FR2635472A1 - Procede et appareil de separation des constituants d'un courant forme de plusieurs fluides ayant des densites differentes - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil et un procédé de centrifugation pour séparer un courant de fluide en ses divers constituants ayant des densités différentes. L'appareil de centrifugation comporte un rotor 12 de manière à utiliser des forces centrifuges pour séparer les constituants gazeux, solides et liquides du courant de production d'un puits. Une fois la séparation réalisée, des dispositifs à détecteurs 96, 132, associés à des flotteurs 60, 62, sont utilisés pour maintenir des niveaux de liquide dans le séparateur et pour commander l'évacuation des fluides individuels séparés de l'appareil. Domaine d'application : séparation des courants de production de puits de pétrole et de gaz en leurs divers constituants, etc.

Description

L'invention concerne un procédé et un appareil pour séparer les

constituants d'un courant de fluide comprenant un gaz, des liquides et des solides. L'invention concerne en particulier un séparateur du type centrifuge et le système de commande utilisé pour maintenir des niveaux de fluide appropriés dans le séparateur et pour réduire les

impuretés de chaque constituant déchargé du séparateur.

Bien que l'invention soit décrite dans le contexte de la production d'hydrocarbures sous la forme de pétrole et de gaz, on peut prévoir l'utilisation du procédé et de l'appareil de centrifugation pour la séparation de tout courant de fluide à constituants multiples présentant plus

d'une densité.

La séparation initiale des nombreux consti-

tuants contenus dans le courant produit par un puits de pétrole ou de gaz est l'une des opérations les plus

fondamentales dans la production de pétrole et de gaz.

Habituellement, le courant d'un puits d'hydrocarbures

contient de nombreux constituants, comprenant du gaz-

naturel, des hydrocarbures liquides, de l'eau de production et des particules (telles que du sable). Il est nécessaire de séparer ces quatre constituants avant que le pétrole et le gaz puissent être vendus ou utilisés dans les opérations

de production.

Des récipients de séparation par gravité sont habituellement utilisés pour séparer les constituants du courant d'un puits. Une installation habituelle de production comprend au moins deux de ces récipients: un séparateur d'eau libre et un séparateur de production. Les deux récipients comportent une enveloppe en acier munie de

déversoirs et de chicanes intérieurs. Pendant la produc-

tion, le courant du puits est produit de façon à passer dans le séparateur d'eau libre pour qu'une grande partie, généralement 60 % - 90 %, de l'eau libre soit retirée du courant du puits. Le séparateur de production sépare ensuite les constituants restants du gaz, du pétrole et de

l'eau produite, formant le courant du puits, en consti-

tuants individuels. Le pétrole est déchargé du séparateur de production vers une autre cuve pour un traitement supplémentaire pour la vente. L'eau provenant du séparateur de production est déchargée et dirigée vers une autre cuve o une petite quantité de pétrole, ayant pu rester dans l'eau, est éliminée. Cette eau traitée est ensuite manutentionnée en tant que rejet. Le constituant gazeux sort également du séparateur de production et est dirigé vers une installation de traitement de gaz o il est traité pour la vente ou l'utilisation. Tout sable produit s'accumule dans le séparateur d'eau libre et le séparateur de production jusqu'à ce que ces cuves soient retirées du

service et nettoyées.

Ainsi qu'il ressort de cette brève description,

de nombreux éléments du matériel de séparation sont habituellement utilisés dans la production de pétrole et de gaz. Chaque élément est coûteux a mettre en place,

entretenir et faire fonctionner.

Les exigences de poids et d'espace du matériel de séparation sont d'une importance particulière pour une

plate-forme en mer. Lorsque les installations de produc-

tion en mer sont montées sur des plate-formes installées dans des dizaines, des centaines ou même des milliers de mètres d'eau, l'espace coûte extrêmement cher. La réduction des dimensions et du poids de chaque élément de matériel peut réduire la dimension de la plate-forme en mer. La présente invention constitue un élément d'équipement de valeur sur une telle plate-forme. On a besoin d'un élément de matériel simple, petit, relativement léger, qui sépare des volumes relativement grands de pétrole, de gaz et d'eau et qui remplace les grandes, lourdes et coûteuses cuves

utilisées dans le passé.

On a suggéré d'utiliser un appareil centrifuge pour séparer les constituants multiples d'un courant de pétrole ou de gaz. Dans l'agencement habituel, les fluide du courant du puits sont introduits dans le séparateur et

mis en rotation contre la paroi centrifuge. Les consti-

tuants individuels forment des couches dont les densités décroissent au fur et à mesure que la distance à partir de la paroi augmente. Une fois la séparation achevée, les couches séparées individuelles sont ensuite enlevées. Cette

opération d'enlèvement peut être extrêmement difficile.

Comme indiqué dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 791 575, la commande de l'écoulement des fluides de décharge à partir d'un séparateur centrifuge pose un

difficile problème pour le fonctionnement d'une centrifu-

geuse. Divers systèmes de commande de niveau pour sépara-

teur centrifuge ont été proposés dans le but de commander ou régler les niveaux et la séparation continue du courant d'entrée. Des exemples de systèmes de commande de niveau comprennent des commandes d'entrée telles que décrites dans le brevets des Etats-Unis d'Amérique N' 1 794 452, des commandes de pression différentielle telles que décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 4 687 572, des commandes de débit d'écoulement telles que décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 2 941 712, une analyse du fluide de décharge telle que décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 622 029, une commande de

recyclage d'eau telle que décrite dans le brevet des Etats-

Unis d'Amérique N 3 208 201, et une commande d'un déversoir réglable de trop-plein telle que décrite dans le

brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 4 175 040.

Suivant le rendement en service demandé par un séparateur centrifuge donné, les centrifugeuses décrites ci-dessus et leurs systèmes respectifs de commande de

niveau de fluide peuvent être efficaces et appropriés.

L'inconvénient principal des systèmes centrifuges décrits dans le passé est leur inaptitude à parvenir à une séparation essentiellement complète des constituants du courant d'un puits. Il est fréquent qu'une séparation

partielle des fluides ne soit pas acceptable.

Dans des opérations effectuées en mer sur le pétrole et le gaz, o l'eau produite est rejetée en étant renvoyée dans la masse d'eau dans laquelle la plate-forme est placée, il est souhaitable que l'eau rejetée ne contienne pratiquement pas de pétrole (habituellement

moins de 50 millionièmes).

Dans une opération effectuée & terre, cette séparation complète est également souhaitable lorsque l'eau de production est rejetée au moyen de puits de refoulement ou d'injection. Si du pétrole est contenu dans l'eau injectée dans un puits de refoulement, le pétrole finit par

boucher la formation et exige des dépenses de recondition-

nement pour rétablir les possibilités d'évacuation ou

d'injection d'eau.

Le présent système de centrifugation et de commande de niveau est destiné à séparer de façon fiable les constituants d'un courant de puits formés de pétrole,

de gaz, d'eau et de sable.

L'invention concerne un procédé et un appareil de centrifugation pour séparer les constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes. L'invention est caractérisée par la séparation continue, hautement efficace, d'un courant de puits contenant du pétrole, de l'eau, du gaz et un certain volume plus faible de sable ou d'autres particules, au

moyen d'un seul élément ou d'une seule unité de matériel.

La séparation des phases du courant s'effectue par l'utilisation d'un rotor, d'un dispositif de détection et de captage de couches fluides et d'écopes d'enlèvement de fluide. Dans la forme de réalisation de base de l'appareil de traitement par centrifugation, un rotor pouvant tourner autour de son axe de rotation reçoit un courant de fluide qui est accéléré vers la paroi de ce rotor. Tout gaz présent dans le courant d'entrée se sépare des liquides en entrant dans le rotor. Le gaz sort ensuite de la centrifugeuse par une écope à gaz dont l'ouverture de passage est réglée par un régulateur de pression qui permet au gaz de s'écouler de la centrifugeuse lorsqu'une pression spécifiée est atteinte. Après que les fluides ont atteint la paroi du rotor, ils se déplacent le long de cette paroi o ils sont séparés en leurs constituants individuels, le fluide de densité plus élevée (l'eau) formant une couche de fluide à proximité de la chemise et le fluide de densité inférieure (le pétrole) formant une couche sur le fluide de densité plus élevée. Lorsque le fluide atteint l'extrémité du rotor opposée à celle à laquelle il a été amené, les courants sont séparés en leurs constituants individuels. La couche de pétrole s'écoule ensuite par-dessus un déversoir dans une chambre de retenue de pétrole. Lorsque le niveau

du pétrole dans cette chambre atteint une hauteur spéci-

fiée, un système de commande de niveau utilisant un ensemble détecteur et un flotteur tournant en cage ouvre un passage d'écoulement partant de la chambre de retenue du

pétrole et permet au pétrole de quitter la centrifugeuse.

L'eau s'écoule alors dans une chambre de retenue d'eau.

Lorsque le niveau de l'eau dans cette chambre atteint une hauteur spécifiée, un système de commande de niveau utilisant un second ensemble détecteur et un second flotteur tournant en cage ouvre un passage d'écoulement partant de la chambre de retenue d'eau et permet à l'eau de

sortir de la centrifugeuse.

S'il est prévu que le courant du puits contienne du sable ou d'autres particules solides, on peut utiliser une seconde forme de réalisation de l'appareil de traitement par centrifugation. Cette seconde forme de réalisation comprend un second rotor, plus petit, monté à l'intérieur du rotor mentionné dans la forme de réalisation de base. Le courant du puits est accéléré d'abord dans le second rotor, plus petit, tout sable ou autre matière solide se trouvant dans le courant du puits étant déplacé vers le bord de ce second rotor et évacué au moyen d'une écope a sable/eau. Les fluides restants du courant du puits s'écoulent du second rotor sur l'organe d'impulsion et pénètrent dans le rotor principal o ils sont séparés comme

dans la première forme de réalisation décrite ci-dessus.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une élévation avec coupe partielle d'une première forme de réalisation de l'appareil de traitement par centrifugation selon l'invention; - la figure 2 est une élévation avec coupe partielle d'une deuxième forme de réalisation de l'appareil de traitement par centrifugation; - la figure 3A est une vue en coupe axiale d'un organe d'impulsion d'accélération; - la figure 3B est une vue en plan d'un organe d'impulsion d'accélération; - la figure 4 est une vue schématique du système de commande pour l'évacuation des fluides; - la figure 5 est une vue en plan avec coupe partielle d'une écope a sable/eau et d'un agitateur; et - la figure 6 est une élévation avec coupe partielle d'une autre forme de réalisation de l'appareil de

traitement par centrifugation selon l'invention.

