FR2732902A1 - Dispositif pour melanger des fluides a grande vitesse - Google Patents

Abstract

- Dispositif permettant de mélanger au moins deux fluides de manière quasi instantanée, et homogène. - Il comporte au moins deux canaux d'introduction, ayant chacun des formes et des dimensions adaptées pour former des veines de fluide sous forme de lames de façon à assurer un mélange quasi instantané et homogène dans une zone restreinte.

Description

La présente invention concerne un dispositif permettant de mélanger au moins un premier et un second fluide de manière quasi instantanée. Elle permet notamment d'obtenir un mélange homogène.

La présente invention trouve avantageusement son application pour mélanger rapidement et de manière quasi instantanée plusieurs fluides qui sont susceptibles de réagir entre eux.

Les réactions susceptibles de se produire entre différents fluides lorsqu'ils se mélangent peuvent engendrer des actions corrosive et/ou incrustante sur un élément avec lequel ils sont mis en contact, par exemple une paroi d'une conduite dans laquelle il circule.

Le terme "action" est défini dans toute la suite du texte comme la faculté ou la capacité qu'a un mélange à provoquer des dépôts et/ou à corroder un élément, ce dernier pouvant être une installation dans laquelle le mélange circule.

II est préférable, voir indispensable dans certains cas d'avoir une dimension pour la zone de mélange et une durée de mélange les plus faibles possibles de façon à confiner les réactions pouvant se produire entre les fluides, telles d'éventuelles réactions physico-chimiques.

Une application avantageuse du présent dispositif consiste à l'utiliser comme appareil de laboratoire associé, par exemple, à un appareil d'étude de la cinétique d'évolution d'un mélange de fluides incompatibles.

L'invention trouve notamment son application dans le cadre de la production pétrolière où il est usuel de trouver une eau de gisement associée à de l'huile, et une ou plusieurs eaux d'injection servant à la récupération assistée de l'effluent pétrolier. La mise en contact de ces deux eaux peut susciter des réactions physico-chimiques, tels que la nucléation, la germination et la croissance, conduisant à la formation de cristaux ou de dépôts qui, à la longue, peuvent bloquer les canalisations dans lesquelles circulent les mélanges. II est donc important d'étudier la cinétique de formation et d'évolution de tels cristaux de manière à connaître et à prévoir les problèmes qui en résultent et qui conduisent souvent à des réparations et à des interruptions coûteuses des installations de production.

Afin de s'affranchir des problèmes d'interaction des fluides avant leur introduction dans le dispositif d'analyse approprié, ce dernier doit comporter un appareil de mélange des fluides ou mélangeur permettant d'obtenir un mélange quasi instantané. On peut ainsi déterminer de manière précise l'instant auquel peuvent démarrer les réactions physico-chimiques entre différents fluides. On s'affranchit ainsi d'erreurs possibles provenant de phénomènes physicochimiques survenant avant l'entrée des fluides ou du mélange de fluides dans le dispositif d'analyse.

Dans toute la suite de la description l'expression "fluides ou eaux incompatibles" concerne des fluides dont le mélange ou la mise en présence provoque des réactions physiques ou chimiques, tels que la nucléation, la germination et la croissance de cristaux.

On connaît déjà des dispositifs pour mélanger plusieurs fluides comportant un premier tube dans lequel circule un premier fluide et un second tube entourant le premier tube, et concentrique à ce dernier, dans lequel circule un second fluide. Les phénomènes de turbulence générés par le mouvement de circulation des fluides peuvent conduire à la formation de germes qui remontent alors le long des tubes et s'incrustent, par exemple sur la paroi interne du tube extérieur. Les dépôts provoqués sur les parois obstruent à terme le mélangeur.

On connaît aussi des mélangeurs appelés "mélangeurs à contre courant" fonctionnant sur le principe suivant : les fluides à mélanger circulent dans des directions opposées et se rencontrent dans une zone dit zone de mélange.

Néanmoins, au niveau de la zone de mélange, des dépôts peuvent se former sur les parois de la zone de mélange et bloquer les conduites dans lesquelles circulent les fluides. De tels mélangeurs sont inadaptés pour le mélange de fluides incompatibles.

Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux inconvénients précités et notamment d'éviter et/ou minimiser la formation de dépôts en effectuant un mélange rapide et quasi instantané de fluides. II permet de plus d'obtenir un mélange homogène des fluides en effectuant ce mélange dans une zone réduite.

