FR2954187A1

FR2954187A1 - Separateur a ecoulement cyclonique.

Info

Publication number: FR2954187A1
Application number: FR0959254A
Authority: FR
Inventors: Yves Lecoffre; Philippe Coffin
Original assignee: Total SE
Current assignee: TotalEnergies SE
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-24
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: NO339749B1; NO20120670A1; US8950590B2; WO2011073550A1; FR2954187B1; US20120248035A1; BR112012014983A2

Abstract

Séparateur de composants d'un milieu fluide, comprenant le long d'un axe (6) un ensemble mobile (11) entraîné en rotation autour de l'axe et un dispositif de sortie (16). L'ensemble mobile comprend une chambre de séparation (3) cylindrique ayant une paroi intérieure. Le dispositif de sortie (16) comprend une deuxième sortie et une première sortie plus éloignée de l'axe que la deuxième sortie. Le dispositif de sortie (16) comprend une troisième sortie plus éloignée de l'axe que la première sortie pour extraire un troisième composant fluide comportant des particules solides. Cette troisième sortie comprend un bord à proximité d'une paroi intérieure de la chambre de séparation ( 3 ).

Description

1 Séparateur à écoulement cyclonique

L'invention concerne de façon générale un séparateur à écoulement cyclonique pour séparer des 5 composants d'un milieu fluide. Une application non exclusive d'un tel séparateur se situe dans la production d'huile pétrolière. Dans cette application, à particulièrement 10 considérer comme l'eau et de l'huile, provenant d'un réservoir en extrait une huile à teneur réduite en eau. de l'huile extraite est réinjectée dans un 15 niveau réservoir, qui peut être différent du réservoir producteur, sans avoir à être séparée ou traitée dans une installation de surface. Une variante est de séparer les fluides dans le puits et de les remonter en surface. Le régime cyclonique d'écoulement dans une chambre 20 de séparation de composants d'un fluide est particulièrement efficace pour la séparation massique des composants. En sortie de la chambre de séparation à écoulement cyclonique, on récupère les composants les plus lourds à une position radiale plus éloignée du centre que 25 les composants plus légers. Dans un écoulement cyclonique idéal, la vitesse tangentielle des particules du milieu fluide croît selon une loi hyperbolique depuis la périphérie de la chambre jusqu'à un rayon où elle atteint une valeur maximale, puis diminue entre ce rayon et le 30 centre de la chambre selon une loi linéaire. Elle est en particulier nulle au centre de la chambre de séparation. Ceci soumet les particules du milieu fluide à des accélérations radiales inversement proportionnelles au cube du rayon dans la zone hyperbolique. 35 Les documents FR-A-2 592 324 et FR-A-2 919 206 exemple dans comprenant de producteur et L'eau séparée un laquelle les inventeurs se sont intéressés, sans limitatif, le séparateur puits pétrolier. Il reçoit que ceci soit à est placé par un fluide

2 décrivent des séparateurs pour liquide hétérogène ayant une chambre de séparation cylindrique et un lanceur axial qui tournent solidairement autour de leur axe commun. Le lanceur a un noyau autour duquel des canaux de guidage amènent un milieu fluide dans la chambre en vue d'y générer un écoulement cyclonique. Ces separateurs permettent de séparer deux composants fluides du milieu fluide. Cependant lorsque le milieu est également chargé en particules solides plus denses que les composants fluides, celles-ci s'accumulent sur la paroi intérieure de la chambre de séparation, notamment à proximité de l'extrémité aval de la chambre de séparation. Cette accumulation perturbe le régime cyclonique de l'écoulement, et provoque une érosion de l'extrémité aval de la chambre de séparation. La présente invention a pour but de perfectionner les séparateurs à écoulement cyclonique de type tournant. On cherche notamment à évacuer les particules solides du milieu fluide dans la chambre de séparation.

Un séparateur à écoulement cyclonique selon un mode de réalisation de l'invention comprend le long d'un axe : - un ensemble mobile comprenant au moins un lanceur et une chambre de séparation cylindrique ayant une paroi intérieure, ledit ensemble mobile étant entraîné en rotation autour dudit axe pour entrainer le milieu fluide selon un écoulement sensiblement axial et provoquer la séparation de composants dudit milieu fluide, et - un dispositif de sortie à une extrémité aval de la chambre de séparation comprenant au moins une première sortie pour extraire un premier composant fluide et une deuxième sortie pour extraire un deuxième composant fluide moins dense que le premier composant fluide, ladite première sortie étant plus éloignée de l'axe que la deuxième sortie.