Comme on le voit sur la figure 1, une centri-

fugeuse 10 est composée d'un rotor 12 de forme cylindrique pouvant tourner autour d'une colonne centrale fixe 14. Un moteur électrique 16 à grande vitesse, ou tout autre dispositif à grande vitesse, fait tourner le rotor 12 autour de la colonne centrale 14 à des vitesses appropriées pour séparer les constituants fluides de différentes densités, présents dans le courant arrivant d'un puits. Le rotor 12 est enveloppé par une cuve protectrice et fixe 18 de contention reposant sur des pieds 20. Bien que la figure 1 représente une centrifugeuse 10 dans une position droite sur des pieds 20, la centrifugeuse 10 peut être mise en oeuvre dans n'importe quelle position. Les forces de la gravité s'exerçant dans la centrifugeuse 10 sur les fluides en cours de séparation, comme décrit ci- après, sont d'une très faible valeur par rapport a la grande force centrifuge exercée sur le fluide par le mouvement de rotation du rotor 12. En conséquence, la centrifugeuse 10 peut être mise en oeuvre avec l'axe de rotation du rotor 12 (c'est-à-dire de la colonne centrale 14) dans une orientation verticale, horizontale ou de toute autre direction. De plus, étant donné que la centrifugeuse 10 peut être montée sur une colonne ou toute autre structure stable, les pieds 20 ne

sont pas essentiels à la construction de la centrifugeuse.

Le moteur électrique 16 a grande vitesse est relié par un accouplement 22 à un arbre menant 24 qui pénètre dans l'enceinte protectrice 18 en passant dans une ouverture 26. L'arbre menant ou d'entraînement 24 est relié à un chapeau d'extrémité de fond 28 du rotor 12. Le rotor 12 est aligné à l'intérieur de l'enceinte protectrice 18 par un palier inférieur 30 entourant l'arbre 24 et par un palier supérieur 32. Cet alignement permet au rotor 12 de tourner concentriquement autour de la colonne centrale 14 sans toucher l'enceinte protectrice 18 de contention. Etant donné la grande quantité d'énergie cinétique que le rotor 12 possède en cours de fonctionnement, l'enceinte ou cuve protectrice 18 de contention doit être construite de manière à supporter les effets endommageants se produisant dans le cas d'une défaillance des pièces en rotation de la centrifugeuse 10 et de manière à assurer la sécurité du fonctionnement. Un joint inférieur 34 d'étanchéité est utilisé pour empêcher des fluides, ayant pu fuir du rotor

12, de sortir de la cuve protectrice 18.

Dans la forme préférée de réalisation, la colonne centrale 14 passe dans une ouverture 36 de la cuve protectrice 18. Un joint supérieur 38 d'étanchéité, situé entre la colonne centrale 14 et la cuve protectrice 18 de contention empêche toute fuite de fluide de la cuve protectrice 18 dans l'atmosphère ou tout autre milieu entourant cette cuve 18. La colonne centrale 14 passe également dans une ouverture 40 d'un chapeau d'extrémité supérieur 42 du rotor 12 et descend à l'intérieur du rotor 12. Un joint 44 d'étanchéité à la pression empêche également toute fuite à partir du rotor 12 vers l'intérieur

de la cuve protectrice 18. Il n'est pas nécessaire que la-

colonne centrale descende sur toute la longueur du rotor 12 comme montré sur la figure 1. La colonne centrale 14, comme représenté, sert de moyen efficace pour centrer et supporter les passages d'écoulement et les lignes de

commande nécessaires allant de l'intérieur de la centrifu-

geuse à l'extérieur du rotor 12 et sortant à travers la cuve ou enceinte protectrice 18 de confinement. D'autres moyens, tels que des passages de conduite d'écoulement déployés individuellement, peuvent également être utilisés pour positionner et supporter ces passages d'écoulement et

ces lignes de commande.

Dans cette forme de réalisation, la colonne centrale 14 est creuse. Ceci permet de faire passer dans la colonne centrale 14 et dans le centre du rotor 12 des canaux d'écoulement d'alimentation et de sortie et des

lignes de commande et de détection. Une bride 46 d'alimen-

tation en courant de fluide permet une entrée de fluide dans le rotor 12 par l'intermédiaire d'un tube 48 de passage d'entrée qui s'étend dans la colonne centrale 14 et sort par une buse 50 d'alimentation en fluide. La buse 50 d'alimentation sort de la colonne centrale 14 pour pénétrer dans une cuvette accélératrice 51 et arrive à proximité

d'un organe de propulsion accélérateur d'alimentation 52.

La cuvette accélératrice 51 et l'organe d'impulsion 52 sont

montés à l'intérieur du rotor 12 afin de tourner avec lui.

Les figures 3A et 3B sont des vues de côté et en plan, respectivement, de l'organe d'impulsion 52 d'accélération. La fonction de cet organe 52 d'accélération est d'amener efficacement les fluides entrant dans le rotor 12 d'un mouvement sans rotation à un mouvement de rotation propre à réaliser une séparation. Pour économiser l'espace et les matières demandées, il est souhaitable d'effectuer cette accélération de fluides dans une partie du rotor 12 aussi petite que possible. Ceci est réalisé au moyen d'ailettes 55 de l'organe d'impulsion 52, lesquelles ailettes aident à empêcher le fluide de glisser sur l'organe d'impulsion 52. En référence de nouveau à la figure 1, une ouverture 53 est formée entre l'ouverture 14 et la cuvette 51 d'accélération afin de permettre le passage du gaz de la cuvette 51 d'accélération dans

l'ouverture principale 57 de la centrifugeuse 10.

Une chemise 54, qui s'étend sur presque toute la longueur du rotor 12, est également montée à l'intérieur de ce rotor 12. Un passage étroit 56 d'écoulement de fluide est formé par l'espace compris entre la surface intérieure du rotor 12 et la chemise 54. Cette dernière est fixée par

les entretoises 59 au rotor 12 afin de tourner avec lui.

Lorsque les liquides quittent l'organe d'impulsion 52 d'accélération et commencent à tourner sur la surface intérieure de la chemise 54, ils se séparent en leurs différents constituants. Dans un courant de puits habituel, ces différents constituants sont un fluide léger (pétrole) et un fluide plus lourd (eau). Le fluide lourd forme une couche de fluide sur la chemise 54 et le fluide léger forme une couche plus lourde. Une cage 58 à flotteur de niveau de liquide, qui renferme un flotteur 60 de niveau de liquide, est montée sur la chemise 54. La cage 58 est fixée à la chemise 54 afin de tourner avec le rotor 12. Etant donné que les liquides et le rotor 60 tournent sur la chemise 54, il n'y a aucun mouvement relatif de rotation entre les liquides et le flotteur 60. Ce dernier possède une densité inférieure au fluide plus léger et il flotte donc sur la surface de la couche formée par ce fluide. Le flotteur 60 est monté à l'intérieur de la cage 58 de façon à se déplacer radialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur en direction du centre du rotor lorsque l'épaisseur de la surface de la couche du fluide plus léger augmente ou diminue. Un second flotteur de niveau du liquide, le flotteur 62, est également monté à l'intérieur d'une seconde cage, la cage 64 du flotteur de niveau du liquide, afin de détecter un léger mouvement radial sur l'interface entre le fluide lourd et le fluide léger. Le flotteur 62 du niveau du liquide, pour flotter sur l'interface entre la couche de fluide lourd et la couche de fluide léger, possède une densité comprise entre celles de ces deux fluides. Habituellement, la densité du pétrole brut est d'environ 0,80 et celle de la saumure produite est d'environ 1,05. Par conséquent, le flotteur 62 de niveau de liquide a une densité comprise entre environ 0,80 et environ 1,05. La cage 64 du flotteur est également montée sur la chemise 54 afin de tourner avec le rotor 12. En conséquence, il n'y a aucun mouvement relatif de rotation

entre le flotteur 62 et les fluides durant le fonction-

nement du rotor 12. Les flotteurs et les cages peuvent

avoir des positions quelconques le long de la chemise 54.

Bien que la forme préférée de réalisation de l'invention comporte un système détecteur de niveau de fluide utilisant un agencement à flotteurs, tout système détecteur capable de détecter l'épaisseur des couches formées par les fluides léger et lourd et les positions des

interfaces peut être incorporé en remplacement du dis-

positif à flotteurs. De plus, des essais effectués avec l'appareil de centrifugation ont montré que la chemise, qui inverse l'écoulement et augmente le temps de séparation pour l'eau, n'est pas essentielle à la séparation; cependant, la séparation la plus efficace est obtenue

lorsque la chemise est en place.

Le long et au-dessous de la chemise 54 est monté un tamis 66 à coalescence qui est utilisé pour aider à la formation de gouttelettes plus grosses du fluide léger durant la phase de séparation. En formant des gouttelettes plus grosses du fluide léger, la séparation des fluides a lieu beaucoup plus rapidemnet et efficacement. Le tamis 66 à coalescence aide aussi à maintenir la vitesse de rotation des fluides dans le rotor 12 en empêchant tout glissement entre le fluide lourd et la paroi du rotor. Dans la forme préférée de réalisation, un mat de polyethylène broyé est utilisé pour former un tamis 66 a coalescence efficace et aisé à fabriquer. Le tamis 66 peut également être forme à partir de métal déployé ou peut être remplacé par des ailettes, des pointes ou toute autre matière ou surface qui établit des surfaces de contact pour la formation de plus

grosses gouttelettes de pétrole.

A une extrémité du rotor 12, une chambre 68 de retenue de pétrole est formée par une plaque 70 qui est

fixée à l'intérieur du rotor 12 afin de tourner avec lui.

L'avant de la chambre 68 est formé par un déversoir 72 et une plaque 74. L'arrière de la chambre 68 est formée par la

face intérieure du chapeau d'extrémité inférieur 28.

Lorsque suffisamment de pétrole s'accumule dans le rotor 12, il se répand par-dessus le déversoir 72, passe dans des ouvertures 73 qui se trouvent en arrière du déversoir 72 et pénètre dans la chambre 68. Des ailettes 76 et des ailettes 78 sont situées a l'intérieur de la chambre 68 afin de maintenir et d'aider la rotation du fluide dans cette chambre 68. Les ailettes 76 et 78 sont également reliées au rotor 12 avec lequel elles tournent. Chacun des éléments (la plaque 70, le déversoir 72 et la plaque 74) qui forment la chambre 68 de retenue de pétrole et les ailettes 76 et 78 tournent avec le rotor 12. Ces éléments peuvent être reliés individuellement au rotor 12 ou assemblés et

assemblés ensemble au rotor 12.

Une écope 80 à fluide et une écope 82 à fluide pénètrent dans la chambre 68 & partir de la colonne centrale 14. L'utilisation d'écopes à fluide pour retirer un fluide d'une centrifugeuse est bien connue de l'homme de

l'art et ne nécessite pas d'être décrite plus en détail.

