) модуль хранения технологической текучей среды 331 может вентилироваться путем продувки воздухом внутри модуля. В одном примере реализации вентиляционный воздух может подаваться в модуль хранения технологической текучей среды 331 из модуля вентиляционного снабжения 1110 со скоростью до двенадцати обменов воздуха или более в час. В одном примере реализации вентиляционный воздух может извлекаться из модуля хранения технологической текучей среды 331 со скоростью до 20 или более высокой, чем скорость подачи. Резервуар хранения технологической текучей среды 332 может вентилироваться со скоростью до 20 крат в час или выше. Вентиляционный воздух может выкачиваться с помощью воздуходувки 334 и продуваться через другой модуль, например через модуль обработки сульфида 991, в котором сероводород может быть удален из извлеченного газа. В случае аварийного отключения (ESD) изоляционные демпферы 346 могут закрыться, не давая тем самым вентиляционному воздуху возможность войти или инициировать работу модуля хранения технологической текучей среды 331.

Удаление нефти и флоккуляция

Фиг. 5 демонстрирует один пример реализации модуля удаления нефти и флоккуляции 441. В показанном примере реализации модуль удаления нефти и флоккуляции 441 содержит коалесцирующий резервуар 442 для удаления нефти из технологической текучей среды, флоккуляционный резервуар 451 для флоккуляции технологической текучей среды. В одном примере реализации технологическая текучая среда может быть таковой средой из предыдущего модуля, например из модуля хранения технологической текучей среды 331 или из модуля дегазации и нейтрализации 211. В одном примере реализации коалесцирующий резервуар 442 может включать по меньшей мере один датчик уровня 456, который служит для измерения уровня или объема технологической текучей среды в коалесцирующем резервуаре 442. Дополнительно коалесцирующий резервуар 442 может включать сверх того насос для добавления деэмульгаторов в технологическую текучую среду и по меньшей мере один фильтр для уменьшения содержания нефти в указанной среде. В данном примере реализации насос 445 может перемещать технологическую текучую среду из коалесцирующего резервуара 442 через приемный желоб 447 во флоккуляционный резервуар 451. В одном примере реализации перекачивающий насос 453 может быть соединен с флоккуляционным резервуаром 451 для перемещения технологической текучей среды в другой модуль, например в модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551. В то время как описанные здесь процессы удаления нефти и флоккуляции проводятся в одном модуле, а именно в модуле удаления нефти и флоккуляции 441, обладающий обычной квалификацией в данной области техники поймет, что оба эти процесса могут быть проведены в отдельных модулях, например коалесцирующий резервуар 442 может быть размещен в одном модуле, флоккуляционный резервуар - во втором модуле, а приемный желоб - в третьем модуле, поскольку каждый модуль достаточно мал для того, чтобы быть подвижным, и каждый модуль может быть соединен с другим для сборки на месте.

