NO149616B

NO149616B - DEVICE FOR AA DEGRADATED FOAM

Info

Publication number: NO149616B
Application number: NO762649A
Authority: NO
Inventors: Jean-Pierre Bimond; Flavien Lazarre
Original assignee: Elf Aquitaine
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1976-07-29
Publication date: 1984-02-13
Also published as: NO762649L; AU1631276A; IT1065063B; JPS5234470A; FR2319401A1; OA05358A; FR2319401B1; CA1054072A; ES450270A1; JPS592526B2; NL7608451A; NO149616C; DE2634277A1; GB1548041A; BR7604932A; AU509585B2

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning av den art The present invention relates to a device of that kind

som er angitt i krav l's ingress. which is stated in claim l's preamble.

I boreinstallasjoner anvendes skum når fjellet som skal gjennom-brytes og væskene deri tillater dette på grunn av deres fysi-kalske egenskaper og spesielt på grunn av deres tetthet. Disse skum fremstilles ved injisering av skumdannende produkter og tilsetningsmidler sammen med gass under hoyt trykk. In drilling installations, foams are used when the rock to be penetrated and the fluids therein permit this due to their physical properties and especially due to their density. These foams are produced by injecting foam-forming products and additives together with gas under high pressure.

Det samme skum kan, når det kommer til overflaten, ikke håndte-res av pumpene. For en fornyet bruk av væske og gass er det nodvendig å bryte emulsjonen og dette medforer forbruk av de-emul-geringsmidler som er relativt dyre produkter og generelt lite effektive. Det er også mulig å lagre skummene og vente til en naturlig nedbrytning har funnet sted, men dette tar lang tid da skummene er ganske stabile. Til slutt skal det bemerkes at selv om det er okonomisk fordelaktig kun å kaste skummet, så The same foam, when it reaches the surface, cannot be handled by the pumps. For a renewed use of liquid and gas, it is necessary to break the emulsion and this entails the consumption of de-emulsifiers which are relatively expensive products and generally not very effective. It is also possible to store the foams and wait until a natural breakdown has taken place, but this takes a long time as the foams are quite stable. Finally, it should be noted that although it is economically advantageous to only dispose of the foam, so

vil dette forårsake forurensningsproblemer. will this cause pollution problems.

Generelt når det bores gjennom sedimentære avsetninger anvendes luft vanligvis for fremstilling av skummet. Når fjellforma-sjonene inneholder hydrokarboner, vil luften som utgjor en av bestanddelene av skummet få tilfort gassformige hydrokarboner og kan således danne en eksplosiv blanding. For å håndtere dette problem kan metan anvendes ved fremstilling av skummet. Dette eliminerer enhver fare i selve bronnen, men gjor lagring av skummet farlig, fordi når dette bryter opp vil en eksplosiv gassblanding kunne frigjores. In general, when drilling through sedimentary deposits, air is usually used to produce the foam. When the rock formations contain hydrocarbons, the air which forms one of the components of the foam will be supplied with gaseous hydrocarbons and can thus form an explosive mixture. To deal with this problem, methane can be used in the production of the foam. This eliminates any danger in the well itself, but makes storing the foam dangerous, because when it breaks up an explosive gas mixture can be released.

Nærværende oppfinnelse har til hensikt å overkomme disse van-skeligheter ved mekanisk oppbrytning av skummet når dette for-later bronnen, slik at man på den ene side oppnår at den prosentvise andel av hydrokarboner som er tilstede i den utforte gass er mindre enn det minimum som er nodvendig for brennbarhet, og på den annen side kan skumningsvæsken gjenvinnes og anvendes på nytt etter separasjonen av tilstedeværende fast materiale. The present invention aims to overcome these difficulties by mechanically breaking up the foam when it leaves the source, so that on the one hand it is achieved that the percentage of hydrocarbons present in the extracted gas is less than the minimum that is necessary for flammability, and on the other hand, the foaming liquid can be recovered and reused after the separation of solid material present.

For å bryte opp skum og spesielt odelegge skum bestående av en emulsjon av gass i væsker, så omfatter anordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse en beholder forsynt med minst ett innlop omfattende et ror gjennom hvilket gass_ under trykk kan injiseres, minst ett innlop for skum, minst ett utlop for fraskilt væske, og minst ett utlop for fraskilt gass, og er særpreget ved at gass under trykk, etter innforing gjennom injeksjonsroret inn i beholderen, fores inn i et rom avgrenset av et diverge-rende konisk element som oppebæres av utlopet for injeksjonsroret. Det koniske element og delen av den indre overflate av beholderen avgrenser et geometrisk lukket rom inn i hvilket inn-lopet for skummet munner ut. Anordningen er særpreget ved dét In order to break up foam and in particular to break down foam consisting of an emulsion of gas in liquids, the device according to the present invention comprises a container provided with at least one inlet comprising a rudder through which gas under pressure can be injected, at least one inlet for foam, at least one outlet for separated liquid, and at least one outlet for separated gas, and is characterized by the fact that gas under pressure, after introduction through the injection pipe into the container, is fed into a space delimited by a diverging conical element which is supported by the outlet for the injection pipe. The conical element and the part of the inner surface of the container define a geometrically closed space into which the inlet for the foam opens. The device is distinctive for that

som er angitt i krav l's karakteriserende del. which is stated in claim 1's characterizing part.