L'écope 80 à fluide et l'écope 82 à fluide sont raccordées à un passage d'écoulement 84 qui s'étend dans la colonne

centrale 14 et sort par l'intermédiaire d'une vanne 86.

Cette dernière est mise en action par un actionneur 88 de vanne. L'actionneur 88 reçoit d'un dispositif 92 de commande un signal de commande par l'intermédiaire d'une ligne 90 de commande. Le dispositif 92 de commande par signaux est un dispositif classique de commande qui reçoit un signal d'indication provenant d'un élément capteur, le compare au niveau établi et produit un signal de commande

de sortie pour exécuter une fonction souhaitée de commande.

Ici, le signal 92 de commande par signaux reçoit son signal d'indication par l'intermédiaire d'une ligne 94 de commande provenant d'un captuer 96 de position qui est monté sur la colonne centrale 14. Le capteur 96 de position détecte la

position relative du flotteur tournant 60 afin de déter-

miner la position de la surface de la couche de pétrole.

Le dispositif 92 de commande par signaux reçoit de l'énergie de manoeuvre, par exemple de l'énergie électrique, pneumatique ou hydraulique, d'une source 98. Le

capteur 96 de position peut utiliser un processus magné-

tique, optique, électrique, à ultrasons ou tout autre processus utilisable de détection pour déterminer la

position relative du flotteur 60. Cette forme de réali-

sation utilise un capteur à impulsions électroniques. Le dispositif 92 de commande peut recevoir un signal à impulsions électroniques généré par le capteur 96 de position en réponse au flotteur tournant 60. Les capteurs 96 peuvent être montés de manière telle, que lorsque le flotteur s'éloigne davantage de la chemise 54 (et se rapproche du capteur 96 de position), le signal provenant du capteur croît, ou vice-versa. Dans le premier cas, par exemple, lorsque le flotteur tournant 60 s'éloigne davantage de la chemise 54, indiquant un accroissement de la quantité de pétrole dans le rotor 12, le dispositif 92 de commande reçoit un signal à impulsions électroniques du capteur 96 de position et compare ce signal à un point de réglage. Lorsqu'il est nécessaire de commander la vanne 86, le dispositif 92 de commande produit un signal de sortie (habituellement des signaux de sortie sous la forme d'un signal électrique de 4-20 milliampères) qui est applique à l'actionneur 88 par l'intermédiaire de la ligne 90 de commande afin d'ouvrir la vanne 86 pour permettre au pétrole d'être déchargé du rotor 12. Pendant que le pétrole est déchargé et que le niveau descend, le capteur -96 transmet au dispositif 92 de commande que suffisamment de pétrole a quitté le rotor 12, que le niveau approprie du

pétrole a été atteint et que la vanne 86 doit être fermée.

Au fur et à mesure qu'il entre du pétrole dans la centri-

fugeuse, le cycle est répété.

Un passage d'écoulement 100 pour le fluide de densité plus élevée se trouve au-dessous du déversoir 72 et de la plaque 70. Le passage d'écoulement 100 est formé entre la plaque 70 et la surface intérieure de l'extrémité inférieure de la chemise 54. L'eau s'écoule dans le passage , change de direction et s'écoule dans le passage 56 qui est formé par la surface extérieure de la chemise 54 et la surface intérieure du rotor 12. Vers l'extrémité supérieure du passage 56 se trouve un orifice 102 de trop-plein qui

relie le passage 56 à une chambre 104 de retenue de fluide.

L'extrémité inférieure de la chambre 104 est formée d'une plaque 105 qui est fixée à la chemise 54 afin de tourner avec le rotor 12. L'extrémité supérieure de la chambre 104 est formée d'une plaque 107 également montée de façon à tourner avec le rotor 12. Tout pétrole qui ne s'est pas écoulé par-dessus le déversoir 72 et qui n'a pas pénétré dans la chambre 68 mais qui, par contre, est arrivé dans le passage 56 par l'intermédiaire du passage d'écoulement 100, est introduit à force dans la chambre 104 en étant enlevé par l'écope 106 à fluide qui s'étend jusqu'à l'intérieur de la chambre 104. L'écope 106 à fluide est reliée à un passage d'écoulement 108 qui est raccordé à la buse 48 d'écoulement d'alimentation en fluide et se vide dans cette buse 48 pour recycler le pétrole qui a atteint la zone

d'enlèvement de l'eau. Au-dessus de l'orifice 102 de trop-

plein, a proximité de la paroi intérieure du rotor 12, se trouve un passage 112 d'écoulement par lequel l'eau s'écoule vers une chambre 112 de retenue d'eau. L'extrémité

inférieure de la chambre 112 est formee d'une plaque 107.

L'extrémité superieure de la chambre 112 est formée par la face intérieure du chapeau d'extrémité supérieur 42. La chambre intérieure 112 comporte des ailettes 114 et des ailettes 116 qui maintiennent et aident la rotation du fluide dans la chambre 112. Les ailettes 114 et 116 sont reliées au rotor 12 avec lequel elles tournent. De même que pour la chambre 108 de retenue de pétrole, les pièces formant la chambre 112 de retenue d'eau peuvent être des éléments individuels fixés directement au rotor 12, ou bien

peuvent être assemblés et fixés ensemble au rotor 12.

Une écope 118 à fluide s'étend à l'intérieur de

la chambre 112 et est raccordée à un passage 120 d'écou-

lement qui s'étend dans la colonne centrale 14 et sort par l'intermédiaire d'une vanne 122. Cette dernière est commandée par un actionneur 124 de vanne. L'actionneur 124 reçoit d'un dispositif 128 de commande par signauxun signal de commande par l'intermédiaire d'une ligne 126 de commande. Le fonctionnement du dispositif 128 de commande est similaire & celui du dispositif 92 de commande tel que décrit précédemment. Le dispositif 128 de commande reçoit son signal d'indication par l'intermédiaire d'une ligne 130 de commande provenant d'un capteur 132 de position qui est monté sur la colonne centrale 14. Le dispositif 128 de commande par signaux reçoit de l'énergie d'actionnement d'une source 134. Le capteur 132 de position détecte la

position relative du flotteur 62 pour déterminer l'épais-

seur de la couche d'eau. Le fonctionnement du capteur 132 de position est similaire au fonctionnement du capteur 96 de position tel que décrit précédemment. La figure 4 montre un système de commande simplifié pour le système de

commande de niveau décrit précédemment.

Une écope 136 à gaz est située à proximité de

la cuvette accélératrice 51. Des ailettes 137 d'accélé-

ration de gaz sont montées sur la cuvette accélératrice 51.

Les ailettes 137 aident a éliminer toutes petites gout-

telettes de liquide qui peuvent être entraînées dans la

phase gazeuse avant l'entrée du gaz dans l'écope à gaz 136.

L'écope à gaz 136 est reliée à un passage 138 d'écoulement de gaz qui s'étend dans la colonne centrale 14 et sort par l'intermédiaire d'une vanne 140. La vanne 140 est une vanne de régulation de pression qui est commandée par un actionneur de vanne 142 afin de maintenir une pression

interne préalablement établie à l'intérieur du rotor 12.

La figure 2 montre une deuxième forme de réalisation du rotor 12 et son système de commande de niveau. Cette deuxième forme de réalisation possède les capacités de la première forme de réalisation et peut en outre éliminer des particules du courant de production. La figure 2 représente fondamentalement les mêmes éléments que la figure 1, mais montre aussi un ensemble à rotor intérieur 200. L'ensemble à rotor intérieur 200 comprend un rotor intérieur 202, une buse 204 d'alimentation en eau propre, une écope' 206 à sable/eau, une conduite 208 d'écoulement de sable/eau et une conduite 210 d'écoulement d'eau propre. Dans la seconde forme de réalisation, la buse d'alimentation en fluide est disposée de façon à introduire le courant de production dans l'ensemble à rotor intérieur 200. L'ouverture 55 est formée entre la colonne centrale 14 et l'ensemble à rotor intérieur 200, ce qui permet le passage du gaz du rotor intérieur 202 dans

l'ouverture principale 57 de la centrifugeuse 10.

La fonction principale de l'ensemble à rotor intérieur 200 est de séparer et d'enlever les particules de sable du courant de production arrivant. Le rotor intérieur 202 est fixé à l'organe d'impulsion 52 d'accélération d'alimentation et à la chemise 54 afin de tourner avec le rotor 12. L'écope 206 à sable/eau s'étend de la colonne centrale 14 jusque dans le rotor intérieur 202. La buse 204 d'alimentation en eau propre s'étend également dans le rotor intérieur 202 à partir de la colonne centrale 14. Le mélange sable/eau capté par l'écope 206 est déchargé par le passage d'écoulement 208 qui s'élève dans la colonne

centrale 14 et sort du rotor 12 par un orifice 212.

La figure 5 montre une écope 206 à sable/eau plus en détail. Comme montré sur la figure 5, l'écope 206 comporte une buse à fluide 219 en saillie qui est reliée à un passage 220 traversant l'écope 206 jusqu'à une ouverture 221. La buse 219 dirige l'eau dans le rotor 202 par le passage 220 et la fait sortir par l'ouverture 221 pour agiter le sable à proximité de la paroi du rotor et l'aider à pénétrer dans l'écope 206 et à s'écouler par le passage d'écoulement 208. L'extrémité extérieure de l'écope 206, qui est la plus proche du rotor intérieur 202, du fait des effets d'érosion du sable frappant l'écope 206, comporte avantageusement un revêtement superficiel 222 résistant à

l'érosion. Il est apparu qu'une plaque de diamant synthé-

tique réduit efficacement cette érosion. Cependant, toute manière résistant à&l'érosion peut être utilisée. L'orifice 212 peut être une valve & pointeau réglable ou un étran- gleur positif pour régler la vitesse & laquelle le mélange sable/eau quitte l'ensemble & rotor intérieur 200. Un passage 210 d'écoulement d'eau propre, qui s'étend dans la colonne centrale 14, est relié & ia buse 204 d'alimentation en eau. Le passage 210 d'écoulement d'eau propre présente un orifice 214 destiné à régler le débit d'introduction de l'eau propre à travers la buse 204 d'alimentation en eau propre. Le fonctionnement de la centrifugeuse et du système de commande de niveau de liquide sera à présent

décrit en référence a la figure 1.

Le moteur électrique 16 à grande vitesse est mis en marche pour faire tourner rapidement l'arbre 24

d'entrainement par l'intermédiaire de l'accouplement 22.

