DE3925355A1 - Verfahren und vorrichtung zum abscheiden der einzelkomponenten eines materialstromes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Abscheiden der Komponenten eines Stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unterschiedlicher spezifischer Dichten zusammensetzt. Dabei kann es sich um einen Fluidstrom handeln, der Gas, Flüssigkeiten und Feststoffe enthält. Im einzelnen be­ trifft die Erfindung die Abscheidung der Komponenten mittels eines Zentrifugaltypseparators, wobei über ein Steuersystem das jeweilige Fluidniveau innerhalb des Separators auf der erforder­ lichen Höhe gehalten wird, während gleichzeitig die Verun­ reinigungen einer jeden Komponente, die von dem Separator abgeschieden werden, reduziert werden. Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit der Kohlenwasserstoff-Förderung in der Form von Öl und Gas beschrieben wird, leuchtet ein, daß das Zentrifugierverfahren und die Vorrichtung zur Abscheidung der Komponenten eines jeden Fluidstromes geeignet sind, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unterschiedlicher spezi­ fischer Dichten zusammensetzt.

Die Abtrennung der verschiedenen Stromkomponenten, die in einem Öl- oder Gasförderstrom enthalten sind, ist eine der grund­ legendsten Vorgänge bei der Förderung von Öl und Gas. Typischer­ weise enthält eine Kohlenwasserstoffbohrlochströmung mehrere Komponenten einschließlich Erdgas, Kohlenwasserstoff-Flüssig­ keiten, gefördertes Wasser und Feststoffe (wie etwa Sand). Es ist dementsprechend erforderlich, diese vier Komponenten von­ einander zu trennen, bevor das Öl oder das Gas verkauft werden kann, oder verschiedenen Verarbeitungsvorgängen zugeführt wird.

Schwerkrafttrennbehälter werden normalerweise eingesetzt, um die Bohrlochströmungskomponenten abzuscheiden. Eine typische Fördereinrichtung umfaßt mindestens zwei solcher Behälter: einen Wasserabscheidebehälter sowie einen Produktionsseparator. Die beiden Behälter besitzen einen Stahlmantel mit innerhalb des­ selben angeordneten Wehren und Leitblechen. Während der Förderung wird die Bohrlochströmung durch den Wasserabscheidebehälter hin­ durchgeführt, um einen großen Teil, wie etwa 60-90% des freien Wassers von der Bohrlochströmung abzuscheiden. Der Pro­ duktionsseparator trennt dann weiter die verbleibenden Bohrloch­ stromkomponenten Gas, Öl und gefördertes Wasser in die indi­ viduellen Ströme ab. Das Öl wird von dem Produktionsseparator in einen weiteren Behälter überführt, um zusätzliche Behandlungen durchzuführen, oder für den Verkauf. Das von dem Produktions­ separator abgeführte Wasser wird einem anderen Behälter zugeführt, um eine kleine Ölmenge, die in dem Wasser verblieben sein kann, noch zu entfernen. Dieses behandelte Wasser gilt dann als Abwasser.

Die Gaskomponente verläßt ebenfalls den Produktionsseparator und wird einer Gasbehandlungseinrichtung zugeführt, wo es einer weiteren Aufbereitung zum Verkauf oder sonstiger Verwendung unter­ zogen wird. Der geförderte Sand sammelt sich in dem Wasserab­ scheidebehälter und dem Produktionsseparator an, bis diese Be­ hälter stillgelegt und gesäubert werden.

Wie sich aus dieser kurzen Beschreibung ergibt, sind viele Einzel­ teile der Trenneinrichtung typischerweise bei der Förderung von Öl und Gas einzusetzen. Jedes Einzelteil ist teuer bezüglich seiner Installation, seiner Unterhaltung sowie seines Betriebes.

Das Gewicht und die Raumerfordernisse der Trenneinrichtung sind von besonderer Bedeutung für eine küstennahe Plattform. Wenn in küstennahen Gewässern Fördereinrichtungen auf einer Plattform montiert werden, die sich bis zu mehreren hundert Metern über Seegrund befinden kann, ist der Raum, der zur Verfügung zu stellen ist, äußerst teuer. Ein Reduzieren der Größe und des Gewichtes eines jeden Ausrüstungsgegenstandes trägt zur Verminderung der Größe der zu erstellenden Plattform bei. So ist es gerade eine im Seebereich befindliche Plattform, für welche die Erfindung eine besonders große Bedeutung besitzt. Dort besteht die Not­ wendigkeit für ein einziges kleines, relativ leichtes Ausrüstungs­ stück, mit welchem man relativ große Volumina an Öl, Gas und Wasser abzuscheiden vermag, als Ersatz für die großen, schweren und teueren Behälter, die in der Vergangenheit eingesetzt wurden.

Es sind bereits mit der Zentrifugalkraft arbeitende Einrichtungen zur Trennung der vielfältigen Komponenten eines Öl- oder Gas­ stromes vorgeschlagen worden. Bei einer solchen typischen Anordnung werden die Bohrlochstromfluide in den Separator eingeführt und bauen sich durch die Rotation an der Zentrifugenwandung auf. Die Schichten der individuellen Komponenten werden so ausgebildet, daß bei einer Abnahme der Dichte der einzelnen Schichten der Abstand von der Wandung ansteigt. Nachdem die Trennung vollständig ist, werden dann die individuell abgetrennten Schichten entfernt. Diese Entfernung kann jedoch ein außerordentlich schwieriges Ver­ fahren sein. Wie in der US-PS 37 91 575 beschrieben ist, stellt die Strömungssteuerung der von einem Zentrifugalseparator abge­ trennten Fluide ein großes Problem des Zentrifugenbetriebes dar. Verschiedene Niveausteuersysteme sind für Zentrifugalseparatoren vorgeschlagen worden, um die Niveaus und den kontinuierlichen Trennvorgang des Beschickungsstromes zu steuern. Beispiele für derartige Niveausteuersysteme umfassen Einlaßsteuerungen, be­ schrieben in der US-PS 17 94 452, Differentialdrucksteuerungen, beschrieben in der US-PS 46 87 572, Strömungsmengensteuerungen, beschrieben in US-PS 29 41 712, Abzugsfluidanalyse, beschrieben in US-PS 46 22 029, Wasserkreislaufführungssteuerung, beschrieben in US-PS 32 08 201, sowie die Steuerung eines einstellbaren Über­ strömwehres, beschrieben in US-PS 41 75 040.

In Abhängigkeit von dem Bedienungswirkungsgrad, der von einem bestimmten Zentrifugenseparator gegeben ist, können die oben be­ schriebenen Zentrifugen und deren jeweilige Fluidniveausteuer­ systeme wirkungsvoll und angemessen sein. Der grundsätzliche Nach­ teil der beschriebenen Zentrifugalsysteme lag jedoch in der Ver­ gangenheit in ihrer Unfähigkeit, eine vollständige Abtrennung der Bohrstromkomponenten zu erreichen. Eine teilweise Abtrennung der Fluide ist häufig nicht akzeptabel.

Bei einer Öl- und Gasförderung in küstennahen Gewässern, bei welchem das geförderte Wasser wieder in den Wasserkörper zurückgeführt wird, in welchem die Plattform steht, ist es erstrebenswert, daß praktisch kein Öl (normalerweise weniger als 50 Teile pro Million) in dem abgegebenen Wasser enthalten sind.

Wenn an Land gefördert wird, ist eine vollständige Trennung eben­ falls erstrebenswert, wenn das geförderte Wasser entweder als Ab­ wasser abgeführt oder in Injektionsbohrungen eingeleitet wird. Wenn Öl in dem Wasser enthalten ist, welches in eine solche Ab­ wasserbohrung injiziert wird, so kann dieses Öl ggf. die Formation verstopfen, und es ist ein großer und teurer Aufwand erforder­ lich, um die Strömung des injizierten Wassers aufrechtzuerhalten, bzw. die Injektionsfähigkeit zu erhalten.

Angesichts dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile, ein Ver­ fahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welchem mittels einer Zentrifuge und einem Niveausteuersystem verläßlich und vollständig die Öl-, Gas-, Wasser- und Sand­ komponenten des Bohrlochstromes zu trennen ermöglicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptan­ spruches bzw. des nebengeordneten Vorrichtungsanspruches ange­ gebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Zentrifugierverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Abscheidung der Komponenten eines Stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unterschiedlicher spezifischer Dichten zusammensetzt. Die Er­ findung zeichnet sich durch eine hocheffiziente, kontinuierliche Trennung eines Bohrlochstromes aus, der Öl, Wasser, Gas und kleinere Mengen von Sand oder andere Feststoffe enthält, und zwar mittels einer einzigen Vorrichtung. Die Trennung der Strom­ phasen wird durch den Einsatz eines Rotors vollzogen, sowie eine Sensoranordnung zur Bestimmung der Fluidschicht und Fluidab­ scheider.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Zentrifugenein­ richtung ist ein um eine Rotationsachse drehbarer Rotor vorge­ sehen, der einen Fluidstrom aufnimmt, der zur Rotorwandung hin beschleunigt wird. Alles in dem Beschickungsstrom vorhandene Gas trennt sich beim Eintritt in den Rotor von den Flüssigkeiten. Das Gas tritt dann aus der Zentrifuge durch einen Gasabscheider aus, dessen Öffnung durch einen Druckregulator gesteuert wird, der dem Gas die Abströmung aus der Zentrifuge dann gestattet, wenn ein vorbestimmter Druck erreicht ist. Nachdem die Fluide die Rotorwandung erreicht haben, werden sie entlang der Wandung ge­ führt, wo sie sich in ihre individuellen Komponenten aufteilen, wobei das Fluid mit der höheren spezifischen Dichte (Wasser) eine Fluidschicht, angrenzend an die Auskleidung, bildet, während das Fluid mit einer geringeren spezifischen Dichte (Öl) eine Fluidschicht bildet, die auf dem Fluid mit der höheren spezifischen Dichte aufliegt. Wenn das Fluid das dem Einlaß gegenüberliegende Ende des Rotors erreicht hat, haben sich die Ströme in ihre indi­ viduellen Komponenten aufgeteilt. Die Ölschicht fließt dann über ein Wehr in eine Öl-Fluid-Aufnahmekammer. Wenn das Ölniveau in dieser Kammer eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, gestattet ein Niveausteuersystem mit einer Detektoranordnung und einem sich in einem Käfig drehenden Schwimmer das Öffnen eines Durchlasses aus der Öl-Fluid-Aufnahmekammer, so daß das Öl die Zentrifuge verläßt. Das Wasser strömt dann in eine Wasserfluid-Aufnahmekammer. Wenn das Wasserniveau in dieser Kammer eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, öffnet ein Niveausteuersystem, unter Einsatz einer zweiten Detektoranordnung und einem zweiten, sich in einem Käfig drehenden Schwimmer, einen Strömungsdurchlaß aus der Wasserfluid-Aufnahme­ kammer, so daß das Wasser die Zentrifuge zu verlassen vermag.

Wenn der Bohrlochstrom Sand oder andere Feststoffe enthält, wird eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifuge ein­ gesetzt. Diese zweite Ausführungsform umfaßt einen zweiten kleineren Rotor, der sich innerhalb des Rotors befindet, der in der ersten Ausführungsform vorhanden ist. Der Bohrlochstrom wird zunächst in dem zweiten kleineren Rotor beschleunigt, wobei der Sand oder andere Feststoffe in dem Bohrlochstrom zu einer Kante dieses zweiten Rotors geführt und durch einen Sand/Wasserabscheider abgezogen werden. Die verbleibenden Bohrlochstromfluide fließen aus dem zweiten kleineren Rotor auf den Impeller und in den Haupt­ rotor hinein, wo sie, wie bei der zunächst beschriebenen Aus­ führungsform getrennt werden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugenein­ richtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugenein­ richtung,

Fig. 3A einen Querschnitt durch einen Beschleunigungsimpeller,

Fig. 3B die Draufsicht auf einen Beschleunigungsimpeller,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Steuersystems für den Fluidabzug,

Fig. 5 die teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf einen Sand/Wasserabscheider und -agitator und

Fig. 6 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugenein­ richtung.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, umfaßt die Zentrifuge 10 einen zylinder­ förmigen Rotor 12, der sich um einen stationären Mittelpfosten 14 zu drehen vermag. Ein Hochgeschwindigkeitselektromotor 16 oder eine andere Hochgeschwindigkeitsantriebseinrichtung dreht den Rotor 12 um den Mittelpfosten 14 mit einer Geschwindigkeit, die hinreichend hoch ist, um die Komponenten innerhalb des zugeführten Bohrlochstromes mit der unterschiedlichen spezifischen Dichte aufzuteilen. Der Rotor 12 wird von einem stationären Schutz­ behälter 18 umschlossen, der auf Füßen 20 steht. Obwohl die Fig. 1 die Zentrifuge 10 in einer aufrechten Position auf Füßen 20 zeigt, kann die Zentrifuge 10 in jeder Position be­ trieben werden. Die Gravitationskräfte in der Zentrifuge 10, die auf die zu trennenden Fluide einwirken sind, wie nachfolgend noch im einzelnen diskutiert werden wird, sehr klein, relativ zu der großen Zentrifugalkraft, die durch die Rotationsbewegung des Rotors 12 auf das Fluid ausgeübt wird. Dementsprechend kann die Zentrifuge 10 betrieben werden, indem die Rotationsachse des Rotors 12 (d.h. der Mittelpfosten 14) sich in einer vertikalen, horizontalen oder jeder anderen Ausrichtung befindet. Da außerdem die Zentrifuge 10 auf einer Säule oder einer anderen stabilen Struktur gehalten werden kann, sind die Füße 20 nicht ausschlag­ gebend für den Aufbau der Zentrifuge.