В одном примере реализации технологическая текучая среда из другого модуля, например из модуля дегазации и нейтрализации 211 или из модуля хранения технологической текучей среды 331, может перемещаться с помощью насоса 453, например роторного насоса с низким усилием сдвига, в модуль удаления нефти и флоккуляции 441. В данном примере реализации технологическая текучая среда поступает в первое отделение 444 коалесцирующего резервуара 442, имеющего три отделения. Датчик уровня 456, соединенный с коалесцирующим резервуаром 442, измеряет уровень технологической текучей среды, содержащейся в коалесцирующем резервуаре 442. Указанный датчик уровня 456 может быть соединен с контроллером сероводорода ПЛК (PLC) 457 для управления работой насоса 340 (фиг. 4) в соответствии с измеренным уровнем технологической текучей среды в коалесцирующем резервуаре 442. В одном примере реализации датчик уровня 456 может представлять собой проволочно-канатный сенсор, расположенный внутри первого отделения 444 коалесцирующего резервуара 442. В одном примере реализации объем коалесцирующего резервуара 442 может составлять приблизительно двести кубических футов (около 6 м 3 ). Деэмульгаторы 469 могут добавлять в технологическую текучую среду с помощью насоса 466, соединенного с коалесцирующим резервуаром 442, для ускорения удаления нефти из технологической текучей среды. Технологическая текучая среда может затем протекать над коалесцирующим фильтром 460 и коалесцирующей нефтяной ловушкой 461, которые удаляют нефть, вовлеченную в технологической текучей среде, и поступает во второе отделение 463 коалесцирующего резервуара 442. Нефть, восстановленная из технологической текучей среды в коалесцирующем резервуаре 442, может быть перемещена в промежуточный насыпной контейнер (IBC) или перекачена по трубам клиенту. В одном примере реализации технологическая текучая среда из коалесцирующего резервуара 442 перекачивается через приемный желоб 447 насосом 445, например центробежным насосом 445, во флоккуляционный резервуар 451. В одном примере реализации объем флоккуляционного резервуара 451 составляет около ста сорока кубических фута (около 4 м 3 ). По мере того как технологическая текучая среда перекачивается через приемный желоб 447, флоккулянты, например бентонит, могут добавляться и смешиваться с технологической текучей средой. В одном примере реализации флоккулянты могут добавлять вручную. Обладающие обычной квалификацией в данной области техники поймут, однако, что могут быть использованы другие способы добавления флоккулянтов в приемный желоб без отклонения от содержания данного изобретения. Технологическая текучая среда может затем протекать во флоккуляционный резервуар 451, в котором суспендированные частицы в указанной среде агрегируют, образуя хлопья или массу тонко суспендированных частиц. Смеситель 448 или мешалка могут быть размещены во флоккуляционном резервуаре 451. В одном примере реализации обработанная технологическая текучая среда из модуля удаления нефти и флоккуляции 441 может быть перемещена в другой модуль, например в модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551, с помощью перекачивающего насоса 453 для дальнейшей переработки.

В одном примере реализации модуль удаления нефти и флоккуляции 441 может быть соединен с другим модулем, например с модулем вентиляционного снабжения 1110, который обеспечивает воздух вентиляционного снабжения 468. В одном примере реализации воздух вентиляционного снабжения 468 может быть направлен в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 со скоростью до 24 обменов воздуха или более в час и может выходить из модуля 441 по меньшей мере через одну жалюзийную заслонку 470, которая может быть фиксированной либо регулируемой. В одном примере реализации коалесцирующий резервуар 442 может отдельно вентилироваться наружу в случае, когда сероводород подают в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 через технологическую текучую среду. Крышка пылеуловителя 471 и фильтр могут располагаться над желобом 447 для сбора остаточной пыли, образующейся в результате добавления флоккулянтов в указанный желоб 447. В случае аварийной остановки (ESD) поступление воздуха вентиляционного снабжения 468 в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 может быть остановлено с помощью изоляционных демпферов 470, соединенных с трубопроводом 471, через который поступает вентиляционный воздух 468.

Модуль удаления твердых частиц и фильтрации

Фиг. 6 представляет один пример реализации модуля удаления твердых частиц и фильтрации 551. В показанном примере реализации модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551 содержит ленточный фильтр 553, соединенный с объемом 550 для удаления твердого материала из технологической текучей среды, соединенного с резервуаром хранения 554. В данном примере реализации по меньшей мере одна фильтрующая коробка может быть соединена с резервуаром хранения 554. В одном примере реализации множество фильтрующих коробок может быть соединено последовательно, и при этом первая фильтрующая коробка 556 соединена с резервуаром хранения 554. В то время как описанные здесь процессы удаления твердых частиц и фильтрации проводятся в одном модуле, а именно в модуле удаления твердых частиц и фильтрации 551, любой средний специалист в данной области техники поймет, что эти два вида процессов могут проводиться в отдельных модулях, например ленточный фильтр 553, емкость 550 и резервуар хранения 554 могут располагаться в одном модуле, а множество фильтрующих коробок - во втором модуле, поскольку каждый модуль достаточно мал, чтобы быть подвижным, и каждый модуль может быть соединен с другим модулем для сборки на месте.

