MX2011000456A - Sistema de separacion ciclonica que comprende medios para inyeccion de gas y metodo para separar una mezcla de fluidos. - Google Patents

Abstract

Un aparato para separar una mezcla de fluidos incluye un separador ciclónico uniaxial (2) que tiene una cámara de separación (18) para separar la mezcla de fluidos mediante acción ciclónica en un primer fluido y un segundo fluido. Una entrada (16) se ubica en el primer extremo de la cámara de separación (18) para recibir una mezcla de fluidos, mientras que una primera salida (22) para el primer fluido y una segunda salida (26) para el segundo fluido se ubican en un segundo extremo de la cámara de separación. Se proporciona un medio para inyección de gases (12) para inyectar un gas en la mezcla de fluidos para ayudar a la separación dentro de la cámara de separación (18). La inyección de gases también puede ser a través de una cámara anular que circunda la cámara separadora (18). El gas en este caso se introduce a través de un medio poroso 130 vía una tubería para suministro de gases 136.

Description

SISTEMA DE SEPARACIÓN CICLÓNICA QUE COMPRENDE MEDIOS PARA INYECCIÓN DE GAS Y MÉTODO PARA SEPARAR UNA MEZCLA DE FLUIDOS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con un sistema de separación para separar una mezcla de fluidos, y con un método para separar una mezcla de fluidos. En particular, aunque no exclusivamente, se relaciona con un sistema para la separación volumétrica de agua a partir de la mezcla de petróleo-agua y un método del. mismo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El petróleo producido a partir de yacimientos petrolíferos con frecuencia contiene algo de agua. La cantidad de agua producida puede variar de un valor casi nulo a uno extremadamente alto, por ejemplo cercano al 99% de los fluidos producidos totales. La cantidad de agua producida usualmente se expresa como un porcentaje de la fase líquida total y se denomina como el "corte de agua" .

Si los fluidos producidos incluyen un alto corte de agua, las demandas sobre los sistemas de transporte y procesamiento pueden ser muy altas en comparación con la cantidad del petróleo producido. Por lo tanto es conveniente separar una proporción sustancial del agua de los fluidos producidos inmediatamente o muy pronto después de la producción del pozo. Este proceso se denomina como retiro volumétrico de agua.

El agua retirada debe estar suficientemente libre de petróleo para permitir que sea desechada. La pureza del agua requerida dependerá del método de desecho. Por ejemplo, si el · agua es para volverse a inyectar en un depósito de petróleo, en general será aceptable un contenido de petróleo de 500-1000 partes por millón (ppm) . Sin embargo, si el agua es para ser descargada en el mar, por razones ambientales en general se requerirá un contenido de petróleo final de 25 ppm o menos .

La separación de petróleo y agua se lleva a cabo tradicionalmente en dos o más etapas . La primera etapa por lo general implica utilizar separadores convencionales por gravedad. Los separadores por gravedad dependen estrictamente de la gravedad (una "fuerza "g" ) para separar el petróleo del agua. Con frecuencia es necesario un tiempo de residencia que varia de unos cuantos minutos a treinta minutos para alcanzar la primera etapa de separación del agua. La necesidad para este largo tiempo de residencia da por resultado en los separadores que serán muy voluminosos con inventarios de fluido muy grandes.

La segunda etapa del proceso de separación usualmente se lleva a cabo utilizando hidrociclones. Los hidrociclones son separadores ciclónicos bien conocidos con una forma cónica inclinada, los cuales se utilizan algunas veces para quitar el petróleo del agua. Los ejemplos se describen en la GB2263077A y la GB1506877. Algunas veces se denominan como separadores ciclónicos de flujo inverso debido a que se mueven en fases separadas en direcciones opuestas hacia salidas en extremos opuestos del separador. Los hidrociclones pueden proporcionar excelente separación cuando el contenido de petróleo en la mezcla petróleo-agua es menor de aproximadamente 1000 ppm. Sin embargo, no pueden separar eficientemente el petróleo del agua cuando la concentración de petróleo es demasiado alta (por ejemplo, superior al 1%) . Los hidrociclones también provocan una gran pérdida de presión, que con frecuencia excede 3.059 kg/cm2 (3 bar) o-más, lo cual puede ser inconveniente en una instalación para producción de petróleo.

Los separadores de placas corrugadas (CPI, por sus siglas en inglés) algunas veces también se pueden utilizar para la clarificación final del agua separada, antes de la descarga .

Otro tipo de separador ciclónico es el separador ciclónico uniaxial, en el cual los fluidos fluyen en la misma dirección desde una entrada en un extremo del dispositivo hacia cámaras de salida por separado en el extremo opuesto del dispositivo. Los ejemplos se describen en las solicitudes de patente europea EP0313197A y EP0717818A. Sin embargo, pruebas utilizando un separador ciclónico uniaxial han mostrado que este dispositivo sólo puede separar parcialmente el petróleo del agua, con el agua separada que todavía contiene una cantidad significativa de petróleo. El contenido de petróleo varía dependiendo del tipo de viscosidad del petróleo aunque puede alcanzar 2% hasta 5% de la mezcla. Esto es demasiado alto para permitir que los fluidos se descarguen sin tratamiento adicional.

En nuestra solicitud de patente británica No. 0801045.6 describimos un sistema de separación para separar una mezcla de fluidos, que incluye un separador ciclónico uniaxial que proporciona una primera etapa de separación y un separador ciclónico de flujo inverso que proporciona una segunda etapa de separación. Hemos encontrado que al combinar un separador uniaxial con un separador de flujo inverso en un sistema de separación de dos etapas podemos retirar una porción sustancial del agua de una mezcla de petróleo-agua, donde el agua retirada tiene un contenido de petróleo muy bajo. Por ejemplo, podemos retirar 40-70% del agua de una mezcla de petróleo-agua 50:50, donde el agua retirada tiene un contenido de petróleo de 5000 ppm o menos.

Sin embargo, hemos encontrado que en ciertas circunstancias puede ser muy difícil alcanzar un contenido de petróleo de 1000 ppm mientras que todavía se retire una proporción aceptable del agua producida, por ejemplo 40-70% del contenido de agua, en este caso, ya sea la proporción de agua retirada será muy baja (por ejemplo, menor al 40%) para hacer que la operación sea aceptable y económica, o el contenido de petróleo del agua retirada será demasiado alto (superior a 1000 ppm) para que se vuelva a inyectar en un depósito o suministrar a un sistema de clarificación de agua final, antes de que se descargue en el mar.

