[发明专利]紧凑的水下脱水

说明书

本文提供了用于对天然气料流脱水的系统和方法。该系统包括贫溶剂供料系统，其包括来自于平台上部设施的管线，其中该管线配置来分配贫溶剂料流，来平行地将贫溶剂供料到多个并流接触系统的每个。该并流接触系统是沿着湿天然气料流串联布置的，其中每个并流接触系统配置来将该贫溶剂料流与湿天然气料流接触，来从该湿天然气料流中吸收至少一部分的水，来形成干燥天然气料流。富溶剂返回系统包括管线来将来自于多个并流接触系统的每个的富溶剂合并和将富溶剂料流返回该平台上部设施。

交叉参考的相关申请

本发明要求2015年11月19日提交的标题为COMPACT SUBSEA DEHYDRATION的美国专利申请系列No.62/257495的优先权和权益，其整个内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明技术提供了从天然气料流中分离水。更具体地，本发明技术提供使用位于水下系统中的一系列紧凑的并流接触系统来脱水。

背景技术

这节目的是介绍本领域的不同方面，其可以与本发明技术的示例性实施例相关。本说明书据信有助于提供框架来促使更好地理解本发明技术的具体方面。因此，应当理解本节应当就此而论来解读，而不必是现有技术认可的。

在来自于地下储层的烃流体的生产过程中，所生产的流体，天然气和油也会包括水，其是作为自由液体相和作为水蒸气二者。当生产井离岸位于深水中时，有利的是可以水下完井和产生进入流线的井流体。该井流体可以经由管线传输到岸上，连接返回到平台上部主设施，或者在水下加工。但是，水的存在会导致水合物形成、腐蚀和流线中结垢、形成堵塞、降低生产或者产生完整性问题。此外，水蒸气会由于环境温度而沿着管线或者流线冷凝。在天然气生产中，液体的冷凝还会增加压降，这归因于该流动的多相性质。

在近年中，已经进行了很大的努力来开发水下分离系统，以物理分离天然气、油、水和沙子(其会存在于烃生产料流中)，例如多线管分离器例如竖琴式分离器(harpseparator)。这些水下分离系统可以设计来产生单相气体和油料流，其可以分别压缩或者泵送。该水料流可以注入处置井中、废弃或者送到平台上部设施来进一步加工。

但是，单独的物理分离仅仅从烃料流中除去游离的液体水。气相水与天然气一起离开该水下分离系统，并且很可能在海洋的环境温度低于该气体露点时冷凝。此外，该水在管线中的温度足够低时，例如沿着壁的温度足够低时可以形成水合物。

将化学品例如甲醇或者二醇注入流体中来防止或者减慢水合物的形成。类似地，化学品腐蚀抑制剂经常也注入该流体中。这些化学品增加了烃生产的运行成本。为了解决所关注的腐蚀问题，该管线经常设计来通过定期“清管”来清洁和检查。在这种情况中，管线设计变得更复杂和昂贵，这归因于用于松动铁锈、捕集铁锈等的设施。

所生产的天然气可以脱水来将水蒸气除去到规定的露点，以使得在所预期的温度将不发生冷凝。常规的在岸上或者平台上部设施中对气体脱水的方案是将天然气料流与具有水亲和性的液体溶剂或者固体干燥剂接触。这种接触通常在压力容器例如塔中发生来吸收到液体溶剂中或者在保持有固体吸附剂的容器中进行。水是通过溶剂或者干燥剂除去的，其然后再生和再利用。但是将饱和气体与溶剂/干燥剂接触所需的装置经常是相对大型的，并且不能很好地适用于水下应用(这里外压是高的)，并且该装置要设计成模块化和可收回的。

例如用于天然气料流脱水的逆流接触器倾向于是大型的和非常重的。此外，这些系统的直径使得构建能够经受住水下放置的压力的系统是不现实的。这在离岸和水下油气生产应用中产生了特殊的困难，其中期望的是较小的设备。

发明内容