В одном примере реализации технологическая текучая среда из другого модуля, например из модуля удаления нефти и флоккуляции 441 (фиг. 5) может быть перекачена через емкость 550, соединенную с ленточным фильтром 553. В одном примере реализации ленточный фильтр 553 включает конвейер 540 с фильтрующей средой 559. В одном примере реализации фильтрующая среда может содержать полиэфир. Любой средний специалист в данной области техники поймет, однако, что любой из ряда материалов может быть использован постольку, поскольку он отфильтровывает твердые материалы из технологической текучей среды. По мере протекания технологической текучей среды через фильтрующую среду 559 твердые материалы 557 удаляются из указанной среды и удерживаются на фильтрующей среде 559. При продолжении протекания технологической текучей среды через фильтрующую среду 559 количество твердых материалов 557, удерживаемых на фильтрующей среде 559, увеличивается и может засорить или закупорить фильтрующую среду 559. Соответственно, уровень технологической текучей среды на фильтрующей среде 559 увеличивается за счет блокирования потока. Предварительно определенный уровень технологической текучей среды на фильтрующей среде 559 может включить движение вперед (указано стрелкой С) конвейера 540 и фильтрующей среды 559. В одном примере реализации датчик 558 может регистрировать уровень технологической текучей среды на фильтрующей среде 559. Фильтрующая среда 559 перемещается из емкости 550, удаляя задержанные твердые материалы из модуля удаления твердых частиц и фильтрации 551 для утилизации 560. В одном примере реализации контроллер сероводорода ПЛК (PLC) 542 может управлять движением конвейера 540 и фильтрующей среды. В одном примере реализации указанный контроллер сероводорода ПЛК (PLC) 542 может обеспечить движение конвейера 540 и фильтрующей среды 559, пока не будет возобновлена предварительно установленная скорость потока технологической текучей среды через фильтрующую среду 559, тем самым уменьшая уровень данной среды на фильтрующей среде 559. В одном примере реализации датчик 558 может регистрировать скорость потока технологической текучей среды через фильтрующую среду 559. В другом примере реализации датчик 558, который регистрирует уровень технологической текучей среды на фильтрующей среде 559, может подать сигнал на контроллер ПЛК (PLC) 542, когда уровень среды на фильтрующей среде 559 уменьшится и будет достигнута предварительно установленная скорость потока технологической текучей среды через фильтрующую среду 559.

Технологическая текучая среда, протекающая через фильтрующую среду 559 ленточного фильтра 553, затем поступает в резервуар хранения 554. Как только уровень технологической текучей среды в резервуаре хранения достигнет заранее предварительно установленной высоты, указанная среда может быть подана насосом 562, например центробежным насосом, по меньшей мере в одну фильтрующую коробку, где твердые частицы и углеводороды могут быть удалены из технологической текучей среды. По меньшей мере, каждая из фильтрующих коробок содержит фильтр, например мешочный фильтр или патронный фильтр. В одном примере реализации технологическая текучая среда перекачивается в первую фильтрующую коробку 556 серии из трех фильтрующих коробок, в которых первая фильтрующая коробка соединена со второй фильтрующей коробкой 563, а вторая коробка 563 - с третьей фильтрующей коробкой 564. В данном примере реализации множество мешочных фильтров 565 может располагаться внутри первой фильтрующей коробки 556 для удаления твердых частиц из технологической текучей среды.

В одном примере реализации в первой коробке 556 могут быть размещены три мешочных фильтра, которые удаляют из технологической текучей среды твердые частицы размером больше 20 мкм. Данная технологическая текучая среда может затем протекать через первую фильтрующую коробку 556 и поступать во вторую коробку 563. Во второй фильтрующей коробке 563 может быть размещено множество патронных фильтров 566 для удаления твердых частиц из технологической текучей среды. В одном примере реализации внутри второй фильтрующей коробки 563 могут быть размещены 28 патронных фильтров, которые удаляют из технологической текучей среды твердые частицы размером больше 10 мкм. Данная технологическая текучая среда может затем перетекать из второй фильтрующей коробки 563 в третью фильтрующую коробку 564. Внутри третьей коробки 564 может быть размещено множество патронных фильтров 566 для удаления углеводородов из технологической текучей среды.