Ein Hochgeschwindigkeitselektromotor 16 ist über eine Kupplung 22 an die Antriebswelle 24 angeschlossen, die sich in den Schutz­ behälter 18 durch eine Öffnung 26 hineinerstreckt. Die Antriebs­ welle 24 ist an der unteren Endabschlußkappe 28 des Rotors 12 ge­ halten. Der Rotor ist innerhalb des Behälters 18 durch ein unteres Lager 30, das die Antriebswelle 24 umgibt, sowie ein oberes Lager 32 gehalten und ausgerichtet. Diese Ausrichtung macht es möglich, daß der Rotor 12 sich konzentrisch um den Mittelpfosten 14 zu drehen vermag, ohne daß er das Schutzgehäuse 18 berührt. Infolge der erheblichen Menge an kinetischer Energie, die der Rotor 12 während des Betriebes besitzt, sollte der Schutzbehälter 18 so aufgebaut sein, daß er einer Beschädigung zu widerstehen vermag, wenn sich rotierende Teile der Zentrifuge 10 lösen, um einen sicheren Betrieb zu ermöglichen. Eine untere Abdichtung 34 stellt sicher, daß die Fluide, die aus dem Rotor 12 ausgetreten sind, innerhalb des Schutzbehälters 18 verbleiben.

Bei der bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Mittel­ pfosten 14 durch eine Öffnung 36 des Schutzbehälters 18. Zwischen dem Mittelpfosten 14 und dem Schutzbehälter 18 ist eine obere Dichtung 38 vorgesehen, die verhindert, daß Fluide aus dem Be­ hälter 18 in die Atmosphäre oder ein anderes Medium, das den Schutzbehälter 18 umgibt, austreten. Der Mittelpfosten 14 erstreckt sich weiterhin durch eine Öffnung 40 in der oberen Endabschluß­ kappe 42 des Rotors 12 und durch das Innere des Rotors 12 herab. Eine Druckdichtung 44 verhindert ein Austreten der Fluide aus dem Rotor 12 in den Schutzbehälter 18. Der Mittelpfosten muß sich nicht durch die ganze Länge des Rotors 12 hindrucherstrecken, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Der Mittelpfosten 14 in seiner dargestellten Form dient als wirkungsvolles Hilfsmittel, die er­ forderlichen Strömunsdurchlässe und Steuerleitungen zentral zu lokalisieren und zu halten und aus dem Inneren der Zentrifuge aus dem Rotor 12 und dem Schutzbehälter 18 herauszuführen. Anderer­ seits können die Strömungsdurchlässe auch individuell geführt werden, bei entsprechender Lokalisierung und Halterung der Durch­ lässe und Steuerleitungen.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist der Mittelpfosten 14 hohl. Dies macht es möglich, daß Beschickungs- und Auslaßdurch­ lässe, wie auch Steuerleitungen, durch den Mittelpfosten 14 in das Zentrum des Rotors 12 hineingeführt werden können. Ein Fluid­ strombeschickungsflansch 46 gestattet die Fluidbeschickung in den Rotor 12 hinein, durch ein Einlaßrohr 48, welches sich durch den Mittelpfosten 14 hindurcherstreckt und in einer Fluidbe­ schickungsdüse 50 mündet. Die Fluidbeschickungsdüse 50 erstreckt sich aus dem Mittelpfosten 14 heraus in einer Beschleuniger­ schale 51 in der Nähe des Beschickungsbeschleunigerimpellers 52. Die Beschleunigerschale 51 und der Impeller 52 sind innerhalb des Rotors 12 gehalten und drehen sich mit diesem Rotor 12.

Die Fig. 3A und 3B zeigen eine Seitenansicht bzw. die Drauf­ sicht auf den Beschleunigungsimpeller 52. Der Beschleunigungs­ impeller 52 besitzt die Funktion, die in den Rotor 12 eintreten­ den Fluide von einer translatorischen Bewegung in eine rotatori­ sche Bewegung zu überführen, um eine hinreichende Trennung zu erzielen. Um sowohl die Raumerfordernisse als auch die Material­ erfordernisse zu reduzieren, ist es erstrebenswert, diese Fluid­ beschleunigung in einem Teil des Rotors 12 auszuführen, der so klein wie möglich ist. Dies wird durch Leitbleche 55 inner­ halb des Impellers 52 erzielt, die dazu beitragen, daß ein Gleiten des Fluids auf dem Impeller 52 verhindert wird. Wie die Fig. 1 zeigt, ist eine Öffnung 53 zwischen dem Mittel­ pfosten 14 und der Beschleunigerschale 51 vorgesehen, um einen Gasübertritt aus der Beschleunigerschale 51 in den Hauptraum 47 der Zentrifuge 10 zu ermöglichen.

Außerdem befindet sich in dem Rotor 12 eine Auskleidung 54, die sich nahezu über die gesamte Länge des Rotors 12 erstreckt. Ein kleiner Fluiddurchlaß 56 ist in dem Raum zwischen der inneren Oberfläche des Rotors 12 und der Auskleidung 54 vorgesehen. Die Auskleidung 54 wird über Abstandselemente 59 am Rotor 12 ge­ halten, um sich mit dem Rotor 12 zu drehen. Während die Flüssig­ keiten den Beschleunigerimpeller 52 verlassen und sich an der inneren Oberfläche der Auskleidung 54 zu drehen beginnen, trennen sich die Flüssigkeiten in ihre unterschiedlichen Komponenten. Bei einem typischen Bohrlochstrom handelt es sich bei diesen unterschiedlichen Komponenten um ein leichteres Fluid (Öl) und ein schwereres Fluid (Wasser). Das schwerere Fluid bildet eine Fluidschicht auf der Auskleidung 54, während das leichtere Fluid eine Fluidschicht auf der schwereren Fluidschicht bildet. Auf der Auskleidung 54 befindet sich ein Schwimmerkäfig 58, der einen Schwimmer 60 zur Niveaubestimmung aufnimmt. Der Schwimmer­ käfig 58 ist an der Auskleidung 54 gehalten und dreht sich mit dem Rotor 12. Während sich die Flüssigkeiten und der Schwimmer 60 auf der Auskleidung 54 drehen, existiert keine Rotationsbe­ wegung zwischen den Flüssigkeiten und dem Schwimmer 60. Der Schwimmer 60 besitzt eine spezifische Gesamtdichte, die geringer ist als das leichtere Fluid, so daß er dementsprechend auf der leichteren Fluidschichtoberfläche schwimmt. Der Schwimmer 60 ist innerhalb eines Schwimmerkäfigs 58 gehalten, so daß er sich radial zum Zentrum des Rotors hin oder von diesem wegbewegt, während die Schichtdicke des leichteren Fluids ansteigt bzw. abnimmt.

Als zweiter Schwimmer ist der Schwimmer 62 vorgesehen, der sich ebenfalls innerhalb eines Käfigs, nämlich in dem zweiten Schwimmerkäfig 64 befindet, um die geringe Radialbewegung der Zwischenschicht zwischen dem schwereren Fluid und dem leichteren Fluid zu ermitteln. Der Schwimmer 62 besitzt, da er auf der Fluidzwischenfläche zwischen dem schweren Fluid und dem leichten Fluid schwimmen muß, eine spezifische Dichte, die zwischen den­ jenigen der beiden Fluide liegt. Typischerweise liegt die Dichte des Rohöls bei etwa 0,80 und diejenige des geförderten Salzwassers bei etwa 1,05. Dementsprechend liegt die Gesamtdichte des Schwimmers 62 zwischen etwa 0,80 und etwa 1,5. Der Schwimmerkäfig 64 ist ebenfalls an der Auskleidung 54 gehalten und dreht sich mit dem Rotor 12. Der Ort der Schwimmer bzw. der Schwimmerkäfige kann sich irgendwo entlang der Auskleidung 54 befinden.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform ein Fluidniveau­ detektorsystem eingesetzt wird, das eine Schwimmeranordnung ver­ wendet, kann auch jedes andere Detektorsystem zum Einsatz kommen, das in der Lage ist, die Dicke der leichteren und schwereren Fluidschichten sowie die Stelle der Zwischenschicht zu bestimmen. Es haben auch Untersuchungen an der Zentrifugeneinrichtung gezeigt, daß die Auskleidung, die den Strom umkehrt und die Abscheidezeit für das Wasser erhöht, für die Abtrennung unkritisch ist. Die wirkungsvollste Trennung wurde jedoch erzielt, wenn sich die Aus­ kleidung an dem dargestellten Ort befindet.

Entlang und unterhalb der Auskleidung 54 ist ein Koagulationssieb 66 angeordnet, das eingesetzt wird, um die Bildung größerer Tröpfchen des leichteren Fluids während der Trennphase zu unter­ stützen. Durch die Ausbildung größerer Tröpfchen des leichteren Fluids tritt die Trennung der Fluide schneller und wirkungsvoller ein. Das Koagulationssieb 66 unterstützt auch die Aufrechter­ haltung der Rotationsgeschwindigkeit der Fluide innerhalb des Rotors 12, indem ein Gleiten zwischen dem schwereren Fluid und der Rotorwandung verhindert wird. Bei der bevorzugten Ausführungs­ form wird eine zusammengedrückte Polyäthylenmatte eingesetzt, die ein wirkungsvolles und leicht herzustellendes Koagulationssieb 66 bildet. Das Sieb 66 kann auch aus einem Streckmetall bestehen, oder durch Leitbleche, Spikes, oder ein anderes Material ersetzt werden, oder eine solche Oberfläche, die Kontaktbereiche für die Bildung größerer Öltröpfchen darstellt.

An einem Ende des Rotors 12 wird eine Ölaufnahmekammer 68 durch eine Platte 70 gebildet, die auf der Innenseite des Rotors 12 ge­ halten ist, um sich mit dem Rotor 12 zu drehen. Die Vorderseite der Kammer 68 wird durch ein Wehr 72 sowie eine Platte 74 ge­ bildet. Die Rückseite der Kammer 68 wird durch die Innenfläche der unteren Endabschlußkappe 28 begrenzt. Wenn sich genug Öl in dem Rotor 12 angesammelt hat, tritt es über das Wehr 72 über, durch die Öffnungen 73, die sich hinter dem Wehr 72 befinden, und fließt in die Kammer 68 hinein. Innerhalb der Kammer 68 sind Leitbleche 76 sowie Leitbleche 78 vorgesehen, die die Fluidrotation in der Kammer 68 aufrechterhalten und unterstützen. Die Leitbleche 76 und 78 sind ebenfalls mit dem Rotor 12 verbunden und drehen sich mit diesem. Jedes der Teile (die Platte 70, das Wehr 72 sowie die Leitbleche 74), die die Ölaufnahmekammer 68 bilden, sowie die Leitbleche 76 und 78, drehen sich mit dem Rotor 12. Diese Bestandteile müssen individuell mit dem Rotor 12 verbunden werden, oder sie können auch zunächst zusammengesetzt und in ihrer Gesamtheit an den Rotor 12 angeschlossen werden.

Ein Fluidabscheider 80 sowie ein Fluidabscheider 82 erstrecken sich in die Kammer 68 von dem Mittelpfosten 14 aus hinein. Der Einsatz von Fluidabscheidern zum Abziehen von Fluid aus einer Zentrifuge ist dem Sachverständigen auf diesem Gebiet hinlänglich geläufig, so daß eine nähere Beschreibung an dieser Stelle nicht erforderlich scheint. Der Fluidabscheider 80 und der Fluidabscheider 82 stellen die Verbindung zu einem Durchlaß 84 her, der sich durch den Mittelpfosten 14 erstreckt und über ein Ventil 86 nach außen geführt wird. Das Ventil 86 wird durch einen Ventilschalter 88 be­ tätigt. Der Ventilschalter 88 empfängt ein Steuersignal von einer Signalsteuerung 92 über eine Steuerleitung 90. Die Signalsteuerung 92 ist eine typische Steuereinrichtung, die ein Anzeigesignal von einem Fühlerelement erhält, dieses mit einem eingestellten Niveau vergleicht und ein Ausgangssteuersignal erzeugt, um die gewünschte Steuerfunktion auszuüben. Hier nimmt die Signal­ steuerung 92 das Anzeigesignal über die Steuerleitung 94 von einem Positionssensor 96 auf, der am Mittelpfosten 14 ge­ halten ist. Der Positionssensor 96 ermittelt die relative Posi­ tion des sich drehenden Schwimmers 60, um die Position der Öl­ schichtoberfläche zu bestimmen.

Die Signalsteuerung 92 empfängt ihre Betriebsenergie, wie etwa elektrische, pneumatische oder hydraulische Energie, von der Energiequelle 98. Der Positionssensor 96 kann auf einem magneti­ schen, optischen, elektrischen, phonetischen oder jedem anderen verfügbaren Übertragungsverfahren beruhen, um die relative Position des Schwimmers 60 zu bestimmen. Bei der hier beschrieben­ en Ausführungsform wird ein elektronischer lmpulssensor einge­ setzt. Die Signalsteuerung 92 ist in der Lage, ein elektronisches Impulssignal zu empfangen, das von dem Positionssensor 96 erzeugt wird, der auf den sich drehenden Schwimmer 60 anspricht. Der Sensor 96 kann derart angeordnet sein, daß der Schwimmer sich weiter von der Auskleidung 54 entfernt (und dichter an den Positionssensor 96 herantritt), wobei das von dem Sensor aus­ gehende Signal ansteigt, oder umgekehrt. Im ersteren Fall, wenn sich beispielsweise der sich drehende Schwimmer 60 weiter von der Auskleidung 54 wegbewegt, um einen Anstieg der Ölmenge in dem Rotor 12 anzuzeigen, würde die Steuerung 92 ein elektronisches Impulssignal von dem Positionssensor 96 empfangen, und dieses Signal mit einem Sollwert vergleichen. Wenn es erforderlich ist, das Ventil 86 zu steuern, wird die Signalsteuerung 92 ein Aus­ gangssignal erzeugen (bei den typischen Ausgangssignalen handelt es sich um ein elektrisches Signal von 4 bis 20 Milliampere) und über die Steuerleitung 90 dem Ventilschalter 88 zuführen, um das Ventil 86 zu öffnen und damit das Öl aus dem Rotor 12 freizugeben. Während das Öl abgezogen wird und das Niveau absinkt, überträgt der Sensor 96 das entsprechende Signal auf die Steuerung 92, daß hinreichend Öl den Rotor 12 verlassen hat und das angestrebte Öl­ nivaeu erreicht ist, so daß das Ventil 86 geschlossen wird. Während mehr Öl in die Zentrifuge eintritt, wird dieser Zyklus wiederholt.