L'arbre menant 24 fait tourner le rotor 12 autour de la

colonne centrale fixe 14 à l'intérieur de la cuve protec-

trice 18 de confinement. La vitesse de rotation nécessaire pour séparer convenablement les constituants du courant du puits dépend du diamètre du rotor 12. Si le rotor 12 a un grand diamètre, la vitesse de rotation pour réaliser une séparation est inférieure a celle dans le cas d'un rotor 12 de plus faible diamètre. Pour un fonctionnement efficace, il est souhaitable de faire tourner le rotor 12 afin que les fluides subissent une force centrifuge égale a au moins 1000 fois la force d'accélération de la pesanteur (1000lg) le long de la chemise 54 et à la paroi du rotor. La rotor 12 est positionné par le palier supérieur 32 et le palier inférieur 30 afin d'assurer que le rotor 12 est centré dans la cuve protectrice 18 de confinement et qu'il ne la touche pas. Tout fluide pouvant fuir du rotor 12 est retenu de façon à ne pas fuir de la cuve 18 de confinement par le joint d'étanchéité inférieur 34 et le joint d'étanchéité supérieur 38. Le courant de fluide a séparer est introduit par l'intermédiaire de la bride 46 d'alimentation dans le passage d'écoulement 48 et sort par la buse 58 d'alimen- tation en fluide pour passer dans la cuvette accélératrice 51. Une fois sorti de la buse 50 d'alimentation en fluide, le fluide du courant de production commence à tourner dans la cuvette accélératrice 51. Pendant que le fluide sort de la cuvette 51, il subit une accélération supplémentaire le

long de l'organe d'impulsion 52 d'accélération d'alimen-

tation en direction de la chemise 54. Lorsque le fluide approche de la vitesse du rotor 12, les différences entre les densités des constituants individuels du fluide sont amplifiées par la force centrifuge exercée sur ces constituants. Lorsqu'il atteint la chemise 54, le fluide commence à se séparer en couches formées de ses divers constituants sous l'effet des différences de densité. Dans le cas d'un courant de puits de pétrole habituel contenant du pétrole brut et de la saumure, ceci signifie une couche d'eau adjacente à la chemise 54 et une couche. de pétrole pesant sur la couche d'eau, les deux couches étant séparées par une interface pétrole-eau. Pour tenter d'établir des épaisseurs égales pour les couches de fluide le long de la chemise 54 et pendant que le courant du puits est séparé en ses constituants individuels, les couches de fluide commencent à s'écouler vers l'autre extrémité de la centrifugeuse 10 le long de la chemise 54. Le tamis à coalescence 66 aide à la séparation du pétrole et de l'eau en favorisant la formation de gouttelettes de pétrole plus grosses, ce qui augmente l'efficacité de la séparation du fluide. Pendant que le pétrole et l'eau s'écoulent à travers la partie à coalescence, les gouttelettes de pétrole, plus petites, rencontrent des surfaces de contact

qui favorisent la formation de gouttelettes plus grosses.

Les gouttelettes plus grosses peuvent ensuite être plus aisément déplacées vers la couche de pétrole et sorties de la couche d'eau. Le tamis à coalescence aide également les couches fluides de pétrole et d'eau & conserver un mouvement synchrone avet la chemise et la paroi du rotor et à empêcher tout glissement par rapport à la surface de la centrifugeuse qu'elles touchent. Le tamis 66 à coalescence aide aussi à réduire les écoulements de fluide secondaires qui peuvent apparaître lorsque les constituants séparés individuels se déplacent vers les chambres d'évacuation de fluides. Avant que l'épaisseur des couches combinées de pétrole et d'eau sur la chemise 54 atteignent la hauteur du déversoir 72, le fluide s'écoule par le passage 100 et revient le long du passage 56 entre la chemise 54 et le

rotor 12. Lorsque le passage 56 est rempli et que l'épais-

seur combinée du fluide atteint le déversoir 72, la

centrifugeuse est remplie à son niveau de fonctionnement.

Les deux couches de fluide adjacentes doivent à présent

être séparées et retirées du rotor.

La rotation du rotor 12 établit deux couches distinctes sur la surface intérieure de la chemise 54, l'une de pétrole et l'autre d'eau. L'introduction dans le rotor 12 d'une quantité supplémentaire de pétrole et d'eau a pour effet le déversement de pétrole par-dessus le déversoir 72 dans la chambre 68 de retenue de pétrole et l'écoulement d'eau par le passage 110 sous la chemise 54 et

jusque dans la chambre 112 de retenue d'eau. Si suffi-

samment de pétrole est introduit, le pétrole s'écoule par-

dessus le déversoir 72 et à travers les ouvertures 73 et commence à remplir la chambre 68 de retenue. Pendant que la chambre se remplit, le niveau de pétrole s'élève au-dessus du déversoir 72 et provoque un mouvement du flotteur 60 flottant sur la surface de la couche de pétrole liquide à l'intérieur de la cage 58 à flotteur. Lorsque la surface de la couche de pétrole se déplace, le capteur 96 de position transmet au dispositif 92 de commande le mouvement relatif du flotteur 60 et donc nécessairement le mouvement de la surface de la couche de pétrole. Lorsque le signal correspond à un niveau préalablement établi dans le dispositif 92 de commande, indiquant une hauteur spécifique du niveau de pétrole, le dispositif 92 de commande déclenche les étapes nécessaires de commande pour évacuer

le pétrole de la chambre 68.

En recevant le signal approprié du capteur 96 de position, le dispositif 92 de commande applique à l'actionneur 88 de vanne, par l'intermédiaire de la ligne de commande, un signal pour que cet actionneur ouvre la vanne 86 et donc le passage d'écoulement 84. Lorsque le passage d'écoulement 84 s'ouvre, la vitesse angulaire du fluide dans la chambre 68 de retenue de pétrole est convertie en une pression dynamique (similaire à celle d'une pompe centrifuge) et fait passer à force le pétrole dans l'écope 80 à fluide et dans l'écope 82 à fluide et le fait sortir par le passage d'écoulement 84. Pendant que le pétrole est évacué de la centrifugeuse 10, le niveau de pétrole dans la chambre 68 descend, ce qui provoque une descente du flotteur 60 dans la cage 58. Le capteur de position et le système de commande ferment alors la vanne 86 jusqu'à ce que le pétrole remonte au niveau prédéterminé et le cycle de vidage est répété. La vanne 86 peut utiliser des actions d'ouverture, de fermeture ou d'étranglement pour maintenir le niveau approprié de pétrole dans le rotor 12. La couche fluide d'eau, du fait de sa densité plus élevée, se forme à proximité immédiate de la chemise 54. Au fur et à mesure que la quantité d'eau introduite dans le rotor 12 augmente, l'épaisseur de la couche d'eau augmente. Lorsque l'épaisseur de la couche d'eau augmente, de l'eau s'écoule par le passage 100 sous la chambre 68 de retenue de pétrole, change de direction et revient vers l'autre extrémité du rotor de la centrifugeuse par le passage 56 et par le passage 110 d'écoulement. Ce mouvement de l'eau dans le passage 56 d'écoulement puis dans le passage 110 provoque le remplissage de la chambre 112 de retenue d'eau. Le remplissage de la chambre 112 de retenue provoque Une élévation de l'interface pétrole-eau par rapport a la chemise 54. Lorsque l'interface monte, le flotteur 72 d'interface situé à l'intérieur de la cage 64 monte aussi et déclenche une séquence de commande similaire à celle du système de commande de niveau de pétrole décrit précédemment. Lorsque le niveau de l'interface atteint une certaine position préalablement établie, indiquant une épaisseur spécifiée de la couche d'eau, le capteur 132 de position transmet au dispositif 128 de commande la nécessite d'évacuer de l'eau de la chambre 112 de retenue d'eau. Le dispositif 128 de commande indique alors à un actionneur 124 de vanne, par l'intermédiaire de la ligne 126 de commande, d'ouvrir la vanne 122 et donc le passage d'écoulement 120. Lorsque le passage d'écoulement 120 s'ouvre, la vitesse angulaire du fluide dans la chambre 112 de retenue est convertie en une pression dynamique et fait passer a force l'eau dans l'écope 118 de fluide et la fait

sortir par le passage d'écoulement 120. Lorsque suffi-

samment d'eau est évacuée de la chambre 112 de retenue de fluide, le niveau de l'interface pétrole-eau et donc, nécessairement, la distance du flotteur 62 par rapport à la chemise 54, décroissent. Ce mouvement est détecté par le capteur 132 et il en résulte finalement la fermeture de la vanne 122 jusqu'à ce qu'un autre signal soit reçu, indiquant que la chambre de retenue est pleine, ce qui déclenche un autre cycle d'évacuation d'eau. L'action de la vanne 122, de même que celle de la vanne 86, peut être une action rapide, en tout ou rien, ou bien cette vanne peut être amenée & agir & la manière d'une vanne d'étranglement en réponse & l'épaisseur de la couche fluide d'eau. Lorsque l'eau se dirige vers la chambre 112 de retenue de fluide dans le passage 56 d'écoulement entre la chemise 54 et le rotor 12, elle traverse le tamis 56 à coalescence. Le tamis 66 aide à la formation de gouttelettes de pétrole plus

grosses pour tout pétrole ayant pu ne pas être éliminé en -

passant par la chambre 68 de retenue de fluide. Avant qu'une quantité quelconque de pétrole ayant pénétré dans le passage 56 d'écoulement ait atteint la chambre 112 de fluide, elle est amenée à force à proximité de la paroi intérieure de la chemise 54 du fait de sa densité plus faible. Ce pétrole, habituellement appelé pétrole d'écume, s'écoule alors le long de la paroi intérieure de la chemise 54 avec l'eau dans le passage d'écoulement 102 jusque dans la chambre 104 de retenue de fluide. Le mélange de pétrole et d'eau qui pénètre dans la chambre 104 est évacué au moyen de l'écope 106 de pétrole/eau et renvoyé par le passage 108 d'écoulement dans le passage 48 pour être de nouveau séparé. Ce procédé de recyclage aide à s'assurer qu'aucune quantité de pétrole n'atteint la chambre 112 de retenue de fluide et qu'aucune quantité de pétrole n'est

évacuée par le passage 120 d'écoulement d'eau.