Los factores principales que afectan la pureza del agua separada pueden incluir uno o más de los siguientes: • el corte de agua (el agua producida como un porcentaje de la mezcla de petróleo-agua producida), • la viscosidad del petróleo producido, • la composición química del petróleo, • la temperatura de operación, • la salinidad del agua producida, y « el tamaño de partícula y distribución de tamaño de las gotitas de petróleo y agua en la mezcla.

Por lo tanto, existe una necesidad por un sistema que separe el agua de una mezcla de petróleo-agua y suministre la totalidad o parte del agua separada con un contenido de petróleo muy bajo. De preferencia, el sistema debe ser capaz de retirar aproximadamente el 40-70% del agua de una mezcla de petróleo-agua, en donde el agua retirada tiene un contenido de petróleo de 1000 ppm o menos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención se proporciona un aparato para separar una mezcla de fluidos, el sistema incluye un separador ciclónico uniaxial que tiene una cámara de separación para separar la mezcla de fluidos mediante acción ciclónica en un primer fluido y un segundo fluido, una entrada en un primer extremo de la cámara de separación para recibir una mezcla de fluidos, una primera salida para el primer fluido en un segundo extremo de la cámara de separación, una segunda salida para el segundo fluido en un segundo extremo de la cámara de separación, y un medio para inyección de gases para inyectar un gas de la mezcla de fluidos para ayudar en la separación dentro de la cámara de separación.

Se ha encontrado que al inyectar gas para formar una niebla de burbujas de gas dentro de la mezcla de fluidos, se puede retirar una mayor porción del fluido más denso, del fluido menos denso, mientras que al mismo tiempo aumentar la pureza del fluido más denso. Por ejemplo, cuando se separa agua de una mezcla de petróleo-agua 50:50, se puede retirar el 40-70% del agua, donde el agua retirada tiene un contenido de petróleo de 1000 ppm o menos. Esto reduce significativamente la carga en los separadores en corriente descendentes y el equipo de proceso y permite que el fluido rico en petróleo separado se transporte, almacene y procese de manera mucho más eficientemente. El agua retirada ya tiene un contenido de petróleo muy bajo y por lo tanto se puede desechar ya sea inmediatamente si está suficientemente limpia, o después de una separación gravitacional o ciclónica adicional si se requiere para reducir el contenido de petróleo a 25-40 ppm para que se deseche al mar.

Se ha encontrado que la introducción de burbujas de gas proporciona las siguientes ventajas: • La calidad del agua separada se puede mejorar y se puede reducir la cantidad de petróleo portado con el agua separada.

• Una mayor proporción del agua producida se puede separar mientras que cumpla con el requisito de pureza deseado para el agua separada. Por ejemplo, la cantidad de agua que se puede retirar con un contenido de petróleo no mayor a 1000 ppm típicamente se puede aumentar entre aproximadamente 50% hasta 60- 70% mediante la adición de burbujas de gas. • Las capacidades de separación del aparato se pueden extender para permitir la separación de petróleo más viscoso y mezclas de petróleo-agua, lo cual en general es mucho más difícil para separar mediante métodos convencionales .

Ni un separador uniaxial ni un separador de flujo inverso pueden alcanzar un grado similar de separación cuando funcionan solos. Los separadores uniaxiales convencionales pueden procesar fluidos con un alto contenido de petróleo, aunque el agua separada todavía tiene un contenido de petróleo que es demasiado alto para ser desechada. Los separadores de flujo inverso por otro lado pueden proporcionar un grado muy alto de separación, aunque no pueden funcionar eficientemente si el contenido de petróleo del fluido que ingresa al separador es demasiado alto (es decir, superior a 1000 ppm) . El sistema de acuerdo con la presente invención supera estos problemas al proporcionar un sistema en el cual se inyecta gas antes o durante la separación ciclónica en un separador tipo uniaxial. Venta osamente, el medio para inyección de gases comprende medios para inyectar gases a través de una pared en la cámara de la cámara de separación.

Ventajosamente, al menos parte de la pared de la cámara es porosa o perforada. Ventajosamente, el separador uniaxial incluye una cámara para inyección de gases definida entre la pared de la cámara y una pared externa.

Ventajosamente, el medio para inyección de gases comprende un dispositivo para inyección de gases ubicado en corriente ascendente de la cámara de entrada.

Ventajosamente, el dispositivo para inyección de gases incluye al menos una boquilla para inyectar gases en burbujas finas en la mezcla de fluidos que fluye en la cámara de entrada.

Ventajosamente, el dispositivo para inyección de gases incluye una pluralidad de boquillas para generar más burbujas de gas fino distribuidas uniformemente.

Es importante que el dispositivo para inyección de gases sea capaz de producir una niebla de burbujas finas, las cuales se distribuyen sustaneialmente de forma homogénea en toda la mezcla de fluidos. Ambos tipos de dispositivo para inyección de gases descritos anteriormente son capaces de alcanzar esto.

El separador ciclónico uniaxial incluye una cámara con entrada en forma de espiral, una cámara de separación alargada y al menos una cámara con salida de forma espiral. Ventajosamente, la cámara de separación alargada tiene una longitud en la variación de cinco a diez veces su diámetro mínimo .

Ventajosamente, el aparato incluye un separador ciclónico de flujo inverso que tiene una entrada para recibir el primer fluido de la primera salida, una cámara de separación para separar el segundo fluido mediante acción ciclónica y un tercer fluido y un cuarto fluido, una salida para el tercer fluido y una salida para el cuarto fluido.

Venta osamente, el sistema de separación incluye un segundo separador ciclónico de flujo inverso que tiene una entrada para recibir el segundo fluido desde la segunda salida, una cámara de separación para separar el segundo fluido mediante acción ciclónica en un quinto fluido y un sexto fluido, una salida para el quinto fluido y una salida para el sexto fluido. El segundo separador' ciclónico de flujo inverso equilibra las presiones de salida en la primera y . segunda salidas del separador ciclónico uniaxial, permitiendo que el sistema compense automáticamente las variaciones en la magnitud de flujo y/o composición de la mezcla de fluidos entrantes. También sirve para separar el segundo fluido en un quinto fluido y un sexto fluido, donde el quinto fluido es más denso que el sexto fluido. Si el quinto fluido está suficientemente limpio, se puede desechar, o se puede enviar para un tratamiento adicional con el tercer fluido .

El sistema de separación puede incluir un dispositivo para control de flujo, por ejemplo, una válvula aj ustapie, para controlar el flujo a través de la tercera salida. El sistema puede incluir un detector para detectar la composición del tercer fluido y un dispositivo de control para controlar la operación del dispositivo para control de flujo de acuerdo con la composición detectada del tercer fluido. Esto permite que el sistema ajuste la magnitud de flujo a través del primer separador de flujo inverso, para alcanzar un grado de separación requerido del tercero y cuarto fluidos.