Unterhalb des Wehres 72 und der Platte 70 befindet sich ein Flüssigkeitsdurchlaß 100 für das Fluid mit der höheren spezi­ fischen Dichte. Der Strömungsdurchlaß 100 wird zwischen der Platte 70 und der Innenfläche des unteren Endes der Auskleidung 54 gebildet. Wasser fließt durch den Durchlaß 100, kehrt die Richtung um und strömt durch den Durchlaß 56, der zwischen der äußeren Oberfläche der Auskleidung 54 und der inneren Oberfläche des Rotors 12 gebildet wird. In der Nähe des oberen Endes des Durchlasses 56 befindet sich eine Überlauföffnung 102, die den Durchlaß 56 mit der Fluidaufnahmekammer 104 verbindet. Das untere Ende der Kammer 104 wird durch eine Platte 105 gebildet, die an der Auskleidung 54 gehalten ist und sich mit dem Rotor 12 dreht. Das obere Ende der Kammer 104 wird durch eine Platte 107 gebildet, die ebenfalls an dem Rotor 12 gehalten ist, um sich mit diesem zu drehen. Öl, das nicht über das Wehr 72 in die Kammer 68 hineingeflossen ist und dementsprechend über den Durch­ laß 100 in den Durchlaß 56 übergegangen ist, wird in die Kammer 104 hineingedrückt und durch den Fluidabscheider 106 entfernt, der sich in die Kammer 104 hineinerstreckt. Der Fluidabscheider 106 ist an einer Leitung 108 angeschlossen, die eine Verbindung zur Fluidbeschickungsleitung 48 herstellt, um dieses Öl im Kreislauf zurückzuführen, das den Wasserabzugsbereich erreicht hat. Die obige Überlauföffnung 102 in der Nähe der Innenwandung des Rotors 12 stellt einen Strömungsdurchlaß 110 dar, durch welchen das Wasser in die Wasseraufnahmekammer 112 übergeht. Das untere Ende der Kammer 112 wird durch die Platte 107 gebildet. Das obere Ende der Kammer 112 wird durch die Innenfläche der oberen Endabschlußkappe 42 begrenzt. Im Inneren der Kammer 112 sind Leitbleche 114 sowie Leitbleche 116 vorgesehen, die die Fluidrotation in der Kammer 112 aufrechterhalten und unterstützen. Die Leitbleche 114 und 116 sind mit dem Rotor 12 verbunden und drehen sich mit diesem. Ähnlich wie bei der Ölaufnahmekammer 68 können die Teile der Wasseraufnahmekammer 112 als individuelle Bestandteile direkt mit dem Motor 12 verbunden werden, oder sie können zunächst zusammengesetzt und dann als Ganzes mit dem Rotor 12 verbunden sein.

Der Fluidabscheider 118 erstreckt sich in die Kammer 112 hinein und ist mit dem Strömungsdurchlaß 120 verbunden, der durch den Mittelpfosten 14 und das Ventil 122 nach außen verläuft. Das Ventil 122 wird durch die Ventilsteuerung 124 betätigt. Die Ventilsteuerung 124 empfängt von einer Signalsteuerung 128 ein Steuersignal über die Steuerleitung 126. Der Betrieb der Steuerung 128 ist dem Betrieb der Steuerung 92, wie sie voranstehend er­ läutert wurde, ähnlich. Die Steuerung 128 empfängt ihr Anzeige­ signal über die Steuerleitung 130 von dem Positionssensor 132, der am Mittelpfosten 14 gehalten ist. Die Signalsteuerung 128 erhält die Betriebsenergie von einer Energiequelle 134. Der Positionssensor 132 ermittelt die relative Position des Schwimmers 62, um die Dicke der Wasserschicht zu bestimmen. Der Betrieb des Positionssensors 132 ist dem Betrieb des vorstehend diskutierten Positionssensors 96 ähnlich. Die Fig. 4 zeigt ein vereinfachtes Steuersystems für das Niveausteuersystem, wie es voranstehend beschrieben wurde.

In der Nähe der Beschleunigerschale 51 befindet sich der Gasab­ scheider 136. An der Beschleunigerschale 51 sind Gasbe­ schleunigerleitbleche 137 befestigt. Die Leitbleche 137 unter­ stützen die Entfernung aller kleiner Flüssigkeitstropfen, die von der Gasphase eingeschlossen sein können, bevor das Gas in den Gasabscheider 136 eintritt. Der Gasabscheider 136 ist an einen Gasdurchlaß 138 angeschlossen, der sich über den Mittel­ pfosten 14 und ein Ventil 140 nach außen erstreckt. Das Ventil 140 ist ein Drucksteuerventil, das durch eine Ventilsteuerung 142 betätigt wird, um einen vorbestimmten Innendruck im Inneren des Rotors 12 aufrechtzuerhalten.

Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Rotors 12 und dessen Niveausteuersystems. Diese zweite Ausführungsform besitzt die Fähigkeiten der ersten Ausführungsform und kann zusätzlich noch Feststoffe aus dem Produktstrom abtrennen. Die Ausführungs­ form gemäß Fig. 2 umfaßt grundsätzlich die gleichen Bestandteile, wie diejenigen der Fig. 1, wobei jedoch außerdem noch eine innere Rotoranordnung 200 vorgesehen ist. Die innere Rotor­ anordnung 200 umfaßt einen inneren Rotor 202, eine Frischwasser­ beschickungsdüse 204, einen Sand/Wasserabscheider 206, eine Sand/Wasserströmungsleitung 208, sowie eine Frischwasserleitung 210. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Fluidbeschickungsdüse 50 so angeordnet, daß der Förderstrom in die innere Rotoranordnung 200 eingeführt wird. Eine Öffnung 55 ist zwischen dem Mittel­ pfosten 14 und der inneren Rotoranordnung 200 vorgesehen, die den Durchgang von Gas aus dem inneren Rotor 202 in die Haupt­ öffnung 57 der Zentrifuge 10 gestattet.

Die Primärfunktion der inneren Rotoranordnung 200 liegt darin, die Sandpartikel aus dem zugeführten Förder- oder Produktionsstrom abzutrennen und zu entfernen. Der innere Rotor 202 ist mit dem Beschleunigerimpeller 52 und der Auskleidung 54 verbunden und dreht sich mit dem Rotor 12. Der Sand/Wasserabscheider 206 er­ streckt sich von dem Mittelpfosten 14 bis in den inneren Rotor 202 hinein. Die Frischwasserdüse 204 erstreckt sich ebenfalls,von dem Mittelpfosten ausgehend, in den inneren Rotor 202 hinein. Die Sand/Wassermischung, die von dem Abscheider 206 aufgenommen wird, strömt durch den Durchlaß 208, der durch den Mittelpfosten 14 hoch und aus dem Rotor 12 über die Öffnung 212 nach außen läuft, ab.

Die Fig. 5 zeigt einen Sand/Wasserabscheider 206 in größerem De­ tail. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, besitzt der Abscheider 206 eine vorspringende Fluiddüse 219, die über eine Leitung 220 durch den Abscheider 206 mit einer Öffnung 221 in Verbindung steht. Die Düse 219 leitet Wasser in den Rotor 202 durch die Leitung 220 und aus der Öffnung 221 heraus, um den im Bereich der Rotorwandung befindlichen Sand aufzurühren und dessen Einführung in den Ab­ scheider 206 zu unterstützen, worauf der Sand über die Leitung 208 nach außen geführt wird. Das äußere Ende des Abscheiders 206, das sich nahe an dem inneren Rotor 202 befindet, ist, da es einer auf den Abscheider 206 durch den Sand bewirkten Erosion ausge­ setzt ist, vorzugsweise mit einer erosionsfesten Oberflächenschutz­ schicht überzogen. Es hat sich gezeigt, daß eine von Hand aufge­ brachte Diamantplatte wirkungsvoll zur Verminderung der Erosion eingesetzt werden kann. Jedes andere erosionsfeste Material kann jedoch ebenfalls eingesetzt werden. Die Öffnung 212 kann über ein einstellbares Nadelventil oder eine Stellklappe ver­ schließbar sein, um die Menge der Sand/Wassermenge zu steuern, die die innere Rotoranordnung 200 verläßt. An die Frischwasser­ düse 204 schließt sich eine Frischwasserleitung 210 an, die durch den Mittelpfosten 14 verläuft. Die Frischwasserleitung 210 ist mit einer Öffnung 214 versehen, um die Menge an Frischwasser zu steuern, die durch die Frischwasserdüse 204 eingeleitet wird.

Es soll nun nachfolgend die Betriebsweise der Zentrifuge und des Flüssigkeitsniveausteuersystems, unter Bezugnahme auf Fig. 1, näher erläutert werden.

Der Hochgeschwindigkeitselektromotor 16 wird eingeschaltet und dreht rasch die Antriebswelle 24 über die Kupplung 22. Die An­ triebswelle 24 dreht den Rotor 12 um den stationären Mittelpfosten 14 innerhalb des Schutzbehälters 18. Die Rotationsgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um die vollständige Trennung der Bohrloch­ strombestandteile zu erreichen, hängt von dem Durchmesser des Rotors 12 ab. Wenn der Rotor 12 einen großen Durchmesser besitzt, ist die Rotationsgeschwindigkeit zur Erreichung der Trennung kleiner als die Rotationsgeschwindigkeit, die erforderlich ist bei einem Rotor 12 mit geringerem Durchmesser. Zur wirkungsvollen Trennung ist es erstrebenswert, den Rotor 12 derart anzutreiben, daß die Fluide einer Zentrifugalkraft ausgesetzt werden, die mindest­ ens das 1000fache der Erdanziehungskraft (1000 g) ausmacht, ent­ lang der Auskleidung 54 und an der Rotorwandung. Der Rotor 12 wird von dem oberen Lager 32 und dem unteren Lager 30 gehalten, wobei sichergestellt wird, daß der Rotor 12 innerhalb des Schutz­ behälters 18 zentriert wird und nicht in Kontakt hiermit tritt. Ein Fluid, das aus dem Rotor 12 austritt, wird daran gehindert, den Behälter 18 zu verlassen, durch die untere Dichtung 34 und die obere Dichtung 38. Der zu trennende Fluidstrom wird durch den Beschickungsflansch 46 in die Leitung 48 eingeführt und tritt aus der Fluidbeschickungsdüse 50 aus und in die Beschleuniger­ schale 51 ein. Nach dem Austritt des Fluids aus der Be­ schickungsdüse 50 beginnt das Förderstromfluid in der Be­ schleunigerschale 51 zu rotieren. Während das Fluid aus der Schale 51 austritt, wird es weiter beschleunigt, entlang des Beschickungsbeschleunigerimpellers 52, in Richtung auf die Auskleidung 54. Wenn das Fluid die Geschwindigkeit des Rotors 12 erreicht hat, werden die Unterschiede der spezifischen Dichten der individuellen Fluidbestandteile durch die Zentri­ fugalkraft, die auf die Fluidbestandteile ausgeübt wird, ver­ größert. Wenn es die Auskleidung 54 erreicht hat, beginnt sich das Fluid in einzelne Schichten zu trennen, wobei die ver­ schiedenen Bestandteile sich in ihrer spezifischen Dichte unter­ scheiden. Für eine typische Ölbohrungsströmung, die Rohöl und Salzwasser enthält, bedeutet dies, daß sich eine Wasserschicht, angrenzend an die Auskleidung 54, aufbaut und eine Ölschicht auf der Wasserschicht schwimmt, wobei die beiden Schichten durch eine Öl-Wasserzwischenfläche voneinander getrennt sind. In dem Bestreben, eine gleichmäßige Fluidschichtdicke entlang der Aus­ kleidung 54 aufzubauen, während der Strom in die individuellen Bestandteile aufgeteilt wird, beginnen die Fluidschichten in Richtung auf das gegenüberliegende Ende der Zentrifuge 10 ent­ lang der Auskleidung 54 zu strömen. Das Koagulationssieb 66 unterstützt die Trennung des Öls von dem Wasser, indem es hilft, größere Öltröpfchen zu bilden, die die Wirksamkeit der Fluid­ trennung erhöhen. Während das Öl und das Wasser durch den Koa­ gulationsabschnitt strömen, werden den kleineren Öltröpfchen Kontaktoberflächen zur Verfügung gestellt, die die Bildung größerer Öltropfen fördern. Die größeren Tropfen können dann leichter aus der Wasserschicht heraus- und in die Ölschicht hin­ einwandern. Das Koagulationssieb unterstützt außerdem die Auf­ rechterhaltung einer synchronen Bewegung der Öl-und Wasser­ schichten mit der Auskleidung und der Rotorwandung, wobei ein Gleiten an der hiermit in Kontakt stehenden Zentrifugenober­ fläche vermieden wird. Außerdem hilft das Koagulationssieb 66 die Bildung von Sekundärfluidströmungen zu verringern, die ein­ treten können, während die individuell abgetrennten Bestandteile den Fluidabzugskammern zugeführt werden.

Bevor die Dicke der kombinierten Öl- und Wasserfluidschichten auf der Auskleidung 54 die Höhe des Wehres 72 erreicht, strömt Fluid durch den Durchlaß 100 und zurück durch den Durchlaß 56, zwischen der Auskleidung 54 und dem Rotor 12. Wenn der Durchlaß 56 gefüllt ist und die kombinierte Fluidschichtdicke das Wehr 72 erreicht, ist die Zentrifuge bis zu ihrem Betriebsniveau gefüllt. Die beiden aneinander angrenzenden Fluidschichten müssen nun von­ einander getrennt und aus dem Rotor herausgeführt werden.

