MX2010013017A - Aparatos de tratamiento de fluido. - Google Patents

Abstract

Un aparato de tratamiento de fluido (10) comprende un recipiente de fluido (12) que tiene primer y segunda cámaras de fluido (14, 16). Se proporciona una entrada de fluido (26) parar suministrar un fluido a tratarse en la primera cámara de fluido (14). Por lo menos un montaje de boquilla (34) se arregla entre la primera y segunda cámaras (14, 16) para proporcionar comunicación fluida desde la primera cámara de fluido (14) a la segunda cámara de fluido (16), en donde el montaje de boquilla (34) se adapta para facilitar la mezcla de un gas con el fluido.

Description

APARATO DE TRATAMIENTO DE FLUIDO Campo de la Invención La presente invención se refiere a u n aparato de tratamiento de fluido, y en particular, pero no exclusivamente, a un aparato para tratar agua prod ucida de una formación subterránea que contiene hidrocarburo. La presente invención también se refiere a un método para tratar un fluido.

Antecedentes de la I nvención Los fluidos producidos de depósitos subterráneos son generalmente una mezcla de aceite, agua, gas, normalmente con una cantidad de arena. En los primeros tiempos de la prod ucción los fluidos pueden ser "secos", es decir, que contienen poco o nada de agua , pero como la producción continúa es normal que mayores cantidades de agua sean producidas. En campos madu ros la proporción de agua en los fluidos producidos puede alcanzar 90% y posiblemente aproximadamente 95% . Los depósitos no producen siempre grandes cantidades de arena pero cuando lo hacen la producción de arena generalmente aumenta a medida que aumenta la producción de agua. El agua producida del depósito se llama "agua prod ucida" .

El agua producida se puede inyectar nuevamente dentro de la formación o puede descargarse en el ambiente; por ejemplo , en áreas de producción en alta mar el agua puede descargarse en el mar. Sin embargo, el agua producida debe tratarse a fondo para eliminar sustancialmente todos los rastros de aceite y gas antes de descargarse en el ambiente para cumplir con las regulaciones ambientales extremadamente rigurosas.

En operaciones de producción convencionales el fluido producido del depósito se trata inicialmente para separar el aceite y gas comercializables del agua y arena no comercializables. Sin embargo, el agua separada generalmente todavía contendrá cantidades inaceptables de aceite y gas y como tal es normalmente sometida a un tratamiento secundario para reducir adicionalmente la concentración de hidrocarburos a niveles aceptables para la descarga al ambiente o inyección nuevamente dentro de la formación.

Un proceso conocido como "flotación" es usado comúnmente para ayudar en el retiro del aceite y otros contaminantes del agua. El principio de flotación es que las burbujas de gas son introducidas en (por ejemplo, Flotación por Gas Inducido) o establecidas en (por ejemplo, Flotación por Gas Disuelto) un recipiente que contiene un agua contaminada, en el cual las burbujas en un grado mayor o menor se unen a los contaminantes, tal como gotas de aceite, y los introducen a la superficie del agua, dejando la masa de agua sin contaminantes, y las capas superiores del agua enriquecida con contaminantes. En discusiones posteriores, cada volumen de agua al cual las burbujas de gas se agregan o se crean para separar los contaminantes puede referirse como una "celda" o "celda de flotación".

La flotación es operada generalmente como un proceso continuo, donde hay una afluencia continua del agua contaminada en la celda y un desagüe continuo del agua enriquecida contaminante extraída de las capas superficiales de la celda y un desagüe continuo del agua sin contaminante de la celda a una velocidad que mantiene un nivel esencialmente constante en el recipiente.

Es habitual que los contaminantes flotados en la superficie del agua se mantengan en una espuma que se forma naturalmente cuando los contaminantes están presentes en las concentraciones más altas encontradas en la superficie del agua, o con la ayuda de productos qu ímicos que se agregan al fluido influente. Los contaminantes suspendidos, por ejemplo gotas de aceite, pueden no necesitar ser espumados para mantenerse en la superficie.

Los contaminantes en la superficie del agua pueden eliminarse por u na variedad de medios, los dos más comunes son vertederos fijos ligeramente debajo de la superficie del agua de modo que la capa superficial en riqueciera con contaminante fluye preferencialmente sobre ellos, o paletas que barren la capa superficial enriqueciera con contaminante sobre un vertedero que se fija normalmente de manera ligera sobre la superficie del agua . Se pueden ajustar un número de diseños de dispositivos separadores flotantes que también se conocen q ue tienen la ventaja de que pueden tolerar una variación más amplia en nivel de fluido de operación que cualquiera de los métodos de vertedero fijos ya mencionados.

En métodos de Flotación I nducidos por Gas (IG F, por sus siglas en inglés) , las burbujas de gas son ag regadas generalmente al agua contaminada por eductores o mezcladores mecánicos. U na celda de IGF se debe mezclar para levar las bu rbujas de gas en contacto íntimo con los contaminantes, tal como gotas de aceite, para poderlas separarse por ellos, pero ésta mezcla tiene los efectos secundarios de hacerlo más difícil para que las burbujas se eleven a la superficie, y causen variación en el tiempo de residencia de lotes de agua dentro de la celda. M ientras el tiempo de residencia promedio en la celda puede determinarse por el volumen de la celda y caudal del agua , la mezcla puede significar que algunos lotes del paso de agua a través de la celda en u n tiempo mucho más corto que se requiere para la buena separación , y algunos lotes de agua puedan residir inversamente en la celda mucho más g rande que el tiempo de residencia promedio.

La necesidad de tener la mezcla en la celda para poner en contacto las burbujas de gas y los contaminantes reduce la eficacia de la separación en la celda . Por esta razón los recipientes de IGF son recipientes horizontales comúnmente que contienen una pluralidad de celdas de IGF en serie, generalmente cuatro, para aumentar la eficacia total de la separación . Los ejemplos de sistemas conocidos de IG F de este tipo se muestran en los documentos US 4,564,457, US 2006/021 3840, US 3,972 ,815, US 3,647,069 y US 5, 348,648.

Sin embargo, se conocen algunas unidades de flotación de celda de una sola etapa verticales de aplicaciones, que tienen una sola celda de IG F que tienen generalmente un volumen de celda , y por lo tanto tiempo de residencia , algo más grande que se encuentra en las cuatro celdas de una unidad de IGF normalmente horizontal . Los ejemplos de tales arreglos de IG F se muestran en los documentos WO 2004/1 12936 y US 5,01 1 ,597.

Se entiende que una unidad de IG F requiere el fluido para residir dentro del recipiente por un período suficiente para permitir la flotación del aceite y separación del gas. Sin embargo, el tiempo de residencia cada vez mayor reducirá directamente la velocidad del tratamiento de fluido máxima que puede alcanzarse. Puede ser posible solucionar este problema aumentando el tamaño de la unidad de IGF pero esto no es deseado por el espacio disponible red ucido en entornos de producción convencionales.

Es deseable reducir el espacio ocupado por, y peso de, el equipo instalado en las plataformas en alta mar, y por esta razón las unidades de flotación compactas se han propuesto en la técnica pa ra tratar el agua producida con un mínimo espacio ocupado en la planta. Por ejemplo , el documento WO 02/41 965 de referencia de la técnica anterior describe un recipiente colocado verticalmente que recibe el fluido a tratarse vía una entrada de fluido colocada tangencialmente. Arreglando la entrada de fluido de este modo establece el giro del fluido dentro del recipiente que se afirma q ue ayuda a la coalescencia de aceite y burbujas de gas y flotación a la superficie. El recipiente puede incorporar u na paleta de gu ía que gira en espiral para mejorar el giro de fluido.