El separador de flujo ciclónico inverso de preferencia tiene forma prácticamente cónica, que tiene una longitud en la variación de diez a veinte veces su diámetro máximo .

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un sistema de separación de acuerdo con cualquiera de las declaraciones anteriores de la invención, para separar agua de una mezcla de petróleo-agua.

La mezcla de petróleo-agua recibida en la entrada del separador ciclónico uniaxial puede comprender al menos 1% de petróleo, o al menos 5% de petróleo, o al menos 10% de petróleo, hasta aproximadamente 45% de petróleo en volumen.

En general, el contenido de petróleo puede ser hasta un nivel que la mezcla tenga agua > como la fase continua. Ventajosamente, el tercer fluido comprende menos del 10% de petróleo, de preferencia menos del 0.5% de petróleo, de mayor preferencia menos del 0.1% de petróleos en volumen. El tercer fluido de preferencia comprende 40-70% en volumen, de la mezcla de fluidos recibida en la primera entrada.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para separar una mezcla de fluidos, el método incluye inyectar gas en la mezcla de fluidos para formar una niebla de burbujas de gas dentro de la mezcla de fluidos, someter la mezcla de fluidos y burbujas de gas a la acción ciclónica dentro de un separador ciclónico uniaxial para provocar la separación ciclónica de la mezcla de fluidos en un primer fluido más denso y un segundo fluido menos denso, y extraer el primero y segundo fluidos por separado del separador uniaxial.

Ventajosamente, el gas se inyecta en la mezcla de fluidos mientras que se somete la mezcla de fluidos a la acción ciclónica.

Ventajosamente, el separador uniaxial incluye una cámara de separación y el gas se inyecta a través de una pared de la cámara de una cámara de separación ciclónica.

Ventajosamente, la pared de la cámara es al menos parcialmente porosa o perforada para permitir la introducción uniforme de las burbujas finas de gas.

Ventajosamente, el gas se inyecta en la mezcla de fluidos antes de someter la mezcla de fluidos a la acción ciclónica.

Ventajosamente, el gas se inyecta a través de al menos una boquilla ubicada en corriente ascendente del separador uniaxial .

Ventajosamente, el gas inyectado comprende de 5 hasta 20% en volumen de la mezcla de fluidos.

Ventajosamente, el gas inyectado comprende burbujas que tienen un tamaño máximo en la variación de 1 hasta 100 mieras, de preferencia 10-50 mieras. Burbujas de tamaño mayor todavía ayudan al proceso, aunque de manera menos efectiva.

Ventajosamente, el método incluye suministrar el primer fluido a un separador ciclónico de flujo inverso, y separar el primer fluido mediante la acción ciclónica en un tercer fluido y un cuarto fluido, el tercer fluido será más denso que el cuarto fluido.

Ventajosamente, el método incluye suministrar el segundo fluido del ciclón uniaxial a un segundo separador ciclónico de flujo inverso y separar el segundo fluido mediante la acción ciclónica en un quinto fluido y un sexto fluido, el quinto fluido que será más denso que el sexto fluido. El método puede incluir combinar el cuarto y sexto fluidos. El método puede incluir combinar el quinto y" tercer fluidos. El método puede incluir combinar el quinto y sexto fluidos.

El método puede incluir detectar la composición del tercer fluido y controlar el flujo del mismo de acuerdo con la composición detectada del tercer fluido.

La inyección de gas también se puede introducir por la misma razón en la entrada o a lo largo de la pared cónica de los ciclones de flujo inverso si el tipo de petróleo o los tamaños de partícula de las burbujas de petróleo son demasiado pequeños (típicamente 5-50 µ) , lo cual hace más difícil el retiro de la gota de petróleo en agua.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método de acuerdo con cualquiera de las declaraciones anteriores de la invención, para separar agua al menos parcialmente de una mezcla de petróleo/agua.

El tercer fluido puede comprender menos del 1% de petróleo, de preferencia menos del 0.5% de petróleo, de preferencia menos del 0.1% de petróleos, en volumen. El tercer fluido puede comprender en volumen 40-70% de la mezcla de fluidos recibida en la primera entrada.

Después de separar parte del agua producida, el resto del petróleo y agua se pueden enviar a un separador por gravedad para separación adicional. El desempeño del separador por gravedad entonces se mejorará a medida que su carga total se reduce y ya no se sobre-carga. Esto permite un mayor tiempo de residencia para separar el petróleo del agua restante. El tamaño del separador por gravedad de esta forma se puede reducir significativamente.

La primera etapa de separación utilizando un separador uniaxial desempeña una función adicional importante en la mejora de la distribución de las gotitas de petróleo en los fluidos antes de que pasen a través de los segundos idrociclones de flujo inverso por etapas.

En muchos casos, la separación por partes del petróleo del agua se lleva a cabo a medida que los fluidos pasan a una velocidad relativamente baja a través de la fontanería en corriente ascendente. La naturaleza de la fontanería incluyendo las curvaturas, tuberías verticales y recorrido hacia arriba y hacia abajo afecta la distribución del petróleo en la mezcla y provoca variaciones en el tamaño de las gotitas de petróleo y agua a medida que los fluidos entran al sistema de separación de petróleo-agua. Una amplia variación en las velocidades de flujo instantáneo de las fases de petróleo y agua también ' afecta la eficiencia de separación de los segundos hidrociclones por etapas si los fluidos se alimentan directamente a los mismos.

Una función importante del primer separador uniaxial por etapas es separar el flujo én fases ricas en petróleo y ricas en agua, de esta forma se reducen al mínimo las variaciones extremas en el contenido de aceite de la fase rica en agua antes de que se alimente al hidrociclón. En la fase rica en petróleo separada se experimenta una mejora similar en la distribución del tamaño de partícula.

Además, se ha observado que mediante una combinación de efecto cortante y coalescencia de las gotitas finas de petróleo dentro del separador uniaxial, se genera una distribución más uniforme de tamaños de las gotitas. Las mejoras en el régimen y flujo y la distribución del tamaño de partículas antes de que los fluidos entren a los segundos hidrociclones por etapas mejora significativamente la eficiencia de separación de los hidrociclones.

El separador uniaxial de esta forma proporciona una mejora en el porcentaje de agua recuperada de la mezcla de fluidos y una reducción significativa en el contenido de petróleo del agua separada. Típicamente, el contenido de petróleo del agua separada se reduce de 3,000 ó 2,000 ppm a un valor de aproximadamente 500 ppm, y la cantidad de agua separada se aumenta de 50% o 60% a 70% o 80% del agua total producida .