Le mélange instantané et rapide des deux eaux permet de connaître l'instant précis de formation du mélange et ainsi de s'affranchir de réactions chimiques, physiques ou physico-chimiques qui pourraient survenir entre les fluides préalablement à la cellule de mesure et rendre les résultats de mesure erronés ou imprécis.

Un tel dispositif ou mélangeur est particulièrement bien adapté pour être positionné à l'entrée d'une cellule d'étude de la cinétique de formation de dépôts ou de problèmes de corrosion résultant du mélange de deux eaux incompatibles.

Le dispositif destiné à mélanger au moins un premier et un second fluide incompatibles comporte une pièce interne comprenant au moins un premier canal d'introduction dudit premier fluide, ce premier canal communiquant avec une fenêtre située dans la partie inférieure de la pièce interne, cette fenêtre ayant une section de passage S1 choisie pour que le premier fluide sorte de la fenêtre sous forme d'une première veine de fluide en forme de lame, la pièce interne comporte aussi une gorge située sur sa paroi externe, cette gorge ayant une profondeur p et une longueur g, une enveloppe externe entoure la pièce interne, I'enveloppe externe étant pourvue d'au moins un orifice d'introduction du second fluide et l'enveloppe externe étant située par rapport à la pièce interne de façon que la paroi interne de l'enveloppe externe délimite avec la gorge un canal latéral de circulation générant une seconde veine de fluide sous forme de lame, les deux veines de fluides se rencontrant dans une zone permettant le confinement du mélange délimitée par la section de passage S1, le canal de circulation et la paroi interne de l'enveloppe externe pour former un mélange quasi instantané et homogène.

Avantageusement, de manière à optimiser la réalisation du mélange, la direction d'écoulement de la première lame de fluide fait un angle a avec la direction d'écoulement de la seconde lame de fluide, compris entre 60 et 900, et de préférence sensiblement égal à 90".

La section de passage S1 étant définie par une longueur L et une hauteur h, le rapport Uh est choisi de préférence au moins supérieur à 10.

Afin d'assurer un mélange quasi instantané et homogène les lames desdits premier fluide et second fluide ont de préférence des vitesses comprises entre 0,1 et 5 m/sec.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier canal peut être situé sensiblement au centre de la pièce interne, et en la pièce interne comporter au niveau de son extrémité inférieure une zone située entre l'extrémité inférieure du canal central et la fenêtre, la forme de la zone est choisie pour que la pression de la lame du premier fluide soit répartie de manière sensiblement homogène sur la section de passage S1 et pour que sa vitesse soit sensiblement homogène sur la section S1.

Le canal latéral peut avoir une forme hélicoïdale ou en spirale de façon à communiquer un mouvement hélicoïdal au second fluide, permettant notamment d'entraîner le premier fluide.

Avantageusement, la pièce externe peut comporter un prolongement de forme adaptée pour entretenir le mouvement hélicoïdal ou de spirale que possède le mélange des fluides en sortie de la zone de mélange.

Le mélangeur selon la présente invention trouve particulièrement son application à l'entrée d'un dispositif de contrôle de la cinétique de formation de dépôts pour un mélange de deux fluides incompatibles.

II permet notamment de générer une émulsion à partir de fluides non miscibles.

Ainsi, I'une des originalités importantes du dispositif consiste à générer des veines de fluides ayant chacune une forme de lame et à mélanger ensuite ces lames de fluide avec une vitesse suffisamment rapide pour obtenir un mélange quasi instantané et homogène.

L'agencement des canaux de circulation de deux fluides à mélanger est choisi de façon à obtenir des lames de fluide dont les directions font un angle permettant de réaliser un mélange quasi instantané et d'optimiser le mélange.

Les directions de ces veines de fluide étant de préférence sensiblement orthogonales.

Le second fluide s'écoulant sous forme d'une lame hélicoïdale entraîne, après l'avoir rencontrée, la lame du premier fluide dans son mouvement hélicoïdal au cours duquel un effet de vortex est créé, permettant de concentrer le mélange des fluides susceptible de générer des dépôts vers le centre de la spirale et ainsi, par accélération du fluide et des cristaux en cours de formation, de minimiser les phénomènes de germination conduisant à l'incrustation sur les éléments extérieurs au voisinage de la chambre de mélange.