En el documento WO 02/41 965 el recipiente es operado a u na presión baja para permitir que el gas disuelto se desarrolle a partir de la fase de agua y cree bu rbujas de gas en la zona adyacente a la entrada de fluido para imitar el efecto de las unidades de IG F . Sin embargo, si un volumen insuficiente de gas está presente en el fluido entonces puede agregarse gas adicional al fluido.

El documento EP 1 400 492 también describe una unidad de flotación compacta que comprende un recipiente colocado verticalmente con una o más entradas de fluido tangenciales para fomentar el giro de fluido. En el documento EP 1 400 492 el recipiente también incluye entradas colocadas tangencialmente de fluido/gas de riego. Estas entradas comunican el agua gasificada en el recipiente.

Otras técnicas para tratar fluidos mediante el uso de burbujas de gas incluyen técnicas de flotación de cascada , en las cuales el fluido a tratarse se pasa a través de eductores en los recipientes, de una manera en cascada . Los ejemplos de tales técnicas se describen en los documentos US 1 ,31 1 ,91 9, US 1 , 380,665 y US 4,406,782.

El documento US 4,986,903 describe un aparato de flotación para separar el aceite del agua. El aparato descrito incluye cámaras de gasificación y desgasificación separadas. El agua gasificada se introduce en la cámara de gasificación vía un eductor de gas. La recirculación del fluido a gasificarse es posible entre la cámara de desgasificación y la cámara de gasificación a través de la línea de recirculación 70 y el eductor de gas 40.

Está entre objetos de la presente invención evitar o mitigar uno o más problemas en la técnica anterior.

Breve Descripción de la I nvención De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se proporciona u n aparato de tratamiento de fluido que comprende: un recipiente de fluido; primera y segunda cámaras de fluido definidas dentro del recipiente de fluido; una entrada de fluido para suministrar un fluido a tratarse en la primera cámara de fluido; y por lo menos un montaje de boquilla para proporcionar la comunicación de fluido de la primera cámara de fluido a la seg unda cámara de fluido, en donde el montaje de boquilla se adapta para facilitar la mezcla de un gas con el fluido.

Por lo menos un montaje de boquilla puede facilitar la introducción de un gas en el fluido. Alternativa, o adicionalmente , por lo menos un montaje de boq uilla puede facilitar la inyección , mezcla o suministro de un gas en el fluido. Sin embargo, para brevedad de la presente descripción de la invención , el concepto general de mezclar gas con o suministrar un gas en el fluido que es tratado será referido generalmente como introducción .

El aparato puede adaptarse para tratar un fluido que contiene los componentes múltiples, cuyos componentes pueden comprender cualquiera de una combinación de fluidos, gases y sólidos. Por ejemplo, el fluido puede comprender una mezcla de agua/aceite, mezcla de agua/aceite/gas o similares.

La primera cámara de fluido puede adaptarse para recibir el fluido a tratarse y distribuir este fluido en la segunda cámara de fluido, con gas introducido, a tratarse en la presente . La primera cámara de fluido puede por lo tanto definir u na cámara de distribución y la segunda cámara puede definir una cámara de tratamiento.

La segunda cámara de fluido puede adaptarse para acomodar un tratamiento de separación del fluido en la presente. El tratamiento de separación puede adaptarse a la separación de efecto de componentes del fluido, tal como componentes de diferentes densidades , qu ímicas, fases o similares. Ventajosamente, el gas introducido en el fluido que entra en la segunda cámara puede mejorar la separación de fluido. El tratamiento de separación puede comprender un tratamiento de separación de flotación .

En una modalidad la seg unda cámara de fluido puede adaptarse para acomodar un tratamiento de separación para efectuar la separación de aceite mineral y opcionalmente gas del agua, tal como agua producida de un depósito de hidrocarburo subterráneo . A este arreglo la introducción de gas en el fluido comunicado de la primera cámara de fluido puede asistir la flotación del aceite. El aceite puede separarse o de otra manera recolectarse de la superficie del agua dentro de la segunda cámara de fluido.

Adicionalmente, puede recolectarse el gas liberado del agua.

Ventajosamente, se proporciona por lo menos un montaje de boquilla para facilitar la introducción del gas en el fluido que es tratado pudiendo eliminar el requerimiento para proporcionar el equipo de planta externo, tal como gasificadores, mezcladores, bombas, compresores y similares, asociados con los arreglos de la técnica anterior. Sin embargo, en modalidades de la presente invención puede ser deseable utilizar tal equipo externo o adicional. Además, por lo menos un montaje de boquilla puede adaptarse para comunicar el fluido que se ha mezclado ya con un gas en la segunda cámara de fluido. Así, el tiempo de residencia del fluido dentro de la segunda cámara puede utilizarse sustancialmente de manera completa para el tratamiento del fluido, tal como separación de componentes del fluido. Esto por lo tanto difiere de los arreglos de la técnica anterior en los cuales el tiempo de residencia debe también acomodar suficiente mezcla de gas/fluido.

El recipiente de fluido puede arreglarse verticalmente. Este arreglo puede asistir para minimizar el rastro del aparato de tratamiento de fluido que es ventajoso, particularmente en aplicaciones en alta mar. Alternativamente, el recipiente de fluido puede arreglarse horizontalmente. Alternativamente además, el recipiente de fluido puede arreglarse para inclinarse.

La primera y segunda cámaras de fluidos pueden arreglarse para ser adyacentes dentro del recipiente. Alternativamente, la primera y segunda cámaras pueden arreglarse por separado dentro del recipiente. La primera y segunda cámaras de fluido pueden arreglarse verticalmente dentro del recipiente. Es decir, una cámara puede por lo menos arreglarse parcialmente sobre la otra cámara. En una modalidad la primera cámara puede por lo menos arreglarse parcialmente sobre una porción de la segunda cámara . Esto puede facilitar una alimentación de gravedad del fluido entre de las cámaras.

Alternativa , o ad iciona lmente , la primera y segunda cámaras pueden arreglarse horizontalmente dentro del recipiente. Es decir, una cámara puede por lo menos arreglarse parcialmente al lado de la otra cámara .

El aparato puede comprender una división adaptada por lo menos para separar parcialmente la primera y segu nda cámaras de fluido. La división puede dividir el recipiente en por lo menos la primera y segunda cámaras de fluido . La división puede comprender una placa o similares, y puede ser de cualquier forma adecuada, tal como generalmente circular, anular, cuadrada , rectangular o similares. La división puede asegurarse a una superficie interna del recipiente, por ejemplo soldadura , una conexión por expansión , empernado, ajuste por interferencia o similares, o cualq uier combinación adecuada de los mismos. La división puede formarse como un solo componente, o puede formarse de componentes múltiples .

La división puede definir una porción de pared o límite de una o ambas primera y segunda cámaras. La división puede definir una base de una o ambas cámaras.

La división puede definir una región o techo superior de una o ambas cámaras. En una modalidad de la presente invención la división puede definir una base de la primera cámara y un techo de la segunda cámara.

Por lo menos un montaje de boquilla puede adaptarse para extenderse a través de la división. Por lo menos un montaje de boquilla puede asegurarse a la división tal que la división proporciona soporte para por lo menos un montaje de boquilla.