Die Rotation des Rotors führt zur Bildung zweier abgegrenzter Schichten auf der inneren Oberfläche der Auskleidung 54, und zwar einer Ölschicht einerseits und einer Wasserschicht anderer­ seits. Die Einführung zusätzlichen Öls und Wassers in den Rotor 12 hinein führt dazu, daß Öl über das Wehr 72 in die Ölaufnahmekammer 68 eintritt, während Wasser durch den Durchlaß 110 unterhalb der Auskleidung 54 und in die Wasseraufnahmekammer 112 hineinströmt. Wenn hinreichend Öl eingeführt ist, tritt dieses über das Wehr 72 und durch die Öffnungen 73, wobei es beginnt, die Aufnahmekammer 68 aufzufüllen. Wenn die Kammer gefüllt ist, steigt das Öl­ niveau bis über das Wehr 72 an und bewirkt eine Bewegung des Schwimmers 60, der auf der Ölschicht schwimmt, innerhalb des Schwimmerkäfigs 58. Während sich die Oberfläche der Ölschicht bewegt, betätigt der Positionssensor 96 die Steuerung 92 durch die Relativbewegung des Schwimmers 60, was notwendigerweise ent­ sprechend der Bewegung der Öloberfläche geschieht. Wenn das Signal innerhalb der Steuerung 92 einem vorbestimmten Niveau entspricht, zeigt dies ein spezifisches Ölniveau an, und die Steuerung 92 leitet die erforderlichen Steuerschritte ein, um das Öl aus der Kammer abzuziehen.

Nachdem das entsprechende Signal von dem Positionssensor 96 empfangen worden ist, gibt die Steuerung 92 ein Signal über die Steuerleitung 90 an den Ventilschalter 88 ab, um das Ventil 86 zu öffnen, wodurch der Durchlaß 84 frei wird. Wenn der Durchlaß 84 geöffnet ist, wird die Winkelgeschwindigkeit des Fluids in der Ölaufnahmekammer 68 in einen dynamischen Druck umgesetzt (ähnlich wie bei einer Zentrifugalpumpe), wobei das Öl in den Fluidabscheider 80 und den Fluidabscheider 82 hineingedrückt wird und aus dem Durchlaß 84 austritt. Während das Öl aus der Zentrifuge 10 abgezogen wird, sinkt das Ölniveau in der Kammer 68 ab, wodurch der Schwimmer 60 innerhalb des Käfigs 58 sinkt. Der Positionssensor und das Steuersystem schließen dann das Ventil 86, bis das Ölniveau wieder ansteigt, bis zu dem vorbe­ stimmten Niveau, worauf sich der Entleerungszyklus wiederholt. Das Ventil 86 kann durch Öffnen, Schließen oder Drosseln das Ölniveau in dem Rotor 12 aufrechterhalten.

Die Wasserschicht bildet sich aufgrund ihrer höheren spezifischen Dichte, angrenzend an die Auskleidung 54, aus. Während mehr Wasser in den Rotor 12 eingefüllt wird, steigt die Dicke der Wasser­ schicht an. Wenn die Dicke der Wasserschicht ansteigt, fließt das Wasser durch den Durchlaß 100, unterhalb der Ölaufnahmekammer 68 in umgekehrter Richtung und strömt zurück in Richtung auf das andere Ende des Zentrifugenrotors, durch den Durchlaß 56 und den Durchlaß 110. Diese Wasserbewegung durch den Durchlaß 56 und durch den Durchlaß 110 führt dazu, daß sich die Wasseraufnahmekammer 112 füllt. Das Füllen der Wasseraufnahmekammer 112 bewirkt, daß die Öl-Wasserzwischenfläche relativ zu der Auskleidung 54 an­ steigt. Während die Zwischenfläche ansteigt, steigt auch der Zwischenflächenschwimmer 62 innerhalb des Schwimmerkäfigs 64 an und leitet eine Steuerung ein, ähnlich wie bei dem zuvor disku­ tierten Ölniveausteuersystem.

Wenn das Zwischenflächenniveau eine bestimmte Sollstelle erreicht hat, die eine bestimmte Dicke der Wasserschicht anzeigt, gibt der Positionssensor 132 ein Signal an die Steuerung 128 ab, dahin­ gehend, daß eine Notwendigkeit besteht, Wasser aus der Fluidauf­ nahmekammer 112 abzuziehen. Die Steuerung 128 führt dann der Ventilsteuerung 124 über die Steuerleitung 126 ein Signal zu, um das Ventil 122 zu öffnen und den Durchlaß 120 freizugeben. Wenn der Durchlaß 120 geöffnet ist, wird die Winkelgeschwindigkeit des Fluids in der Aufnahmekammer 112 umgesetzt in einen dynamischen Druck, wodurch das Wasser in den Fluidabscheider 180 eingepreßt wird und aus dem Durchlaß 120 austritt. Wenn hinreichend Wasser aus der Fluidaufnahmekammer 112 abgezogen ist, sinkt das Niveau der Öl-Wasserzwischenfläche ab, und dementsprechend, notwendiger­ weise, der Abstand des Schwimmers 62, relativ zur Auskleidung 54. Diese Bewegung wird von dem Sensor 132 aufgenommen, der schließ­ lich das Ventil 122 schließt, bis ein weiteres Signal empfangen wird, das anzeigt, daß die Aufnahmekammer sich gefüllt hat, wo­ durch ein weiterer Wasserentnahmezyklus eingeleitet wird. Die Wirkung des Ventils 122 ist so, daß, ähnlich wie bei dem Ventil 86, eine Zu- oder Offenschaltung erfolgen kann, oder es kann auch eine Drosselwirkung erzielt werden, entsprechend der Dicke der Wasserschicht. Während das Wasser in Richtung auf die Aufnahme­ kammer 112 durch den Durchlaß 56 zwischen der Auskleidung 54 und dem Rotor 12 fließt, durchläuft es das Koagulationssieb 66. Das Sieb 66 unterstützt die Bildung größerer Öltropfen des Öls, welches möglicherweise nicht durch die Aufnahmekammer 68 entfernt worden ist. Bevor Öl, das in den Durchlaß 56 eingetreten ist, die Fluidkammer 112 erreicht, wird es, angrenzend an die Innenwandung der Auskleidung 54, aufgrund der geringern spezifischen Dichte gedrückt. Dieses Öl, das typischerweise auch Schichtöl genannt wird, strömt dann entlang der Innenwandung der Auskleidung 54 mit dem Wasser durch den Durchlaß 102 in die Aufnahmekammer 104. Die Mischung von Öl u 17807 00070 552 001000280000000200012000285911769600040 0002003925355 00004 17688nd Wasser, die in die Kammer 104 fließt, wird durch den Öl/Wasserabscheider 106 abgezogen und zur erneuten Trennung durch den Durchlaß 108 in den Einlaß 48 zurückgeführt. Diese Kreislaufführung hilft sicherzustellen, daß kein Öl die Flüssigkeitsaufnahmekammer 112 erreicht und daß kein Öl aus dem Wasserdurchlaß 120 freigegeben wird.

Während des Betriebes der Zentrifuge ist es für eine wirkungsvolle Trennung erstrebenswert, daß die Wasser-Ölzwischenfläche in einem bestimmten Betriebsbereich oberhalb der Auskleidung 54 verbleibt.

Das Zwischenflächensteuersystem sollte nicht gestatten, daß die Zwischenfläche oberhalb der Höhe des Wehres 72 ansteigt, oder unter das Niveau des Durchlasses 100 abfällt. Wenn die Öl-Wasserzwischenschicht auf der Auskleidung 54 oberhalb der Höhe des Wehres 72 ansteigt, strömt Wasser über das Wehr 72 und tritt in die Aufnahmekammer 68 ein, so daß es durch die Abscheider 80 und 82 abgezogen wird. Wenn andererseits die Öl-Wasserzwischenfläche auf der Auskleidung 54 unterhalb das Niveau des Durchlasses 100 abfällt, tritt Öl durch den Durchlaß 100 zurück durch den Durchlaß 56 und möglicherweise in die Kammer 112 ein, so daß es durch den Abscheider 118 abgezogen wird. Dem­ entsprechend ist es erforderlich, daß die Öl-Wasserzwischenschicht einen Abstand von der Auskleidung 54 einhält, der geringer ist als die Höhe des Wehres 72 über der Auskleidung 54 und größer als der Abstand zwischen der Obergrenze des Durchlasses 100 bis zur Aus­ kleidung 54, wodurch verhindert wird, daß die Ölphase durch den Durchlaß 100 hindurchtritt, während gleichzeitig verhindert wird, daß die Wasserphase über das Wehr 72 strömt.

Im Laufe der vorangehenden Beschreibung wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung erläutert, mittels welcher eine Bohrlochströmung aufgeteilt wurde, ohne einen wesentlichen Gasbestandteil. Wenn der Bohrlochstrom eine Gasphase enthält, tritt die folgende Situ­ ation ein. Die Gasphase wird mit der Flüssigkeit in den Rotor 12 durch den Beschickungsflansch 46 und die Beschickungsdüse 50 ein­ geführt. Infolge der geringen Dichte des Gases, relativ zu den Flüssigkeiten, wird das Gas von den Flüssigkeiten getrennt, während es in die Beschleunigerschale 51 eintritt und wandert zu der Hauptöffnung 57 der Zentrifuge 10 durch die Öffnung 53. Während sich die Wasserschicht in dem Rotor 12 aufbaut und die Ölschicht sich auf der Wasserschicht ausbildet, nimmt das Gas die Haupt­ öffnung 57 der Zentrifuge 10 ein, und eine Gas-Ölzwischenfläche bildet sich an der Oberfläche der Ölschicht aus. Gasbeschleuniger­ leitbleche 137, die sich mit dem Rotor 12 drehen, führen zu einer zusätzlichen Abtrennung kleiner Fluidtröpfchen, die nach wie vor von der Gasphase eingeschlossen sein können. Der Gasab­ scheider 136 gestattet den Gaseintritt in den Durchlaß 138 in dem Mittelpfosten 14 aus dem Rotor 12 heraus. Der Gasdurchlaß 138 wird durch eine Gasdrucksteuereinrichtung 142 und ein Ventil 140 gesteuert. Wenn mehr Gas in den Rotor 12 eintritt, steigt der Innendruck des Systems an. Wenn der Druck einen vorbestimmten Solldruck erreicht hat, öffnet die Drucksteuereinrichtung 142 das Ventil 140 und gestattet den Gasaustritt aus der Zentrifuge, um den Druck innerhalb des Separators zu reduzieren. Eine solche Druckregulierungseinrichtung und entsprechende Ventile sind bei der Öl- und Gasförderung hinlänglich bekannt, so daß sich eine weitere Diskussion hier erübrigen dürfte. Der Fluidstrom, frei von Gas, tritt aus der Schale 51 aus und wird durch den Be­ schickungsbeschleunigungsimpeller 52 auf die volle Rotorge­ schwindigkeit beschleunigt, worauf die Trennung in der oben be­ schriebenen Weise eintritt.

Wenn man vermutet, daß Sand oder andere Feststoffe in dem Fluid­ strom gefördert werden, kommt die zweite Ausführungsform des Zentrifugalseparators und des Steuersystems zum Einsatz. Die zweite Ausführungsform ist in Fig. 2 wiedergegeben. Der Betrieb der zweiten Ausführungsform ist demjenigen der in Fig. 1 darge­ stellten ersten Ausführungsform ähnlich, wobei jedoch eine zu­ sätzliche innere Rotoranordnung 200 sowie Strömungsdurchlässe vorgesehen sind, die Sand und andere Feststoffe entfernen. Die Fluideinlaßdüse 50 führt den Fluidstrom, der die Feststoffe ent­ hält, in den inneren Rotor 202 ein, in welchem die Fluide be­ ginnen beschleunigt zu werden. Der Sand und andere Feststoffe werden, nachdem sie mit der Rotorwandung des inneren Rotors 202 in Kontakt getreten sind, in den Bereich des großen Radius des inneren Rotors 202 und in den Sand/Wasserabscheider 206 geführt, der sich von dem Mittelpfosten 14 aus erstreckt. Das Sand/Wasser­ abscheidesystem ist, im Gegensatz zum Öl- und Wasserabzugssystem, ein ständig offenes System, das kontinuierlich ein geringes, konstantes Volumen eines Stromes aus dem inneren Rotor heraus ab­ gibt und dies aus der Zentrifuge 10 heraus durch den Sand/ Wasserdurchlaß 208 abführt. An dem Sand/Wasserdurchlaß 208 kann eine kleine Öffnung 212 vorgesehen sein, um die Menge an Sand und Wasser, die aus dem inneren Rotor 202 abgezogen werden, zu steuern. Andere Steuerungen, wie etwa ein einstell­ bares Nadelventil oder Ventilklappen, können eingebaut sein, um ein ständig offenes Abzugssystem zu bilden. Ein kleiner Frischwasserstrom kann durch den Frischwasserdurchlaß 210 und die Beschickungsdüse 204 in das Innere des Rotors 202 injiziert werden, um sicherzustellen, daß der Sand/Wasserabscheider 206 stets einen kontinuierlichen Wasserstrom zur Verfügung hat, um einen Frischwasserstrom aufrechtzuerhalten, der das "Abwaschen" der kleinen Ölpartikel von dem geförderten Sand unterstützt.

Es ist förderlich, während des Abzuges des Sandes, von der Wandung des inneren Rotors 202 den Sand unmittelbar vor dem Sand/Wasser­ abscheider 206 zu rühren. Die Fig. 5 zeigt eine Ansicht des Fluidabscheiders 206 mit einem Feststoffagitator. Wasser, das in dem inneren Rotor 202 rotiert, wird durch die Düse 219 und den Durchlaß 220 aus der Öffnung 221 auf einen Punkt abgestrahlt, unmittelbar vor der Abscheideöffnung 208. Während das Wasser aus der Öffnung 221 herausgestrahlt wird, wirbelt der Sand an der Wandung des inneren Rotors 202 auf und wird von dem Sand/Wasser­ abscheider aufgenommen, zur Abgabe durch den Sand/Wasserdurchlaß 208.

Der Fluidstrom, der nun frei von Feststoffen ist, die in die Zentrifuge eingeführt worden sein können, tritt aus dem inneren Rotor 202 aus und wird durch den Beschickungsimpeller 52 auf die volle Rotorgeschwindigkeit beschleunigt und aufgeteilt in der zuvor beschriebenen Weise.