Pendant le fonctionnement de la centrifugeuse, il est souhaitable, pour une séparation efficace, que l'interface pétrole-eau reste dans un intervalle de fonctionnement prédéterminé au-dessus de la chemise 54. Le système de commande de l'interface ne doit pas permettre à l'interface de s'élever au-dessus de la hauteur du déversoir 72 ou de tomber au niveau du passage d'écoulement 100. Si l'interface pétrole-eau sur la chemise 54 s'élève au-dessus de la hauteur du déversoir 72, de l'eau s'écoule pardessus le déversoir 72 et se répand dans la chambre 68 de retenue pour être évacuée par les écopes 80 et 82 de fluide. En variante, si l'interface pétrole-eau sur la chemise 54 chute jusqu'au niveau du passage d'écoulement , du pétrole s'écoule par le passage 100, revient par le passage 56 et risque de pénétrer dans la chambre 112 de fluide et d'être évacue par l'écope 118 de fluide. Il est donc nécessaire que l'interface pétrole-eau reste à une distance de la chemise 54 qui est inférieure à la hauteur du déversoir 72 à partir de la chemise 54 et supérieure à la distance allant du haut du passage d'écoulement 100 jusqu'à la chemise 54, empêchant ainsi la phase constituée de pétrole de s'écouler par le passage 100 et empêchant la phase constituée d'eau de s'écouler par-dessus le déversoir 72. On a décrit précédemment un procédé et un appareil pour séparer un courant provenant d'un puits sans constituant gazeux notable. Si le courant du puits contient

une phase gazeuse, il se produit les actions décrites ci-

après. La phase gazeuse est introduite dans le rotor 12 avec les liquides en passant par la bride 46 d'alimentation d'entrée et la buse 50 d'alimentation en fluide. Du fait de la faible densité du gaz par rapport aux liquides, le gaz est séparé des liquides lorsqu'il entre dans la cuvette 51

et il migre vers l'ouverture principale 57 de la centri-

fugeuse 10 en passant par l'ouverture 53. Lorsque la couche d'eau se forme dans le rotor 12 et que la couche de pétrole se forme sur la couche d'eau, le gaz occupe l'ouverture principale 57 de la centrifugeuse 10 et forme une interface gaz-pétrole à la surface de la couche de pétrole. Les ailettes 137 d'accélération de gaz, qui tournent avec le rotor 12, produisent une séparation supplémentaire des petites gouttelettes de fluide quelconques ayant encore pu être entraînées dans la phase gazeuse. Une écope à gaz 136 p-rmet au gaz de pénétrer dans un passage 138 de la colonne centrale 14 et de sortir du rotor 12. Le passage 138 d'écoulement de gaz est commandé par un dispositif 142 de

régulation de la pression du gaz et par une valve 40.

Lorsque davantage de gaz entre dans le rotor 12, la pression interne du système s'élève. Lorsque la pression atteint une valeur désignée, le dispositif régulateur de pression 142 ouvre la vanne 140 et permet à suffisamment de gaz de sortir de la centrifugeuse pour abaisser la pression à l'intérieur du séparateur. Ces dispositifs de régulation de pression et vannes sont bien connus dans l'industrie de la production de pétrole et de gaz et il est inutile de les décrire plus en détail ici. Le courant fluide, exempt de gaz, se trouve dans la cuvette 51 et est accéléré par l'organe d'impulsion 52 d'accélération d'alimentation jusqu'à la pleine vitesse du rotor o il est séparé comme

décrit ci-dessus.

Si l'on s'attend à ce que du sable ou d'autres particules soient produits dans le courant de fluide, la seconde forme de réalisation du séparateur centrifuge et du système de commande est utilisée. La seconde forme de réalisation est montrée sur la figure 2. Le fonctionnement de cette seconde forme de réalisation est similaire à celui de la première forme de réalisation montrée sur la figure 1, mais cette seconde forme de réalisation comporte un ensemble à rotor intérieur supplémentaire 200 et des passages d'écoulement qui éliminent le sable et d'autres matières solides. La buse 50 d'écoulement de fluide introduit le courant de fluide contenant les particules dans le rotor intérieur 202 o les fluides commencent à être accélérés. Le sable et toutes autres matières solides, après être entrés en contact avec la paroi du rotor intérieur 202, sont déplacés vers la zone de grand diamètre du rotor intérieur 202 et introduits dans l'écope à sable/eau 206 qui s'étend à partir de la colonne centrale 14. Le système d'écope à sable/eau, à la différence des systèmes d'évacuation de pétrole et d'eau, est un système de purge constante qui élimine en continu un courant volumique constant et faible du rotor intérieur et le décharge de la centrifugeuse 10 par un passage 208 de sable/eau. Le passage 208 utilise un petit orifice de sortie 212 pour régler la quantité de sable et d'eau évacuée du rotor intérieur 202. D'autres commandes telles que des valves réglables à pointeau ou des étrangleurs positifs peuvent être utilisés pour constituer un système d'évacuation à purge. Un faible courant d'eau peut être injecté par l'intermédiaire d'un passage 210 d'écoulement d'eau et d'une buse 204 d'alimentation dans le rotor intérieur 202 pour assurer que l'écope 206 à sable/eau reçoit un courant d'eau continu et pour maintenir une quantité d'eau propre aidant à "laver" les petites

particules de pétrole du sable produit.

Il est utile, durant l'élimination du sable de la paroi du rotor intérieur 202, d'agiter le sable immédiatement en avant de l'écope 206 à sable/eau. La figure 5 montre une vue d'une écope 206 de fluide qui comprend un agitateur de particules. L'eau tournant dans le rotor intérieur 202 est projetée par une buse 219, au moyen d'un passage 220, de façon à sortir par une ouverture 221, vers un point immédiatement en avant de l'ouverture 208 du passage de l'écope. Pendant que l'eau est éjectee de l'ouverture 221, le sable est soulevé de la paroi du rotor intérieur 202 et pris par l'écope 206 a sable/eau pour être

déchargé par le passage 208 de sable/eau.

Le courant de fluide, à présent exempt de toutes matières solides ayant pu être introduites dans la centrifugeuse, sort du rotor intérieur 202 et est accéléré par l'organe d'impulsion 52 d'accélération d'alimentation jusqu'à la pleine vitesse du rotor à laquelle il est séparé

comme décrit ci-dessus.

Pendant la mise en marche de la centrifugeuse , il est souhaitable d'amorcer le séparateur avec un petit volume du fluide plus lourd à séparer afin de former

une couche fluide à des fins de commande et d'étanchéité.

Cette étanchéité empêche la possibilité indésirable du pétrole de sortir par la conduite de décharge d'eau pendant

la mise en marche.

Un séparateur centrifuge de pétrole et d'eau, de dimensions habituelles, ayant une capacité de 1600 m3 de fluide par jour, aurait environ une longueur de 1,83 mètre et un diamètre de 0,91 mètre. Le volume demandé pour amorcer un dispositif de cette taille serait d'environ 68 litres d'eau. Lorsque le rotor 12 tourne, l'eau

d'amorçage est introduite au moyen de la bride 46 d'alimen-

tation, puis du passage 48 d'écoulement et de la buse 50 d'alimentation en fluide. L'eau d'amorçage s'écoule de l'organe 52 d'impulsion d'accélération d'alimentation vers la chemise 54 et par le passage d'écoulement 100 jusque dans le passage 56. Cette eau d'amorçage empêche tout pétrole produit de noyer le passage d'écoulement 56 et d'atteindre la chambre 112 de retenue de pétrole o il serait déchargé par le passage 120 d'écoulement d'eau, en

tant qu'eau de production.

Le séparateur centrifuge et le système de commande, tels que décrits, réalisent une séparation

extrêmement efficace des constituants d'un courant.

Cependant, comme décrit précédemment, plusieurs éléments faisant partie du mode de réalisation préféré montré sur

les figures 1 et 2 ne sont pas indispensables au fonction-

nement du séparateur centrifuge. La figure 6 montre l'un

des nombreux appareils possibles qui peuvent être cons-

truits conformément à ces indications, mais qui ne contiennent pas les éléments tels que décrits en regard des

figures 1 et 2.

La figure 6 montre les éléments fondamentaux du séparateur centrifuge de l'invention. Les pièces qui ne sont pas indispensables et qui sont omises dans la forme de réalisation montrée sur la figure 6 comprennent un organe d'impulsion d'accélération, une cuvette d'accélération, une chemise, un tamis à coalescence, des ailettes, et une écope de pétrole d'écume. Les passages d'écoulement 100, 110, et

56 de la figure 1 sont remplacés par un passage d'écou-

lement 101. Le passage d'écoulement 101 est formé entre le dessous de la plaque 70, qui forme la chambre 68 de retenue

du pétrole, et le rotor 12.

Dans le fonctionnement de la forme de réali-

sation montrée sur la figure 6, les fluides introduits dans la centrifugeuse 10 par le passage d'entrée 48 sortent par la buse 50 d'entrée et se dirigent vers le rotor 12. Tout gaz présent s'éloigne de la paroi du rotor et se dirige vers l'ouverture 57 du rotor 12. Lorsque suffisamment de gaz entre dans le rotor 12, la pression du gaz s'élève et s'échappe par un passage 138 comme décrit précédemment dans la forme préférée de l'invention. Les fluides, après avoir été séparés du gaz, se déplacent vers le rotor o ils entrent en contact avec celui-ci ou d'autres fluides se trouvant déjà dans le rotor et commencent a tourner a la vitesse du rotor. Pendant que les liquides en rotation se déplacent le long de la paroi du rotor, ils se séparent en leur constituant plus lourd (eau) et leur constituant plus léger (pétrole). L'eau forme une couche immédiatement adjacente à la paroi du rotor et forme une couche plus fine sur la couche d'eau. Lorsque suffisamment de pétrole entre dans la centrifugeuse, il déborde par-dessus le déversoir 72 et pénètre dans la chambre 68 de retenue de pétrole

qu'il commence à remplir.

Entre les couches de gaz et de pétrole se trouve l'interface gaz-pétrole 61 sur laquelle flotte le flotteur 60. Lorsque suffisamment de pétrole est produit, le système associé de commande de niveau, agissant au moyen du flotteur 60, du capteur 96 et du dispositif 92 de commande, ouvre le passage 84 de fluide pour permettre au pétrole de s'échapper exactement comme décrit dans le fonctionnement de la forme de réalisation montrée sur la figure 1. Entre la couche de pétrole et la couche d'eau est formée une interface pétrole-eau 63 sur laquelle flotte le flotteur 62. Lorsque suffisamment d'eau est produite, le flotteur 62 d'interace monte et, en atteignant la hauteur spécifiée, il transmet au capteur 132 et au dispositif 128 de commande la nécessité d'ouvrir le passage d'écoulement pour permettre à l'eau de s'échapper du rotor 12, exactement comme décrit dans le fonctionnement de la forme

de réalisation montrée sur la figure 1.