Por lo menos un montaje de boquilla puede comprender un primer conducto de fluido que define un puerto de fluido adaptado parar permitir la comunicación del fluido a tratarse desde la primera cámara de fluido en el primer conducto de fluido. El puerto de fluido puede proporcionarse en la región de base de la primera cámara de fluido. Alternativamente, el puerto de fluido puede proporcionarse en una localización elevada con relación a una región de base de la primera cámara de fluido. En este arreglo la localización elevada del puerto de fluido puede permitir que el montaje de boquilla sea operacional solamente cuando una tubo colector predefinida de fluido a tratarse está presente en la primera cámara de fluido. Este arreglo puede asistirse para permitir una velocidad de flujo e intervalo de flujo preferenciales entre la primera y segunda cámaras a realizarse. El primer conducto de fluido puede contenerse completamente dentro del recipiente. Alternativamente, por lo menos una porción del primer conducto de fluido puede extenderse externamente del recipiente.

Por lo menos un montaje de boquilla puede comprender un segundo conducto de fluido adaptado para permiti r la comunicación de fluido de un gas de una fuente de gas a una porción del montaje de boquilla . De esta manera, este gas de la fuente de gas puede introducirse en el fluido que es tratado.

La fuente del gas puede comprender el gas contenido dentro del recipiente, y puede comprender el gas contenido dentro de una o ambas primera y segunda cámaras de fluido. En este arreglo el segundo conducto de fluido puede definir u n puerto de fluido abierto a una región llenada de gas de una o ambas primera y segu nda cámaras de fluido. El gas puede comprender gas liberado del fluido que es tratado. Alternativamente, el gas puede comprender gas proporcionado de u na fuente externa.

El segundo conducto de fluido puede acoplarse directamente a una fuente de gas externa .

El segundo conducto de fluido puede contenerse completamente dentro del recipiente. Alternativamente, por lo menos una porción del segundo conducto de fluido puede extenderse externamente del recipiente.

Por lo menos el un montaje de boquilla puede comprender un tubo de descarga en comunicación fluida con u no o ambos de los primer y segundo conductos de fluido. Por lo menos una porción del tubo de descarga puede facilitar la mezcla o combinación del fluido suministrado vía el primer conducto de fluido con el gas suministrado vía el segundo conducto de fluido. En este arreglo, la turbulencia y la mezcla en el tubo de descarga pueden configurar el gas en pequeñas burbujas y ocasionar que estas burbujas se mezclen íntimamente con el fluido de la primera cámara. Por consiguiente, el montaje de boquilla puede suministrar un fluido en la segunda cámara que contiene una distribución favorable de burbujas de gas para el tratamiento de fluido subsecuente en la segunda cámara.

El tubo de descarga puede definir una abertura de salida de fluido de salida en la segunda cámara de fluido para permitir la mezcla de gas y fluido que es descargada en la segunda cámara. La salida de fluido del tubo de descarga puede adaptarse por lo menos para sumergirse parcialmente dentro del fluido que es tratado dentro de la segunda cámara de fluido.

El tubo de descarga puede arreglarse para descargar el fluido en cualquier región de la segunda cámara. En una modalidad, el tubo de descarga puede arreglarse para descargar el fluido en una región externa de la segunda cámara.

El tubo de descarga puede orientarse para permitir el fluido y mezcla de gas que son descargados en la segunda cámara en una dirección predeterminada. Este arreglo puede asistirse para establecer un movimiento de fluido preferido dentro de la segunda cámara de fluido. En una modalidad el tubo de descarga puede arreglarse para establecer el flujo giratorio dentro de la segunda cámara. El flujo giratorio puede establecerse con relación a un eje central de la segunda cámara. El flujo giratorio dentro de la segunda cámara de fluido puede asistir el tratamiento de fluido en la presente. Por ejemplo, el flujo de giro puede asistir el movimiento preferencial de las burbujas de gas dentro del fluido que es tratado, el movimiento preferencial de los componentes del fluido a regiones de descargar de la segunda cámara y similares. El flujo de giro puede suprimir adelante la mezcla de fluido tratado hacia un salida (es decir, descarga prematura del fluido que es tratado), y puede modificar la distribución del tiempo de residencia .

El tubo de descarga puede arreglarse oblicuamente (es decir, no paralelo) con relación a un eje central de la segunda cámara . El tubo de descarga puede arreglarse oblicuamente para descargar el fluido en una región externa de la segunda cámara , para iniciar ventajosamente el flujo giratorio dentro de la segunda cámara. El tubo de descarga puede adaptarse al fluido de descarga con un primer componente de velocidad que es paralelo a un eje central de la segunda cámara de fluido, y un segundo componente de velocidad que es perpendicular al eje central (es decir, tangencial a u n círculo con u n origen que coincide con el eje central del recipiente) .

El aparato puede comprender una pluralidad de montajes de boquilla. Por lo menos uno de la pluralidad de montajes de boquilla puede ser similar a por lo menos un montaje de boquilla descrito antes.

Los montajes de boquilla pueden arreglarse en una config uración anular con relación a la primera cámara de fluido. Sin embargo, otras configu raciones pueden utilizarse. Por ejemplo, los montajes de boquilla pueden arreglarse para adaptarse generalmente a la forma periférica externa del recipiente, que puede ser otra de la circular.

Cada montaje de boquilla puede adaptarse para ser operacional en sustancialmente el mismo intervalo de tubo colector de fluido dentro de la primera cámara de fluido. Por ejemplo, cada montaje de boquilla puede comprender un puerto de fluido adaptado para permitir la comunicación con el fluido contenido dentro de la primera cámara de fluido, en donde los puertos de fluido pueden arreglarse en sustancialmente la misma altura con relación a una región de base de la primera cámara de fluido. Por consiguiente, cuando la tubo colector, es decir, el nivel de fluido, dentro de la primera cámara de fluido cae debajo del nivel de los puertos de fluidos, todos los montajes de boquilla sin efecto, hasta que se restablezca una tubo colector suficiente.

Alternativamente, por lo menos uno de la pluralidad de montajes de boquilla puede adaptarse para ser operacional en una tubo colector diferente del fluido dentro de la primera cámara de fluido de por lo menos otro de la pluralidad de montajes de boquilla. Por ejemplo, por lo menos dos de los montajes de boquilla pueden comprender puertos de fluidos respectivos adaptados para permitir la comunicación con el fluido contenido dentro de la primera cámara de fluido, en donde los puertos de fluidos pueden arreglarse en diferentes alturas respectivas con relación a una región de base de la primera cámara de fluido. Por consiguiente, en este arreglo, si la tubo colector de fluido dentro de la primera cámara de fluido comienza a caer, por ejemplo como un resultado de una velocidad de flujo reducida a través de la entrada, los montajes de boquilla secuencialmente sin efecto de acuerdo con las alturas de los puertos de fluidos respectivos. Este arreglo puede por lo tanto utilizarse para mantener un intervalo de velocidad preferido del fluido que entra en la segunda cámara de fluido a través de los montajes de boquilla. El intervalo de velocidad preferido puede seleccionar de acuerdo con el flujo requerido dentro de la segunda cámara de fluido. En este arreglo, proporcionar un grado de control sobre el intervalo de velocidad puede asistir mantener un patrón de flujo preferencial (por ejemplo, giratorio) en la segunda cámara, reduciendo el efecto de variaciones en el flujo a través de la entrada a la primera cámara.

El intervalo de velocidad preferido puede también seleccionarse manteniendo la proporción de gas introducida dentro del fluido y la mezcla entre ellos la cuál ocurre en el tubo de descarga dentro de valores predefinidos.