Während des Anlassens der Zentrifuge 10 ist es erstrebenswert, den Separator zunächst mit einem kleinen Volumen des schwereren abzutrennenden Fluids anzufüllen, um eine Fluidschicht zu Steuerungs- und Abdichtungszwecken abzubauen. Diese Abdichtung würde verhindern, daß in unerwünschter Weise die Möglichkeit besteht, daß Öl während des Anlassens aus der Wasserabgabeleitung austritt.

Eine typische Größe für einen Öl- und Wasserzentrifugalseparator mit einem Durchsatz von 1 590 000 l Fluid pro Tag besitzt etwa eine Länge von 1,83 m und einen Durchmesser von 0,91 m. Das Füll­ volumen für das Anlassen einer Einrichtung dieser Größe liegt bei etwa 68 l Wasser. Während sich der Rotor 12 dreht, wird das Füllwasser über den Beschickungsflansch 46, die Einlaßleitung 48 und die Beschickungsdüse 50 zugeführt. Das Füllwasser strömt aus dem Beschleunigerimpeller 52 zur Auskleidung 54 und durch den Durchlaß 100 in den Durchlaß 56 ein. Dieses Füllwasser verhindert dementsprechend, daß gefördertes Öl aus dem Durchlaß 56 austritt und die Wasseraufnahmekammer 112 erreicht, von wo aus es durch den Wasserdurchlaß 120 als gefördertes Wasser austreten würde.

Der hier beschriebene Zentrifugalseparator und das Niveausteuer­ system ermöglichen eine extrem effiziente Abtrennung der Bestand­ teile eines Bohrlochstromes. Es sind jedoch, wie zuvor diskutiert wurde, verschiedene Einrichtungen, die in den bevorzugten Aus­ führungsformen, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, nicht erforderlich für den Betrieb des Zentrifugalseparators. Die Fig. 6 zeigt eine von vielen möglichen Einrichtungen, die entsprechend diesen Spezifizierungen aufgebaut sind, wobei sie jedoch nicht alle Elemente enthalten, die zuvor in Fig. 1 oder Fig. 2 beschrieben sind.

Die Fig. 6 zeigt die grundlegenden Bestandteile des Zentrifugal­ separators gemäß dieser Erfindung. Die Einrichtungsgegenstände, die nicht erforderlich sind, werden bei der Ausführungsform, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, weggelassen und umfassen einen Beschleunigerimpeller, eine Beschleunigerschale, eine Aus­ kleidung, ein Koagulierungssieb, Leitbleche und einen Schicht­ ölabscheider. Auch die Durchlässe 100, 110 und 56 der Fig. 6 sind ersetzt durch den Durchlaß 101. Der Durchlaß 101 ist zwischen dem Boden der Platte 70, die die Ölaufnahmekammer 68 bildet, und dem Rotor 12 ausgebildet.

Beim Betrieb der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform treten die Fluide, die in die Zentrifuge 10 durch den Beschickungseinlaß 48 zugeführt sind, durch die Einlaßdüse 50 aus und bewegen sich in Richtung auf den Rotor 12. Etwa vorhandenes Gas bewegt sich von der Rotorwandung weg und in Richtung auf die Hauptöffnung 57 des Rotors 12. Wenn genug Gas in den Rotor 12 eingetreten ist, steigt der Gasdruck an und wird über den Durchlaß 138, wie bei der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsform, freigesetzt. Die Fluide bewegen sich nach der Abtrennung des Gases in Richtung auf den Rotor, wo sie mit dem Rotor oder anderen Fluiden, die sich schon in dem Rotor befinden, in Kontakt treten und beginnen mit Rotorgeschwindigkeit umzulaufen. Während die umlaufenden Fluide sich entlang der Rotorwandung bewegen, werden sie in ihre schwereren Bestandteile (Wasser) und leichteren Bestandteile (Öl) aufgetrennt. Das Wasser bildet eine Flüssigkeitsschicht, un­ mittelbar angrenzend an die Rotorwandung, und das Öl bildet eine Flüssigkeitsschicht oben auf der Wasserschicht. Wenn hinreichend Öl sich in der Zentrifuge befindet, tritt es über das Wehr 72 und fließt in die Ölaufnahmekammer 68, worauf die Ölaufnahmekammer 68 sich zu füllen beginnt.

Zwischen dem Gas und der Ölschicht bildet sich eine Gas-Öl­ zwischenfläche 61 aus, auf welcher der Schwimmer 60 aufschwimmt. Wenn genug Öl produziert ist, öffnet das zugeordnete Niveausteuer­ system, das den Schwimmer 60, den Sensor 96 und die Steuerung 92 umfaßt, den Fluiddurchlaß 84, um das Öl freizusetzen, in der gleichen Weise wie dies beim Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform beschrieben wurde. Zwischen der Ölschicht und der Wasserschicht bildet sich eine Öl-Wasserzwischenschicht 63 aus, auf welcher der Schwimmer 62 aufschwimmt. Wenn genug Wasser vorhanden ist, steigt der Schwimmer 62 an, bis er eine vorbe­ schriebene Höhe erreicht hat, worauf er dies auf einen Sensor 132 und eine Steuerung 128 überträgt, so daß der Durchlaß 120 geöffnet wird, um ein Abziehen des Wassers aus dem Rotor 12 zu ermöglichen, in der gleichen Weise, wie dies beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform beschrieben wurde.

Es ist auch möglich, daß die Abscheider und Aufnahmekammern an dem Ende ausgebildet sind, das dem in Fig. 6 gezeigten gegenüber­ liegt, oder sie können an beiden Enden vorgesehen sein. Eine oder mehrere Fluidkammern können an beiden Enden des Rotors 12 vorge­ sehen sein. In einer ähnlichen Weise können die Schwimmersensoren an jeder beliebigen Stelle entlang der Rotorwandung 12 angeordnet sein. Es ist jedoch vorteilhaft, die Schwimmersensoren an solchen Positionen anzuordnen, wo sie die geringste Störung durch die in den Rotor 12 eintretenden Fluide erfahren. Dies bedeutet, daß die Schwimmer wahrscheinlich am vorteilhaftesten in der Nähe der Fluidaufnahmekammern anzuordnen sein sollten.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 führt der Abzug der Flüssigkeiten aus den Fluidaufnahmekammern durch den Abscheider 80 und den Abscheider 112 zu einer gemeinsamen Strömung entlang der Wandung des Rotors 12. Wenn die Abscheider und die Aufnahmekammern auf ent­ gegengesetzten Enden des Rotors angeordnet sind (ein Abscheider und eine Aufnahmekammer an jedem Ende), tritt ein Gegenstrom durch den Abzug der Flüssigkeiten aus dem Rotor 12 ein. Die bevorzugten Ausführungsformen, wie sie in Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben sind, umfassen verschiedene Verbesserungen über diese Grundaus­ führungsform, so daß eine vollständigere Trennung einer jeden Fluidkomponente möglich ist, wobei jedoch der grundsätzliche Be­ trieb der Zentrifuge, entsprechend der Darstellung in Fig. 6, abläuft.

Verschiedene Untersuchungen sind ausgeführt worden, unter Einsatz der Zentrifuge, wie sie in Fig. 1 dargestellt und hierin beschrie­ ben ist. Die Untersuchungen mit einer Prototypzentrifuge von 305 mm Durchmesser und 762 mm Länge, die mit einer Mischung aus 50% Öl und 50% Wasser beschickt wurde, zeigten die folgenden Ergebnisse:

Bei der Prototypzentrifuge besaß der Fluiddurchlaß 56, der zwischen der inneren Oberfläche des Rotors 12 und der äußeren Oberfläche der Auskleidung 24 ausgebildet war, eine Dicke von etwa 10,2 mm. Der Abstand des Wehres 72 von der inneren Oberfläche der Auskleidung 54 betrug etwa 25,4 mm. Bei einer Dicke der Auskleidung von 2,5 mm betrug der Abstand des Wehres 72 vom Rotor 12 etwa 38,1 mm.

Der Schwimmer 60, der in dem Käfig 58 an der Auskleidung 54 gehalten war, zum Aufschwimmen auf der Ölschichtoberfläche, war in der Lage, eine gewisse Bewegung auf der Öloberfläche in einem Abstand von der inneren Oberfläche des Rotors 12 auszuführen, und zwar in etwa gleich dem Abstand zwischen dem Wehr 72 und der inneren Oberfläche des Rotors 12 (38,1 mm). Die Bewegung des Schwimmers 60 innerhalb des Käfigs 58 lag in der Größenordnung von ±2,54 mm. In einer ähnlichen Weise konnte der Zwischenflächenschwimmer 62, der sich in dem Käfig 64 befand, eine leichte Bewegung auf der Öl-Wasser­ zwischenflächenoberfläche ausführen, von etwa 8,9 mm von der inneren Oberfläche der Auskleidung 54. Die Bewegung des Schwimmers 62 in dem Käfig 64 lag in der Größenordnung von ±2,54 mm.

Größere Zentrifugalseparatoren können größeres Spiel hinsicht­ lich des Durchlasses 56 für größere Fluidbehandlungskapazitäten aufweisen. Auch kann, mit dem Anstieg der Zentrifugenkapazität, die Höhe des Wehres 72 ansteigen für einen größeren Durchlaß 100 und 56. Eine Vergrößerung der Höhe des Wehres 72 erfordert auch einen Anstieg des Abstandes des Schwimmers 60 und des Schwimmers 62 von der Auskleidung 54. Dementsprechend sollen die angegebenen Abstände und Dimensionen in keiner Weise absolute Konstruktionseingrenzungen darstellen oder Betriebsbereiche bedeuten.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angeführt werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (42)

1. Verfahren zum Abscheiden der Komponenten eines Materialstromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unterschiedlicher spezifischer Dichte zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß man:
den Strom in einen Rotor einführt, der eine Rotorwandung besitzt, sowie einander gegenüberliegende erste und zweite Endbereiche, sowie eine Mehrzhal von Fluidabzugsabschnitten, die an dem Rotor ge­ halten sind,
den Rotor in Drehung versetzt, um eine Radialtrennung der Fluide zu bewirken, wobei die Fluide nach außen gegen die Rotorwand ge­ drückt werden und eine Mehrzahl von Fluidschichten derart bilden, daß die Fluidschicht, angrenzend an die Rotorwandung, die größte relative spezifische Dichte und die nachfolgenden Schichten in Richtung auf die Rotationsachse des Rotors sukzessiv geringere spezifische Dichten aufweisen, wobei Zwischenflächen zwischen den einzelnen Fluidschichten gebildet werden,
die Position einer jeden Zwischenfläche mit Hilfe von Detektoren bestimmt und
die individuellen Fluide abzieht, indem man jedes Fluid in einen Fluidabzugabschnitt überführt und die Fluide durch eine Öffnung eines Fluidabscheiders aus dem Rotor abzieht, entsprechend der Aufnahme einer jeden Zwischenfläche, wenn die Fluidschicht eine vorbestimmten Dicke erreicht hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Position einer jeden Zwischenfläche ermittelt durch die Be­ stimmung der Position einer Mehrzahl von Schwimmern, die an den entsprechenden Zwischenflächen zwischen den Schichten aufschwimmen, wobei jeder Schwimmer eine spezifische Dichte besitzt, die geringer ist als die spezifische Schicht, auf welcher er aufschwimmt und größer als die spezifische Dichte der Schicht, unterhalb welcher er sich befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest eines der Fluide Gas ist, wobei man dann, wenn das Gas in der Gasschicht einen vorbestimmten Druck erreicht hat, dieses abzieht, während man einen vorbestimmten Rotordruck aufrechterhält.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindest­ ens eines der Fluide ein Gas ist, wobei man das Gas dann abzieht, wenn ein vorbestimmter Druck in der Gasschicht erreicht ist, während man einen vorbestimmten Druck innerhalb des Rotors aufrecht­ erhält.

5. Verfahren zum Abscheiden der Komponenten eines Materialstromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unterschiedlicher spezifischer Dichten zusammensetzt und der Materialstromfeststoff­ bestandteile enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man:
den Strom in eine Zentrifuge einleitet, die einen inneren Rotor und einen Hauptrotor umfaßt, wobei sich der innere Rotor innerhalb des Hauptrotors befindet und mit einer konkaven Rotorwandung ver­ sehen ist, während der Hauptrotor eine Rotorwandung umfaßt, sowie einander gegenüberliegende erste und zweite Endbereiche und mehrere Fluidabzugabschnitte, die an dem Rotor angeordnet sind,
den inneren Rotor in Umdrehungen versetzt, zur Erzeugung einer Zentrifugalkraft, die ausreicht, um die Feststoffe gegen die innere Rotorwandung zu führen,
die abgetrennten Feststoffe aus dem inneren Rotor abzieht,
die Mehrzahl der Fluide aus dem inneren Rotor in den Hauptrotor überführt,
den Hauptrotor in Umdrehung versetzt, zur Bewirkung einer radialen Auftrennung der Fluide, wobei die Fluide gegen die Hauptrotor­ wandung gedrückt werden und eine Mehrzahl von Fluidschichten aus­ bilden, so daß die Fluidschicht, angrenzend an die Rotorwandung, die größte spezifische Dichte besitzt und aufeinanderfolgende Schichten in Richtung auf die Rotationsachse des Rotors, auf­ einanderfolgend geringere spezifische Dichten besitzen,
die Position einer jeden Zwischenschicht mit Hilfe von Detektoren ermittelt und
die individuellen Fluide abzieht, indem man jedes Fluid in einen Fluidabzugsabschnitt überführt und jedes individuelle Fluid aus dem Rotor durch die Öffnung eines Fluidabscheidedurchlasses ab­ zieht, entsprechend der Ermittlung einer jeden Zwischenfläche, wenn die Fluidschicht eine vorbestimmte Dicke erreicht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Position einer jeden Zwischenfläche ermittelt, durch die Be­ stimmung der Position einer Mehrzahl von Schwimmern, die an den Zwischenflächen zwischen den Schichten aufschwimmen, wobei jeder der Schwimmer eine spezifische Dichte aufweist, die geringer ist als die spezifische Dichte der Schicht, auf welcher er schwimmt und größer ist als die spezifische Dichte der Schicht, unter welcher er sich befindet.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindest­ ens eines der Fluide ein Gas ist, wobei man das Gas entfernt, wenn innerhalb der Gasschicht ein vorbestimmter Druck erreicht ist, während man einen vorbestimmten Druck innerhalb des Rotors aufrecht­ erhält.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Fluide ein Gas ist, wobei man das Gas dann entfernt, wenn ein vorbestimmter Druck innerhalb der Gasschicht erreicht ist, während man einen vorbestimmten Druck innerhalb des Rotors aufrechterhält.