Le dispositif de sortie comprend une troisième sortie pour extraire un troisième composant fluide

3 comportant des particules solides. Le troisième composant fluide est plus dense que le premier composant fluide, et la troisième sortie est plus éloignée de l'axe que la première sortie avec au moins un bord à proximité de la paroi intérieure de la chambre de séparation. Grâce à ces dispositions, les particules solides du milieu fluide forment une faible couche sur la paroi intérieure de la chambre de séparation et avancent longitudinalement sur cette paroi dans le sens de 10 l'écoulement de fluide vers l'extrémité aval de la chambre de séparation, puis sont évacuées par la troisième sortie. Ainsi, elles ne s'accumulent pas ou peu, le fonctionnement du séparateur à écoulement cyclonique n'est pas perturbé et la chambre de séparation présente moins d'usure. En variante, le séparateur comprend un canal de dérivation reliant dans le dispositif de sortie, la troisième sortie avec la deuxième sortie de telle sorte que le troisième composant fluide s'écoule vers le deuxième composant fluide. Grâce à cette disposition, dans le cas de l'application pétrolière, l'eau chargée en particules solides n'est pas réinjectée dans un niveau réservoir, ce qui a tendance à colmater ce niveau réservoir. Elle est remontée avec l'huile, puis séparée de l'huile. 25 Dans des modes de réalisation du séparateur, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - le séparateur comprend en outre une enveloppe externe fixe et des premier, deuxième et troisième canaux 30 chacun dans un prolongement de la première, deuxième et troisième sortie, respectivement, pour transporter chaque composant fluide, et dans lequel ledit troisième canal fait partie d'un insert externe entrainé en rotation autour de l'axe avec l'ensemble mobile et débouche dans une cavité 35 fixe de l'enveloppe externe ; - des moyens d'étanchéité font étanchéité entre 15 20

4 l'enveloppe externe et l'insert externe comprenant le troisième canal ; - les moyens d'étanchéité comprennent un grain d'étanchéité appliqué en appui contre l'un ou l'autre parmi l'insert externe et l'enveloppe externe, par au moins un élément élastique ; - l'insert externe et l'enveloppe externe sont axialement séparés par un jeu formant un canal de fuite entre le premier canal de sortie et la cavité ; - le canal de fuite s'étend selon une portion cylindrique sensiblement parallèle à l'axe comprenant une pluralité de restrictions radiales pour régler une perte de charge dudit canal de fuite ; - le troisième canal comprend au moins un premier diaphragme adapté pour qu'une pression du troisième composant fluide dans ladite cavité soit inférieure ou égale à une pression du premier composant fluide dans le premier canal ; - un canal de dérivation s'étend entre la cavité et le deuxième canal, de telle sorte que le troisième composant fluide s'écoule vers le deuxième composant fluide ; - le canal de dérivation comprend un deuxième diaphragme adapté pour qu'une pression du troisième composant fluide dans ladite cavité soit supérieure ou égale à une pression du deuxième composant fluide dans le deuxième canal ; - le troisième canal est divisé en une pluralité de sous-canaux entre la troisième sortie de la chambre de 30 séparation et le premier diaphragme ; - le dispositif de sortie forme un fond à la chambre de séparation sensiblement transversal à l'axe, comprenant une saillie annulaire s'étendant vers l'amont de l'écoulement fluide dans la chambre de séparation, ladite 35 saillie étant située entre la première sortie et la troisième sortie de telle sorte à canaliser les particules solides du troisième composant fluide vers ladite troisième sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description 5 suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins: - la figure 1 est un schéma de principe en coupe longitudinale d'un séparateur de composants d'un milieu 10 fluide; - la figure 2 est une vue agrandie en coupe longitudinale du dispositif de sortie du séparateur de la figure 1; - la figure 3A est une vue en coupe longitudinale 15 du dispositif de sortie d'un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3B est une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 3A selon la ligne de coupe IIIB ; - la figure 4 est une vue du dispositif de sortie 20 d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue du dispositif de sortie d'un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue du dispositif de sortie d'un quatrième mode de réalisation de l'invention ; 25 - la figure 7A est une vue du dispositif de sortie d'un cinquième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7B est une vue agrandie d'une partie de la figure 7A ; - la figure 8 est une vue en coupe développée de 30 manière plane d'un exemple de troisième sortie d'un dispositif de sortie de l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 présente une vue générale en coupe 35 axiale d'un mode de réalisation d'un séparateur à