I henhold til en foretrukken utforelsesform er beholderen sylindrisk og koaksial med injeksjonsroret for trykkgassen og utlopet for fraskilt gass består av en rett del av d=n sylindriske beholder i flukt med den del inn i hvilken roret for injisering av trykkgassen munner ut. According to a preferred embodiment, the container is cylindrical and coaxial with the injection pipe for the pressurized gas and the outlet for separated gas consists of a straight part of the cylindrical container flush with the part into which the pipe for injecting the pressurized gas opens.

I en mindre plasskrevende utforelsesform utstrekker skuminn-foringsroret seg inn i beholderen i form av en kanal, koaksial med trykkgass-injeksjonsroret, og hvor den koaksiale kanal munner ut i beholderen gjennom en åpning som utgjores av en rett del av kanalen beliggende over injektorrorets utlop, In a less space-consuming embodiment, the foam insert pipe extends into the container in the form of a channel, coaxial with the compressed gas injection pipe, and where the coaxial channel opens into the container through an opening formed by a straight part of the channel located above the injector pipe's outlet,

og den koaksiale kanal har en diameter på ca. 3 ganger diameteren av den rette del av injektorroret. and the coaxial channel has a diameter of approx. 3 times the diameter of the straight part of the injector pipe.

Oppfinnelsen skal beskrives i de etterfølgende tegninger, hvor fig. 1 er et skjematisk snitt som viser prinsippet for apparatet; fig. 2 viser en anordning omfattende en sylindrisk beholder, og The invention shall be described in the subsequent drawings, where fig. 1 is a schematic section showing the principle of the apparatus; fig. 2 shows a device comprising a cylindrical container, and

fig. 3 viser en anordning omfattende to konsentriske, sylindriske beholdere. fig. 3 shows a device comprising two concentric, cylindrical containers.

Fig. 1 illustrerer prinsippet for apparatet og viser en beholder 1 gjennom hvilken trykkgassinjeksjonsrøret 3 munner ut i utløpet 2. Beholderen omfatter en innløpskanal 4 for skummet, et utlop 5 for fraskilt væske som er anordnet i bunnen av beholderen 1, samt et utlop 6 for utforing av gasser. Fig. 1 illustrates the principle of the device and shows a container 1 through which the pressurized gas injection pipe 3 opens into the outlet 2. The container comprises an inlet channel 4 for the foam, an outlet 5 for separated liquid which is arranged in the bottom of the container 1, and an outlet 6 for execution of gases.

Gassen injiseres under trykk inn i beholderen 1 gjennom ut-løpet 2 av injeksjonsrøret 3 og danner deri et konisk strøm-ningsmønster indikert med de stiplede linjer 7 og 10. Det koniske strømningsforløp begrenset av den tenkte linje 7 oq delen 8 av den indre overflate av beholderen på utsiden av strømningsmønsteret definerer et rom 9. Kanalen 4 for innføring av skum munner ut i delen 8 av den indre overflate av beholderen som delvis definerer rommet 9. Det vil bemerkes at skummet kommer i kontakt med trykkgassen langs den tenkte overflate 7 som avgrenser gass^strømmen og brytes opp slik at emulsjonen brytes ned. Lengden av den tenkte sideflate 7 begrenses av skjæringslinjen 7 med den indre overflate 8 av beholderen 1. For at emulsjonen skal brytes opp med et utbytte på ca. 100 %, er det nødvendig at beholderens vegger, mellom linjen 10 og opp til utløpet 6 for de utførte gasser har et tilstrekkelig areal, noe som i prinsippet vil være avhengig av beholderens geometriske form. The gas is injected under pressure into the container 1 through the outlet 2 of the injection pipe 3 and forms therein a conical flow pattern indicated by the dashed lines 7 and 10. The conical flow course limited by the imaginary line 7 and part 8 of the inner surface of the container on the outside of the flow pattern defines a space 9. The channel 4 for the introduction of foam opens into the part 8 of the inner surface of the container which partly defines the space 9. It will be noted that the foam comes into contact with the pressurized gas along the imaginary surface 7 which delimits the gas stream and breaks up so that the emulsion breaks down. The length of the imaginary side surface 7 is limited by the intersection line 7 with the inner surface 8 of the container 1. In order for the emulsion to be broken up with a yield of approx. 100%, it is necessary that the walls of the container, between the line 10 and up to the outlet 6 for the produced gases, have a sufficient area, which in principle will depend on the geometric shape of the container.