9. Verfahren zum Abscheiden der Komponenten eines Material­ stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unter­ schiedlicher spezifischer Dichten zusammensetzt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strom eine erste spezifisch dichtere und eine zweite spezifisch leichtere Flüssigkeit enthält, wobei man den Strom kontinuierlich in einen sich drehenden Rotor einführt, der eine Rotorwandung und einander gegenüberliegende erste und zweite Bereiche aufweist, wobei die beiden sich in dem Rotor drehenden Flüssigkeiten eine erste Flüssigkeitsschicht und eine zweite Flüssigkeitsschicht bilden, die durch eine Zwischenfläche voneinander getrennt sind,
die Bewegung der Zwischenfläche zwischen den beiden Flüssigkeits­ schichten mittels einer ersten Sensoreinrichtung aufnimmt,
die Bewegung der inneren Oberfläche der zweiten Flüssigkeitsschicht mit Hilfe einer zweiten Sensoreinrichtung aufnimmt,
die erste Flüssigkeit aus dem Rotor in Abhängigkeit von der ersten Sensoreinrichtung abzieht, wobei man die Zwischenfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten in einem vorbestimmten Abstand von der Rotorwandung hält und
die zweite Flüssigkeit von dem Rotor in Abhängigkeit von der zweiten Sensoreinrichtung abzieht, wobei man das Niveau der inneren Oberfläche der zweiten Flüssigkeit in einem vorbestimmten Bereich hält.

10. Vorrichtung zum Abscheiden der Komponenten eines Material­ stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unter­ schiedlicher spezifischer Dichte zusammensetzt, gekennzeichnet durch
einen Rotor 12, der sich um seine Längsachse zu drehen vermag, wobei der Rotor (12) eine Rotorwandung und einander gegenüber­ liegende erste und zweite Endabschlußwandungen (28, 42) trägt, die eine Öffnung (57) innerhalb des Rotors (12) definieren,
ein Fluideinlaßrohr (48), das sich in eine Öffnung des Rotors (12) zur Einführung des Stromes in den Rotor hineinerstreckt,
eine Aufnahmekammer (112) für ein Fluid mit großer Dichte, die an dem Rotor (12) gehalten ist,
eine Abscheideeinrichtung (118) innerhalb der Öffnung des Rotors (12) mit einem Strömungsdurchlaß (120), der sich von der Aufnahme­ kammer (112) über den Axialbereich des Rotors (12) nach außen zum Abzug des dichten Fluids aus der Kammer hinauserstreckt,
eine Aufnahmekammer (68) für das Fluid geringer Dichte, die an dem Rotor (12) gehalten ist,
einen Abscheider (80, 82) für das Fluid geringer Dichte mit einer Leitung, die sich aus der Aufnahmekammer (68) für das Fluid geringer Dichte über den axialen Bereich des Rotors (12) zum Ab­ zug des Fluids geringer Dichte nach außen erstreckt,
eine Sensoreinrichtung (62, 64, 132) zur Ermittlung der radialen Position der Zwischenfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
eine Einrichtung (122, 124) zur Regulierung der Strömung in der Leitung (120) zum Abzug der Flüssigkeit größerer Dichte, in Ab­ hängigkeit von der ermittelten Position der Zwischenfläche zwischen den Fluiden und
eine Einrichtung (86, 88) zur Regulierung der Strömungsmenge durch die Leitung (84) für den Abzug des Fluids geringerer Dichte, in Abhängigkeit von der Bestimmung der Radialposition der Oberfläche des Fluids geringerer Dichte durch eine Sensor­ einrichtung (58, 60, 96).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
einen Rotor (12), der um seine Längsachse drehbar gelagert ist, wobei der Rotor (12) eine umlaufende Wandung besitzt, sowie eine erste und eine zweite Endabschlußwandung (28, 42), die eine Öffnung (57) innerhalb des Rotors (12) einschließen,
einen Fluidbeschickungseinlaß (46, 48, 50), der in die innere Öffnung (57) des Rotors (12) führt, zur Zuführung des Material­ stromes in den Rotor (12),
eine Kammer (112) für den Fluidbestandteil mit einer höheren Dichte, die an dem Rotor (12) gehalten ist,
einen innerhalb der Rotoröffnung (57) angeordneten Abscheider (118) für das Fluid höherer Dichte mit einem Durchlaß (120), der sich zur Abführung des Strombestandteils höherer Dichte aus der Kammer (112) über den axialen Bereich des Rotors (12) nach außen er­ streckt,
eine an dem Rotor (12) gehaltene Kammer (68) für den Strombestand­ teil geringerer Dichte,
einen innerhalb der Rotoröffnung (57) angeordneten Abscheider (80) für den Strombestandteil geringerer Dichte, der einen Durchlaß (84) aufweist, der sich aus der Kammer (68) über den axialen Bereich des Rotors (12) nach außen erstreckt,
ein mit dem Rotor (12) verbundenes, im Bereich der Kammer (68) für den Strombestandteil geringerer Dichte angeordnetes Wehr (72), das sich,von der Rotorwandung ausgehend, radial nach innen er­ streckt, mit einem Abstand, der ausreicht, den Bestandteil geringerer Dichte überströmen und in die Kammer (68) eintreten zu lassen,
einen ersten Detektor (132) zur Ermittlung der radialen Position einer ersten Fluidzwischenschicht, sowie zur Erzeugung eines ent­ sprechenden Signals,
einen zweiten Detektor (96) zur Ermittlung der radialen Position einer zweiten Fluidzwischenschicht, sowie zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen ersten Signalumsetzer, der mit dem ersten Detektor in Ver­ bindung steht, zur Aufnahme des von dem ersten Detektor erzeugten Signals und Erzeugung eines Ausgangssignals zur Mengensteuerung des Materialabzuges durch den ersten Fluidabscheider (106),
einen zweiten Signalumsetzer, der mit dem zweiten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem zweiten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein Ausgangssignal zu erzeugen vermag, zur Mengensteuerung des Materialabzuges durch den zweiten Abscheider (80, 82),
eine Einrichtung (122, 124) zur Mengensteuerung des Materialflusses durch den Abscheider (118) für das Fluid höherer Dichte, in Ab­ hängigkeit von dem vom ersten Signalkonverter ausgehenden Steuer­ signal, unter Aufrechterhaltung eines Niveaus des Fluids höherer Dichte und
eine Einrichtung (86, 88) zur Mengensteuerung des Materialabzuges durch den zweiten Abscheider (80, 82), in Abhängigkeit vom Aus­ gangssignal des zweiten Signalumsetzers, unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids geringerer Dichte.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, gekennzeichnet durch
einen Rotor, der um seine Längsachse drehbar gehalten ist, wobei der Rotor eine Rotorwandung sowie zwei einander gegenüberliegende Endwandungen umfaßt, die eine Öffnung innerhalb des Rotors ein­ schließen,
einen Materialstrombeschickungseinlaß, der zur Zuführung des Materialstromes zum Rotor in die Rotoröffnung hineingreift,
eine Fluidkammer für das Fluid höherer Dichte, die an dem Hauptrotor gehalten ist,
einen Abscheider für das Fluid höherer Dichte, der sich inner­ halb der Öffnung des Rotors befindet und einen Durchlaß aufweist, der sich von der Kammer über den axialen Bereich des Rotors nach außen erstreckt, zum Abzug der Fluide höherer Dichte aus der Kammer,
eine am Rotor gehaltene Kammer für das Fluid geringerer Dichte,
einen Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, der sich in der Rotoröffnung befindet und einen Fluiddurchlaß umfaßt, der sich aus der Kammer über den axialen Bereich des Rotors nach außen erstreckt, zum Abzug der Fluide geringerer Dichte aus der Kammer,
ein Wehr, das mit dem Rotor, angrenzend an die Kammer für das Fluid geringerer Dichte verbunden ist und sich, von der Rotor­ wandung ausgehend, um einen solchen Abstand radial nach innen erstreckt, der ausreicht, um die Fluide geringerer Dichte über das Wehr überzuströmen und in die Kammer eintreten zu lassen,
einen ersten Schwimmer innerhalb der Rotoröffnung, der auf einer ersten Fluidzwischenfläche aufschwimmt und eine Radialbewegung, in bezug auf die Rotationsachse des Rotors, auszuführen vermag,
einen zweiten, innerhalb der Rotoröffnung angeordneten Schwimmer, der auf einer zweiten Fluidzwischenschicht aufschwimmt und eine Radialbewegung, in bezug auf die Rotationsachse des Rotors, auszuführen vermag,
einen ersten Detektor zur Bestimmung der Radialposition des ersten Schwimmers und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen zweiten Detektor zur Bestimmung der Radialposition des zweiten Schwimmers, sowie zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen ersten Signalumsetzer, der mit dem ersten Detektor in Ver­ bindung steht und in der Lage ist, das von dem ersten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, zur Mengensteuerung der Strömung durch den Abscheider für den Materialstrom höherer Dichte,
einen zweiten Signalumsetzer, der mit dem zweiten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem zweiten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, zur Mengensteuerung des durch den Abscheider für das Fluid ge­ ringerer Dichte fließenden Materialstromes,
eine Einrichtung zur Mengensteuerung des Materialstromes höherer Dichte, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des ersten Signal­ umsetzers, unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids höherer Dichte, sowie eine Einrichtung zur Mengen­ steuerung des Materialstromes durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des zweiten Signalumsetzers, unter Aufrechterhaltung eines vorbe­ stimmten Niveaus des Fluids geringerer Dichte.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, zur zusätzlichen Gasabscheidung, gekennzeichnet durch
einen dritten Fluidabscheider (136), der sich innerhalb der Rotor­ öffnung (57) befindet und einen Durchlaß (138) umfaßt, der sich zur Abführung des Gases aus dem axialen Bereich des Rotors (12) nach außen erstreckt, sowie
eine Drucksteuereinrichtung (140, 142), die an den dritten Durch­ laß (138) angeschlossen ist, zur Aufrechterhaltung eines vorbe­ stimmten Druckes innerhalb des Rotors (12).

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, mit einer zusätzlichen Ein­ richtung zur Gasabführung, gekennzeichnet durch
einen dritten Fluidabscheider, der sich innerhalb der Rotoröffnung befindet und einen Durchlaß aufweist, der sich aus dem axialen Bereich des Rotors zum Abzug des Gases nach außen erstreckt, sowie
eine Drucksteuereinrichtung, die mit dem dritten Durchlaß in Ver­ bindung steht, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Druckes innerhalb des Motors.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid aus dem Fluidbeschickungseinlaß aufzunehmen, sowie
ein Koagulationsmaterial, das sich mit dem Rotor zu drehen vermag.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid aus dem Fluidbeschickungs­ einlaß aufzunehmen, sowie
ein Koagulationsmaterial, das mit dem Rotor drehbar gehalten ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid aus dem Fluidbe­ schickungseinlaß aufzunehmen, sowie
ein Koagulationsmaterial, das mit dem Rotor drehbar gehalten ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid aus dem Fluidbe­ schickungseinlaß aufzunehmen, sowie
ein Koagulationsmaterial, das mit dem Rotor drehbar gehalten ist.

19. Vorrichtung zum Abscheiden der Komponenten eines Material­ stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unter­ schiedlicher spezifischer Dichten zusammensetzt, wobei einer der Bestandteile aus einem partikelförmigen Feststoff besteht, ge­ kennzeichnet durch
einen Hauptrotor, der um seine Längsachse drehbar gehalten ist, wobei der Hauptrotor eine Rotorwandung und einander gegenüber­ liegende erste und zweite Endabschlußwandungen umfaßt, die eine innere Öffnung des Rotors definieren,
einen inneren Rotor (202), der sich mit dem Hauptrotor (12) zu drehen vermag, wobei der innere Rotor eine innere Rotorwandung umfaßt, die eine Öffnung innerhalb des inneren Rotors begrenzt und diese in der Lage ist, einen Materialstrom aus der Fluidbe­ schickungsleitung aufzunehmen,
einen Sand/Wasserabscheider (106) innerhalb der Öffnung des inneren Rotors, der mit einer Abführleitung in Verbindung steht,
die sich von der Wandung des inneren Rotors über den axialen Bereich des Hauptrotors zum Abzug des Sandes aus dem inneren Rotor nach außen erstreckt,
eine Sand/Wasserauslaßöffnung, die mit der Abführleitung aus dem Sand/Wasserabscheider in Verbindung steht,
eine Reinwasserleitung (210), die von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors und des inneren Rotors in den inneren Rotor hineingeführt ist,
eine Wassereinlaßöffnung, die mit der Reinwasserleitung in Ver­ bindung steht,
eine Fluidbeschickungsleitung, die in den inneren Rotor mündet, zur Zuführung des Materialstromes in den inneren Rotor,
eine am Hauptrohr gehaltene Kammer für die Flüssigkeit größerer Dichte,
einen in der Öffnung des Rotors angeordneten Abscheider für das Fluid größerer Dichte, mit einer Strömungsleitung, die sich von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors in die Fluidkammer für das Fluid größerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug des Fluids größerer Dichte aus der Kammer,
eine an dem Rotor gehaltene Kammer für das Fluid geringerer Dichte,
einen in der Öffnung des Rotors angeordneten Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, mit einer Strömungsleitung, die sich von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug des Fluids geringerer Dichte aus der Kammer,
ein am Hauptrotor, angrenzend an die Kammer für das Fluid geringerer Dichte, gehaltenes Wehr, das sich von der Rotorwandung radial nach innen erstreckt, um einen Abstand, der ausreicht zum Übertritt des Fluids geringerer Dichte über das Wehr und dessen Eintritt in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte,
einen ersten Detektor zur Bestimmung der Radialposition einer ersten Fluidschichtzwischenfläche, sowie zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen zweiten Detektor zur Bestimmung der Radialposition einer zweiten Fluidschichtzwischenfläche, sowie zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen ersten Signalumsetzer, der in Verbindung mit dem ersten Detektor steht und in der Lage ist, das Signal aufzunehmen, das durch den ersten Detektor erzeugt wurde, sowie ein Ausgangssignal zu erzeugen, zur Mengenregulierung des Stromes durch den Abscheider für das Fluid größerer Dichte,
einen zweiten Signalumsetzer, der in Verbindung mit dem zweiten Detektor steht und in der Lage ist, das Signal aufzunehmen, das von dem zweiten Detektor erzeugt wurde, sowie ein Ausgangssignal zu erzeugen für eine Einrichtung zur Steuerung des Mengenstromes durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte,
eine Einrichtung zur Mengensteuerung der Strömung durch den Ab­ scheider für das Fluid größerer Dichte, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal vom ersten Signalumsetzer, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids größerer Dichte und
eine Einrichtung zur Mengenregulierung der Strömung durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal vom zweiten Signalkonverter zur Aufrechter­ haltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids geringerer Dichte.