6 écoulement cyclonique. Cet exemple de séparateur 1 comporte une enveloppe externe 5 fixe, de forme générale cylindrique d'axe 6, comprenant une entrée E d'un milieu fluide à séparer, une sortie S1 de fluide et une sortie S2 de fluide. A l'intérieur de l'enveloppe 5, une chambre de séparation cylindrique 3 et un lanceur coaxial 2 sont montés de façon coaxiale avec l'enveloppe 5 et pivotants autour de l'axe 6. La chambre 3 et le lanceur 2 appartiennent à un ensemble 11 monté pivotant dans l'enveloppe externe 5 sur des roulements 12. Le nombre et la position des roulements sur la figure 1 peuvent varier. Des joints dynamiques 13 permettent de réaliser l'étanchéité entre l'ensemble mobile 11 et l'enveloppe externe 5 fixe. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'ensemble mobile 11 est entrainé en rotation par une courroie 14 entraînée elle-même par un moteur 4. L'entrée E, à une extrémité amont du séparateur 1, est alimentée par un raccord axial 10 avec un débit sous pression d'un milieu fluide à séparer, tel qu'une émulsion eau-huile. La sortie S1 est réalisée ici par un raccord latéral 8 sur l'enveloppe externe 5 du séparateur 1. Cette sortie S1 permet d'évacuer un premier composant fluide de densité relativement importante capté en sortie de la chambre de séparation 3, c'est-à-dire à l'opposé du lanceur 2, à distance de l'axe 6. La sortie S2 est réalisée ici par un tube 7 centré sur l'axe 6 et communiquant avec l'intérieur de la chambre de séparation 3. Cette sortie S2 permet d'évacuer un deuxième composant fluide de densité plus faible que le premier composant. Dans l'application à la production d'huile pétrolière, le premier composant fluide est de l'eau (ayant 35 une teneur résiduelle en huile beaucoup plus faible que la

7 teneur en huile de l'émulsion introduite à l'entrée E), et le deuxième composant fluide de l'huile (ayant une teneur résiduelle en eau beaucoup plus faible que la teneur en eau de l'émulsion introduite à l'entrée E).

Après l'entrée E, le milieu fluide (eau-huile) pénètre dans l'ensemble mobile 11 par son extrémité amont, débouche dans une chambre amont 15, traverse le lanceur 2 qui transforme le mouvement de translation du fluide en un mouvement de rotation d'axe 6 et de vitesse de rotation identique à celle de l'ensemble 11, et est injecté en périphérie de la chambre de séparation 3 avec une vitesse tangentielle sensiblement égale à celle de la paroi intérieure 3a de la chambre de séparation 3. Avec ce type d'entrée dans la chambre de séparation 3, la vitesse tangentielle du fluide dans la chambre 3 évolue sensiblement de manière inversement proportionnelle au rayon, augmentant très fortement lorsque l'on se rapproche du centre, c'est-à-dire de l'axe 6. Ceci conduit à des accélérations favorables à la séparation des fluides, et notamment à concentrer le deuxième composant fluide, de densité plus faible que le premier composant fluide, vers le centre de la chambre de séparation 3 lors de l'écoulement. Le premier composant fluide relativement dense (eau) est alors évacué de la chambre de séparation 3 par une première sortie 21 annulaire à l'extrémité aval de la chambre 3, qui communique avec la sortie S1 du séparateur via un premier canal 31 annulaire. Ces éléments sont plus facilement visibles sur la figure 2 qui est une vue agrandie de la partie droite de la figure 1. Dans l'application à la production pétrolière, l'eau ainsi évacuée, dont la teneur résiduelle en huile peut être très faible, est réinjectée dans un niveau réservoir qui peut être différent de celui d'où provient le mélange émulsionné amené à l'entrée E du séparateur.