Además, si el sistema se diseña para que el separador uniaxial · se ubique en proximidad cercana a los segundos hidrociclones por etapas, esto ayuda a mantener un flujo rotacional en los fluidos, lo cual es importante para ayudar en la separación. El flujo de la corriente sin turbulencia ayuda a asegurar un equilibrio de presión entre el separador uniaxial y los hidrociclones. Otro beneficio es una reducción total en la pérdida de presión, lo cual no se alcanza si el separador uniaxial está lejos de los hidrociclones .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Ciertas modalidades de la invención ahora se describirán a manera de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales: la figura 1, es una vista esquemática del primer sistema de separación para retirar agua en volumen de una mezcla de petróleo-agua; la figura 2, es una vista lateral que muestra parte del primer sistema de separación a una escala mayor; la figura 3, es una vista en sección transversal en la línea A-A de la figura 2 ; la figura 4, es una vista lateral en sección de un separador uniaxial de acuerdo con una segunda modalidad de la invención; y la figura .5, es una vista en sección transversal a través de la cámara de separación del separador uniaxial mostrado en la figura 4.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1, muestra un sistema para retirar agua en volumen de una mezcla de petróleo/agua, por ejemplo los fluidos producidos en un pozo petrolero. El sistema incluye un separador ciclónico uniaxial- 2, un primer hidrociclón 4 y un segundo hidrociclón 6. Se proporciona una tubería para inyección de gases 8 para inyectar gas en una tubería de entrada que porta los fluidos producidos 10 (una mezcla de petróleo y agua) a través de un dispositivo de inyección 12. La tubería para inyección de gases 8, se conecta a una fuente (no mostrada) de un gas adecuado, por ejemplo, un gas de hidrocarburo producido o un gas inerte.

El separador ciclónico uniaxial 2 es prácticamente convencional y por ejemplo puede ser similar a los separadores descritos en las EP1028811A, EP1028812A y GB2440726A, el contenido de las mismas se incorpora como referencia en la presente. El separador uniaxial 2, incluye una cámara de entrada 14 que tiene una entrada 16 para recibir la mezcla de gas y líquidos que fluyen a través de la tubería de entrada 10, una cámara de separación 18 para separar la mezcla en un primer fluido más denso y un segundo fluido menos denso, una primera cámara de salida 20 con una primera salida 22 para el primer fluido más denso y una segunda cámara de salida 24 con una segunda salida 26 para el segundo fluido menos denso. La segunda cámara de salida 24 se conecta a la cámara de separación 18 a través de un tubo buscador vorticial axial 28, mientras que la primera cámara de salida tiene una abertura centrada anular 29 que se extiende alrededor del tubo buscador vorticial.

Las cámara de entrada 14 y las cámaras de salida 20, 24 son de forma espiral, la entrada 16 y la primera y segunda salidas 22, 26 cada una son prácticamente tangenciales a la cámara respectiva. La cámara de separación 18 es circular en sección transversal y tiene una longitud que en general está en la variación de cinco a diez veces su diámetro interno. La cámara puede ser de una sección transversal sustancialmente uniforme, o pueden contener una porción de garganta estrecha similar a la del separador ciclónico uniaxial descrito en la GB 0616101.2.

El primer hidrociclón 4 comprende un separador ciclónico de flujo inverso que tiene una entrada 30, una cámara de separación 32, una salida inferior 34 y una salida superior 36. La entrada 30 se ubica en el extremo superior de la cámara de separación 32 y se conecta a la primera salida 22 del separador ciclónico uniaxial 2 para recibir el primer fluido más denso. La cámara de separación 32 tienen una forma cónica, la salida inferior 34 se ubica en el extremo inferior más estrecho de la cámara, mientras qüe la salida superior 36 comprende un tubo buscador vorticial axial 38 que se ubica en el extremo superior más ancho de la cámara 32. La longitud de la cámara de separación 32 de preferencia está en la variación de diez a veinte veces su diámetro interno máximo.

El segundo hidrociclón 6 también comprende un separador ciclónico de flujo inverso, ' que es similar al primer hidrociclón 4 y comprende una entrada 40, una cámara de separación 42, una salida inferior 44 y una salida superior 46. La entrada 40 se ubica en el extremo superior de la cámara de separación 42 y se conecta a la segunda salida 26 del separador uniaxial 2 para recibir el segundo fluido menos denso. La cámara de separación 42 tienen una forma cónica estrecha, la salida inferior 44 se ubica en el extremo inferior estrecho de la cámara, mientras que la salida superior 46 comprende un tubo buscador vorticial axial 48 que se ubica en el extremo superior más ancho de la cámara 42.

La salida inferior 34 del primer hidrociclón 4 se conecta vía una primera válvula para control de flujo (o "válvula ajustable") 50 a una primera tubería de salida 52 para los fluidos ricos en agua más densos, mientras que la salida superior 36 se conecta vía una segunda válvula para control de flujo 58 a una segunda tubería de salida 60 para los fluidos ricos en petróleo menos densos. La salida inferior 44 del segundo hidrociclón 6 se conecta vía una primera válvula de aislamiento 53 a la primera tubería de salida 52, y vía una segunda válvula de aislamiento 54 y una tubería de alimentación 56 a la segunda tubería de salida 56. La salida superior 46 del segundo hidrociclón 6 se conecta a la segunda tubería de salida 60.

El dispositivo para inyección de gases 12 se muestra con mayor detalle en las figuras 2 y 3. Incluye un conjunto de seis boquillas de inyección 62 que se colocan dentro de la tubería para entrada fluida 10. Cada boquilla 62 se conecta a una tubería ramificada 64 que se extiende radialmente a través de la pared de la tubería para entrada de fluidos 10 y se conecta a un distribuidor con forma de anillos 66, que se conecta a la tubería para entrada de gases 8. El gas suministrado a través de la tubería para entrada de gases 8 se puede inyectar mediante el dispositivo de inyección 12 en los. fluidos producidos que fluyen a través de la tubería para entrada de fluidos 10. Las boquillas 62 se diseñan para generar corriente de burbujas de gas muy finas, por ejemplo que tienen un tamaño en la variación de 1 hasta 50 mieras a la temperatura y presión de operación.

En uso, el gas inyectado vía el dispositivo de inyección 12 en los fluidos producidos que fluyen a través de la tubería para entrada de fluidos 10, produciendo una niebla de burbujas muy finas dentro de los fluidos, producidos .