В одном примере реализации в третьей фильтрующей коробке может быть размещено 28 патронных фильтров, которые удаляют углеводородные частицы размером более 10 мкм. Любой средний специалист в данной области техники поймет, что количество фильтрующих коробок, количество фильтров в фильтрующей коробке и размер частиц, удаляемых каждым фильтром, могут изменяться без изменения содержания данного изобретения. В одном примере реализации с каждой фильтрующей коробкой могут быть соединены дифференциальные датчики давления 567 для обнаружения закупорки указанных фильтров. В данном примере реализации датчик давления 567 может подавать сигнал оператору, если фильтр оказывается засоренным с тем, чтобы фильтры можно было почистить или заменить. После того как технологическая текучая среда пройдет через фильтрующие коробки, данная среда может быть перемещена в другой модуль 568, например в модуль хранения обработанной среды.

В одном примере реализации модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551 может быть соединен с другим модулем, например с модулем вентиляционного снабжения 1110, который подает воздух вентиляционного снабжения 569. В одном примере реализации воздух вентиляционного снабжения 569 может подаваться в модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551 со скоростью до 24 воздушных обменов или более в час по меньшей мере через одну жалюзийную заслонку 570, которая может быть фиксированной или регулируемой. В случае аварийного отключения (ESD) подача воздуха вентиляционного снабжения 569 в модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551 может быть прекращена с помощью изоляционных демпферов 574, соединенных с трубопроводом 572, через который происходит подача воздуха вентиляционного снабжения 569.

Модуль хранения обработанной текучей среды

Фиг. 7 показывает один пример реализации модуля хранения обработанной текучей среды 661. Указанный модуль хранения обработанной текучей среды 661 может быть сформирован для приема обработанной технологической текучей среды из другого модуля, например из модуля удаления твердых частиц и фильтрации 551. В данном примере реализации модуль хранения обработанной текучей среды 661 включает систему водонефтяного монитора 663 для измерения концентрации нефти в обработанной технологической текучей среде, поступающей в модуль хранения обработанной текучей среды 661 из другого модуля, например из модуля удаления твердых частиц и фильтрации 551. Модуль хранения обработанной текучей среды 661 включает сверх того резервуар 664 для хранения обработанной технологической текучей среды. В одном примере реализации в резервуаре хранения 664 может быть размещен датчик уровня 665 для измерения объема текучей среды в резервуаре 664, который может подавать сигнал в контроллер ПЛК (PLC) 666 на отключение перекачивающего насоса 658, перемещающего технологическую текучую среду в модуль хранения обработанной текучей среды 661, когда в резервуаре 664 будет содержаться предварительно установленный объем текучей среды.

В одном примере реализации обработанная технологическая текучая среда может перемещаться из другого модуля, например из модуля удаления твердых частиц и фильтрации 551, в модуль хранения обработанной текучей среды 661. Обработанная технологическая текучая среда может протекать через систему водонефтяного монитора 663, например через водонефтяной монитор компании Rivertrace Engineering (Калгэри, Алберта, Канада), расположенный в модуле хранения обработанной технологической текучей среды 661 и служащий для проверки обработанной технологической текучей среды. Водонефтяной монитор 663 измеряет содержание нефти в объеме обработанной технологической текучей среды. В одном примере реализации обработанная технологическая текучая среда с концентрацией нефти меньше предварительно установленного значения может транспортироваться из устройства для безопасной утилизации 656. Обработанная технологическая текучая среда с концентрацией нефти больше предварительно установленного значения может быть перемещена в резервуар 664, расположенный в модуле хранения обработанной текучей среды 661 для хранения. В одном примере реализации предварительно установленное значение концентрации нефти в технологической текучей среде составляет около 40 ppm. В одном примере реализации объем резервуара 664 составляет приблизительно девятьсот кубических футов (около 26 м 3 ). Обработанная технологическая текучая среда, содержащаяся в резервуаре 664, может храниться в течение предварительно определенного промежутка времени. В одном примере реализации технологическая текучая среда может храниться в течение тридцати минут. Обработанная технологическая текучая среда, содержащаяся в резервуаре 664, то есть обработанная технологическая текучая среда с содержанием нефти более 40 ppm, может быть перекачена из данного резервуара в другой модуль для дальнейшей переработки.