El aparato puede comprender opcionalmente un arreglo de desviación localizado dentro de la segunda cámara. El arreglo de desviación puede configurarse para minimizar adelante la mezcla del fluido dentro de la segunda cámara. El arreglo de desviación puede colocarse adyacente a una superficie de pared de la segunda cámara. El arreglo de desviación puede localizarse en la región de por lo menos un montaje de boquilla. El arreglo de desviación puede configurarse para desviar el fluido que es incidente en una superficie de pared del montaje de boquilla.

El arreglo de desviación puede definir una barrera continua al fluido en la región de interés. Alternativamente, el arreglo de desviación puede definir una barrera discontinua. Esto puede permitir la liberación de partículas sólidas y similares que pueden recolectarse en el arreglo de desviación. El arreglo de desviación puede comprender aberturas o similares. Uno o más aberturas pueden definirse en una superficie del arreglo de desviación. Una o más aberturas pueden definirse entre una superficie de borde del arreglo de desviación y la superficie de pared de la segunda cámara.

El arreglo de desviación puede estar sustancialmente alineado perpendicular a la superficie de pared de la segunda cámara. El arreglo de desviación puede estar oblicuamente alineado con relación a la superficie de pared de la segunda cámara.

Un paso de fluido puede proporcionarse entre la primera y segunda cámaras para permitir la comunicación de fluido entré las mismas, preferiblemente en ambas direcciones. El paso de fluido puede contenerse dentro del recipiente. Alternativa, o adicionalmente, una porción del paso de fluido puede extenderse externamente del recipiente. El paso de fluido puede adaptarse para permitir la comunicación de fluido de un gas entre la primera y segunda cámaras. En una modalidad el paso de fluido puede adaptarse para permitir la comunicación de fluido de un gas de la segunda cámara de fluido en la primera cámara de fluido. El gas puede comprender gas liberado desde un fluido que es tratado dentro de la segunda cámara. Alternativa, o adicionalmente, el gas puede comprender un gas suministrado desde una fuente externa . El paso de fluido puede alternativa, o adicionalmente, está adaptado para comunicar un líquido o sólidos o similares entre la primera y segunda cámaras de fluido.

El paso de fluido puede proporcionarse central o excéntricamente del recipiente. Puede proporcionarse un solo paso de fluido, o puede proporcionarse una plu ralidad de pasos de fluido. El paso de fluido puede extenderse a través de una d ivisión que separa la primera y segunda cámaras . Puede definirse el paso de fluido por una pared que se extiende desde una superficie de la división . En este arreglo la pared puede definir una región anular con la superficie de pared interna de la primera cámara de fluido, en donde la región anular se adapta para recibir el fluido a tratarse desde la entrada del fluido de recipiente. Por lo menos un montaje de boquilla puede colocarse dentro de la región anular.

La primera cámara de fluido puede comprender un montaje de distribuidor adaptado para recibi r el fluido que entra en la primera cámara vía la entrada de fluido. El montaje de distribuidor puede adaptarse para disipar el impulso del fluido entrante. El montaje de distribuidor puede adaptarse para distribuir el fluido hacia por lo menos el un montaje de boquilla mientras que minimiza la turbulencia. El montaje de distribuidor puede comprender u na estructura en forma de caja adaptada para recibir el fluido desde la entrada de fluido. La estructura en forma de caja puede comprender una región perforada que permite la comunicación fluida desde la estructura.

El aparato puede comprender una o más salidas de fluido para permitir la descarga del fluido o componentes tratados de las mismas desde el recipiente. Las salidas de fluido pueden proporcionarse dentro de una o ambas primera y segunda cámaras de fluido. En una modalidad el aparato puede comprender una primera salida de fluido adaptada para permitir la descarga predominantemente de un primer componente de fluido, tal como un líquido, por ejemplo agua. La primera salida de fluido puede colocarse dentro de la segunda cámara, y puede colocarse dentro de una región inferior de la segunda cámara.

El aparato puede comprender adicionalmente una segunda salida de fluido adaptada para permitir la descarga predominantemente de un segundo componente de fluido, tal como un líquido, por ejemplo aceite. La segunda salida de fluido puede colocarse dentro de la segunda cámara de fluido, y la segunda salida de fluido puede colocarse dentro de una región superior de la segunda cámara, o alternativa, o adicionalmente, dentro de una región inferior de la cámara de fluido, y/o en cualquier localización entre las mismas.

El aparato puede comprender adicionalmente una tercera salida de fluido adaptada para permitir la descarga predominantemente de un tercer componente de fluido, tal como un gas, por ejemplo gas de hidrocarburo. La tercera salida de fluido puede colocarse dentro de la primera cámara de fluido, y puede colocarse dentro de una región superior de la primera cámara.

Por lo menos una salida de fluido puede comprender un arreglo adaptado para eliminar sustancialmente o por lo menos minimizar el flujo de vórtice a través del mismo.

El aparato puede comprender adicionalmente un aparato de separación adaptado para espumar un componente del fluido que es tratado desde una superficie del mismo. El componente separado puede comprender el aceite. Puede utilizarse un aparato de separación convencional.

La segunda cámara de fluido puede adaptarse para recibir fluido solamente desde la primera cámara de fluido. Por consiguiente, en este arreglo el volumen entero de fluido a tratarse atraviesa la primera cámara de fluido. Alternativamente, la segunda cámara de fluido puede adaptarse para recibir el fluido desde otra fuente.

La comunicación del fluido a tratarse entre la primera y segunda cámaras de fluido puede alcanzarse exclusivamente a través de por lo menos un montaje de boquilla. Alternativamente, la comunicación de fluido puede alcanzarse adicionalmente por otros medios.

Por lo menos un montaje de boquilla puede permitir la adición de un agente de tratamiento de fluido en el fluido a tratarse. Por ejemplo, el agente de tratamiento de fluido puede comprender un neutralizador de pH , floculante o similares pH .

Por lo menos el un montaje de boquilla puede comprender un eductor.

Este recipiente puede comprender un solo recipiente que contiene la primera y seg unda cámaras de fluido. El recipiente puede comprender un recipiente cerrado. Alternativamente, el recipiente puede comprender u n recipiente abierto, por ejemplo una superficie abierta, tal que por lo menos una porción del recipiente pueda exponerse a la atmósfera ambiente.

El aparato puede comprender una tercera cámara de fluido adaptada para recibir el fluido desde la segunda cámara de fluido para tratamiento adicional . El fluido comunicado desde la segunda cámara de fluido en la tercera cámara de fluido puede proporcionarse vía por lo menos un montaje de boquilla.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un método para tratar un fluido, el método comprende las etapas de: definir la primera y segunda cámaras de fluido; suministrar un fluido a tratarse en la primera cámara de flu ido; hacer fluir el fluido desde la primera cámara de fluido a través de por lo menos un montaje de boquilla adaptado al gas de mezcla con el fluido ; y descargar el fluido de por lo menos un montaje de boquilla en la segunda cámara de fluido a tratarse adicionalmente en la presente.

El fluido puede tratarse dentro de la segunda cámara y descargarse posteriormente, en donde la mezcla del gas con el fluido en por lo menos una boquilla facilita o asiste al tratamiento subsecuente dentro de la segunda cámara de fluido. Un tratamiento de flotación puede proporcionarse en la segunda cámara de flu ido.

Puede proporcionarse el aparato utilizado para realizar el método de acuerdo con el aparato del primer aspecto, y el método de operación del aparato debe entenderse para aplicarse al método de acuerdo con el presente aspecto de la invención.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención se proporciona un aparato de tratamiento de fluido que comprende: una primer cámara de fluido; una segu nda cámara de fluido; una entrada fluido para suministrar un fluido a tratarse en la primera cámara de fluido; y por lo menos un montaje de boquilla que se extiende entre la primera y segunda cámaras de fluido para proporcionar la comunicación de fluido entre las mismas, en donde el montaje de boquilla se adapta para facilitar la mezcla de un gas con el fluido.