Il est possible que les écopes et les chambres de retenue soient placées à l'extrémité opposée de celle montrée sur la figure 6 ou soient placées à chaque extrémité. Une chambre ou des chambres multiples à fluide peuvent être placées aux deux extrémités du rotor 12. De la même manière, les capteurs à flotteur pourraient être placés en un point quelconque -de long de la paroi 12 du rotor. Cependant, il est avantageux de placer les niveaux des flotteurs dans des positions o ils sont gênés de façon minimale par les fluides entrant dans le rotor 12. Ceci sous-entend que la meilleure position pour les flotteurs se trouve probablement à proximité des chambres de retenue de fluide. Dans les positions telles que montrées sur la figure 6, l'évacuation des liquides des chambres de

retenue de fluide par l'écope 80 et l'écope 112 provo-

querait un écoulement simultané le long de la paroi du rotor 12. Si les écopes et les chambres de retenue étaient placées aux extrémités opposées du rotor (une écope et une chambre de retenue à chaque extrémité), l'évacuation des

liquides du rotor 12 provoquerait des écoulements à contre-

courant. Cependant, la forme préférée de réalisation, telle que décrite en regard des figures 1 et 2, présente plusieurs perfectionnements par rapport à cette forme de réalisation de base, permettant une séparation plus complète des constituants du fluide; le fonctionnement de

base de la centrifugeuse est illustré sur la figure 6.

De nombreux essais ont été effectués en utilisant une installation de traitement à centrifugeuse montrée sur la figure 1 et décrite ci-dessus. Des essais avec une centrifugeuse prototype de 30 cm de diamètre et cm de longueur, alimentée par un mélange à 50 % de pé-

troleet50 % d'eau, ontdonné lesrésultatssuivants: Co=rant de Courant de D6déchart ge de étrole décarge d'eau (Total des fluides, (Eau dans courant de (huile dans courant en m3 par jour) pétrole, en %) d'eau en millionièmes)

64 0,03 10

192 0,05 27

288 0,10 40

(Spécifications (Spécifications habituelles de habituelles de rejet: vente: <0,50 %) <50 millionièmes) Dans la centrifugeuse prototype, le passage de fluide 56, formé entre la surface intérieure du rotor 12 et la surface extérieure de la chemise 54, avait une épaisseur d'environ 10,2 mm. La distance du déversoir 72 par rapport à la surface intérieure de la chemise 54 était d'environ ,4 mm. La chemise 54 ayant une épaisseur d'environ 2,5 mm, la distance du déversoir 72 par rapport au rotor 12

était d'environ 38,1 mm.

Le flotteur 60, monté dans la cage 58 sur la chemise 54 pour flotter sur la surface de la couche de pétrole, pouvait se déplacer légèrement sur la surface du pétrole à une distance de la surface intérieure du rotor 12 à peu près égale à la distance comprise entre le déversoir

72 et la surface intérieure du rotor 12 (environ 38,1 mm).

Le mouvement du flotteur 60 dans la cage 58 était de l'ordre de 2,54 mm)

* Similairement, le flotteur 52 d'interface, monté dans la cage 64, pouvait se déplacer légèrement sur l'interface pétrole-eau à environ 8,9 mm de la surface intérieure de la chemise 54. Le mouvement du..DTD: flotteur 62 dans la cage 64 était de l'ordre de 2,54 mm.

Des séparateurs centrifuges plus grands peuvent

présenter des espaces plus grands dans le passage d'écou-

lement 56 pour de plus grandes capacités de traitement de fluide. De plus, lorsque la capacité de la centrifugeuse augmente, la hauteur du déversoir 72 peut augmenter pour des passages d'écoulement 100 et 56 plus grands. Un accroissement de la hauteur du déversoir 72 nécessiterait aussi d'augmenter la distance à laquelle se trouvent les flotteurs 60 et 62 par rapport à la chemise 54. En conséquence, ces distances et dimensions n'entendent en aucune manière être des limitations absolues d'étude ou des

plages de fonctionnement.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Procédé de séparation des constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire le courant dans un rotor (12) ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42), ainsi que plusieurs sections d'évacuation de fluide reliées au rotor, à faire tourner le rotor pour provoquer une séparation radiale des fluides, séparation dans laquelle les fluides sont forcés vers l'extérieur en direction de la paroi du rotor en formant plusieurs couches telles que la couche de fluide adjacente à la paroi du rotor possède la

plus grande densité relative et que les couches succes-

sives, se rapprochant de l'axe de rotation du rotor, aient des densités successivement inférieures pour que des interfaces se forment entre les fluides séparés, le procédé consistant en outre à détecter la position de chaque interface au moyen de détecteurs (96, 132) et à évacuer les fluides individuels en écoulant chaque fluide dans une section d'évacuation de fluide et en évacuant chaque fluide individuel du rotor par l'ouverture d'un passage (84; 120) d'ecopes à fluide (80, 82; 118) en réponse à la détection de chaque interface lorsque chaque couche de fluide atteint

une épaisseur spécifiee.

2. Procédé de séparation des constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes et des particules, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire le courant dans une centrifugeuse (10) comportant un rotor intérieur (202) et un rotor

principal (12), le rotor intérieur se trouvant à l'inté-

rieur du rotor principal et comportant une paroi concave de rotor, le rotor principal ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42), ainsi que des sections multiples d'évacuation de fluide reliées au rotor, le procédé consistant en outre à faire tourner le rotor intérieur pour engendrer une force centrifuge suffisante pour amener les particules contre la paroi du rotor intérieur, à retirer les particules séparées du rotor intérieur, à déverser les divers fluides en dehors du rotor intérieur, dans le rotor principal, à faire tourner le rotor principal pour provoquer une séparation radiale des fluides de manière que les fluides soient forcés vers l'extérieur en direction de la paroi du rotor principal en formant plusieurs couches telles que la couche de fluide adjacente à la paroi du rotor possède la plus grande densité relative et que les couches successives en direction de l'axe de rotation du rotor aient des densités successivement inférieures, le procédé consistant en outre à détecter la position de chaque interface au moyen de détecteurs (132, 96), et à évacuer les fluides individuels en écoulant chaque fluide dans une section d'évacuation de fluide et en retirant chaque fluide individuel du rotor par l'ouverture d'un passage (84; 120) d'écopes (80, 82; 118) à fluide en réponse à ladite détection de chaque interface lorsque chaque couche de fluide atteint une épaisseur spécifiee.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à détecter la position de chaque interface en déterminant la position de plusieurs flotteurs (60, 62) flottant sur les interfaces entre les couches, chacun des flotteurs ayant une densité inférieure à la densité de la couche sur laquelle il flotte

et supérieure à la densité de la couche qui le recouvre.

4. Procédé selon la revendication 3, carac-

térisé en ce qu'au moins l'un des fluides est un gaz, le procédé consistant en outre à évacuer le gaz lorsqu'une pression spécifiée est atteinte dans la couche de gaz, afin

de maintenir une pression spécifiée dans le rotor.

5. Procédé de séparation centrifuge des constituants d'un courant qui est formé d'un premier liquide et d'un second liquide, le premier liquide étant plus lourd que le second liquide, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à introduire en continu le courant dans un rotor (12) en rotation ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42), les premier et second liquides tournant dans le rotor de façon à former une première couche de liquide et une seconde couche de liquide séparées par une interface, à détecter un mouvement de l'interface entre les première et seconde couches de liquide au moyen d'un premier élément (132) de détection, a détecter un mouvement de la surface intérieure de la seconde couche de liquide au moyen d'un second élément (96) de détection, a extraire le premier liquide du rotor en réponse au premier moyen de détection afin de maintenir l'interface entre les premier et second liquides en deçà d'une distance prédéterminée de la paroi du rotor, et à extraire le second liquide du rotor en réponse au second élément de détection afin de maintenir le niveau de la surface intérieure du second liquide dans une

plage prédéterminée.

6. Appareil pour séparer les constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor (12) conçu pour tourner autour d'un axe et ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture à l'intérieur du rotor, un passage (48) d'écoulement d'alimentation en fluide monté dans l'ouverture du rotor afin d'introduire le courant dans ce dernier, une chambre (112) à fluide lourd reliée au

rotor, une écope (118) à fluide lourd montée dans l'ouver-

ture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et pénétrant dans la chambre à fluide lourd pour évacuer les fluides lourds de la chambre, une chambre (68) à fluide léger reliée au rotor, une écope (80, 82) à fluide léger montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor,et arrivant dans la chambre i fluide léger pour évacuer les fluides légers de la chambre, des moyens (132, 96) de détection de la position radiale des première et seconde interfaces de fluide, ces moyens étant

destinés à produire un signal ayant trait à cette détec-

tion, des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à liquide lourd en réponse à la localisation par les moyens de détection de la position radiale de la première interface des fluides, et des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluide léger en réponse à la localisation par les moyens de détection de la

position radiale de la seconde interface de fluides.

7. Appareil de séparation des constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes, caractérise en ce qu'il- comporte un rotor (12)

conçu pour tourner autour d'un axe et ayant une paroi et..

des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture à l'intérieur du rotor, un passage (48) d'écoulement d'alimentation en.fluides monté dans l'ouverture du rotor pour introduire le courant dans le rotor, une chambre (112) à fluides lourds reliée au rotor, une écope (118) à fluides lourds montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et arrivant dans la chambre à fluides lourds pour évacuer des fluides lourds de la chambre, une chambre -(68) à fluides légers reliée au rotor, une écope (80, 82) à fluides légers montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et arrivant dans la chambre à fluides légers pour évacuer les fluides légers de cette chambre, un déversoir (72) relié au rotor à proximité immédiate de la chambre à fluides légers et s'étendant radialement vers l'intérieur de la paroi du rotor sur une distance suffisante pour permettre à des fluides légers de déborder par-dessus le déversoir et d'entrer dans la chambre à fluides légers, un premier détecteur (132) destiné à localiser radialement une première interface de couches de fluides et à produire un signal en réponse à cette localisation, un second détecteur (96) destiné à localiser radialement une seconde interface de couches de

fluides et à produire un signal en réponse à cette locali-

sation, un premier convertisseur (128) de signaux en communication avec le premier détecteur et pouvant recevoir le signal produit par le premier détecteur et produire un signal de sortie variable appliqué à un moyen (122) destiné à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds, un second convertisseur (92) de signal en communication avec le second détecteur et pouvant recevoir le signal produit par le second détecteur et produire un signal de sortie variable appliqué à un moyen (86) de régulation de l'écoulement dans l'écope à fluides légers, un moyen (126) destiné à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds en réponse au signal de sortie variable du premier convertisseur de signal, afin de maintenir un niveau spécifie de fluides lourds, et des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers en

réponse au signal de sortie variable du second conver-

tisseur de signal afin de maintenir un niveau spécifié de

fluides légers.