8 Le deuxième composant fluide relativement peu dense (huile) est extrait par une deuxième sortie 22 de la chambre de séparation 3 consistant dans cet exemple en un orifice d'entrée circulaire du tube central 7. Ce tube 7 du mode de réalisation des figures 1 et 2 est solidaire de l'enveloppe externe 5 du séparateur, et ne tourne pas avec la chambre de séparation 3, ce qui simplifie la construction de l'appareil. Le tube 7, les première et deuxième sorties 21,22, les raccords latéral 8 et axial 10 sont un exemple de dispositif de sortie 16 à une extrémité aval 3b de la chambre de séparation 3. Dans un autre agencement du dispositif de sortie 16 de la chambre de séparation 3, celles-ci sont toutes deux de forme annulaire et concentriques avec l'axe de la chambre. Divers agencements sont possibles en sortie de la chambre de séparation 3 à écoulement cyclonique. En général, les sorties sont concentriques et le composant le plus dense (l'eau) est évacué au niveau de la sortie la plus éloignée de l'axe tandis que le composant le plus léger (l'huile) est extrait au niveau de la sortie la plus proche de l'axe. Dans certains cas, une sortie de gaz (phase la moins dense et sortie la plus centrale) peut être prévue en plus des sorties d'eau et d'huile.

Les figures 3A et 3B présentent des vues agrandies d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de sortie 16 de l'invention. Dans cette vue, la chambre de séparation 3 comprend une première sortie 21 annulaire et une deuxième sortie 22 annulaire entourée par la première sortie 21. Le dispositif de sortie 16 comprend en outre : - un insert central 17 s'étendant selon la direction de l'axe 6 et comportant une face amont 17a sensiblement circulaire centrée sur l'axe 6, - un insert intermédiaire 18 sensiblement cylindrique, s'étendant selon la direction de l'axe 6

9 autour de l'insert central 17 et ayant une face amont 18a annulaire entourant la face amont 17a, et - un insert externe 19 sensiblement cylindrique, s'étendant selon la direction de l'axe 6 autour de l'insert intermédiaire 18 et ayant une face amont 19a annulaire entourant la face amont 18a. La face 17a de l'insert central 17 génère dans la chambre de séparation 3, une zone morte dans laquelle le milieu fluide ne se déplace pas. Cette zone morte de milieu fluide, sensiblement cylindrique, s'étend depuis la face 17a vers l'intérieur de la chambre de séparation 3. La face amont 18a de l'insert intermédiaire 18 a sur cette figure une faible épaisseur dans une direction radiale perpendiculaire à la direction de l'axe 6. Elle sépare les première et deuxième sorties (21, 22) du séparateur, c'est-à-dire sépare les écoulements du premier composant fluide (eau) et du deuxième composant fluide (huile) du milieu fluide. Les faces amonts 17a, 18a et 19a du dispositif de sortie 16 forment le fond de la chambre de séparation 3 à son extrémité aval 3b. Les première, deuxième et troisième sorties (21, 22, 23) sont ménagées entre ces faces amonts du dispositif de sortie 16. L'insert central 17 est relié par des pièces non représentées sur les figures à l'enveloppe externe 5 du séparateur 1, de telle sorte qu'il ne tourne pas ou n'est pas mis en rotation avec l'ensemble mobile 11. L'insert intermédiaire 18 est également relié à l'enveloppe externe 5 du séparateur 1, par exemple par des pontets radiaux s'étendant entre l'insert central 17 et l'insert intermédiaire 18. Il ne tourne donc pas ou n'est pas mis en rotation avec l'ensemble mobile 11. L'insert externe 19 est relié à l'ensemble mobile 11, par exemple par d'autres pontets radiaux s'étendant entre l'insert externe 19 et l'ensemble mobile 11. Il est donc entraîné en rotation autour de l'axe 6, mais immobile