L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, non limitative et illustrée par les figures représentant respectivement - la figure 1 montre une vue d'ensemble du dispositif mélangeur selon
l'invention, - les figures 2A et 2B montrent respectivement des variantes de réalisation
permettant d'obtenir plusieurs lames de fluide, - la figure 3 montre l'utilisation du dispositif associé à une cellule d'étude et de
mesure de la cinétique de formation de dépôts, et - la figure 4 schématise une autre variante de dispositif de la figure 2
comportant une pièce de prolongation.

La description donnée ci-après à titre illustratif et nullement limitatif concerne un dispositif adapté pour réaliser un mélange homogène d'au moins deux fluides incompatibles de manière rapide, quasi instantanée. Pour des raisons de simplicité, le dispositif est dénommé ci-après mélangeur.

Positionné par exemple à l'entrée d'une cellule d'étude de la cinétique de formation de dépôts ou d'apparition de phénomènes de corrosion, un tel mélangeur permet notamment de fixer de manière précise l'instant auquel s'effectue le mélange et donc l'instant où des interactions entre des fluides incompatibles peuvent s'initier.

Le mélangeur de la figure 1 comprend, par exemple, une pièce interne 1 située à l'intérieur d'une enveloppe externe ou enceinte 2. La pièce interne 1 peut être composée d'une première partie la sensiblement cylindrique comprenant un premier canal de circulation 3 du premier fluide et prolongée par une seconde partie lb de préférence conique ou tronconique comportant un second canal de circulation 6 du second fluide détaillés comme suit.

Le premier canal 3 est situé de préférence le long de l'axe central A de la partie de la pièce interne 1.

La seconde partie lb a de préférence une forme conique ou tronconique qui va en s'évasant lorsque l'on s'éloigne de l'extrémité inférieure du mélangeur vers la partie supérieure du mélangeur.

Elle comporte dans sa partie inférieure une fenêtre 4 communiquant avec le premier canal 3. L'ouverture ou fenêtre 4 a de préférence une forme rectangulaire, avec une hauteur h et une longueur L (figure 2A), définissant une surface ou section de passage S1 de dimension choisie de façon que le premier fluide circulant dans le canal 3, débouche par la fenêtre 4 sous la forme d'une veine de fluide ayant une forme de lame. Cette lame de fluide arrive sur la section de passage S1 et la traverse avec une direction sensiblement perpendiculaire.

La seconde partie i b comporte aussi sur sa paroi latérale extérieure 5 une gorge 6 ou rainure, ayant de préférence, une forme hélicoïdale, une profondeur p et une largeur X (figure 2B). La gorge 6 s'étend par exemple tout le long de la seconde partie lb. Le diamètre interne de l'enveloppe externe 2 est choisi de façon que l'espace délimité par la gorge 6 et la paroi interne de l'enveloppe, et plus particulièrement l'espace situé au voisinage de la fenêtre 4, appelé ci-après zone de mélange, soit de faible dimension et de préférence sensiblement égale au volume défini par la profondeur et la largeur de la gorge et la surface de la fenêtre.La taille de la zone de mélange ainsi définie permet d'optimiser le mélange des lames de fluides provenant respectivement du canal central 3 et du canal latéral 6, comme il est décrit dans la suite de la description.

Avantageusement, dans la partie inférieure de la seconde partie i b, entre l'extrémité inférieure du canal de circulation 3 et l'ouverture 4 se trouve une zone 7 dont la forme est adaptée pour que le premier fluide sortant du canal 3 passe par cette zone 7 et se répartisse avec une pression sensiblement homogène sur la section de passage Si, due manière la plus uniforme possible.

L'enveloppe externe 2 est pourvue d'au moins un orifice 8i d'introduction d'un second fluide à mélanger avec le premier fluide. Le second fluide à mélanger introduit par un orifice 8i, passe ensuite dans un espace annulaire 9 formé par la paroi interne 10 de l'enveloppe externe 2 et la paroi externe de la première partie la. En sortie de cet espace annulaire 9 il pénètre dans le canal 11 formé par la gorge 6 et la paroi interne 10 de l'enveloppe 2 situé en regard de la seconde partie i b. La forme de la paroi interne 10 est, de préférence, adaptée pour que le canal 11 ait une profondeur sensiblement constante sur toute sa longueur et de préférence égale à la profondeur de la gorge 6. Le canal 11 ainsi formé a une largeur et une profondeur choisies pour générer une veine de fluide ayant une forme de lame de faible épaisseur.La lame du second fluide ainsi formée, ou seconde lame circulant dans ce canal acquiert un mouvement hélicoïdal en circulant dans la gorge 6. La seconde veine de fluide possède ainsi une direction d'écoulement sensiblement voisine de la direction de l'axe longitudinal de la gorge comme il est précisé ci-après.

