ACS: Always-clean Cooling System

EMPIG AS har utviklet et system som avkjøler en flerfasestrøm under temperaturen for hydrat- og voksdannelse, uten å få senere avsetning og oppbygging av disse (Always-clean Cooling System - ACS). Hydrat- og voksutfellinger som dannes og avsettes under kjøleprosessen, fjernes gjennom en sekvensiell oppvarming ved bruk av induksjon. Metodene opererer uten kjemikalier og kan produsere en flerfasestrøm uten fare for nedstrøms plugging. Behovet for pigging og bruk av termisk isolasjon av rør fjernes også. Når prosjektet startet laget vi en detaljert plan for testoppsettet hvor selve kjøleren skal testes. Dette innebar beregninger og simuleringer av rørdimensjoner, kjøle- og oppvarmingsbehov som trengs for en test. Det ble også utarbeidet arbeidstegninger på selve prototypen inkludert innledende design på ventiler og røroppheng. Man utførte også arbeid og innledende testing på oppvarmingen som skal fjerne voksavleiringene. I løpet av første halvår 2018 ble alt av utstyr og deler til testen er bestilt, og Kværner startet byggingen av kjøleren. Denne er montert i en 40-fots container ble transportert til SINTEF Flerfase laboratoriet i oktober 2018 for videre montasje av robotikk og flow-loop. I løpet av første halvår 2019 testet man løsningen som inkluderer tre ulike og komplementære metoder for fjerning av voks og hydrater. Testene har vist svært gode resultater, og gjennom etablert sensorikk ser vi oppbygging av voks og hydrater som fjernes ved hjelp av våre teknikker. Prosjektet har vært svært vellykket, og Always-clean Cooler systemet er verifisert med både voks- og hydratpartikler. Gjennom omfattende tester har vi vist at nedstrømssløyfen er ren, og viser at ACS kjøler ned rørstrømmen til omgåvelsestemperatur og dermed muliggjør cold-flow langdistanse transport av hydrokarboner. Eksisterende partnere i dette prosjektet er forpliktet til neste fase, med mål om en full marinisering og systemtest i 2021 og en felttest i 2023.

Prosjektresultatene fra dette prosjektet har dannet grunnlag for en videreføring hvor man i løpet av 2020-21 skal teste og verifisere en fullt ut marinisert enhet (kjøler). Denne verifikasjonen vil igjen danne grunnlaget for en reell felttest/-installasjon. Ferdig utviklet vil dette prosjektet muliggjøre en svært energieffektiv og miljøvennlig langdistanse transport av hydrokarboner som også vil redusere utbyggingskostnader og muliggjøre utvikling av mer marginale felt og prosessering på land.

EMPIG, in cooperation with Kværner, will develop an always-clean cooling system (ACS). The ACS is a continuously producing subsea cooler that cools a multiphase flow below the temperature for hydrate and wax formation, without downstream deposition or agglomeration. Realisation of this innovation results in reduced costs for oil and gas production in existing fields. Additionally, it makes it possible to open fields far from land, connect to tie-in hubs subsea, reduce environmental impact from oil and gas production and create new jobs in domestic oil and gas industry. Transport of a multiphase flow at ambient sea temperature has the potential of large savings and will open up for new field opportunities. However, the technology to do this reliably has not been fully realized yet. EMPIG AS has developed and patented the "Always-clean Cooling System" (ACS) that will enable this. Hydrate and wax particles that form and deposit during the cooling process, are removed through a sequential heating process. The method operates without chemicals and can produce a multiphase flow without the risk of downstream plugging. The needs for pigging and thermal insulation of the pipe are therefore removed. The technology is currently at a Technology Readiness Level 2 (TRL 2) and patented by EMPIG AS. The methods for wax and hydrat management are already tested and verified isolated by EMPIG and SINTEF, but not tested long-term as a system with real hydrocarbon flow. Through multidisciplinary competence at SINTEF, and a close collaboration with Kværner, that will manufacture and assemble the main parts of the ACS prototype, the aim of the project is to take the ACS-concept to a higher TRL level through prototype testing.