10 par rapport à l'ensemble mobile 11. Un espace sensiblement annulaire entre l'insert central 17 et l'insert intermédiaire 18 forme un deuxième canal 32 d'extraction dans le prolongement de la deuxième sortie 22 de la chambre de séparation, pour extraire le deuxième composant fluide (huile). Un espace sensiblement annulaire entre l'insert intermédiaire 18 et l'insert externe 19 forme un premier canal 31 d'extraction dans le prolongement de la première sortie 21 de la chambre de séparation 3, pour extraire le premier composant fluide (eau). Un espace sensiblement annulaire entre l'insert externe 19 et l'ensemble mobile 11 forme un troisième canal 33 d'extraction dans le prolongement de la troisième sortie 23 de la chambre de séparation 3, pour extraire le troisième composant fluide comportant des particules solides (sable). Ladite troisième sortie 23 possède un bord externe 23a ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre interne de la paroi intérieure 3a de la chambre de séparation 3. Les particules solides du troisième composant fluide (sable) sont ainsi rapidement évacuées par la troisième sortie 23 du dispositif de sortie 16. Elles ne s'accumulent pas dans la chambre de séparation 3, ne perturbent pas l'écoulement cyclonique de cette chambre et ne génèrent pas d'usure du dispositif de sortie 16. Le dispositif de sortie 16 comprend en outre des moyens d'étanchéité 40 entre les éléments fixes et les éléments mobiles.

Ces moyens d'étanchéité 40 comprennent notamment : - un premier grain d'étanchéité 41 disposé l'ensemble mobile 11 et l'enveloppe extérieure 5 fixe, et - un deuxième grain d'étanchéité 42 disposé entre l'insert externe 19 et l'enveloppe extérieure 5 fixe.

Ces moyens d'étanchéité 40 permettent d'éviter toute fuite du troisième composant fluide comportant des

11 particules solides (sable) vers le premier composant fluide (eau), destiné à être réinjecté dans la formation géologique. Chaque grain d'étanchéité 41, 42 est annulaire et il est appliqué contre l'élément mobile par un élément élastique 41a, 42a, respectif, par exemple du type rondelle Belleville, ou ressort hélicoïdal. Le troisième canal 33 s'étend donc depuis la troisième sortie 23 de la chambre de séparation 3 jusqu'aux moyens d'étanchéité 40, à travers l'ensemble mobile 11 et/ou l'insert externe 19. Ce troisième canal 33 est donc mobile en rotation avec l'ensemble 11 autour de l'axe 6. Il débouche alors dans une cavité 5a de l'enveloppe 5, qui elle est fixe.

Ensuite, le troisième composant fluide est conduit vers le deuxième canal 32 par au moins un canal de dérivation 50. Ce canal de dérivation 50 est, par exemple, réalisé avec au moins un tube 51 radial, traversant l'insert externe 19, le premier canal 31 et l'insert intermédiaire 18, pour déboucher radialement dans le deuxième canal 32. Le troisième composant fluide comportant des particules solides (sable) est donc dévié vers le deuxième composant fluide (huile).

Grâce à cette disposition, les particules solides denses sont transportées avec le deuxième composant fluide, l'huile, le composant léger du milieu fluide. En outre, comme représenté en figure 3B, plusieurs tubes 51 peuvent être disposés radialement, en étoile 30 autour de l'axe 6. En figure 4, un deuxième mode de réalisation est présenté, reprenant toutes les caractéristiques du premier mode de réalisation du dispositif de sortie 16, et dans lequel la face amont 19a n'est pas une surface plane 35 sensiblement perpendiculaire à l'axe 6. Cette face amont 19a comprend une saillie 19b annulaire s'étendant en

12 direction de l'intérieur de la chambre de séparation 3. Des particules solides en rotation subissent une force centrifuge. Lorsque ces particules solides sont en contact avec une surface en rotation (la face amont 19a), elles subissent en outre une force centripète. Grâce à la saillie 19b de ce deuxième mode de réalisation, on peut éviter que les particules solides du troisième composant fluide en contact avec la face amont 19a ne se déplacent vers l'axe 6 le long de cette face amont 19a. Les particules solides sont alors contraintes à s'écouler vers la troisième sortie 23 et le troisième canal 33 d'extraction. En outre, une telle saillie 19b peut être adaptée à tous les autres modes de réalisation de l'invention.

La figure 5 montre un troisième mode de réalisation de l'invention comportant un seul grain d'étanchéité 42 adapté pour réaliser une étanchéité entre l'enveloppe externe 5 fixe et l'insert externe 19 mobile en rotation autour de l'axe 6. Cette structure simplifiée permet d'utiliser un grain d'étanchéité de plus grande section, résistant mieux aux vitesses relatives importantes entre l'enveloppe externe 5 et l'insert externe 19. Les autres aspects de ce mode de réalisation sont identiques au mode de réalisation des figures 3A et 3B.