La cantidad de gas inyectado - típicamente puede estar en la variación de 5 hasta 20% en volumen de los fluidos producidos a través de esto y no necesariamente el límite para todos los casos. El gas inyectado normalmente será gas producido (es decir, gas de hidrocarburo) , donde esté disponible. De otra forma, se puede inyectar un gas inerte tal como nitrógeno. El gas normalmente se inyecta a una presión que sea superior a la presión de operación en la tubería 10. La presión del gas de inyección idealmente debe ser igual o superior dos veces la presión de los fluidos que pasan a través de la entrada del separador espiral .

Esta mezcla de fluidos (los fluidos producidos y el gas inyectado) entra al separador ciclónico uniaxial 2 a través de la primera entrada 16 y - se provoca una agitación rotacional alrededor del eje de la cámara de separación 18 por la forma espiral de la cámara de entrada 14. Esto provoca que las burbujas de gas se distribuyan uniformemente ...... 2.3 de la totalidad de los fluidos producidos. Los fluidos luego entran a la cámara de separación 18 donde el movimiento de agitación rotacional genera una fuerza "g" muy alta, lo cual provoca que los fluidos se separen mediante ' la acción ciclónica en un primer fluido más denso y un segundo fluido menos denso. El primer fluido más denso se mueve hacia el exterior lejos del eje de la cámara de separación 18 y fluye en la primera cámara de salida 20 a través de la abertura anular 29, para salir a través de la primera salida 22. .El segundo fluido menos denso se fuerza hacia dentro para proteger el eje de la cámara 18 y fluye a través del tubo buscador vorticial 28 en la segunda cámara de salida 24, desde donde sale a través de la segunda salida 26. Las formas en espiral de la primera y segunda cámaras de salida restaura la presión del primero y segundo fluidos, de tal forma que sea mínima la caída de presión a través del separador uniaxial 2.

La presencia de pequeñas burbujas de gas dentro de la mezcla de fluidos que ingresa a la cámara de separación 18 se ha encontrado que mejora en gran medida la eficiencia de separación del separador uniaxial 2. A medida que los fluidos giran dentro de la cámara de separación 18, el petróleo y las burbujas de gas tienden a ser impulsados hacia el eje de la cámara debido a su menor densidad, mientras que el agua más densa tiende a ser impulsada hacia fuera a las paredes de la cámara. Se cree que a medida que las burbujas de gas se mueven hacia el eje de la cámara, impulsan las gotitas de aceite en la misma dirección, aumentando con esto la velocidad a la cual se separan los fluidos. El primer fluido más denso que fluye a través de la primera salida 22 por lo tanto es rico en agua, conteniendo una alta proporción de agua y usualmente una pequeña cantidad de petróleo y gas, mientras que el segundo fluido menos denso que fluye a través de la segunda salida 26 es rico en petróleo, que contiene la mayoría del petróleo y gas más algo de agua producida.

El primer fluido más denso (el fluido rico en agua) fluye desde la primera salida 22 en el primer hidrociclón 4 a través de la entrada 30. La entrada 30 se dispone tangencialmente con relación a la cámara de separación 32, lo cual provoca que el primer fluido gire rotacionalmente alrededor del eje longitudinal de la cámara 32. Esto somete al fluido a una fuerza "g" alta, lo cual provoca la separación ciclónica del primer fluido en un tercer fluido y un cuarto fluido, en donde la densidad del tercer fluido es mayor que la del cuarto fluido. Cualesquiera burbujas de gas que permanezcan dentro del tercer fluido ayudan en el proceso de separación, proporcionando un grado mayor de separación.

El tercer fluido se mueve1 hacia fuera hacia la pared circunferencial de la cámara de separación 32 y luego fluye hacia abajo hacia la salida inferior 34 en el extremo inferior estrecho de la cámara 32 y en la primera tubería de salida 52 a través de la primera válvula para control de flujo 50. El cuarto fluido, que es menos denso, se fuerza hacia dentro, hacia el eje de la cámara 32 y sale a través del tubo buscador vorticial axial 38 y la salida superior 36 en el extremo superior amplio de la cámara 32, en la segunda tubería de salida 60.

El tercer fluido, que es más denso que el cuarto fluido, tiene un alto contenido de agua y un contenido de petróleo muy bajo, típicamente 1000 ppm o menos. Este fluido todavía puede necesitar una o dos etapas adicionales de tratamiento antes de que sea adecuado para desecharse en el I mar, para alcanzar un contenido de petróleo aceptable, por ejemplo 25 ppm o menos. Esta última etapa de separación se puede alcanzar con técnicas de separación convencionales, por ejemplo, utilizando hidrociclones y/o interceptores de placa corrugada (que no forman parte de esta solicitud de patente) . El tercer fluido, que es menos denso, tiene un mayor contenido de petróleo y puede ser enviado si se requiere a un separador por gravedad convencional para tratamiento adicional .

El segundo fluido (que comprende el fluido rico en petróleo, menos denso)- fluye desde la segunda salida 26 del separador uniaxial 2 y a través de la entrada 40 del segundo hidrociclón de flujo 6. La entrada 40 se dispone tangencialmente con relación a la cámara de separación 42, que provoca que el segundo fluido se agite rotacionalmente alrededor del eje longitudinal de la cámara. Esto provoca la separación ciclónica del segundo fluido en un quinto fluido y un sexto fluido, donde la densidad del quinto fluido es mayor que la del sexto fluido. Nuevamente, cualesquiera burbujas de gas restantes dentro del tercer fluido ayudan en el proceso de separación, proporcionando un mayor grado de separación .

El quinto fluido por lo tanto se mueve hacia fuera hacia la pared circunferencial de la cámara de separación y luego fluye hacia abajo, hacia la salida inferior 44 en el extremo inferior estrecho de la cámara 42. El quinto fluido, entonces se puede dirigir ya sea a través de la primera válvula de aislamiento 53 en la primera tubería de salida 52 para fluidos ricos en agua, o a través de la segunda válvula de aislamiento 54 y la tubería de alimentación 56 en la segunda tubería de salida 60 para los fluidos ricos en petróleo. La función de la válvula 53 principalmente es ajustar el sistema y ajustar la retro-presión sobre la salida rica en agua del ciclón 42, lo cual a su vez podría afectar la pureza del agua que entra a la tubería 52. El sexto fluido, que es menos denso se fuerza hacia dentro, hacia el eje de la cámara 42 y sale a través del tubo buscador vorticial axial 48 y la salida superior- 46 en el extremo superior amplio de la cámara 42, en la segunda tubería de salida 60.

