[发明专利]用于开始或重新开始凝胶化流体的流动的辅助系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于开始或重新开始包含于管线(12)中的凝胶化流体的流动的辅助系统，所述系统包括：流体地连接(11)至管线(12)的至少一个释放箱(13)，其中至少一个释放箱(13)适合于从管线(12)接收流体；和在至少一个箱的上游的至少一个加压元件，其适合于对管线(12)中的流体加压。另外，本发明还提供一种用于开始或重新开始管线(12)中的凝胶化流体的流动的辅助方法，管线包括流体地连接(11)至管线(12)的至少一个箱和在至少一个箱的上游的至少一个加压元件，其中所述方法包括步骤：在过程开始时，加压元件使管线(12)中的压力增加并且将至少一个箱至少部分地填充以来自管线(12)的流体。

技术领域

本发明涉及用于开始或重新开始凝胶化流体的流动的系统和方法。

背景技术

某些流体凝胶在被置于接近或低于流动点的温度时凝胶化。温度越低，所形成的凝胶将越接近固体。凝胶化过程减小或完全地去除这些流体的流动性，基本上是在这些流体被长期放置之后。特别地，对于石油以及石蜡燃料油，由于流体中的石蜡晶体的形成而发生凝胶化过程。

在用于流体流动的管线(比如石油生产线)中经常遇到该凝胶化问题。在这些情况下，尤其是在由于维修操作或者任何类型的应急操作而需要中断生产过程的情况下，存在于管线中的燃料油可能在管线内部凝胶化。

凝胶化过程在为海底井所安装的生产管线中更剧烈。这是因为低的环境温度导致形成具有甚至更刚硬的稠度的凝胶。

为了使凝胶化流体再一次开始流动，必须通过剪切使凝胶结构分解/破裂，如现有技术中已知的。在这些过程中，在至少一个点处对流动的流体加压。这使得使流动压力增加至克服所形成的凝胶的阻力的程度，直至流动流体重新获得其流动特性。然后可使压力减小。

因此，随着凝胶化结构分解，流体的粘度继续减小。由于该原因，当在管中开始流动或者在生产中断之后重新开始流动时，流体的粘度保持为高的直至凝胶分解过程完全地结束。

因此，由于凝胶化流体的高的粘度，流动的最初的时期沿管在加压位置处体现压力峰值。这些压力高于在永久系统中所使用的常用压力，并且可在对流体加压的端处发现最高压力。这种额外的加压可能引起比如管线的断裂的事故。

开始或重新开始凝胶化流体的流动的过程通常包括在具有圆柱形横截面的管中使用传统的液压泵。

由泵加压的流体在管壁上承受剪切，这引起凝胶的沿管的整个长度的逐步分解。在海底石油勘探期间，可能需要使流动开始/重新开始，以将石蜡油从井抽取至勘探平台，以及从勘探平台抽取至海岸；并且该路线可能延伸达几百千米。因此，由于海底的低温和管的长度，使凝胶分解所需的压力可能非常高。

所需的高压力可能超过设计的泵的压力或者关联的管和设备的安全操作压力。

已经提出了解决凝胶化问题的各种方式，包括在燃料成分中使用添加剂，该添加剂减小管线中的流体的粘度。例如，专利US 3,048,479探讨作为添加剂的乙烯共聚物和C3-C5乙烯酯的使用，该添加剂降低燃料的流动点。类似地，专利US 3,961,916使用双重作用共聚物的混合物，以防止石蜡晶体的生长。

专利GB 1,263,152建议，可通过具有低的侧链分支度的共聚物控制石蜡晶体的尺寸。

专利EP 0,113,581 A1继而提出用于具有特定的蒸馏范围和沸点范围的石油衍生燃料的乙烯共聚物添加剂和乙烯酯添加剂的特定的混合物；并且最后，专利US 6,110,238提出使用共聚物添加剂，以改进具有窄的蒸馏范围和高的沸腾极限的燃料油在低温下的流动性。

用于运输凝胶化流体的物理过程也是多个专利的主题。

除了其它方法之外，专利US 2,958,333 A探讨使用湍流来防止管中的流体的积聚和停滞。该专利提议将经加压的流体注射至管中以维持高水平的湍流。