La figure 6 montre un quatrième mode de réalisation de l'invention dans lequel les moyens d'étanchéité des précédents modes de réalisation sont remplacés par un jeu axial entre l'enveloppe externe 5 et l'insert externe 19, ledit jeu formant un canal de fuite 43 entre le premier canal 31 et la cavité 5a. En effet, les grains d'étanchéité 41, 42 doivent être dimensionnés pour résister aux vitesses relatives et aux natures des composants fluides, ce qui n'est pas aisé pour l'application pétrolière.

Le dispositif de sortie 16 de ce mode de réalisation (mais les autres modes de réalisation peuvent 5 diaphragme 34, une pression du dans la cavité 5a peut être pression du premier composant également avoir cette caractéristique) comporte un premier diaphragme 34 en sortie du troisième canal 33, c'est-à-dire en entrée de la cavité 5a. Grâce à ce premier troisième composant fluide inférieure ou égale à une 10 fluide dans le premier canal 31. assure que dans le canal de fuite 43 premier composant fluide (eau) du détournée vers la cavité 5a, et que fluide comportant des particules transite pas par ce canal de fuite 43 31. Le premier composant fluide n'est De cette manière, on une faible quantité du premier canal 31 est le troisième composant solides (sable) ne vers le premier canal donc pas pollué et le dispositif de sortie 16 n'a plus besoin de grain 15 d'étanchéité ou de tout dispositif d'étanchéité par contact. Le dispositif de sortie 16 de ce mode de réalisation (mais les autres modes de réalisation peuvent également avoir cette caractéristique) comporte également 20 un deuxième diaphragme 52 en entrée du canal de dérivation formé par le tube 51, c'est-à-dire en sortie de la cavité 5a. Grâce à ce deuxième diaphragme 52, une pression du troisième composant fluide dans la cavité 5a peut être 25 supérieure ou égale à une pression du deuxième composant fluide dans le deuxième canal 32. De cette manière, on assure que le troisième composant fluide s'évacue par le canal de dérivation vers le deuxième canal 32. Les premier et deuxième diaphragmes 34, 52 30 permettent donc de régler la pression dans la cavité 5a, et donc les débits en entrée et en sortie de cette chambre. Il est ainsi possible d'assurer que ces débits sont suffisamment importants pour que les particules solides (sable) du troisième composant fluide ne s'accumulent pas 35 et ne bouchent pas cette cavité 5a. Les figure 7A et 7B montrent un cinquième mode de

14 réalisation de l'invention dans lequel le canal de fuite 43 du quatrième mode de réalisation, comporte ici une portion intermédiaire 43b de forme sensiblement cylindrique longitudinale autour de l'axe 6 du dispositif, entre une portion d'entrée 43a et une portion de sortie 43c sensiblement annulaires et radiales. La portion intermédiaire 43b comporte éventuellement une pluralité d'excroissances 43d radiales s'étendant transversalement, formant des restrictions radiales dans le canal de fuite 43 et adaptées pour contrôler le débit de fluide transitant dans ce canal de fuite 43. Cette portion intermédiaire 43b permet donc de régler la perte de charge hydraulique et le débit du canal de fuite 43, sans nécessiter un grand encombrement radial et sans imposer des tolérances axiales difficiles à tenir pratiquement. La figure 8 représente une vue schématique développée de manière plane d'un exemple de troisième canal 33 sensiblement annulaire du dispositif de sortie 16 de l'invention. Ce troisième canal 33 comporte une pluralité de sous-canaux 33b séparés par les pontets 19b reliant l'insert externe 19 à l'ensemble mobile 11. Ces sous-canaux comportent des entrées de forme convergente pour faciliter l'écoulement, et éviter que des particules solides (sable) du troisième composant fluide ne s'accumulent ou ne bouchent ces entrées. Ces sous-canaux se réunissent alors avant des premiers diaphragmes 34, après lesquels se trouve la 30 cavité 5a.