L'axe longitudinal de la gorge fait un angle a avec une perpendiculaire à la section de passage S1. La valeur de cet angle est choisie pour que la première lame de fluide débouchant de la section de passage S1 ou fenêtre 4 et la seconde lame de fluide débouchant du canal latéral se rencontrent sous une incidence permettant d'obtenir un mélange quasi instantané et homogène.

En sortie de fenêtre 4, la première lame de fluide rencontre ainsi la seconde lame de fluide dans une zone dite zone de mélange 12 délimité, par exemple, par la surface de la fenêtre 4 et la paroi interne de l'enveloppe 2 et qui peut s'étendre au voisinage et de préférence en-dessous de cette zone. La forme particulière de lame des deux fluides, L'angle a choisi et les dimensions réduites de la zone de mélange 12 favorisent la rapidité du mélange des deux fluides et son homogénéisation.

Le mélange ressort de l'espace ou zone de mélange 12 sous une forme hélicoïdale ou en spirale.

De plus, le mouvement en spirale de la seconde lame de fluide crée un phénomène de vortex entraînant le mélange des fluides et d'éventuels cristaux en voie de formation vers le centre de la spirale ainsi créée. L'accélération due au vortex et la concentration de ce mélange, permet de minimiser les phénomènes de germination qui pourraient conduire à des phénomènes d'incrustation sur des parois au contact desquelles peut se trouver le mélange.

Les parois pouvant être celles de dispositifs situés après le mélangeur.

La valeur de l'angle appartient par exemple à l'intervalle 60 et 90 et, de préférence l'angle a est sensiblement égal à 90".

Les dimensions de la gorge 6, c'est-à-dire sa profondeur p et sa largeur t définissent avec l'enveloppe externe 2 le second canal latéral d'écoulement.

Elles sont choisies, de préférence, pour que le rapport largeur/profondeur t/p varie de 10 à 50, par exemple en choisissant une largeur comprise entre 20 et 40 mm et une profondeur comprise entre 1,5 et 0,3 mm. Le choix de ces dimensions associé à l'agencement de l'enveloppe externe 2 et de la partie lb de la pièce interne permet de générer des lames de fluides, la forme de lame permettant d'optimiser l'opération de mélange.

Les valeurs de la hauteur h de la fenêtre 4 et de sa longueur L sont de préférence choisies pour que le rapport L/h soit au moins égal à 10, de manière à obtenir une première veine de fluide ayant une forme de lame ou première lame. Elles sont notamment choisies pour que la première lame de fluide traverse la section de passage S1 correspondant à la surface de la fenêtre 4 avec une vitesse comprise par exemple entre 0,1 et Sm/sec.

Les valeurs de vitesse élevées ainsi que les faibles dimensions de la section de passage S1 permettent, avantageusement de bénéficier d'un phénomène d'autonettoyage des ouvertures. En effet, les dépôts éventuels qui auraient tendance à se former par la mise en contact des fluides sur les parois du dispositif sont décollés par les lames de fluide, aussi bien la première lame de fluide que la seconde, créant ainsi une sorte de phénomène connu sous le nom de "getting" ou "nettoyage par érosion".

La section de passage S1 de la fenêtre 4 est par exemple sensiblement égale à 1,2 mm2.

Ainsi pour un premier et un second fluides introduits dans les proportions de 50 cm3/min chacun, donc un débit total de 100 cm3/min, de telles dimensions conduisent à une vitesse linéaire pour chacune des lames de fluide d'environ 0,7 m/sec. Les deux lames de fluide pénètrent dans l'espace de mélange confiné dans lequel elles se mélangent de façon rapide et quasi instantanée. Cette façon de procéder améliore l'homogénéité du mélange ainsi formé.