Pueden proporcionarse la primera y segunda cámaras de fluido en u n solo recipiente. El recipiente puede estar cerrado o alternativamente puede estar abierto a la atmósfera . Alternativamente , la primera y seg unda cámaras de fluido pueden definirse en recipientes separados. Por lo menos u no de los recipientes puede estar cerrado. Por lo menos uno de los recipientes puede estar abierto a la atmósfera.

De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención se proporciona un aparato de tratamiento de fluido que comprende: un recipiente de fluido de tratamiento adaptado para recibir un fluido a tratarse desde u na fuente fluido; y por lo menos un montaje de boquilla proporcionado entre el recipiente de tratamiento de fluido y la fuente fluido, en donde el fluido de la fuente de fluido está adaptado para fluir a través de por lo menos un montaje de boquilla antes de entrar en el recipiente de de tratamiento de fluido, y en donde por lo menos un montaje de boquilla está adaptado para mezclar u n gas con el fluido.

Por consiguiente, el volumen entero de fluido se mezcla con gas antes de entrar en el recipiente de tratamiento de fluido. Así, el tiempo de residencia del fluido dentro del recipiente de tratamiento de fluido puede utilizarse completamente para tratar el fluido. Esto difiere de los arreglos de la técnica anterior en que la mezcla de gas se mejora dentro del recipiente de tratamiento de fluido.

De acuerdo con un quinto aspecto de la presente invención se proporciona un arreglo de boquilla para distribuir un fluido a tratarse entre una primera cámara de fluido y una segunda cámara de fluido, el arreglo de boquilla comprende: un primer montaje de boquilla q ue comprende un primer conducto de fluido que se extiende entre la primera y segunda cámaras de fluido, en donde el primer conducto de fluido comprende un primer puerto de fluido que proporciona comu nicación con la primera cámara de fluido; y un segundo montaje de boquilla que comprende un segundo conducto de fluido que extiende entre la primera y segunda cámaras de fluido, en donde el segundo conducto de fluido comprende un segundo puerto de fluido que proporciona comunicación con la primera cámara de fluido; en donde los primero y segundo puertos de fluido se proporcionan a diferentes alturas con relación a una base de la primera cámara de fluido para facilitar la operación de los primer y segundo montajes de boquilla con diferentes intervalos de tubo colector de fluido dentro de la primera cámara de fluido.

Este arreglo puede por lo tanto permitir un intervalo de velocidad preferido de fluido distribuido en la segunda cámara de fluido, con independencia de la velocidad de fluido en la primera cámara de fluido.

Los primer y segundo montajes de boquilla pueden adaptarse para facilitar la mezcla de un gas con el fluido. El primero y segundo montajes de boquilla pueden facilitar el suministro de un gas en el fluido.

Cada uno de los primer y segundo montajes de boquilla puede comprender un conducto de fluido adicional adaptado para permitir la comunicación de fluido de un gas desde una fuente de gas a una porción del montaje de boquilla respectivo.

Cada uno de los primer y segundo montajes de boquilla puede comprender una tubo de descarga que definen una abertura de salida de fluido en la segu nda cámara de fluido. El tubo de descarga de los primer y segundo montajes de boquilla puede arreglarse para establecer el flujo g iratorio dentro de la segu nda cámara.

Debe entenderse que aunque diferentes aspectos de la invención se han presentado, las características presentadas con relación a un aspecto pueden aplicarse a uno o más otros aspectos.

Breve Descripción de los Dibujos Éstos y otros aspectos de la presente invención ahora serán descritos, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La figura 1 es una vista en sección transversal longitudinal de un aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con una modalidad de la presente invención ; La figura 2 es una vista en sección transversal lateral del aparato en la región de una cámara superior; La figura 3 es una vista agrandada de una región de entrada del primero aparato mostrada en la figura 1 ; La figura 4 es una representación diagramática de los patrones de flujo anticipados dentro del aparato de la figura 1 ; La figura 5 es una vista en sección transversal de un montaje de boquilla de acuerdo con una modalidad de la presente invención , que es adecuada para el uso en el aparato de la figura 1 ; La figura 6 es una vista en sección transversal de un montaje de boquilla de acuerdo con una modalidad alternativa de la presente invención , que es adecuada para el uso en el aparato de la figura 1 ; La fig ura 7 es una representación diagramática de un aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con una modalidad alternativa de la presente invención.

Descripción Detallada de los Dibujos Primero se hace referencia a las figuras 1 y 2 de los dibujos en los cuales se muestra las vistas en sección transversal de un aparato de tratamiento de fluido, identificadas generalmente por el número de referencia 10, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . El aparato 10 se muestra en la figura 1 en la sección transversal longitudinal , y en la figura 2 en la sección transversal lateral. El aparato de tratamiento de fluido 1 0 puede utilizarse en muchas aplicaciones. Sin embargo, en la presente modalidad el aparato 1 0 se utiliza para tratar el ag ua producida desde un depósito subterráneo que comprende cantidades de aceite y gas. Como se describirá en detalle adicional más adelante , el aparato 1 0 está adaptado para separar el aceite y gas del agua producida por la separación de flotación. El aparato el 10 puede por lo tanto describirse como una U nidad de Flotación Compacta (C FU por s us sig las en i ng lés) .

El aparato 1 0 comprende un recipiente generalmente cilindrico verticaimente arreglado 1 2 que define en la presente una primera o cámara de fluido superior 14 y una segunda o cámara de fluido inferior 16. Las cámaras de fluido superior e inferior están separadas por una división 1 8 asegu rada a una superficie de pared interna del recipiente 1 2. La división define una base de la cámara superior 14 y un techo de la cámara inferior 16.

Un paso de fluido 20 se extiende entre las cámaras superior e inferior 14, 16 y está definido por una porción de pared 22 recta de la división 1 8. La porción de pared 22 en combinación con la superficie de pared interna del recipiente 1 2 define una región generalmente an ular o canal 24 dentro de la cámara superior 14. Como se describirá en detalle adicional más adelante, el paso de fluido 20 permite la comunicación de gas entre las cámaras superiores e inferior 14, 16.

Una entrada de fluido 26 está formada en una pared lateral del recipiente 1 2 y en uso comu nica el agua prod ucida a tratarse en la cámara de fluido superior 14, y específicamente en la región anular 24. Se proporciona un montaje de distribuidor 28 dentro de la cámara superior 14 y se arregla para recibir inicialmente el agua producida que entra vía la entrada 26. El montaje de distribuidor 28 , que se muestra más claramente posible en la figura 2 y en la vista agrandada en la fig ura 3, está en la forma de una caja definida por la división 18, la porción de pared 22 , una porción de pared interna del recipiente 1 2, las placas laterales perforadas 30 y una tapa sólida 32 (mostrada solamente en la figu ra 3) . Así, el agua producida que entra en la cámara superior 14 vía la entrada 26 primero será recibida en el montaje de distribuidor 28 y en seguida distribuida en la región anular 24 a través de las placas laterales perforadas 30. El montaje de distribuidor 28 funciona para disipar el impulso de la entrada de agua producida y para distribuir ésta en la región anular 24 con tu rbulencia mínima , previniendo o minimizando el riesgo del salpicado inadvertido o desagüe del agua en la cámara inferior 1 6 a través del paso 20.