La elección de la trayectoria de flujo para el quinto fluido dependerá del contenido de petróleo del quinto fluido y el contenido de petróleo máximo permitido de los fluidos ricos en agua que fluyen a través de la primera tubería de salida 52. Por lo tanto, si el contenido de petróleo del quinto fluido es menor que el nivel de salida permitido máximo para los fluidos rico en agua, se dirigirá en la primera tubería de salida 52 para aumentar la proporción deL agua retirada de los fluidos producidos. Por otro lado, si el contenido del quinto fluido es significativamente superior al nivel de salida máximo permitido para los fluidos ricos en agua, en general se dirigirá en la segunda tubería de salida 60 para fluidos ricos en petróleo. En ciertas circunstancias, el quinto fluido se puede dirigir parcialmente en la primera tubería de salida y parcialmente en la segunda tubería de salida, con la condición de que el contenido de petróleo del tercero y quinto fluido combinados en la primera tubería de salida 52 no exceda el contenido de petróleo máximo permitido para la salida de los fluidos rico en agua.

El tercer fluido tiene el mayor contenido de agua y el menor contenido de petróleo de todos los fluidos separados. Típicamente, por ejemplo, el tercera fluido tendrá un contenido de petróleo de 1000 ppm o menor. El quinto fluido también tendrá un bajo contenido de petróleo, aunque éste puede no ser tan bajo como el del tercer fluido. El cuarto fluido y el sexto fluido ambos tienen un contenido de petróleo relativamente alto, el sexto fluido tiene el mayor contenido de petróleo.

La salida inferior 34 del primer hidrociclón 4 se conecta vía la primera válvula para control de flujo (o "válvula de ajuste") 50 a la primera tubería de salida 52 para los fluidos ricos en aguas. Esta válvula 50 se puede utilizar para ajustar el sistema al reducir el paso de flujo del fluido a través de la salida 34 para aumentar el grado de separación alcanzado por el primer hidrociclón 4 y reducir el contenido de . petróleo de los fluidos rico en agua que fluyen a través de la primera tubería de salida 52.

Las salidas superiores 36, 46 del primero y segundo hidrociclones 4, 6 se conectan a la segunda tubería de' salida 60 para los fluidos ricos en petróleo. El cuarto y sexto fluidos por lo tanto se combinan en la segunda tubería de salida 60. La tubería de alimentación 56, también se conecta a la segunda tubería de salida 60 de tal forma que cuando la segunda válvula de aislamiento 54 se abra, el quinto fluido que fluye a través de la salida inferior 44 del segundo hidrociclón 6 también con se combina con los fluidos ricos en petróleo en la segunda tubería de salida 60.

En uso, el separador ciclónico uniaxial 2 proporciona una primera etapa de separación, que separa la mezcla de petróleo-agua que fluye a través' de la primera entrada 16 en un primer fluido rico en agua y un segundo fluido rico en petróleo. El primer fluido rico en agua luego se separa adicionalmente por el primer hidrociclón 4 para proporcionar un tercer fluido que comprende agua con un contenido de petróleo muy bajo, y un cuarto fluido con un mayor contenido de petróleo. El segundo fluido rico en petróleo también experimenta una segunda etapa de separación para proporcionar un quinto fluido con un bajo contenido de petróleo y un sexto fluido con un alto contenido de petróleo. El cuarto y sexto fluidos ricos en petróleo se combinan en la segunda tubería de salida 60 y se envían para procesamiento adicional, mientras que el tercer fluido que comprende agua con un contenido de petróleo muy bajo ya sea se vacía directamente si el contenido de petróleo es suficientemente bajo, o se envía para limpieza adicional por ejemplo, en un separador por gravedad convencional antes de ser vaciado.

El quinto fluido se puede combinar ya sea con el tercer fluido si el contenido de petróleo del fluido es suficientemente bajo, o con el cuarto y sexto fluidos y se envía para procesamiento adicional. De esta forma, el sistema se puede controlar para retirar una gran porción (típicamente 40-70%) del agua en la mezcla de petróleo-agua, permitiendo con esto que el volumen total del fluido rico en petróleo se envíe para procesamiento adicional para que se reduzca sustancialmente . El agua retirada tiene un contenido de petróleo muy bajo, por ejemplo menor que 1000 ppm, permitiendo que se vuelva a inyectar de regreso en la zona adecuada del depósito o se envíe para limpieza adicional antes de ser vaciado en el mar.

El segundo hidrociclón .6 tiene dos funciones: la primera que es separar los fluidos ricos en petróleo que quedan a través de la segunda salida 26 del separador uniaxial 2, mientras que el segundo es equilibrar la presión en la primera y segunda salidas 22, 26 del separador uniaxial a índices de flujo variables. Un desequilibrio de presiones en la prestación provocará un desempeño deficiente y desviación excesiva del fluido en la tubería de salida que ofrece menos resistencia (es decir, una retro-presión menor) . Debido a que el primero y segundo hidrociclón 4, 6 son de un diseño similar, proporcionan un sistema para control de flujo pasivo que equilibra automáticamente el flujo incluso bajo índices y regímenes de flujo variables.

Alternativamente, el segundo hidrociclón 6 se puede omitir, en cuyo caso el segundo fluido que fluye a través de la segunda salida 26 del separador uniaxial 2 se suministrará directamente vía la tercera válvula para control de flujo 62 ubicada en la tubería 40 en la segunda tubería de salida 60, donde se combinará con el cuarto fluido. En este caso, la segunda y tercera válvulas para control de flujo 52, 54 y la tubería de alimentación 56 se omitirán. Sin embargo, se prefiere incluir el segundo hidrociclón 6, ya que éste equilibra automáticamente el flujo de los fluidos a través de la primera y segunda salidas del separador uniaxial 2 y compensa así las fluctuaciones en la composición e índice de flujo de la mezcla de petróleo-agua que fluye a través de la primera entrada 16.

Otra posibilidad es omitir ambos hidrociclones . El sistema de separación entonces consistirá esencialmente de un separador uniaxial 2 y un inyector de gases 12 para inyectar gas en los fluidos producidos que fluyen en la entrada 16 del separador uniaxial 2. El grado de separación proporcionado por el separador uniaxial 2 solo puede ser adecuado para ciertas aplicaciones.

De preferencia, el sistema incluye un detector (no mostrado) para detectar la composición del tercer fluido y un dispositivo de control para controlar la operación de la primera válvula para control de flujo 50 de acuerdo con la composición detectada del tercer fluido. Esto permite que la válvula 50 se abra o cierre por incrementos, para control el grado de separación proporcionado por el sistema. De esta forma, el contenido de petróleo del tercer fluido se puede controlar, de tal forma que se mantenga dentro de los límites predeterminados.