Pour une section de passage S1 de l'ordre de 0,5 mm2, et pour des fluides introduits dans des proportions identiques à celles citées ci-dessus, la vitesse des lames de fluide lorsqu'elles pénètrent dans la zone de mélange est sensiblement égale à 5m/sec.

La fenêtre 4 ainsi que la gorge 6 ont de préférence des faibles dimensions, de manière à assurer un mélange instantané et le plus homogène possible des deux fluides. Elles sont réalisées, par exemple par électroérosion ou par toute autre technique connue de l'homme de métier permettant de réaliser avec précision des ouvertures dans des pièces de faibles dimensions à bordures exemptes d'aspérités.

Avantageusement, les lames de fluide à mélanger sont sous-divisées en plusieurs lames élémentaires. Un exemple de réalisation de la fenêtre et de la gorge permettant d'obtenir un tel résultat, est donné à titre indicatif et nullement limitatif aux figures 2A et 2B.

La première lame de fluide provenant de la section de passage S1 peut être sous divisée en plusieurs lames élémentaires en positionnant par exemple juste avant la fenêtre 4 un élément ayant une forme de grille ou de créneau qui sous divise la première lame de fluide en plusieurs premières lames élémentaires de fluide (Figure 2A).

Selon une autre variante de réalisation, la gorge 6 (Figure 2B) est de préférence adaptée pour générer elle aussi plusieurs lames de fluide élémentaires. Ainsi, elle peut comporter des parois permettant de créer plusieurs secondes lames élémentaires.

Le fait de subdiviser les lames et d'effectuer le mélange entre plusieurs premières lames élémentaires et secondes lames élémentaires, optimise le mélange des lames de fluides et son homogénéité.

La zone 7 conçue notamment pour permettre une répartition de la pression du fluide sur la section de passage S1 a de préférence une forme sensiblement trapézoïdale dont un des côtés au moins correspond par exemple à la fenêtre 4. Cette forme permet de plus d'obtenir une vitesse linéaire pour la première lame de fluide sensiblement identique sur la totalité de la surface S1.

Le nombre des orifices d'introduction 8i peut être supérieur à deux de façon à obtenir une meilleure distribution du fluide dans le canal latéral. Ces orifices d'introduction peuvent prendre des formes variées telles que des formes circulaires, triangulaires, et être répartis de manière uniforme, par exemple, sur l'enveloppe externe.

II est aussi possible d'introduire des fluides miscibles ou non pour constituer le second fluide.

Dans le cas où les fluides à mélanger sont introduits dans le mélangeur dans des proportions différentes, le fluide ayant le plus faible débit est envoyé de préférence dans le canal central 3 et celui de plus fort débit est introduit par les ouvertures 8i pour passer dans le canal hélicoïdal 11. Le mouvement hélicoidal et la valeur importante du flux du fluide circulant dans le canal latéral permettent à ce dernier d'entraîner le premier fluide sortant du canal central 3.

Les différents éléments du mélangeur sont réalisés en acier résistant aux fluides sous pression qui peuvent être agressifs, ou encore en Hastelloy ou
Uranus comme il est connu de l'homme de métier.

La partie conique i b de l'enveloppe externe 2 peut être réalisée séparément dans du Téflon, par exemple, ou en un matériau non polaire qui du fait de sa nature évite et/ou minimise la formation de dépôts incrustants dans le mélangeur.

Une des applications avantageuse du dispositif consiste à le positionner à l'entrée d'une cellule d'étude de la cinétique d'évolution de formation de cristaux résultant de la mise en présence de deux fluides incompatibles, par exemple une eau de gisement et une ou plusieurs eaux d'injection, ou encore une eau de gisement avec un produit, tel qu'un inhibiteur de dépôts, ou encore une eau de gisement avec une eau d'injection et un inhibiteur de dépôts.

La figure 3 schématise un mélangeur 31 sensiblement identique à celui de la figure 2 située à l'entrée d'un dispositif 32 d'étude des phénomènes de nucléation et de germination de cristaux provenant de l'interaction d'un premier fluide F1 et d'un second fluide F2.

Le mélangeur 31 est, par exemple relié à une première source 33 de fluide F1 par une conduite 34 communiquant avec le canal central 3 du mélangeur (figure 1) et à une seconde source 35 de fluide F2 par une conduite 36 reliée à au moins un des orifices 8i (figure 1). La seconde source de fluide peut elle-même être alimentée par différentes sources de fluides Si et des conduites associées Ci. Les conduites 34 et 36 sont avantageusement munies de dispositif de régulation et de contrôle du débit, tel des vannes ou duses V1,
V2 destinées à réguler la quantité de fluides injectés.