20. Vorrichtung zum Abscheiden der Komponenten eines Material­ stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unter­ schiedlicher spezifischer Dichte zusammensetzt, wobei einer der Bestandteile ein partikelförmiger Feststoff ist, gekennzeichnet durch
einen Hauptrotor, der um eine Achse drehbar gehalten ist, wobei der Hauptrotor eine Rotorwandung sowie einander gegenüberliegende erste und zweite Endabschlußbereiche umfaßt, die innerhalb des Hauptrotors eine Öffnung begrenzen,
einen inneren Rotor, der sich innerhalb des Hauptrotors befindet und sich mit dem Hauptrotor dreht, wobei der innere Rotor eine innere Rotorwandung aufweist, die eine Öffnung innerhalb des inneren Rotors definiert, zur Aufnahme eines Materialstromes aus einer Materialstrombeschickungsleitung,
einen Sand/Wasserabscheider, der sich in der Öffnung des inneren Rotors befindet und mit einer Abführleitung in Verbindung steht, die sich von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors und des inneren Rotors bis zur Wandung des inneren Rotors erstreckt, zum Abzug des Dandes aus dem inneren Rotor,
einen Sand/Wasserauslaß, der mit der Abführleitung des Sand/ Wasserabscheiders in Verbindung steht,
eine Reinwasserzuführleitung in die Öffnung des inneren Rotors, die sich von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors und des inneren Rotors in den inneren Rotor hineinerstreckt,
eine Wassereinlaßöffnung, die mit der Strömungsleitung für die Reinwasserleitung in Verbindung steht,
eine Materialstrombeschickungsleitung, die in die Öffnung des inneren Rotors hineinragt, zur Einführung des Materialstromes in den inneren Rotor,
eine am Hauptrotor befestigte Kammer für das Fluid größerer Dichte,
einen in der Öffnung des Rotors befindlichen Abscheider für das Fluid größerer Dichte, mit einer Abführleitung, die sich von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors in die Kammer für das Fluid größerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug der Fluide größerer Dichte aus der Kammer,
eine am Rotor gehaltene Kammer für das Fluid geringerer Dichte,
einen in der Öffnung des Rotors gehaltenen Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, mit einer Abführleitung, die sich von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug des Fluids geringerer Dichte aus der Kammer,
ein mit dem Hauptrotor verbundenes Wehr, angrenzend an die Kammer für das Fluid geringerer Dichte, das sich radial, von der Rotor­ wandung ausgehend, um einen Abstand nach innen erstreckt, der ausreicht, um die Fluide geringerer Dichte über das Wehr und in die Kammer einströmen zu lassen,
einen ersten Schwimmer in der Öffnung des Hauptrotors, der auf der ersten Fluidzwischenfläche aufschwimmt und eine Radialbewegung, in bezug auf die Rotationsachse des Rotors auszuführen vermag,
einen zweiten Schwimmer in der Öffnung des Hauptrotors, der auf einer zweiten Fluidzwischenfläche aufschwimmt und eine Radialbe­ wegung, in bezug auf die Rotationsachse des Rotors, auszuführen vermag,
einen ersten Detektor zur Bestimmung der Radialposition des ersten Schwimmers und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen zweiten Detektor, zur Bestimmung der Radialposition des zweiten Schwimmers und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen ersten Signalkonverter, der in Verbindung mit dem ersten Detektor steht und in der Lage ist, das von dem ersten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, für eine Mengensteuerung der Strömung durch den Abscheider für das Fluid größerer Dichte,
einen zweiten Signalumsetzer, der mit dem zweiten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem zweiten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, zur Mengensteuerung des Materialstromes durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte,
eine Einrichtung zur Mengensteuerung der Strömung durch den Abscheider für das Fluid größerer Dichte, in Abhängigkeit von dem vom ersten Signalumsetzer ausgehenden Ausgangssignal, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids größerer Dichte und
eine Einrichtung zur Mengensteuerung des Materialstromes durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, in Abhängigkeit vom Augangssignal des zweiten Signalumsetzers, zur Aufrechter­ haltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids geringerer Dichte.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, mit einer zusätzlichen Einrichtung zum Ausscheiden von Gas, gekennzeichnet durch
einen dritten Fluidabscheider, der sich in der Öffnung des Rotors befindet, mit einer Strömungsleitung, die sich von dem axialen Bereich des Hauptrotors nach außen erstreckt, zum Abzug von Gas aus dem Rotor und
eine Druckregeleinrichtung, die mit der dritten Strömungsleitung in Verbindung steht, wobei ein vorbestimmter Rotordruck aufrecht­ erhalten wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, mit einer zusätzlichen Ein­ richtung zum Ausscheiden von Gas, gekennzeichnet durch
einen dritten Fluidabscheider innerhalb der Öffnung des Rotors mit einer Strömungsleitung, die sich von dem axialen Bereich des Hauptrotors nach außen erstreckt, zum Abzug von Gas aus dem Rotor, sowie
einer Druckregeleinrichtung, die mit der dritten Strömungsleitung in Verbindung steht, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Rotordruckes.

23. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen Fluidbeschleunigerimpeller, der mit dem Rotor drehbar und in der Lage ist, Fluid aus der Fluidbeschickungsleitung aufzunehmen, sowie ein Koagulationsmaterial, das sich mit dem Rotor zu drehen vermag.

24. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen Fluidbeschleunigerimpeller, der mit dem Rotor drehbar und in der Lage ist, Fluid aus der Fluidbeschickungsleitung aufzu­ nehmen, sowie ein Koagulationsmaterial, das sich mit dem Rotor zu drehen vermag.

25. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen Fluidbeschleunigerimpeller, der mit dem Rotor drehbar und in der Lage ist, Fluid aus der Fluidbeschickungsleitung aufzu­ nehmen, sowie ein Koagulationsmaterial, das sich mit dem Rotor zu drehen vermag.

26. Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen Fluidbeschleunigerimpeller, der mit dem Rotor drehbar und in der Lage ist, Fluid aus der Fluidbeschickungsleitung aufzunehmen, sowie ein Koagulationsmaterial, das sich mit dem Rotor zu drehen vermag.

27. Vorrichtung zum Abscheiden der Komponenten eines Material­ stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unter­ schiedlicher spezifischer Dichte zusammensetzt, gekennzeichnet durch
einen Rotor, der um eine Achse drehbar gehalten ist, wobei der Rotor eine Rotorwandung sowie einander gegenüberliegende erste und zweite Endabschlußbereiche umfaßt, die einen Innenraum ein­ schließen,
eine Fluidbeschickungsleitung, die in die Rotoröffnung hineinragt, zur Einführung des Materialstromes,
eine Auskleidung, die an dem Rotor gehalten ist, unter Bildung eines Strömungsdurchlasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor über dessen Länge,
eine am Rotor gehaltene Kammer für das Fluid größerer Dichte,
einen in der Rotoröffnung gehaltenen Abscheider für das Fluid größerer Dichte, mit einer Zuführleitung, die sich von außen über den axialen Bereich des Rotors in die Kammer für das Fluid größerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug der Fluide größerer Dichte aus der Kammer,
eine an dem Rotor gehaltene Kammer für das Fluid geringerer Dichte,
einen in der Öffnung des Rotors montierten Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, mit einem Strömungsdurchgang, der sich von außen über den axialen Bereich des Rotors in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug der Fluide geringerer Dichte aus der Kammer,
ein Wehr, das mit dem Rotor, angrenzend an die Kammer, für das Fluid geringerer Dichte verbunden ist und sich radial von der Rotorwandung nach innen über einen Abstand erstreckt, der hin­ reicht, um die Fluide geringerer Dichte über das Wehr strömen und in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte einströmen zu lassen,
einer am Rotor gehaltenen Fluidkammer für das Schichtöl,
einem in der Rotoröffnung gehaltenen Abscheider für das Schicht­ ölfluid mit einem Strömungsdurchlaß, der sich von außen von dem Fluidbeschickungseinlaß in die Kammer für das Schichtölfluid hineinerstreckt, zum Abzug des Schichtöls aus der Kammer und Rück­ führung in den Rotor,
einen ersten Detektor zur Bestimmung der Radialposition einer ersten Fluidschichtzwischenfläche und Erzeugung eines ent­ sprechenden Signals, einen zweiten Detektor zur Bestimmung der Radialposition einer zweiten Fluidschichtzwischenfläche und Er­ zeugung eines entsprechenden Signals,
einem ersten Signalkonverter, der mit dem ersten Detektor in Ver­ bindung steht und in der Lage ist, das von dem ersten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein Ausgangssignal für eine Mengen­ steuerung durch den Abscheider für das Fluid größerer Dichte abzu­ geben,
einen zweiten Signalkonverter, der mit dem zweiten Detektor in Ver­ bindung steht und in der Lage ist, das von dem zweiten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und einen Signalausgang für eine Mengensteuerung durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte abzugeben,
eine Einrichtung zur Mengenregulierung der Strömung durch den Ab­ scheider für das Fluid größerer Dichte, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal vom ersten Signalkonverter, wobei ein vorbestimmtes Niveau des Fluids mit größerer Dichte aufrechterhalten wird, sowie eine Mengenreguliereinrichtung für die Strömung durch den Ab­ scheider für das Fluid geringerer Dichte,in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal vom zweiten Signalkonverter, wobei ein vorbestimmtes Niveau des Fluids geringerer Dichte aufrechter­ halten wird.

28. Vorrichtung zum Abscheiden der Komponenten eines Material­ stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unter­ schiedlicher spezifischer Dichte zusammensetzt, gekennzeichnet durch
einen Rotor, der um eine Achse drehbar gehalten ist, wobei der Rotor eine Rotorwandung sowie einander gegenüberliegende erste und zweite Endbereiche umfaßt, die eine Öffnung innerhalb des Rotors definieren,
eine Fluidbeschickungsleitung, die in die Öffnung innerhalb des Rotors hineinragt, zur Einführung des Materialstromes in den Rotor,
eine Auskleidung, die an dem Rotor gehalten ist und einen Strömungsdurchlaß zwischen der Auskleidung und dem Rotor entlang seiner Längsrichtung bildet,
eine an dem Rotor gehaltene Kammer für das Fluid größerer Dichte,
einen Abscheider für das Fluid größerer Dichte, der sich in der Öffnung innerhalb des Rotors befindet und eine Strömungsleitung umfaßt, die sich nach außen über den axialen Bereich des Rotors in die Kammer für das Fluid größerer Dichte hineinerstreckt, zum Abziehen der Fluide größerer Dichte aus der Kammer,
eine am Rotor gehaltene Kammer für das Fluid geringerer Dichte,
einen Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, der in der Öffnung des Rotors gehalten ist und einen Strömungsdurchlaß um­ faßt, der sich von außen über den axialen Bereich des Rotors in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug des Fluids geringerer Dichte aus der Kammer,
ein Wehr, das mit dem Rotor in Verbindung steht, angrenzend an die Kammer für das Fluid geringerer Dichte, und sich von der Rotorwandung radial nach innen erstreckt, um einen Abstand, der ausreicht, um die Fluide geringerer Dichte über das Wehr strömen und in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte einströmen zu lassen,
eine am Rotor gehaltene Kammer für das Schichtölfluid,
einen in der Öffnung des Rotors gehaltenen Abscheider für das Schichtölfluid mit einem Strömungsdurchlaß, der sich von außen von der Einlaßströmungsbeschickungsleitung in die Kammer für das Schichtölfluid hineinerstreckt, zum Abzug des Schichtöls aus der Kammer und Kreislaufrückführung in den Rotor,
einen ersten Schwimmer innerhalb der Öffnung des Hauptrotors, der auf einer ersten Fluidzwischenfläche aufschwimmt und eine Radialbewegung, in bezug auf die Rotationsachse des Rotors, auszuführen vermag,
einen zweiten Schwimmer, der in der Öffnung des Hauptrotors ange­ ordnet ist und auf einer zweiten Fluidzwischenfläche aufschwimmt und in der Lage ist, eine Radialbewegung, in bezug auf die Ro­ tationsachse des Rotors, auszuführen,
einen ersten Detektor zur Bestimmung der Radialposition des ersten Schwimmers und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen zweiten Detektor zur Bestimmung der Radialposition des zweiten Schwimmers und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen ersten Signalkonverter, der mit dem ersten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem ersten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und einen Signalausgang einer Strömungsmengenregelung durch den Abscheider für das Fluid größerer Dichte zuzuführen,
einen zweiten Signalkonverter, der mit dem zweiten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem zweiten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein Ausgangssignal einer Mengensteuereinrichtung für die Strömung durch den Ab­ scheider für das Fluid geringerer Dichte zuzuführen,
eine Mengensteuereinrichtung für die Strömung durch den Ab­ scheider für das Fluid größerer Dichte, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal vom ersten Signalkonverter, zur Aufrechter­ haltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids größerer Dichte und
eine Mengensteuereinrichtung für die Strömung durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, in Abhängigkeit von dem Ausgangs­ signal vom zweiten Signalkonverter zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids geringerer Dichte.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch
einen dritten Fluidabscheider, der in der Öffnung des Rotors ge­ halten ist und einen Strömungsdurchlaß aufweist, der sich von dem axialen Bereich des Hauptrotors nach außen erstreckt, zum Abzug des Gases vom Rotor und
eine Drucksteuereinrichtung, die mit dem dritten Strömungsdurchlaß in Verbindung steht, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Rotordruckes.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch
einen dritten Fluidabscheider, der in der Öffnung des Rotors ge­ halten ist und einen Strömungsdurchlaß aufweist, der sich von dem axialen Bereich des Hauptrotors nach außen erstreckt, zum Abzug des Gases vom Rotor und
eine Drucksteuereinrichtung, die mit dem dritten Strömungsdurchlaß in Verbindung steht, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Rotordruckes.

31. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid von der Fluidbeschickungs­ leitung aufzunehmen, einem ersten Koagulationsmaterial innerhalb des Strömungsdurchlasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor, sowie
einem zweiten Koagulationsmaterial auf der inneren Oberfläche der Auskleidung.

32. Vorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid von der Fluidbeschickungs­ leitung aufzunehmen,
einem ersten Koagulationsmaterial innerhalb des Strömungsdurch­ lasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor, sowie
einem zweiten Koagulationsmaterial auf der inneren Oberfläche der Auskleidung.

33. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid von der Fluidbeschickungs­ leitung aufzunehmen,
einem ersten Koagulationsmaterial innerhalb des Strömungsdurch­ lasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor, sowie
einem zweiten Koagulationsmaterial auf der inneren Oberfläche der Auskleidung.

34. Vorrichtung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid von der Fluidbe­ schickungsleitung aufzunehmen,
einem ersten Koagulationsmaterial innerhalb des Strömungsdurch­ lasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor, sowie
einem zweiten Koagulationsmaterial auf der inneren Oberfläche der Auskleidung.

35. Vorrichtung zum Abscheiden der Komponenten eines Material­ stromes, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unter­ schiedlicher spezifischer Dichte zusammensetzt, wobei einer der Bestandteile aus partikelförmigen Feststoffen besteht, gekenn­ zeichnet durch
einen Hauptrotor, der um eine Achse drehbar gehalten ist, wobei der Rotor eine Rotorwandung sowie einander gegenüberliegende erste und zweite Endabschlußbereiche umfaßt, die eine Öffnung innerhalb des Rotors definieren,
einen inneren Rotor, der sich innerhalb des Hauptrotors befindet und sich mit diesem zu drehen vermag, wobei der innere Rotor eine innere Rotorwandung besitzt, die eine Öffnung innerhalb des inneren Rotors definiert, welche in der Lage ist, den Materialstrom von einer Fluidbeschickungsleitung aufzunehmen,
einen Sand/Wasserabscheider, der sich innerhalb der Öffnung im inneren Rotor befindet und eine Strömungsleitung umfaßt, die sich von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors und des inneren Rotors zur Wandung des inneren Rotors erstreckt, zum Abzug des Sandes aus dem inneren Rotor,
eine Sand/Wasserauslaßöffnung, die mit der Strömungsleitung des Sand/Wasserabscheiders in Verbindung steht,
eine Reinwasserleitung, die sich in die Öffnung des inneren Rotors hineinerstreckt und einen Durchlaß bildet, von außen über den axialen Bereich des Hauptrotors und des inneren Rotors in den inneren Rotor hinein,
eine Wassereinlaßöffnung, die mit dem Strömungsdurchlaß der Reinwasserleitung in Verbindung steht,
eine Materialstrombeschickungsleitung, die in die Öffnung des inneren Rotors hineinragt, zur Zuführung des Materialstromes in den inneren Rotor,
eine Auskleidung, die an dem Hauptrotor gehalten ist, zur Er­ zeugung eines Strömungsdurchlasses zwischen der Auskleidung und dem Hauptrotor in dessen Längsrichtung,
eine an dem Rotor gehaltene Kammer für ein Fluid größerer Dichte,
einen in der Öffnung des Rotors gehaltenen Abscheider für das Fluid größerer Dichte, mit einem Strömungsdurchlaß, der sich nach außen über den axialen Bereich des Hauptrotors und in die Kammer für das Fluid größerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug der Fluide größerer Dichte aus der Kammer,
eine an dem Hauptrotor gehaltene Kammer für ein Fluid geringerer Dichte,
einen innerhalb der Öffnung des Rotors montierten Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, mit einem Strömungsdurchlaß, der sich nach außen und über den axialen Bereich des Hauptrotors in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte hineinerstreckt, zum Ab­ zug der Fluide geringerer Dichte aus der Kammer,
ein Wehr, das mit dem Hauptrotor, angrenzend an die Kammer für das Fluid geringerer Dichte verbunden ist und sich radial nach innen,von der Rotorwandung ausgehend, um einen vorbestimmten Ab­ stand erstreckt, der ausreicht, um die Fluide geringerer Dichte über das Wehr übertreten und in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte eintreten zu lassen,
eine Kammer für das Schichtölfluid, die an dem Hauptrotor ge­ halten ist,
einen in der Öffnung des Rotors gehaltenen Abscheider für das Schichtölfluid mit einem Strömungsdurchlaß, der sich außen von der Materialströmungsbeschickungsleitung in die Kammer für das Schichtölfluid hineinerstreckt, zum Abzug des Schichtöls aus der Kammer und Kreislaufrückführung in den Hauptrotor,
einen ersten Detektor zur Bestimmung der Radialposition einer ersten Fluidschicht-Zwischenfläche und Erzeugung eines ent­ sprechenden Signals,
einen zweiten Detektor zur Bestimmung der Radialposition einer zweiten Fluidschicht-Zwischenfläche und Erzeugung eines ent­ sprechenden Signals,
einen ersten Signalkonverter, der mit dem ersten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem ersten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein variables Ausgangssignal einer Mengensteuereinrichtung zuzuführen für den Strom durch den Abscheider für das Fluid größerer Dichte,
einen zweiten Signalkonverter, der mit dem zweiten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem zweiten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein variables Ausgangssignal auf eine Mengensteuereinrichtung zu übertragen, für die Strömung durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte,
eine Strömungsmengenregeleinrichtung für den Abscheider des Fluids größerer Dichte, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des ersten Konverters, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus für das Fluid größerer Dichte, sowie
eine Mengenströmungsregeleinrichtung für die Strömung durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, in Abhängigkeit von dem vom zweiten Signalkonverter ausgehenden Ausgangssignal, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus für das Fluid geringerer Dichte.

36. Vorrichtung zum Abscheiden der Komponenten eines Material­ stroms, der sich aus einer Mehrzahl von Bestandteilen unter­ schiedlicher spezifischer Dichten zusammensetzt, wobei einer der Bestandteile aus einem partikelförmigen Feststoffmaterial besteht, gekennzeichnet durch
einen Hauptrotor, der um eine Achse drehbar gehalten ist, wobei der Hauptrotor eine Rotorwandung sowie einander gegenüberliegende erste und zweite Endbereiche umfaßt, die eine Öffnung innerhalb des Rotors definieren,
einen inneren Rotor, der sich innerhalb des Hauptrotors befindet und sich mit diesem dreht, wobei der innere Rotor eine innere Rotorwandung umfaßt, die eine Öffnung innerhalb des inneren Rotors definiert, die die Materialströmung aus der Strömungsein­ laßleitung aufzunehmen vermag,
einen Sand/Wasserabscheider, der sich innerhalb der Öffnung des inneren Rotors befindet und einen Strömungsdurchlaß umfaßt, der sich von außen über den Rotationsachsenbereich des Hauptrotors und des inneren Rotors zur Wandung des inneren Rotors erstreckt, zum Abzug des Sandes aus dem inneren Rotor,
einen Sand/Wasserauslaß, der mit dem Strömungsdurchlaß für den Sand/Wasserabscheider in Verbindung steht,
eine Reinwasserzuführleitung, die sich in die Öffnung des inneren Rotors hineinerstreckt, mit einem Strömungsdurchlaß von außen über den Rotationsachsenbereich des Hauptrotors und des inneren Rotors in den inneren Rotor hinein,
eine Wassereinlaßöffnung, die mit der Wasserzuführleitung in Verbindung steht,
eine Materialstrombeschickungsleitung, die in die Öffnung des inneren Rotors hineinragt, zur Einführung des Materialstromes in den inneren Rotor,
eine Auskleidung, die an dem Hauptrotor gehalten ist und eine Strömungspassage zwischen der Auskleidung und dem Hauptrotor in dessen Längsrichtung bildet,
eine an dem Hauptrotor gehaltene Kammer für das Fluid größerer Dichte,
einen in der Öffnung des Rotors angeordneten Abscheider für das Fluid größerer Dichte, mit einem Strömungsdurchlaß, der sich von außen über den Rotationsachsenbereich des Hauptrotors in die Kammer für das Fluid größerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug der Fluide größerer Dichte aus der Kammer,
eine an dem Hauptrotor gehaltene Kammer für ein Fluid geringerer Dichte,
einen in der Rotoröffnung befestigten Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, mit einem Strömungsdurchlaß, der sich von außen über den Rotationsachsenbereich des Hauptrotors in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte hineinerstreckt, zum Abzug des Fluides geringerer Dichte aus der Kammer,
ein Wehr, das an dem Hauptrotor, angrenzend an die Kammer für das Fluid geringerer Dichte, befestigt ist und sich, von der Rotorwandung ausgehend, radial nach innen erstreckt, um einen Abstand, der ausreicht, die Fluide geringerer Dichte über das Wehr über- und in die Kammer für das Fluid geringerer Dichte eintretenzulassen,
eine an dem Hauptrotor gehaltene Kammer für das Schichtölfluid,
einen in der Rotoröffnung montierten Abscheider für das Schicht­ ölfluid, mit einem Strömungsdurchlaß, der sich von der Fluidbe­ schickungsleitung in die Schichtölfluidkammer hineinerstreckt, zum Abzug des Schichtöls aus der Kammer und Kreislaufrückführung in den Hauptrotor,
einen ersten Schwimmer in der Öffnung des Hauptrotors, der auf einer ersten Fluidzwischenfläche aufschwimmt und eine Radialbe­ bewegung, in bezug auf die Rotationsachse des Rotors, auszuführen vermag,
einen zweiten Schwimmer in der Öffnung des Hauptrotors, der auf einer zweiten Fluidzwischenschicht aufschwimmt und eine Radial­ bewegung, in bezug auf die Rotationsachse des Rotors, auszu­ führen vermag,
einen ersten Detektor, zur Bestimmung der Radialposition des ersten Schwimmers und Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen zweiten Detektor, zur Bestimmung der Radialposition des zweiten Schwimmers und Erzeugung eines entsprechenden Signals,
einen ersten Signalkonverter, der mit dem ersten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem ersten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein variables Ausgangssignal einer Strömungsmengenregeleinrichtung für die Strömung durch den Abscheider für das Fluid größerer Dichte zuzuführen,
einen zweiten Signalkonverter, der mit dem zweiten Detektor in Verbindung steht und in der Lage ist, das von dem zweiten Detektor erzeugte Signal aufzunehmen und ein variables Ausgangssignal einer Strömungsmengenregeleinrichtung für die Strömung durch den Ab­ scheider für das Fluid geringerer Dichte zuzuleiten,
eine Strömungsmengenregeleinrichtung für die Strömung durch den Abscheider für das Fluid größerer Dichte, in Abhängigkeit von dem vom ersten Signalkonverter ausgehenden variablen Ausgangs­ signal, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids größerer Dichte und
eine Strömungsmengenregeleinrichtung für die Strömung durch den Abscheider für das Fluid geringerer Dichte, in Abhängigkeit von dem vom zweiten Signalkonverter ausgehenden variablen Ausgangs­ signal, zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Niveaus des Fluids geringerer Dichte.

37. Vorrichtung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch
einen dritten Fluidabscheider, der sich in der Rotoröffnung be­ findet und einen Strömungsdurchlaß umfaßt, der sich nach außen von dem Rotationsachsenbereich des Hauptrotors erstreckt, zum Abzug des Gases aus dem Rotor, sowie
eine Druckregulierungseinrichtung, die mit dem dritten Strömungs­ durchlaß in Verbindung steht, zur Aufrechterhaltung eines vorbe­ stimmten Druckes innerhalb des Rotors.

38. Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch
einen dritten Fluidabscheider, der sich in der Rotoröffnung be­ findet und einen Strömungsdurchlaß umfaßt, der sich nach außen von dem Rotationsachsenbereich des Hauptrotors erstreckt, zum Abzug des Gases aus dem Rotor, sowie
eine Druckregulierungseinrichtung, die mit dem dritten Strömungs­ durchlaß in Verbindung steht, zur Aufrechterhaltung eines vorbe­ stimmten Druckes innerhalb des Rotors.

39. Vorrichtung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid aus der Fluideinlaß­ leitung aufzunehmen,
ein erstes Koagulationsmaterial innerhalb des Strömungsdurchlasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor sowie ein zweites Koagu­ lationsmaterial auf der inneren Oberfläche der Auskleidung.

40. Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid aus der Fluideinlaß­ leitung aufzunehmen,
ein erstes Koagulationsmaterial innerhalb des Strömungsdurch­ lasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor sowie ein zweites Koagulationsmaterial auf der inneren Oberfläche der Auskleidung.

41. Vorrichtung nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid aus der Fluideinlaß­ leitung aufzunehmen,
ein erstes Koagulationsmaterial innerhalb des Strömungsdurch­ lasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor sowie ein zweites Koagulationsmaterial auf der inneren Oberfläche der Auskleidung.

42. Vorrichtung nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch
einen Fluidbeschleunigerimpeller, der sich mit dem Rotor zu drehen vermag und in der Lage ist, Fluid aus der Fluideinlaß­ leitung aufzunehmen,
ein erstes Koagulationsmaterial innerhalb des Strömungsdurch­ lasses zwischen der Auskleidung und dem Rotor sowie ein zweites Koagulationsmaterial auf der inneren Oberfläche der Auskleidung.