El sistema también puede incluir un detector (no mostrado) para detectar la composición del quinto fluido y un dispositivo de control para controlar la operación de la segunda y tercera válvulas para control de flujo 52, 54 de acuerdo con la composición detectada del quinto fluido. Este sistema de control puede determinar si el quinto fluido se debe combinar con el tercer fluido o con el cuarto y sexto fluidos, dependiendo del contenido de petróleo del quinto fluido. El sistema también puede incluir puntos de muestreo vía una válvula de muestreo para recolectar fluidos de las tuberías de salida ricas en aguas de los separadores ciclónicos 4 y 6.

El sistema también incluye un separador de gases paira separar el gas inyectado de los fluidos ricos en petróleo y/o rico en aguas separados . Se puede emplear cualquier separador de gases convencional en corriente descendente del sistema de separación ciclónica. El gas luego separado se puede volver a reciclar y volver a inyectar a través a través del dispositivo de inyección 12 para continuar el' proceso de separación.

Son posibles diversas modificaciones del sistema descrito anteriormente. Por ejemplo, el dispositivo para inyección de gases puede incluir más o menos boquillas para inyección de gas o solo una boquilla individual. Las boquillas se pueden ubicar hacia el centro de la tubería de entrada o hacia su periferia. El dispositivo para inyección de gases también se puede ubicar además en corriente ascendente o dentro o adyacente de la cámara de entrada. Se pueden proporcionar múltiples dispositivos para inyección de gases .

En las figuras 4 y 5, se muestra un. sistema de separación de acuerdo con una segunda modalidad de la invención. En esta modalidad, el separador uniaxial 102 se modifica para que incluya un dispositivo para inyección de gases 110 integral en la forma de un revestimiento de cerámica porosa.

El separador uniaxial 102 incluye una cámara de entrada 114 que tienen una entrada 116 para recibir los fluidos producidos, una cámara de separación 118 para separar los fluidos en un primer fluido más denso y un segundo fluido menos denso, una primera cámara de salida 120 con una primera salida 122 para el primer fluido y una segunda cámara 124 con una segunda salida 126 para el segundo fluido. La cámara de entrada 114 y las cámaras de salida 120, 124 tienen forma espiral, la entrada 116 y la primera y segunda salidas 122, 126 cada una están prácticamente tangenciales a la cámara respectivas. La segunda cámara de salida 124 se conecta a la cámara de separación 118 a través de un tubo buscador vorticial axial 128, mientras que la primera cámara de salida tiene una abertura de entrada anular 129 que se extiende alrededor del tubo buscador vorticial. La cámara de separación 118 es circular en sección transversal y tienen una longitud que en general está en la variación de cinco a diez veces su diámetro interno. Las cámaras de entrada y salida 116, 122, 126 son convencionales y por ejemplo pueden ser similares a aquellas de los separadores uniaxiales descritos en la EP1028811A, EP1028812A y GB2440726A.

Opcionalmente , la primera y segunda salidas 122,-· 126 del separador uniaxial 102 se pueden conectar respectivamente a las entradas del primero y segundo hidrociclones 4, 6 en un sistema como se representa en la figura 1, donde el separador uniaxial 102 reemplaza tanto el separador uniaxial 102 como el dispositivo para inyección de gases 12 por separado del sistema anterior. En otros aspectos, el sistema será prácticamente como se describió anteriormente .

Como se muestra en las figuras 4 y 5, la cámara de separación 118 se define por una pared de la cámara de separación cilindrica 130, que se produce de un material poroso, por ejemplo un material de cerámica. La pared de la cámara 130 se circunda por una pared periférica externa 132, que define una cámara para inyección de gases anular 134 entre la pared de la cámara de separación interna 130 y la pared periférica externa 132. Los extremos de la cámara para inyección de gases 134 se cierran por las paredes de las cámaras de entrada y salida 114, 122. Una tubería para entrada de gases 136 se conecta a través de la pared periférica 132 para suministrar gas . a través de una válvula 138 en la cámara para inyección de gases 134.

En uso, los fluidos producidos ingresan al separador ciclónico uniaxial 102 a través de la primera entrada 116 y se provoca que se agiten rotacionalmente alrededor del eje de la cámara de separación 118 por la forma de espiral de la cámara de entrada 114. Los fluidos luego ingresan a la cámara de separación 118 donde el movimiento rotacional genera una fuerza "g" muy alta, lo cual provoca que los fluidos se separen mediante la acción ciclónica en un primer fluido más denso y- un segundo fluido menos denso.

. Al mismo tiempo, un gas de inyección adecuado (gas de hidrocarburo producido o un gas inerte) se inyecta a alta presión a través de la entrada de gases 136 en la cámara para inyección de gases 134 entre la pared de la cámara externa 132 y la pared de la cámara interna porosa 130. La presión del gas se selecciona para que sea mayor que la presión de los fluidos adyacentes en la superficie interna de la pared de la cámara 130, de tal forma que el gas fluya a través del material poroso de la pared de la cámara en la cámara de separación 118, produciendo una niebla de- burbujas muy finas 140 dentro de los fluidos producidos. La cantidad de gas inyectada típicamente puede estar en la variación de 5 hasta 20% en volumen de los fluidos producidos. El gas normalmente se inyecta a una presión que está entre 2.03 y 20.39 kg/cm2 (2 y 20 bar) (típicamente aproximadamente 5.09 kg/cm2 (5 bar) ) mayor ' que la presión de los fluidos . producidos adyacentes a la superficie interna de la pared de la cámara.

El primer fluido más denso se mueve hacia fuera lejos del eje de la cámara de separación 118 y fluye en la primera cámara de salida 120 a través de la abertura anular 129, para salir a través de la primera salida 122. El segundo fluido menos denso se fuerza hacia dentro hacia el eje de la cámara 118 y fluye a través del tubo buscador vorticial axial 128 en la segunda cámara de salida 124, desde donde sale a través de la segunda salida 126.. Las formas en espiral de la primera y segunda cámaras de salida restaura la presión del primero y segundo fluidos, de tal forma que sea mínima la caída de presión a través del separador uniaxial 102.

La presencia pequeñas burbujas de gas 140 dentro de la mezcla de fluidos en la cámara de separación 118 mejora en gran medida la eficiencia de separación del separador uniaxial 102. A medida que los fluidos giran dentro de la cámara de separación 118, las gotitas de petróleo 142 y las burbujas de gas 140 tienden a ser impulsadas hacia el núcleo central- 144 del vórtice debido a su menor densidad, mientras que el agua más densa tiende a ser impulsada hacia fuera a las paredes de la cámara. Se cree que a medida que las burbujas de gas 140 se mueven hacia el núcleo 144 del vórtice, impulsan las gotitas de petróleo 142 en la misma dirección, aumentando así la velocidad en la cual se separan los fluidos. El primer fluido más denso que fluye a través de la primera salida 122 por lo tanto es rico en agua, que contiene una alta proporción de agua y usualmente una menor cantidad de petróleo y gas, mientras que el segundo fluido menos denso que fluye a través de la segunda salida 126 es rico en petróleo, conteniendo la mayoría del petróleo y gas más algo de agua producida.