Le mélangeur 31 est disposé de façon à pénétrer dans le dispositif d'étude 32 et à communiquer dans cette position avec un conduit de circulation 37 permettant le passage du mélange réalisé dans le mélangeur 31 dans le dispositif d'étude 32. Le mélange parcourt le conduit de circulation 37 et ressort du dispositif 32 par un conduit d'évacuation 38.

Le dispositif 32 peut aussi être équipé de moyens 39 de contrôle et de mise en pression et en température, pour déterminer et contrôler les paramètres thermodynamiques d'étude de la formation de cristaux. II peut aussi comporter tout autre dispositif nécessaire à l'étude de l'évolution du mélange dans le temps. Ces moyens peuvent être positionnés à plusieurs endroits du dispositif, qui sont choisis en fonction de l'analyse que l'on souhaite réaliser.

Un exemple de fonctionnement pour un tel dispositif consiste à envoyer le premier fluide dans le canal 3 sous un débit de 50 cm3/min et dans une proportion de 50/50 et le second fluide dans le canal latéral hélicoïdal représenté sur la figure 2 à travers un orifice 8i avec un débit de l'ordre de 50 cm3/min et une proportion de 50/50.

Selon la description donnée en relation avec la figure 1 et sous de telles conditions, le mélange obtenu dans la zone de mélange 12 du mélangeur 31 sort de ce dernier sous la forme d'une spirale avec un vitesse d'environ 0,7 m/sec pour pénétrer dans le conduit 37. Du fait du vortex, le mélange des deux fluides est concentré au centre de la spirale comme il a été indiqué précédemment. Cette concentration diminue la probabilité de rencontre du mélange avec la paroi du conduit de circulation 37 et évite la germination cristalline sur les parois avant ou à l'entrée du dispositif d'étude. De cette façon,
L'instant initial d'étude de formation des cristaux peut être déterminé de manière précise et les erreurs de mesure engendrées par des phénomènes pouvant survenir préalablement au dispositif sont minimisées.

La rapidité du mélange instantané ou quasi instantané contribue à améliorer la précision des mesures, notamment en délimitant l'instant du démarrage d'éventuelles réactions.

De plus la vitesse du mélange en sortie du mélangeur possède une vitesse au moins supérieure à la vitesse qu'il acquiert en circulant dans le conduit 37. La différence de vitesse existante contribue à éviter la formation de germes au niveau des parois du conduit de circulation 37 et la remontée d'éventuels germes au niveau de la fenêtre 4 du mélangeur (figure 1).

Avantageusement les valeurs de débit et de quantité de chacun des fluides introduits à l'entrée du mélangeur et fixées par les vannes Vi, V2 sont retrouvées sensiblement identiques en sortie du mélangeur.

Un tel mélangeur peut être de manière avantageuse positionné à l'entrée d'un dispositif d'étude d'inhibiteurs tel que celui décrit dans la demande de brevet EP 033.557.

Selon un mode préférentiel du mélangeur décrit à la figure 4, la pièce 2 comporte un prolongement 41. Il est positionné par exemple après la zone de mélange 12 (figure 1) au niveau de l'extrémité inférieure du mélangeur. La paroi interne 42 du prolongement 41 possède une forme adaptée pour entretenir le mouvement hélicoïdal que possède le mélange en sortie du mélangeur, notamment l'effet de vortex permettant de concentrer le mélange des fluides au centre de la spirale ou hélicoïde de façon à minimiser la probabilité de contact du mélange réagissant sur les parois du conduit 37 (figure 3) avec lequel il se trouve en communication comme il a été décrit précédemment. Cette forme va par exemple en s'évasant à partir de l'extrémité inférieure du mélangeur.

L'expression "mélange réagissant" vise un mélange de fluide pouvant introduire des actions de corrosion et/ou incrustants.