Claims

REVENDICATIONS1. Séparateur de composants d'un milieu fluide, comprenant le long d'un axe (6) . - un ensemble mobile (11) comprenant au moins un lanceur (2) et une chambre de séparation (3) cylindrique ayant une paroi intérieure (3a), ledit ensemble mobile (11) étant entraîné en rotation autour dudit axe pour entrainer le milieu fluide selon un écoulement sensiblement axial et provoquer la séparation de composants dudit milieu fluide, et - un dispositif de sortie (16) à une extrémité aval de la chambre de séparation comprenant au moins une première sortie (21) pour extraire un premier composant fluide et une deuxième sortie (22) pour extraire un deuxième composant fluide moins dense que le premier composant fluide, ladite première sortie (21) étant plus éloignée de l'axe que la deuxième sortie, caractérisé en ce que le dispositif de sortie (16) comprend une troisième sortie (23) pour extraire un troisième composant fluide comportant des particules solides, ledit troisième composant fluide étant plus dense que le premier composant fluide, et ladite troisième sortie étant plus éloignée de l'axe que la première sortie avec au moins un bord à proximité de la paroi intérieure (3a) de la chambre de séparation (3).
2. Séparateur selon la revendication 1, comprenant en outre au moins un canal de dérivation (50) reliant, dans le dispositif de sortie (16), la troisième sortie (23) avec la deuxième sortie (22) de telle sorte que le troisième composant fluide s'écoule vers le deuxième composant fluide. 16
3. Séparateur selon la revendication 1, comprenant en outre une enveloppe externe (5) fixe et des premier, deuxième et troisième canaux (31, 32, 33) chacun dans un prolongement de la première, deuxième et troisième sortie (21, 22, 23), respectivement, pour transporter chaque composant fluide, et dans lequel ledit troisième canal (33) fait partie d'un insert externe (19) entrainé en rotation autour de l'axe (6) avec l'ensemble mobile (11) et débouche dans une cavité (5a) fixe de l'enveloppe externe (5) .
4. Séparateur selon la revendication 3, dans lequel des moyens d'étanchéité (40) font au moins étanchéité entre l'enveloppe externe (5) et l'insert externe (19) comprenant le troisième canal (33).
5. Séparateur selon la revendication 4, dans lequel les moyens d'étanchéité (40) comprennent au moins un grain d'étanchéité appliqué en appui contre l'un ou l'autre parmi l'insert externe (19) et l'enveloppe externe (5), par au moins un élément élastique.
6. Séparateur selon la revendication 3, dans lequel l'insert externe (19) et l'enveloppe externe (5) sont axialement séparés par un jeu formant un canal de fuite (43) entre le premier canal de sortie (31) et la cavité (5a).
7. Séparateur selon la revendication 6, dans lequel le canal de fuite (43) s'étend au moins selon une portion (43b) cylindrique sensiblement parallèle à l'axe (6) comprenant une pluralité de restrictions radiales pour régler une perte de charge dudit canal de fuite.
8. Séparateur selon l'une des revendications 3 à 7, dans lequel le troisième canal (33) comprend au moins un 17 premier diaphragme (34) adapté pour qu'une pression du troisième composant fluide dans ladite cavité (5a) soit inférieure ou égale à une pression du premier composant fluide dans le premier canal (31).
9. Séparateur selon la revendication 8, dans lequel un canal de dérivation (50) s'étend entre la cavité (5a) et le deuxième canal (32), de telle sorte que le troisième composant fluide s'écoule vers le deuxième composant fluide.
10. Séparateur selon la revendication 9, dans lequel le canal de dérivation (50) comprend au moins un deuxième diaphragme (52) adapté pour qu'une pression du troisième composant fluide dans ladite cavité (5a) soit supérieure ou égale à une pression du deuxième composant fluide dans le deuxième canal (32).
11. Séparateur selon la revendication 2, dans lequel le troisième canal (33) est divisé en une pluralité de sous-canaux (33b) entre la troisième sortie (23) de la chambre de séparation (3) et le premier diaphragme (34).
12. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de sortie (16) forme un fond à la chambre de séparation (3) sensiblement transversal à l'axe (6), comprenant une saillie annulaire (19b) s'étendant vers l'amont de l'écoulement fluide dans la chambre de séparation, ladite saillie (19b) étant située entre la première sortie (21) et la troisième sortie (23) de telle sorte à canaliser les particules solides du troisième composant fluide vers ladite troisième sortie (23).