El aparato 1 0 comprende además una pluralidad de montajes de boquilla o eductores 34 que proporcionan comunicación de fluido del agua producida desde la región anular 24 de la cámara superior 14 en la cámara inferior 1 6. Así , la cámara superior 14 recibe el agua producida vía la entrada de fluido 26, y distribuye posteriormente ésta en la cámara inferior 16 a través de los montajes de boquilla 34. El agua producida es después sometida a un tratamiento de flotación dentro de la cámara inferior 1 6. Por consiguiente, la cámara de fluido superior 14 puede definir u na cámara de distribución y la cámara de fluido inferior 16 puede definir una cámara de tratamiento.

Cada montaje de boquilla 34 facilita la introducción de u n gas en el agua producida que fluye a través de la misma . El gas se introduce desde una región de tubo colector 36 de la cámara superior 14 y la turbulencia y mezcla dentro de cada montaje de boquilla 34 configura el gas introducido en pequeñas burbujas y ocasiona q ue éstos se mezclen íntimamente con el agua producida antes de descargarse en la cámara inferior 16. Así, los montajes de boq uilla 34 suministran el agua producida en la cámara inferior 1 6 con una distribución favorable de bu rbujas de gas para el tratamiento de fluido subsecuente en la presente. Esto es particularmente ventajoso en que el tiempo de residencia subsecuente del agua dentro la cámara inferior 1 6 pueda utilizarse exclusivamente para el tratamiento de flotación y separación del aceite y gas del agua . Esto difiere significativamente de los arreglos de la técnica anterior en los cuales la mezcla del gas ocurre dentro de una cámara de flotación y el tiempo de residencia así debe acomodar la mezcla de gas y separación de flotación .

La forma de los montajes de boquilla 34 se describirá en detalle adicionalmente más adelante.

Una vez que el agua producida entra en la cámara inferior 16, el agua y aceite comenzarán naturalmente a separarse con el aceite que tiende a flotar en la superficie del agua . La presencia de burbujas de gas bien distribuidas dentro del agua producida aumenta este efecto de separación en que las bu rbujas se adhieren a las gotas del aceite dentro del agua y asisten la coalescencia y flotación del aceite. Al alcanzar la superficie del agua las bu rbujas de gas serán liberadas en una región superior 90 de la cámara inferior 1 6, y fluirán posteriormente en la región de tubo colector 36 de la cámara superior 14 a través del paso 20. Por consig uiente, el gas liberado del agua producida puede rellenar la región de tubo colector 36 para mantener un volumen suficiente de gas para la introducción en el agua producida entrante por los montajes de boquilla 34.

El aparato 1 0 comprende adicionalmente una primera salida 38 formada en una región inferior de la cámara inferior 1 6 y adaptada para facilitar descarga del agua tratada . U n deflector 40 y el triturador de vórtice 42 están también presentes dentro de la región inferior de la cámara inferior 1 6 y se adaptan para evitar q ue las burbujas de gas sean descargadas a través de la primera salida 38 con el agua tratada . Como se muestra en la figura 1 , el deflector 40 se coloca concéntricamente del recipiente 12 y tiene un diámetro que puede ser de aproximadamente 80 a 95% del diámetro interno del recipiente 1 2.

Se proporciona un aparato de separación 44 en una región superior de la cámara inferior 16 y se adapta al aceite separado de la superficie del agua. El aceite separado se descarga a través de un tubo 46 y en última instancia a través de una segunda salida 48 formada en un lado del recipiente 1 2 sobre la localización de la división 1 8. El recipiente 1 2 se mantiene ventajosamente a una presión ligeramente sobre la atmosférica para conducir el aceite espumando ascendentemente a través del tubo 46 hacia la seg unda salida 48. El aceité puede después recolectarse y procesarse como sea necesario . En un arreglo alternativo, el tubo 46 puede extenderse descendentemente desde el aparato de separación 44 y descargarse a través de un salida en una región inferior del recipiente 12, por ejemplo de una región inferior, debajo del deflector 40.

El aparato de separación 44 por sí mismo se nivela tal q ue una región separado superior 50 es mantenida en una posición predefinida con relación a la superficie del agua/aceite dentro de la cámara inferior 1 6 para preservar el separado eficiente del aceite.

Se proporciona u na tercera salida 52 en la región superior de la cámara superior 14 y permite que el gas dentro de la región de tubo colector 36 sea descargado desde el recipiente 1 2. El gas puede ser recolectado, ensanchado, reciclado o similares. La salida 52 puede también funcionar como u na entrada para permitir que el gas sea suministrado en el recipiente 1 2.

En la presente modalidad los montajes de boquilla 34 comprenden tubos de descarga 54 que se sumergen parcialmente dentro del ag ua producida en la cámara inferior 16 y se arreglan en una dirección común para descargar el agua producida hacia abajo y circunferencialmente con relación al recipiente 12. Este arreglo efectúa el giro del agua dentro de la cámara inferior 1 6 que asiste ventajosamente al tratamiento de fluido en la presente y proporciona el movimiento preferencial de las burbujas de gas dentro del fluido y el aceite flotante hacia el montaje separado 44. También , el giro del agua producida asiste suprimir el agua del paso a través de la cámara inferior 1 6 sin dar tiempo suficiente para que las burbujas de gas y gotas de aceite se separen del agua.

Un arreglo de desviación en la forma de deflector anular 55 se puede asegurar opcionalmente o formar integralmente con la pared de la cámara inferior 16 en una región debajo de los tubos de descarga 54 de los montajes de boquilla 34. En uso, el deflector 55 minimiza un componente de velocidad hacia abajo del fluido para asistir el minimizado adelante la mezcla del fluido.

Aunque no esté ilustrado, el deflector 55 incluye un número de abertu ras dispuestas para permitir la liberación de cualquier materia sólida que pueda recolectarse en u na superficie superior de las mismas.

Se hacer referencia ahora a la figura 4 de los dibujos en la cual se muestra una representación diagramática de un patrón de flujo anticipado dentro del recipiente 12. El lado izquierdo del recipiente 12 mostrado en la figura 2 ilustra un patrón de flujo secundario de agua anticipado, y el lado derecho muestra las trayectorias anticipadas de la burbuja dentro de la cámara inferior 1 6. Debe entenderse que el movimiento giratorio primario del fluido sobre el eje longitudinal central del recipiente 12 no está representado en la figura 4 para mayor claridad . Además, el deflector anular opcional 55, mostrado en la figura 1 , no se muestra en la figura 4.

Un bucle de circulación lateral 60 (bucle 1 ) es conducido por la elevación de gas de las burbujas grandes 62 descargadas desde los montajes de boquilla 34 que se elevan rápidamente a la superficie. El bucle de circulación 60 se asegura de que el flujo en la superficie líquida sea hacia el montaje separado 44, para poder llevar el aceite separado 64 en esta dirección. Un bucle de circulación longitudinal 66 (bucle 2) es conducido radialmente hacia el flujo en la capa de l ímite de líquido 68 en el deflector 40. El bucle de circulación 66 captura las peq ueñas bu rbujas de gas 70 que tienen trayectorias hacia abajo fuera de la corriente principal y llevan éstas hacia el centro y después ascendentemente hacia la superficie, que se captu rarán por el bucle de circulación 60. Las pequeñas burbujas de gas 70 deben por lo tanto cruzar dentro del bucle de circulación 60 finalmente para alcanzar la superficie, y/o se unen en bu rbujas más grandes.