8. Appareil de séparation des constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor (12) conçu pour tourner autour d'un axe et ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture a l'intérieur du rotor, un passage (48) d'écoulement d'alimentation en fluides monté dans l'ouverture du rotor afin d'introduire le courant dans le rotor, une chambre (112) & fluides lourds reliée au rotor principal, une écope (118) à fluides lourds montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et arrivant dans la chambre & fluides lourds pour évacuer les fluides lourds de cette chambre, une chambre (68) à fluides légers reliée au rotor, une écope (80, 82) à fluides légers montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) descendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et arrivant dans la chambre à fluides légers pour évacuer les fluides légers de cette chambre, un déversoir (72) relié au rotor à proximité immédiate de la chambre- à fluides légers et s'étendant radialement vers l'intérieur de la paroi du rotor sur une distance suffisante pour permettre à des fluides légers de déborder par-dessus le déversoir et d'entrer dans la chambre à fluides légers, un premier flotteur (62) situé dans l'ouverture du rotor, flottant sur une première interface de fluides et conçu pour se déplacer radialement par rapport à l'axe de rotation du rotor, un second flotteur (60) monté dans l'ouverture du rotor, flottant sur une seconde interface de fluides et conçu pour se déplacer radialement par rapport à l'axe de rotation du rotor, un premier détecteur (132) destiné à localiser radialement le premier flotteur et à produire un signal en réponse à cette localisation, un second détecteur (96) destiné à localiser radialement le second flotteur et à produire un signal en réponse à cette localisation, un premier convertisseur (128) de signal en communication avec le premier détecteur et capable de recevoir le signal produit par le premier détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à un moyen (122) de régulation de l'écoulement dans l'écope à fluides lourds, un second convertisseur (92) de signal en communication avec le second détecteur et capable de recevoir le signal produit par le second détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à un moyen (86) de régulation de l'écoulement dans l'écope à fluides légers, des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds en réponse au signal de sortie variable provenant du premier convertisseur de signal afin de maintenir un niveau spécifié de fluides lourds, et des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers en réponse au signal de sortie variable provenant du second convertisseur de signal afin de maintenir un niveau

spécifié de fluides légers.

9. Appareil de séparation des constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes et des particules, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor principal (12) conçu pour tourner autour d'un axe et ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture a l'intérieur du rotor, un rotor intérieur (202) monté à l'intérieur du rotor principal et conçu pour tourner avec celui-ci, le rotor intérieur ayant une paroi définissant une ouverture à l'intérieur de ce rotor et étant conçu pour recevoir un écoulement provenant d'un passage (48) d'écoulement d'alimentation en fluides, une écope (206) à sable/eau montée dans l'ouverture du rotor intérieur et ayant un passage d'écoulement (208) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et du rotor intérieur jusqu'à la paroi du rotor intérieur pour évacuer le sable du rotor intérieur, un orifice (212) de

sortie de sable/eau communiquant avec le passage d'écou-

lement de l'écope à sable/eau, une conduite (210) d'eau d'appoint montée dans l'ouverture du rotor intérieur et ayant un passage d'écoulement s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et du rotor intérieur jusque dans le rotor intérieur, un orifice (214) d'entrée d'eau communiquant avec le passage d'écoulement de la conduite d'eau d'appoint, un passage (48) d'écoulement d'alimentation en fluides monté dans l'ouverture du rotor intérieur pour introduire le courant dans le rotor intérieur, une chambre (112) à fluides lourds reliée au rotor principal, une écope (118) à fluides lourds montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et arrivant dans la chambre à fluides lourds pour évacuer les fluides lourds de la chambre, une chambre (68) à fluides légers reliée au rotor, une écope (80, 82) à fluides légers montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et arrivant dans la chambre à fluides légers pour évacuer des fluides légers de la chambre, un déversoir (72) relié au rotor principal à proximité immédiate de la chambre à fluides légers et s'étendant radialement vers l'intérieur de la paroi du rotor sur une distance suffisante pour permettre à des fluides légers de déborder par-dessus le réservoir et d'entrer dans la chambre à fluides légers, un premier détecteur (132) destiné à localiser radialement une première interface de couches de fluides et produisant un signal en réponse à cette localisation, un second détecteur (96) destiné à localiser radialement une seconde interface de couches de fluides et à produire un signal en réponse à cette localisation, un premier convertisseur (128) de signal en communication avec le premier détecteur et capable de recevoir le signal produit par le premier détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à un moyen (122) de régulation de l'écoulement à travers l'écope à fluides lourds, un second convertisseur (92) de signal en communication avec le second détecteur et capable de recevoir le signal produit par le second détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (86) de régulation de l'écoulement à travers l'écope à fluides légers, des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds en réponse au signal de sortie variable provenant du premier convertisseur de signal, afin de maintenir un niveau spécifié de fluides lourds, et des moyens (86) de régu- lation de l'écoulement dans l'écope à fluides légers en réponse au signal de sortie variable provenant du second convertisseur de signal, afin de maintenir un niveau

spécifié de fluides légers.

10. Appareil de séparation de constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes et des particules, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor principal (12) conçu pour tourner autour d'un axe et ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture à l'intérieur du rotor principal, un rotor intérieur (202) monté à l'intérieur du rotor principal et conçu pour tourner avec celui-ci, le rotor intérieur ayant une paroi qui définit une ouverture à l'intérieur de ce rotor et étant conçu pour recevoir un écoulement d'un passage (48) d'écoulement d'alimentation en fluide, une écope (206) à sable/eau montée dans l'ouverture du rotor intérieur et ayant un passage d'écoulement s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et du rotor intérieur jusqu'à la paroi de ce rotor intérieur pour évacuer le sable du rotor intérieur, un orifice (212) de

sortie de sable/eau communiquant avec le passage d'écou-

lement de l'écope à sable/eau, une conduite (210) d'eau d'appoint montée dans l'ouverture du rotor intérieur et ayant un passage d'écoulement s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et du rotor intérieur jusque dans ce rotor intérieur, un orifice (214) d'entrée d'eau communiquant avec le passage d'écoulement de la conduite d'eau d'appoint, un passage (48) d'écoulement d'alimentation en fluides monté dans l'ouverture du rotor intérieur pour introduire le courant dans ce rotor intérieur, une chambre (112) à fluides lourds reliée au rotor principal, une écope (118) à fluides lourds montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et jusque dans la chambre à fluides lourds pour évacuer des fluides lourds de cette chambre, une chambre (68) a fluides légers reliée au rotor, une écope (80, 82) à fluides légers montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et jusque dans la chambre à fluides légers pour évacuer les fluides légers de cette chambre, un déversoir (72) relié au rotor principal à proximité immédiate de la chambre à fluides légers et s'étendant radialement vers l'intérieur de la paroi du rotor sur une distance suffisante pour permettre à des fluides légers de déborder pardessus le déversoir et d'entrer dans la chambre à fluides légers, un premier flotteur (62) situé dans l'ouverture du rotor principal, flottant sur une première interface de fluides et conçu pour se déplacer radialement par rapport à. la rotation du rotor, un second flotteur (60) situé.dans l'ouverture du rotor principal, flottant sur une seconde interface de fluides et conçu pour se déplacer radialement par rapport à l'axe de rotation du rotor, un premier détecteur (132) destiné à localiser radialement le premier flotteur et à produire un signal en réponse à cette localisation, un second détecteur (96) destiné à localiser radialement le second flotteur et à produire un signal en réponse à cette localisation, un premier convertisseur (128) de signal en communication avec le premier détecteur capable de recevoir le signal produit par le premier détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (122) de régulation de l'écoulement dans l'écope à fluides lourds, un second convertisseur (92) de signal en communication avec le second détecteur et capable de recevoir le signal produit par le second détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (86) de régulation de l'écoulement dans l'écope à fluides légers, des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope & fluides lourds en réponse au signal de sortie variable provenant du premier convertisseur de signal afin de maintenir un niveau spécifié de fluides lourds, et des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers en réponse au signal de sortie variable provenant du second convertisseur de signal afin de maintenir un niveau

spécifié de fluides légers.

11. Appareil selon l'une quelconque des

revendications 7, 8, 9 et 10, caractérisé en ce qu'il est

en outre conçu pour traiter un gaz supplémentaire et en ce qu'il comporte en outre une troisième écope (136) a fluide montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (138) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal afin d'évacuer un gaz du rotor, et un dispositif (140) de régulation de pression communiquant avec le troisième passage d'écoulement afin

qu'une pression spécifiée du rotor soit maintenue.

12. Appareil selon l'une quelconque des

revendications 7, 8, 9, 10 et 11, caractérisé en ce qu'il

comporte en outre un organe d'impulsion (52) d'accélération de fluide conçu pour tourner avec le rotor et pouvant

recevoir un fluide du passage d'écoulement pour l'alimen-

tation en fluide, et une matière (66) à coalescence

destinée à tourner avec le rotor.

13. Appareil de séparation de constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor principal (12) conçu pour tourner autour d'un axe et ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture à l'intérieur du rotor, un passage (48) d'écoulement pour l'alimentation

en fluide, monté dans l'ouverture du rotor afin d'intro-

duire le courant dans ce rotor, une chemise (54) reliée au rotor et formant un passage d'écoulement (56) entre cette - chemise et le rotor, le long de ce dernier, une chambre (112) à fluides lourds reliée au rotor, une écope (118) à fluides lourds montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et jusque dans la chambre à fluides lourds pour évacuer les fluides lourds de la chambre, une chambre (68) à fluides légers reliée au rotor, une écope (80, 82) à fluides légers montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et jusque dans la chambre à fluides légers pour évacuer des fluides légers de la chambre, un déversoir (72) relié au rotor à proximité immédiate de la chambre à fluides légers et s'étendant radialement vers l'intérieur de la paroi du rotor sur une distance suffisante pour permettre à des fluides légers de déborder par-dessus le déversoir et d'entrer dans la chambre à fluides légers, une chambre (104) à fluides formés de pétrole d'écume reliée au rotor, une écope (106) d'évacuation du pétrole d'écume montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (108) s'étendant vers l'extérieur des passages (48) d'écoulement pour l'alimentation en fluides et jusque dans la chambre à pétrole d'écume, afin d'évacuer le pétrole d'écume de la chambre pour qu'il soit de nouveau séparé dans le rotor, un premier détecteur (132) destiné à localiser radialement une première interface de couches de fluides et à produire un signal en réponse à cette localisation, un second détecteur (96) destiné à localiser radialement une seconde interface de couches de fluides et à produire un signal en réponse à cette localisation, un premier convertisseur (128) de signal en communication avec le premier détecteur, capable de recevoir le signal produit par le premier détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (122) de régulation de l'écoulement dans l'écope à fluides lourds, un secbnd convertisseur (92) de signal en communication avec le second détecteur et capable de recevoir le signal produit par le second détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (86) de régulation de l'écoulement dans l'écope a fluides légers, des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds en réponse au signal de sortie variable provenant du premier convertisseur de signal, afin de maintenir un niveau spécifié de fluides lourds, et des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers en réponse au signal de sortie variable provenant du second convertisseur de signal

afin de maintenir un niveau spécifié des fluides légers.