Une application intéressante de l'invention consiste à mélanger au moins un inhibiteur provenant d'une source Si avec un fluide jouant le rôle de vecteur porteur provenant d'une autre source Si. Par vecteur porteur on sous-entend que le fluide porteur auquel est mélangé l'inhibiteur n'interagit par sur lui. L'inhibiteur doit agir uniquement avec le premier fluide issu de la première source qui est injecté par exemple par le canal central du mélangeur. Une telle façon de procéder permet d'optimiser le mélange des fluides et faire en sorte que l'action de l'inhibiteur démarre dans le dispositif d'étude de la cinétique et pas à l'extérieur du dispositif d'étude. L'instant de formation du mélange est ainsi connu de manière précise, cet instant de mélange correspond notamment au moment où l'inhibiteur commence à agir .La précision des mesures est ainsi augmentée puisque l'inhibiteur n'agit sur le mélange uniquement lorsque ce dernier se trouve à l'intérieur du dispositif 32.

Dans le cadre de la production pétrolière par exemple l'utilisation d'un tel mélangeur permet d'introduire un inhibiteur au moment où des cristaux organiques, minéraux ou encore d'hydrates commencent à se former par exemple.

Sans sortir du cadre de l'invention, il est aussi possible d'utiliser ce type de dispositif dans le cadre du traitement des eaux industrielles et domestiques, par exemple dans le domaine plus particulier de la géothermie.

De manière avantageuse, le dispositif est utilisé pour réaliser une émulsion dans des proportions définies notamment une émulsion effectuée à partir de fluides non miscibles. En effet le fait que le mélange dans le mélangeur s'effectue de manière quasi instantanée et à des vitesses élevées "crée"
I'émulsion. Il est ainsi possible de réaliser aisément une émulsion d'eau dans l'huile ou d'huile dans l'eau.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1) Dispositif destiné à mélanger au moins un premier et un second fluide incompatibles caractérisé en ce qu'il comporte une pièce interne (1) comprenant au moins un premier canal d'introduction (3) dudit premier fluide, ledit premier canal (3) communiquant avec une fenêtre (4) située dans la partie inférieure de la pièce interne (1), ladite fenêtre (4) ayant une section de passage S1 choisie pour que le premier fluide sorte de cette fenêtre (4) sous forme d'une première veine de fluide en forme de lame, ladite pièce interne (1) comporte aussi une gorge (6) située sur sa paroi externe, ladite gorge (6) ayant une profondeur p et une longueur tg, une enveloppe externe (2) entourant ladite pièce interne (1), ladite enveloppe externe (2) étant pourvue d'au moins un orifice d'introduction (8i) du second fluide et ladite enveloppe externe (2) étant située par rapport à la pièce interne (1) de façon que la paroi interne de l'enveloppe externe délimite avec la gorge (6) un canal latéral de circulation (11) générant une seconde veine de fluide sous forme de lame, les deux veines de fluides se rencontrant dans une zone de mélange (12) délimitée par la section de passage S1, le canal de circulation (11) et la paroi interne de l'enveloppe externe pour former un mélange quasi instantané et homogène.

2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la direction d'écoulement de la première lame de fluide fait un angle a avec la direction d'écoulement de la seconde lame de fluide, compris entre 60 et 900, et de préférence sensiblement égal à 90".

3) Dispositif de mélange selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la section de passage S1 est définie par une longueur L et une hauteur h et que le rapport Uh est au moins supérieur à 10.

4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lames desdits premier fluide et second fluide ont des vitesses comprises entre 0,1 et 5 m/sec.

5) Dispositif de mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier canal (3) est situé sensiblement au centre de la pièce interne (1), et en ce que la pièce interne (1) comporte au niveau de son extrémité inférieure une zone (7) située entre l'extrémité inférieure du canal central (3) et la fenêtre (4), la forme de la zone (7) est choisie pour que la pression de la lame du premier fluide soit répartie de manière sensiblement homogène sur la section de passage S1 et pour que sa vitesse soit sensiblement homogène sur la section

S1.

6) Dispositif de mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal latéral (11) a une forme hélicoïdale ou en spirale de façon à communiquer un mouvement hélicoïdal au second fluide.

7) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce externe (2) comporte un prolongement (41) de forme adaptée pour entretenir le mouvement hélicoïdal ou de spirale que possède le mélange des fluides en sortie de la zone de mélange (12).

8) Dispositif de mélange selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est positionné à l'entrée d'un dispositif de contrôle de la cinétique de formation de dépôts pour un mélange de deux fluides incompatibles.

9) Utilisation du dispositif selon l'une des revendications précédentes pour générer une émulsion à partir de fluides non miscibles.