Una descripción detallada de la forma de un montaje de boquilla 34 ahora será descrita con referencia a la figura 5, en la cual el montaje de boquilla 34 se muestra en visión seccional . El montaje 34 comprende un primer conducto de fluido 72 que se extiende ascendentemente y define u n puerto de entrada de fluido 74. U n extremo inferior del primer conducto se asegura al tubo de descarga angular 54. El primer puerto de fluido 74 permite produci r agua en la región anular 24 (ver figura 1 ) para fluir en el primer conducto 72 y así en el tubo de descarga 54. Un reborde 78 se asegu ra al primer conducto de fluido 72 y permite al montaje de boquilla 34 asegurarse a la división 1 8 (ver figura 1 ) separando las cámaras superiores e inferiores 14, 16.

El montaje 34 también comprende u n segundo cond ucto de fluido 80 que se extiende a través del primer conducto de fluido 72. El segundo conducto 80 define un puerto de flu ido superior 82 el cual se abre en la región de tubo colector 36 (ver figura 1 ) , Un extremo inferior del segundo conducto 80 está abierto en la región del tubo de descarga 54.

Así, en uso, el agua q ue fluye a través del primer conducto de fluido 72 hará que el gas se introduzca desde el segundo conducto de fluido 80 de la región de tubo colector 36 y para mezclarse posteriormente dentro del tubo de descarga 54, así para establecer una buena distribución de las burbujas de gas dentro del agua antes de descargarse a través de un salida 84 en la cámara inferior 16.

La altu ra del puerto de fluido 74 del primer conducto de fluido dictará el tubo colector del fluido dentro de la región an ular 24 que se requiere para q ue el montaje de boquilla 34 opere. Este tubo colector operacional puede ser variado y seleccionarse antes por la disposición de un tubo de extensión 86 de una longitud requerida asegu rada o formada integralmente con el primer conducto de fluido 72. El tubo colector operacional de los montajes de boquilla 34 puede estar en la región de 400-500 mm , por ejemplo .

En una modalidad de aspectos de la presente invención , el tubo colector operacional puede ser equivalente para todos los montajes de boquilla 34 proporcionados dentro del aparato. Sin embargo, en modalidades alternativas dos o más montajes de boquilla 34 pueden proporcionarse con diferentes tubos colectores operacionales arreglando los puertos de fluido respectivos 74 en diferentes alturas. Por consig uiente, en este arreglo, si el tubo colector o nivel de fluido dentro de la región anular 24 de la cámara superior 14 comienza a caer, por ejemplo como resultado de un flujo red ucido a través de la entrada 26, los montajes de boq uilla 34 secuencialmente sin efecto de acuerdo con las alturas de los puertos de fluido respectivos 74 hasta que el flujo pase a través del número reducido de montajes de boquilla de operación 34 en la seg unda cámara de flujo 1 6 igualando el flujo que entra en la región anular 24 de la entrada 26. Este arreglo puede por lo tanto utilizarse para mantener u n intervalo de velocidad preferido del fluido que es descargado a través de las salidas 84 de los tubos de descarga 54 en la segu nda cámara de fluido 1 6. El intervalo de velocidad preferido puede seleccionarse de acuerdo con el flujo requerido dentro de la segunda cámara de fluido 1 6. Por ejemplo, un intervalo de velocidades de descarga de fluido puede requerirse para establecer y mantener el flujo giratorio dentro de la cámara inferior. El intervalo de velocidad preferido puede también seleccionarse para mantener la proporción de gas introducido dentro del fluido y la mezcla entre ellos que ocu rre en el tubo de descarga dentro de los valores preferidos.

Una modalidad alternativa de un montaje de boquilla 34a que puede utilizarse en el aparato 1 0 primero se nuestra en la figura 1 , se muestra en la figura 6, referencia de la cual ahora se hace. El montaje 34a de la figu ra 6 es similar al montaje 34 en la figura 5 y como parte de estos componentes como los números de referencia , seguidos por la letra "a". Como sé observa, el montaje de boquilla 34a es similar al montaje 34 y tal como que comprende un primer conducto de fluido 72a que define un puerto de fluido 74a, y un segundo cond ucto de fluido 80a q ue define un puerto de fluido 82a . Sin embargo, en esta modalidad el puerto de fluido 82a del segundo conducto de fluido 80a se abre en u na región de tubo colector 90 (ver figura 1 ) de la cámara inferior 1 6. Así, el gas de la región de tubo colector 90 puede introducirse y mezclar con agua prod ucida dentro de un tubo de descarga 54a antes de la descarga vía una salida 84a en la cámara inferior 16. Aunque no se ilustra, el montaje de boquilla 34a puede incluir una tubo de extensión, similar al tubo 86 del ejemplo mostrado en la figura 5.

Un aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con una modalidad alternativa de la presente invención ahora se describirá con referencia a la figura 7. El aparato de tratamiento de fluido, identificado generalmente por el número de referencia 110, es similar al aparato 10 primero mostrado en la figura 1 y como tal como la parte de las características como los números de referencia, incrementados por 100.

El aparato 110 por lo tanto comprende un recipiente 112, que en este caso se arregla horizontalmente. La primera y segunda cámaras de fluido 114, 116 separadas por una división 118 se definen dentro del recipiente 12. Se proporciona un paso de fluido 120 entre la primera y segunda cámaras 114, 116 para permitir el paso del gas entre las mismas. Se proporciona una entrada de luido 126 comunica el agua producida en la primera cámara 114, y una pluralidad de montajes de boquilla 134 para permitir la comunicación del agua producida desde la primera cámara 114 y en la segunda cámara 116. Los montajes de boquilla 134 facilitan la introducción de un gas dentro de una región del tubo colector 136 de la primera cámara 114, o una región del tubo colector 190 de la segunda cámara 116, en el agua producida. Este arreglo por lo tanto proporciona una buena mezcla y distribución de burbujas de gas dentro del fluido producido antes de descargarse en la segunda cámara 1 16.

El fluido producido puede entonces residir por un periodo de tiempo dentro de la seg unda cámara 1 1 6 tal que el gas y aceite dentro del agua pueden flotar a la superficie de la misma, mientras que el agua se mueve en una dirección generalmente de izquierda a derecha. Los deflectores perforados 92, preferiblemente por lo menos dos, se proporcionan dentro de la segunda cámara 1 1 6 para suprimir nuevamente la mezcla del agua.

El agua tratada con el contenido de gas y aceite significativamente reducido puede descargar vía una primera salida 138. El aceite flotante puede separarse de la superficie del agua por un montaje separación 144 y descargarse posteriormente vía una segunda salida 148. El gas liberado del agua puede descargarse vía una tercera salida 1 52.

Debe entenderse que las modalidades descritas en la presente son ejemplares y que pueden hacerse varias modificaciones a las mismas sin apartarse del alcance de la presente invención . Por ejemplo, las características de la presente invención descritas antes pueden utilizarse en las circunstancias donde la primera y segunda cámaras se proporcionan en recipientes separados. En este arreg lo, las ventajas de la presente invención pueden todavía alcanzarse en virtud de pasar el agua producida a tratarse a través de los montajes de boquilla tal que una buenas mezcla y distribución de burbujas dentro del agua se alcance antes de descargarse en la segunda cámara de fluido para tratamiento. En otras modalidades la primera cámara puede dispensarse con y el fluido de una fuente puede suministrarse directamente por lo menos a un montaje de boquilla a descargarse en una cámara de tratamiento de fluido.