14. Appareil de séparation des constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor (12) conçu pour tourner autour d'un axe et ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture à l'intérieur du rotor, un passage (48) d'écoulement pour l'alimentation en fluide monté dans l'ouverture du rotor afin d'introduire le courant dans le rotor, une chemise (54) reliée au rotor et formant un passage d'écoulement (56) entre cette chemise et le rotor, le long de ce dernier, une chambre (112) à fluides lourds reliée au rotor, une écope (118) à fluides lourds montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et jusque dans la chambre à fluides lourds pour évacuer des fluides lourds de cette chambre, une chambre (68) à fluides légers reliée au rotor, une écope (80, 82) à fluides légers montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor et jusque dans la chambre à fluides légers pour évacuer les fluides légers de cette chambre, un déversoir (72) relié au rotor à proximité immédiate de la chambre à fluides légers et s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la paroi du rotor sur une distance suffisante pour permettre à des fluides légers de déborder par-dessus le déversoir et d'entrer dans la chambre à fluides légers, une chambre (104) à fluides et

pétrole d'écume reliée au rotor, une écope (106) d'éva-

cuation de fluides et de pétrole d'écume montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (108) s'étendant vers l'extérieur du passage (48) d'écoulement puor l'alimentation en fluides et jusque dsans la chambre à fluides et pétrole d'écume, afin d'évacuer le pétrole d'écume de cette chambre pour qu'il soit de nouveau séparé dans le rotor, un premier flotteur (62) situé dans l'ouverture du rotor principal, flottant sur une première interface de fluides et conçu pour se déplacer radialement par rapport à l'axe de rotation du rotor, un flotteur (60) monté dans le rotor principal, flottant sur une seconde interface de fluides et conçu pour se déplacer radialement par rapport à l'axe de rotation du rotor, un premier détecteur (132) destiné à localiser radialement le premier flotteur et introduire un signal en réponse à cette localisation, un seconde détecteur (96) destiné à localiser radialement le second flotteur et à produire un signal en réponse à cette localisation, un premier convertisseur (128) de signal en communication avec le premier détecteur et capable de recevoir le signal produit par le premier détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (122) deztinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds, un second convertisseur (92) de signal en communication avec lesecond détecteur et capable de recevoir le signal produit par le second détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers, des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds en réponse au signal de sortie variable provenant du premier convertisseur de signal afin de maintenir un niveau spécifié de fluides lourds, et des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers en réponse au signal de sortie variable provenant du second convertisseur de signal afin de maintenir un niveau

spécifié de fluides légers.

15. Appareil de séparation des constituants d'un courant formé de plusieurs fluides ayant des densités différentes et des particules, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor principal (12) conçu pour tourner autour d'un axe et ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture a l'intérieur du rotor, un rotor intérieur (202) monté à l'intérieur du rotor principal et conçu pour tourner à l'intérieur du rotor principal, ce rotor intérieur étant une paroi définissant une ouverture à l'intérieur dudit rotor intérieur et étant conçu pour recevoir un écoulement d'un passage (48) d'écoulement pour l'alimentation en fluides, une écope (206) à sable/eau montée dans l'ouverture du rotor intérieur et ayant un passage d'écoulement (208) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et du rotor intérieur jusqu'a la paroi de ce rotor intérieur pour évacuer du sable du rotor intérieur, un orifice (212) de sortie de sable/eau communiquant avec le passage d'écoulement de l'écope à sable/eau, une conduite (210) d'eau d'appoint montée dans l'ouverture du rotor intérieur et ayant un passage d'écoulement s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et du rotor intérieur jusque dans ledit rotor intérieur, un orifice (214) d'entrée d'eau communiquant avec le passage d'écoulement de la conduite d'eau d'appoint, un passage (48) d'écoulement pour l'alimentation en fluide monté dans l'ouverture du rotor intérieur afin d'introduire le courant dans ce rotor intérieur, une chemise (54) reliée au rotor principal et formant un passage d'écoulement (56) entre cette chemise et le rotor principal, le long de ce dernier, une chambre (112) à fluides lourds reliée au rotor principal, une écope (118) à fluides lourds montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et jusque dans la chambre à fluides lourds pour évacuer les fluides lourds de cette chambre, une chambre (68) à fluides légers reliée au rotor principal, une écope (80, 82) à fluides légers montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et jusque dans la chambre à fluides légers pour évacuer des fluides légers de cette chambre, un déversoir (72) relié au rotor principal à proximité immédiate de la chambre à fluides légers et s'étendant radialement vers l'intérieur de la paroi.du rotor sur une distance préalablement choisie, suffisante pour permettre à des fluides légers de déborder par-dessus le déversoir et d'entrer dans la chambre à fluides légers, une chambre (104) à fluides et pétrole d'écume reliée au rotor principal, une écope (106) d'évacuation de fluide et de pétrole d'écume montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (108) s'étendant- vers

l'extérieur du passage (48) d'écoulement pour l'alimen-

tation en fluides et jusque dans la chambre à fluides et pétrole d'écume, afin d'évacuer le pétrole d'écume de la chambre pour qu'il soit de nouveau séparé dans le rotor principal, un premier détecteur (132) destiné à localiser radialement une première interface de couches de fluides et à produire un signal en réponse à cette localisation, un second détecteur (96) destiné à localiser radialement une seconde interface de couches de fluides et à produire un signal en réponse à cette localisation, un premier convertisseur (128) de signal en communication avec le premier détecteur et capable de recevoir le signal produit par le premier détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds, un second convertisseur (92) de signal en communication avec le second détecteur et capable de recevoir le signal produit par le second détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers, des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds en réponse au signal de sortie variable provenant du premier convertisseur de signal afin de maintenir un niveau spécifié de fluides lourds, et des moyens (86) destinés a réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers en réponse au signal de sortie variable provenant du second convertisseur de signal afin de

maintenir un niveau spécifié de fluides légers.

16. Appareil de séparation des constituants d'un courant formés de plusieurs fluides ayant des densités différentes et des particules, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor principal (12) destiné à tourner autour d'un axe et ayant une paroi et des première et seconde parties extrêmes opposées (28, 42) définissant une ouverture à l'intérieur du rotor, un rotor intérieur (202) monté à l'intérieur du rotor principal et conçu pour tourner avec celui-ci, le rotor intérieur ayant une paroi définissant une ouverture à l'intérieur de ce rotor et étant conçu pour recevoir un écoulement provenant d'un passage (48) d'écoulement pour l'alimentation en fluides, une écope (206) à sable/eau montée dans l'ouverture du rotor intérieur et ayant un passage d'écoulement (208) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et du rotor intérieur jusqu'à la paroi de ce rotor intérieur pour évacuer du sable du rotor intérieur, un orifice (212) dé sortie de sable/eau communiquant avec le passage d'écoulement de l'écope à sable/eau, une conduite (210) d'eau d'appoint montée dans l'ouverture du rotor intérieur et ayant un passage d'écoulement s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et du rotor intérieur jusque dans ledit rotor intérieur, un orifice (214) d'arrivée d'eau communiquant avec le passage d'écoulement de la conduite d'eau d'appoint, un passage (48) d'écoulement pour l'alimentation en fluide monté dans l'ouverture du rotor intérieur pour introduire le courant dans ce rotor intérieur, une chemise (54) reliée au rotor intérieur et formant un passage (56) d'écoulement entre ladite chemise et le rotor principal, le long de ce dernier, une chambre (112) à fluides lourds reliée au rotor principal, une écope (118) à fluides lourds montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (120) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal et jusque dans la chambre à fluides' lourds pour évacuer des fluides lourds de cette chambre, une chambre (68) à fluides légers reliée au rotor principal, une écope (80, 82) à fluides légers montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (84) s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal jusque dans la chambre à fluides légers pour évacuer les fluides légers de cette chambre, un déversoir (72) relié au rotor principal à proximité immédiate de la chambre à fluides légers et s'étendant radialement vers l'intérieur de la paroi du rotor sur une distance suffisante pour permettre à des fluides légers de déborder par- dessus le déversoir et d'entrer dans la chambre à fluides légers, une chambre

(104) à fluides et pétrole d'écume reliée au rotor prin-

cipal, une écope (106) d'évacuation de fluides et de

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pétrole d'écume montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement (108) s'étendant vers l'extérieur du passage (48) d'écoulement pour l'alimentation en fluides et jusque dans la chambre à fluides et pétrole d'écume afin d'évacuer le pétrole d'écume de la chambre pour qu'il soit de nouveau séparé dans le rotor principal, un premier flotteur (62) monté dans l'ouverture du rotor principal, flottant sur une première interface de fluides et conçu pour se déplacer radialement par rapport a l'axe de rotation du rotor, un second flotteur (60) monté dans l'ouverture du rotor principal, flottant sur une seconde interface de fluide et conçu pour se déplacer radialement par rapport à l'axe de rotation du rotor, un premier détecteur (132) destiné a localiser radialement le premier flotteur et à produire un signal en réponse à cette localisation, un second détecteur (96) destiné a localiser radialement le second flotteur et à produire un signal en réponse à cette localisation, un premier convertisseur

(128) de signal en communication avec le premier détecteur.

et capable de recevoir le signal produit par le premier détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds, un second convertisseur (92) de signal en communication avec le second détecteur et capable de recevoir le signal produit par le second détecteur et de produire un signal de sortie variable appliqué à des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers, des moyens (122) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides lourds en réponse au signal de sortie variable provenant du premier convertisseur de signal afin de maintenir un niveau spécifié de fluides lourds, et des moyens (86) destinés à réguler l'écoulement dans l'écope à fluides légers en réponse au signal de sortie variable provenant du second convertisseur de signal afin de maintenir un niveau

spécifié de fluides légers.

17. Appareil selon l'une quelconque des

revendications 13, 14, 15 et 16, caractérisé en ce qu'il

comporte en outre une troisième écope (136) à fluides montée dans l'ouverture du rotor et ayant un passage d'écoulement s'étendant vers l'extérieur de l'axe de rotation du rotor principal pour évacuer un gaz du rotor,

et un dispositif (140) de régulation de pression communi-

quant avec le troisième passage d'écoulement afin qu'une

pression spécifiée soit maintenue dans le rotor.

18. Appareil selon l'une quelconque des

revendications 13, 14, 15, 16 et 17, caractérisé en ce

qu'il comporte en outre un organe d'impulsions (52) d'accélération de fluide conçu pour tourner avec le rotor et pouvant recevoir un fluide du passage d'écoulement pour l'alimentation en fluides, une première matière (66) à coalescence dans le passage d'écoulement entre la chemise et le rotor, et une second matière (66) à coalescence sur

la surface intérieure de la chemise.