В одном примере реализации обработанная технологическая текучая среда, содержащаяся в резервуаре, может быть перекачена назад 667 в модуль дегазации и нейтрализации 211 (фиг. 3) для дальнейшей переработки или для чистки резервуара. В другом примере реализации обработанная технологическая текучая среда может быть перекачена из резервуара 664 назад в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 (фиг. 5) для дополнительного удаления нефти и флоккуляции.

В одном примере реализации модуль хранения обработанной текучей среды 661 может сверх того содержать по меньшей мере один жалюзийный затвор, который может быть фиксированным или регулируемым, расположенным непосредственно у торцевого входа насоса модуля хранения обработанной текучей среды 661 для охлаждения мотора насоса. Модуль хранения обработанной текучей среды 661 может работать без обслуживающего персонала и функционировать на площади Зоны 1.

Локальный электрораспределительный модуль

На фиг. 1 показан один пример реализации локального электрораспределительного модуля 771. В показанном примере реализации локальный электрораспределительный модуль 771 включает множество систем, которые могут управлять различными сторонами работы присоединенного модульного устройства для обработки технологической текучей среды. В одном примере реализации локальный электрораспределительный модуль 771 может быть электрически соединен 40, 41 (фиг. 1) с контроллерами ПЛК (PLC), насосами, клапанами, устройством аэрации, воздуходувками и другими регулировочными механизмами в любом из различных модулей. В одном примере реализации локальный электрораспределительный модуль 771 может содержать систему контроллера ПЛК (PLC) сероводорода 773, систему пожарной и газовой сигнализации, аварийного отключения (ESD) 774 (F &G/ESD) и центр управления моторами (МСС) 775.

В одном примере реализации система контроллера ПЛК (PLC) сероводорода 773 может быть размещена в локальном электрораспределительном модуле 771, который оперативно управляет множеством процессов модульного устройства для обработки технологической текучей среды.

Например, система контроллера сероводорода ПЛК (PLC) 773 может быть поставлена компанией Coral Engineering. Система контроллера сероводорода ПЛК (PLC) 773 может служить средством связи с множеством полевых датчиков, с МСС 775 и/или с системой F &G/ESD 774. В одном примере реализации операторский интерфейс или интерфейс человек-машина 882 (Human Machine Interface (HMI)) может быть расположен в модуле аппаратной 881, как это описано более детально ниже со ссылкой на фиг. 9. Интерфейс HMI 882 может позволить оператору осуществлять текущий контроль и управлять контроллером ПЛК (PLC) сероводорода 773.

В одном примере реализации система F &G/ESD 774 может быть размещена в локальном электрораспределительном модуле 771 и может производить отключение модульного устройства безопасным образом при возникновении серьезных ситуаций в работе, например, таких как пожар или утечка газа. Система F &G/ESD 774 может быть обеспечена, например, компанией ICS Triplex. В одном примере реализации система F &G/ESD 774 может быть категорирована по уровню безопасности 3 (Safety Integrity Level (SIL)). Система F &G/ESD может быть связана с множеством полевых датчиков для определения режимов работы модульного устройства. В одном примере реализации сигналы от системы F &G/ESD могут отображаться на контроллере сероводорода ПЛК (PLC) HMI 882 для облегчения диагностики модульного устройства.

В одном примере реализации центр МСС 775 может быть поставлен, например, от компании Aker Electro. Стартеры в системе МСС могут быть связаны с контроллером сероводорода ПЛК (PLC).