Las burbujas 140 que se forman en la superficie interna de la pared con cámara porosa 130 también reducen la resistencia hidrodinámica entre los fluidos que están girando y la pared de la cámara 130, permitiendo con esto mayores velocidades giratorias y que se alcance una separación ciclónica mejorada.

Son posibles diversas modificaciones del aparato descrito anteriormente. Por ejemplo, en lugar de utilizar un material poroso tal como cerámica, la pared de la cámara 130 se puede perforar para permitir que el gas se inyecte en la cámara de separación 118. Las perforaciones de preferencia tendrán que ser muy pequeñas, por ejemplo, menores de 50 mieras de diámetro, para asegurar que las burbujas sean muy pequeñas. Alternativamente, se pueden ubicar una o más boquillas dentro de la cámara de separación o la cámara de entrada para inyectar gas directamente en los fluidos producidos .

La pared porosa o perforada 130 se puede extender sobre ya sea la longitud total o sólo parte de la longitud de la cámara de separación. En el último caso, la pared porosa/perforada de preferencia se ubica hacia el extremo de la entrada de la cámara de separación 118.

Claims (28)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES :

1. Un aparato para separar una mezcla de fluidos, el sistema incluye un separador ciclónico uniaxial caracterizado porque tiene una cámara de separación para separar la mezcla de fluidos mediante acción ciclónica en un primer fluido y un segundo fluido, una entrada en un primer extremo de la cámara de separación para recibir una mezcla de fluidos, una primera salida para el primer fluido en un segundo extremo de la cámara de separación, una segunda salida para el segundo fluido en un segundo extremo de la cámara de separación, un medio para inyección de gas para inyectar un gas en la mezcla de fluidos para ayudar a la separación dentro de la cámara de separación.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio para inyección de gas comprende medios para inyectar gas a través de la pared de la cámara de la cámara de separación.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque al menos parte de la pared de la cámara es porosa o perforada.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque incluye una cámara para inyección de gas definida entre la pared de la cámara y una pared externa.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio para inyección de gas comprende un dispositivo para inyección de gases ubicado en corriente ascendente de la cámara de entrada .

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo para inyección de gases incluye al menos una boquilla para inyectar gas en la mezcla de fluidos que fluye en la cámara de entrada .

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo para inyección de gases incluye una pluralidad de boquillas.

8. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el separador ciclónico uniaxial incluye una cámara de entrada de forma espiral, y una cámara de separación alargada y al menos una cámara de salida de forma espiral.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la cámara de separación alargada tiene una longitud en la variación de cinco a diez veces su diámetro mínimo.

10. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye un separador ciclónico de flujo inverso que tiene una entrada para recibir el primer fluido de la primera salida, una cámara de separación para separar el segundo fluido mediante acción ciclónica en un tercer fluido y un cuarto fluido, una salida para el tercer fluido y una salida para el cuarto fluido.

11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el segundo separador ciclónico de flujo inverso tiene una entrada para recibir el segundo fluido de la segunda salida, una cámara de separación para separar el segundo fluido mediante la acción ciclónica en un quinto fluido y un sexto fluido, una salida para el quinto fluido y una salida para el sexto fluido.

12. El aparato de conformidad con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, caracterizado porque el separador ciclónico de flujo inverso es prácticamente de forma cónico, teniendo una longitud en la variación de diez a veinte veces su diámetro máximo.

13. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende parte de un sistema para separar agua de una mezcla de petróleo/agua.

14. Un método para separar una mezcla de fluidos, el método caracterizado porque incluye inyectar gas en la mezcla de fluidos para formar una niebla de burbujas de gas dentro de la' mezcla de fluidos, someter la mezcla de fluidos y burbujas de gas a la acción ciclónica dentro de un separador ciclónico uniaxial para provocar la separación ciclónica de la mezcla de fluidos en un primer fluido más denso y un segundo fluido menos denso, y extraer el primero y segundo fluidos por separado desde el separador uniaxial.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el gas se inyecta en la mezcla de fluidos mientras que se somete la mezcla de sus fluidos a la acción ciclónica.

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el separador uniaxial incluye una cámara de separación y el gas se inyecta a través de la pared de la cámara de una cámara de separación ciclónica.

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la pared de la cámara es al menos parcialmente porosa o perforada.

18. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el gas se inyecta en la mezcla de fluidos antes de someter la mezcla de fluidos a la acción ciclónica .

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el gas se inyecta a través de al menos una boquilla ubicada en corriente ascendente del separador uniaxial .

20. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 hasta 19, caracterizado porque el gas inyectado comprende de 5 hasta.20% en volumen de la mezcla de fluidos .

21. El método de conformidad con cualquier de las reivindicaciones 14 hasta 20, caracterizado porque el gas inyectado comprende burbujas que tienen un tamaño máximo en la variación de 1 hasta 50 mieras.

22. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 hasta 21, caracterizado porque incluye el suministro del primer fluido a un separador ciclónico de flujo inverso, y separar él primer fluido mediante la acción ciclónica en un tercer fluido y un cuarto fluido, el tercer fluido que será más denso que el cuarto fluido.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque incluye suministrar el segundo fluido a un segundo separador ciclónico de flujo inverso y separar el segundo fluido mediante la acción ciclónica en un quinto fluido y un sexto fluido, el quinto fluido que es más denso que el sexto fluido.

24. El método de conformidad con la reivindicación 22 o la reivindicación 23, caracterizado porque incluye la composición del tercer fluido y controlar el flujo del mismo, de acuerdo con la composición detectada del tercer fluido.

25. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22 hasta 24, caracterizado porque incluye inyectar gas en los fluidos en el primero y/o segundo separador ciclónico de flujo inverso.

26. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 hasta 25 para separar una mezcla de petróleo-agua .

27. El método de conformidad con la reivindicación 26, cuando depende de la reivindicación 22, caracterizado porque el tercer fluido comprende menos del 1% de petróleo, de preferencia menos del 0.5% de petróleo, de mayor preferencia menos del 0.1% de petróleos en volumen.

28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el' tercer fluido comprende en volumen 40-70% de la mezcla de fluidos.