Además, en las modalidades descritas varios conductos y pasos se proporcionan y localizan internamente del recipiente. Sin embargo, tales conductos y pasos pueden extenderse completamente o por lo menos parcialmente de manera externa del recipiente.

Adicionalmente, el aparato puede comprender una tercera cámara de fluido adaptada para recibir fluido desde la segunda cámara de fluido para tratamiento adicional. El fluido comunicado desde la segunda cámara de fluido en la tercera cámara de fluido puede proporcionarse vía por lo menos un montaje de boquilla.

Además, el gas a introducirse en el fluido que es tratado puede suministrarse desde una fuente externa.

El recipiente puede estar abierto a la atmósfera.

Aunque los montajes de boquilla están arreglados para arrastrar gas en el fluido a tratarse, en arreglos alternativos por lo menos uno de los montajes de boquilla puede adaptarse para permitir al gas que se inyecta o suministra de otra manera en el fluido que es tratado.

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de tratamiento de fluido que comprende: un recipiente de fluido; una primera y segunda cámaras de fluido definidas dentro del recipiente de fluido, donde la segunda cámara de fluido está adaptada para alojar un tratamiento de separación de flotación de un fluido del mismo; una entrada fluido para suministrar un fluido a tratarse en la primera cámara de fluido; y por lo menos un montaje de boquilla para proporcionar la comunicación de fluido desde la primera cámara de fluido a la segunda cámara de fluido, en donde el montaje de boquilla del eductor se adapta para facilitar la mezcla de un gas con el fluido para comunicar una mezcla del fluido y el gas en la segunda cámara de fluido.

2. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 1, adicionalmente comprende división adaptada a por lo menos parcialmente separada de la primera y segunda cámaras de fluido.

3. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 2, en donde por lo menos un montaje de boquilla del eductor se adapta para extenderse a través de la división.

4. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde por lo menos un montaje de boqu illa del eductor comprende un primer conducto de fluido que define un puerto de fluido adaptado para permitir la comunicación del fluido que se tratará desde la primera cámara de fluido en el primer conducto de fluido.

5. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el puerto de fluido del primer conducto de fluido se proporciona en una ubicación elevada con relación a una región de base de la primera cámara de fluido.

6. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en donde por lo menos un montaje de boquilla del eductor comprende un segundo conducto de fluido adaptado para permitir la comunicación fluida de un gas desde u na fuente de gas a una porción del montaje de boquilla del eductor.

7. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la fuente de gas comprende un gas contenido dentro del recipiente.

8. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, en donde la fuente de gas comprende gas liberado desde el fluido que se tratará .

9. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 6, 7 u 8, en donde la fuente de gas comprende gas proporcionado externamente del recipiente.

10. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde por lo menos un montaje de boquilla del eductor comprende un tubo de descarga que define una abertura de salida de fluido en la segunda cámara de fluido.

1 1 . El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 1 0, cuando depende de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde por lo menos una porción del tubo de descarga está configurado para facilitar la mezcla de fluido suministrado vía el primer conducto de fluido y gas suministrado vía el segundo conducto de flu ido.

12. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 1 0 u 1 1 , en donde el tubo de descarga se arreg la para establecer el flujo g iratorio dentro de la segu nda cámara .

13. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de montajes de boquilla del eductor.

14. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 13, en donde por lo menos una de la pluralidad de montajes de boq uilla del ed uctor se adapta para ser operacional en un diferente tubo colector de fluido dentro de la primera cámara de fluido de por lo menos otro de la plu ralidad de montajes de boquilla.

15. Los aparatos de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, adicionalmente comprenden un paso de fluido entre la primera y segunda cámaras para permitir la comunicación fluida entre las mismas.

16. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 1 5, en donde el paso de fluido se adapta para permitir la comunicación fluida de un gas de la segunda cámara de fluido a la primera cámara de fluido.

1 7. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 1 5 ó 16, en donde el paso de fluido se extiende a través de u na división que separa la primera y segunda cámaras.

1 8. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 1 7, en donde el paso de fluido es definido por una pared que se extiende desde una superficie de la división .

19. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con la reivindicación 1 9, en donde la pared define una porción de pared de la primera cámara.

20. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, adicionalmente comprende un montaje de distribuidor adaptado para recibir el fluido que introduce la primera cámara vía la entrada de fluido.

21 . El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, adicionalmente comprende una o más salidas de fluido para permitir la descarga del fluido o componentes tratados de las mismas desde el recipiente .

22. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores , en dónde la segunda cámara de fluido se adapta para recibir el fluido solamente desde la primera cámara de fluido.

23. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la- comunicación del fluido que es tratado entre la priméra y segunda cámaras de fluido se alcanza exclusivamente a través de por lo menos un montaje de boquilla del eductor.

24. El aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, adicionalmente comprende un arreglo de desviación colocado dentro de la segunda cámara para ayudar a minimizar progresivamente la mezcla de un fluido que es tratado.

25. Un método para tratar un fluido, el método comprende las etapas de: definir la primera y segunda cámaras de fluido; suministrar un fluido a tratarse en la primera cámara de fluido; fluir el fluido desde la primera cámara de fluido a través dé por lo menos un montaje de boquilla del eductor, en donde el montaje de boquilla del eductor facilita la mezcla de un gas con el fluido; y descargar una mezcla del fluido y el gas desde por lo menos un montaje de boquilla del eductor en la segunda cámara de fluido; y tratar el fluido dentro de la segunda cámara de fluido mediante la separación de flotación.

26. Un arreglo del boquilla para distribuir un fluido a tratarse entre una primer cámara de fluido y una segunda cámara de fluido, el arreglo de boquilla del eductor que comprende: un primer montaje de boquilla del eductor que comprende un primer conducto de fluido que se extiende entre la primera y segunda cámaras de fluido, en donde el primer conducto de fluido comprende un primer puerto de fluido que proporciona la comunicación con la primera cámara de fluido; y un segundo montaje de boquilla del eductor que comprende un segundo conducto de fluido que se extiende entre la primera y segunda cámaras de fluido, en donde el seg undo conducto de fluido comprende un segundo puerto de fluido que proporciona comunicación con la primera cámara de fluido; en donde el primero y segundo puertos de fluido se proporcionan a alturas diferentes con respecto a una base de la primera cámara de fluido para facilitar la operación del primero y segundo montajes de boquilla del eductor con intervalos de cabeza diferentes de fluido dentro de la primera cámara de fluido, y en donde el primer y segundo montajes de boqu illa del eductor están adaptadas para facilitar la mezcla de un gas con el fluido.

27. El arreglo de boqu illa de acuerdo con la reivindicación 26, en donde cada uno del primer y segundo montajes de boquilla del eductor comprende un conducto de fluido adicional adaptado para permitir la comunicación de fluido de u n gas desde u na fuente de gas a una porción del montaje de boquilla del eductor respectivo.

28. El arreglo de boquilla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 26 ó 27, en donde cada uno del primer y seg undo montajes de boquilla del eductor comprende un tubo de descarga q ue definen una abertu ra de salida de flu ido en la seg unda cámara de fluido.

29. El arreglo de boq u illa de acuerdo con la reivindicación 28, en donde los tubos de descarga del primer y segundo montajes de boquilla del ed uctor se arreglan para establecer el flujo giratorio dentro de la segunda cámara .

30. El arreglo de boquilla de acuerdo con la reivindicación 28 o 29, en donde por lo menos una porción del tubo de descarga del primero y segu ndo montajes de boq uilla del eductor son configurados para facilitar la mezcla de fluido suministrado vía el primer cond ucto de fluido y gas suministrado vía el segundo conducto de fluido.