В одном примере реализации вентиляция локального электрораспределительного модуля 771 может быть обеспечена воздухом 762, втягиваемым снаружи данного модуля, для поддержания внутри него избыточного давления. Воздух вентиляционного снабжения 762 могут подавать в локальный электрораспределительный модуль 771 со скоростью до 6 воздушных обменов или более в час. Локальный электрораспределительный модуль 771 может быть оснащен нагревом и кондиционированием воздуха для поддержания требуемой вентиляции. Внутри локального электрораспределительного модуля 771 может быть размещен датчик 760, который регистрирует сероводород и другие газы в вентиляционном воздухе 762. В случае обнаружения сероводорода или газов в вентиляционном воздухе 762 вентиляция будет прекращена. Изоляционные демпферы 764 могут уплотнить данный модуль от дальнейшего проникновения газов. Локальный электрораспределительный модуль 771 может быть сертифицирован для операций Зоны 1 IIB T2 (Zone 1 IIB T2).

Модуль аппаратной

На фиг. 9 показан один пример реализации модуля аппаратной 881. В изображенном примере реализации модуль аппаратной 881 содержит рабочую станцию оператора и лабораторию устройства. В одном примере реализации модуль аппаратной 881 может быть электрически соединен 43 (фиг. 1) по меньшей мере с одним из устройств, включая систему контроллера PLC сероводорода 773, систему F &G/ESD 774 и центр МСС 775, расположенные в локальном электрораспределительном модуле 771. В одном примере реализации модуль аппаратной 881 может быть размещен сверху локального электрораспределительного модуля 771 (фиг. 8).

В одном примере реализации интерфейс HMI 882 контроллера PLC сероводорода может быть размещен в модуле аппаратной 881, который управляет модульным устройством. Интерфейс HMI 882 контроллера ПЛК (PLC) сероводорода предоставляет оператору графический интерфейс процесса в формате диаграммы процесса и используемых приборов (P &ID). Модель интерфейса HMI контроллера ПЛК (PLC) может быть предоставлена, например, компанией Coral Engineering.

Сервер 884 контроллера PLC сероводорода может быть сверх того размещен в модуле аппаратной 881, который управляет модульным устройством. В одном примере реализации сервер 884 контроллера ПЛК (PLC) сероводорода может быть предоставлен, например, компанией Coral Engineering. В одном примере реализации сервер 884 контроллера ПЛК (PLC) сероводорода может включать систему программного обеспечения, облегчающего управление процессами в модульном устройстве. Например, сервер контроллера ПЛК (PLC) сероводорода может иметь пакетную систему диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA), которая работает на основе системы Cimplicity ®, Plant Edition.

В одном примере реализации вентиляция для модуля аппаратной 881 может обеспечиваться за счет воздуха 862, нагнетаемого в модуль извне для поддержания в нем избыточного давления. В одном примере реализации воздух вентиляционного обеспечения 862 могут подавать в модуль аппаратной 881 со скоростью до 6 воздухообменов в час или более. Модуль аппаратной 881 может быть оснащен нагревом и кондиционированием для поддержания в нем требуемого режима вентиляции. В модуле аппаратной 881 могут устанавливать датчик 760 для обнаружения сероводорода и других газов в вентиляционном воздухе 862. В случае обнаружения датчиком 760 в вентиляционном воздухе сероводорода или других газов вентиляция будет выключена. Изоляционные демпферы 864 могут изолировать модуль от дальнейшего проникновения газов. Модуль аппаратной 881 может быть сертифицирован для работ по нормам Зоны 1 IIB T2.

Модуль обработки сульфидов

Фиг. 10 демонстрирует один из примеров реализации модуля обработки сульфидов 991. В показанном примере реализации модуль обработки сульфидов 991 включает устройство для удаления газообразного сероводорода из вентиляционного воздуха, поступающего, например, из механического дегазатора, отделения дегазации модуля дегазации и нейтрализации, отделения нейтрализации модуля дегазации и нейтрализации и/или модуля хранения технологической текучей среды, здесь и далее именуемыми собирательно как «высокосернистый газ » 992. Модуль обработки сульфидов 991 содержит резервуар 994 для содержания газа. В одном примере реализации объем резервуара 994 может составлять около двенадцати тысяч кубических футов (около 35 м 3 ).

В одном примере реализации модуль обработки сульфидов 991 включает расходную среду 986, которая химически взаимодействует с высокосернистым газом 992, тем самым уменьшая содержание сероводорода в высокосернистом газе 992. В одном примере реализации емкость резервуара 994 по расходной среде 986 составляет около 20 т. Например, в модуле обработки сульфидов 991 может быть размещена система обработки сероводорода SulfurTreat ® (M-I, L.L.C., Хьюстон, Техас). В данном примере реализации способ обработки сероводорода в устройстве предусматривает химическую реакцию со специально предназначенной расходной средой 986, что приводит к уменьшению сероводорода в высокосернистом газе 992. SulfurTreat ® представляет собой расходную среду, которая может превращать сероводород в материал, безопасный для утилизации, позволяя остальным газам проходить через устройство. Любой средний специалист в данной области техники представляет, что без отклонения от содержания настоящего изобретения в устройстве может быть использован любой материал, известный в этой области техники способностью уменьшать содержание сероводорода в газовом потоке.

В примере реализации изобретения, изображенном на фиг. 10, высокосернистый газ 992 протекает через расходную среду 986 в форме гранул соответствующего размера и формы в неподвижном слое или в гранулированном сероводородном реагенте периодического действия, содержащемся в сосуде высокого давления или в резервуаре 994. С целью увлажнения расходной среды 986 для работы в состав модуля 991 может быть включена система распыления питьевой воды 993. По мере протекания высокосернистого газа 992 через расходную среду 986 сероводород взаимодействует с расходной средой 986 с образованием устойчивого и безопасного побочного продукта. Как только расходная среда 986 будет, по меньшей мере, частично израсходована, используется система распыления воды 993 с целью охлаждения расходной среды 986 для ее удаления. В одном примере реализации в результате технологического процесса обработки сероводорода может образовываться газ, например метан. После удаления сероводорода из высокосернистого газа 992 газ с уменьшенным содержанием сероводорода извлекается для подачи в модуль линейки горелок 1020 и направляется в линейку горелок 1030 (фиг. 11) для сжигания.

Модуль линейки горелок

На фиг. 11 показан один пример реализации модуля линейки горелок 1020. В изображенном примере реализации модуль линейки горелок 1020 служит для извлечения газов из модуля обработки сульфидов 991 и доставки указанных газов по меньшей мере к одной горелке 1030. В одном примере реализации по меньшей мере одна горелка 1030 может быть размещена в месте, удаленном от модульной системы. В одном примере реализации по меньшей мере одна горелка 1030 может быть вынесена на расстояние 425 футов.

В одном примере реализации модуль линейки горелок 1020 содержит устройство обнаружения газообразного сероводорода 1025, пылепоглощающий фильтр 1022, противодетанационное устройство 1024, разрывной диск 1026 и центробежную воздуходувку 1028, соединенную с мотором 1027. Устройство обнаружения газообразного сероводорода 1025 может быть размещено в модуле линейки горелок 1020 для измерения и контроля количества газообразного сероводорода, присутствующего в газовом потоке. Устройство обнаружения сероводородного газа 1025 может быть соединено с системой F &G/ESD так, что в случае превышения количества газообразного сероводорода выше заранее установленного значения указанное устройство 1025 может отключить модуль линейки горелок. Противодетанационное устройство 1024 может быть установлено в модуле линейки горелок 1020 вместе с температурными датчиками и клапаном устройства аварийной остановки (УАО (ESD)) для отключения модульного устройства в случае, когда пламя перемещается по линии горелок 1032. В случае когда противодетанационное устройство 1024 окажется засоренным и возникнет ситуация избыточного давления в модуле обработки сульфидов 991, разрывной диск 1026 дает возможность этому устройству или модулю линейки горелок 1020 иметь байпасный газоход, и газовый поток из модуля обработки сульфидов 991 может быть направлен непосредственно в горелку 1030.

В одном примере реализации воздуходувка и мотор могут быть заключенными в корпус для ограничения шума. Модуль линейки горелок 1020 может быть закрыт сверху, но быть открытым по сторонам для вентиляции данного модуля 1020.

Модуль вентиляционного снабжения

На фиг. 12 показан один пример реализации модуля вентиляционного снабжения 1110, который обеспечивает вентиляцию каждого модуля в модульном устройстве. В одном примере реализации модуль вентиляционного снабжения включает изоляционные демпферы 1124, нагреватель воздуха 1112, коалесцирующий фильтр 1114 и по меньшей мере одну воздуходувку 1116.

В одном примере реализации воздух вентиляционного снабжения 1103 может быть канализирован снаружи внутрь данного модуля. В одном примере реализации воздух вентиляционного снабжения 1103 может забираться с некоторой высоты над модулем аппаратной 881 (фиг. 9). Например, воздух вентиляционного снабжения 1103 может забираться с высоты около 30 футов над поверхностью земли. Воздух вентиляционного снабжения 1103 может затем проходить через нагреватель воздуха 1112 и коалесцирующий фильтр 1114 с последующим формированием двух отдельных систем снабжения воздухом. Первая воздушная система 1120 может подавать воздух через изолированный трубопровод в модуль дегазации и нейтрализации 211 (фиг. 3) и в модуль хранения технологической текучей среды 311 (фиг. 4). Вторая воздушная система 1122 может подавать воздух через трубопровод в модуль удаления нефти и флоккуляции 441 (фиг. 4) и в модуль удаления твердых частиц и фильтрации 551 (фиг. 6). Каждая воздушная система включает аксиальную воздуходувку 1116 для обеспечения подачи воздуха. В случае аварийного отключения изоляционные демпферы будут закрыты, предотвращая подачу поступления этого воздуха в другие технологические модули.

В одном примере реализации модуль вентиляционного снабжения может содержать крышку или колпак, но при этом модуль может быть открыт с обеих сторон, позволяя обеспечить вентилирование модуля вентиляционного снабжения.

Комплект трубопроводов

В одном примере реализации может быть представлен соединительный узел трубопроводов 28, показанный на фиг. 1, который дает возможность легкого соединения трубопроводов для блоков устройства и соединений между модулями. В одном примере реализации соединительный узел трубопроводов 28 может включать множество труб, соединительных деталей и линейного технологического оборудования, которые позволяют соединить какой-либо модуль с другим модулем путем присоединения каждого модуля к соединительному узлу трубопроводов 28. Например, как изображено на фиг. 1, модуль хранения обработанной среды 661 и модуль дегазации и нейтрализации 211 могут быть подсоединены к соединительному узлу трубопроводов 28, что позволяет обеспечить соединение текучей среды между двумя модулями 661 и 211, показанными у 34. Любой средний специалист в данной области техники представляет, что для соединения вместе любых из данных модулей может быть сформирован соединительный узел трубопроводов. Кроме того, любой средний специалист в данной области техники представляет, что может быть сформирован соединительный узел трубопроводов для соединения любого модуля с множеством модулей.

Материалы

Резервуары, расположенные в любом из указанных выше модулей, которые могут быть подвергнуты действию коррозионных технологических текучих сред, могут изготавливаться из любого известного в данной области техники материала, который будет выдерживать воздействие коррозионных технологических текучих сред. В одном примере реализации резервуары, подвергающиеся действию коррозионных технологических текучих сред, могут быть также изготовлены из нержавеющей стали, например стали марки 316L SS. Эластомерные материалы для шлангов и уплотнений могут быть выбраны так, чтобы обеспечить химическую устойчивость и стойкость к углеводородам.

Примеры реализации настоящего изобретения могут содержать одно или более из следующих преимуществ. Примеры реализации данного изобретения представляют систему обработки технологической текучей среды, содержащую различные модули с такими размерами, что они достаточно малы для обеспечения подвижности. Примеры реализации изобретения представляют систему, которая может быть собрана на месте для обработки технологических текучих сред. Примеры реализации данного изобретения представляют способ обработки технологических текучих сред для уменьшения количества загрязнений в технологической текучей среде, включая твердые частицы, газы, такие как сероводород, и нефть.

В то время как данное изобретение описано относительно ограниченного числа примеров реализации, те, кто обладают квалификацией в данной области техники и получают пользу от данного раскрытия, поймут, что могут быть разработаны другие примеры реализации, не отступающие от содержания настоящего изобретения, как оно раскрыто здесь. Соответственно, содержание изобретения должно быть ограничено только прилагаемой формулой изобретения.