Fig. 2 viser skjematisk en utforelsesform hvor beholderen 1 er sylindrisk og koaksial med injeksjonsroret 2 for trykkgass. Denne figur viser de samme komponenter som fig. 1. Utlopet 6 for fraskilt gass utgjores av en rett del gjennom den sylindriske beholder inn i hvilken roret for injiser ing av trykkgass utmunner. Fig. 2 schematically shows an embodiment where the container 1 is cylindrical and coaxial with the injection pipe 2 for compressed gas. This figure shows the same components as fig. 1. The outlet 6 for separated gas is formed by a straight part through the cylindrical container into which the tube for injecting pressurized gas opens.

Avstand Y mellom planet for utløpet 2 av injeksjonsrøret 3 og planet 10 ved det tenkte skjæringspunkt mellom den tenkte overflate 7 og beholderen 1 er av størrelsesorden 3 ganger beholderens diameter D. Distance Y between the plane of the outlet 2 of the injection pipe 3 and the plane 10 at the imaginary point of intersection between the imaginary surface 7 and the container 1 is of the order of 3 times the diameter D of the container.

En utforelsesform såsom vist i fig. 3 gjor det mulig å redu-sere anordningens volum. An embodiment as shown in fig. 3 makes it possible to reduce the device's volume.

I fig. 3 utstrekker kanalen 4 for innforingav skum seg inn i beholderen 1 i form av en kanal 4a koaksial med roret 3 for injisering av trykkgass. Den koaksiale kanal 4a munner ut i beholderen 1 gjennom en åpning 4b som utgjores av den rette del av kanalen og er beliggende ovenfor åpningen 2 for injektorroret 3 i en avstand Y-^ som er noe mindre enn 3 ganger diameteren D av den koaksiale kanal 4a. In fig. 3, the channel 4 for inserting foam extends into the container 1 in the form of a channel 4a coaxial with the rudder 3 for injecting pressurized gas. The coaxial channel 4a opens into the container 1 through an opening 4b which is formed by the straight part of the channel and is located above the opening 2 for the injector tube 3 at a distance Y-^ which is somewhat less than 3 times the diameter D of the coaxial channel 4a .

Avstanden Y mellom planet for utlopet 2 og injektorroret 3 og planet 10 av den tenkte flate 7, , som ligger i et plan som inneholder skjæringskurven mellom den tenkte flate 7 og beholderen 1, er av størrelsesordenen 3 ganger diameteren av beholderen. Denne utforelsesform forårsaker fullstendig destruk-sjon av skummet, men opptar vesentlig mindre plass enn det som er nodvendig for anordningen ifolge fig. 1. The distance Y between the plane of the outlet 2 and the injector tube 3 and the plane 10 of the imaginary surface 7, which lies in a plane containing the intersection curve between the imaginary surface 7 and the container 1, is of the order of 3 times the diameter of the container. This embodiment causes complete destruction of the foam, but takes up significantly less space than is necessary for the device according to fig. 1.

Injeksjonsgassen er vanligvis luft tilveiebragt av kompressorer. Det kan være fordelaktig å tilfore avlopsgassene fra motorer til luften eller erstatte luften med slike avlopsgasser. Disse motorer kan være de som driver kompressorene som anvendes ved fremstilling av skummet. Et slikt arrangement gjor det mulig på den ene side å nedsette omkostningene som er forbundet med fremstilling av trykkgass og på den annen side å nedsette oksygen-konsentrasjonen i den injiserte gass og derved nedsette risi-koen for fremstillingen av eksplosive gassblandinger hvis den sistnevnte inneholder hydrokarboner. The injection gas is usually air provided by compressors. It can be advantageous to supply the exhaust gases from engines to the air or to replace the air with such exhaust gases. These motors can be the ones that drive the compressors used in the production of the foam. Such an arrangement makes it possible on the one hand to reduce the costs associated with the production of compressed gas and on the other hand to reduce the oxygen concentration in the injected gas and thereby reduce the risk of the production of explosive gas mixtures if the latter contains hydrocarbons .

Anvendelsen av anordningen ifolge oppfinnelsen resulterer i eli-minering av skum med et utbytte på 100 %, hvor man på den ene side oppnår at man oppnår en fortynning av gassen fra gassin-jektoren for skumfremstillingen til et innhold mindre en den prosentvise andel som er nodvendig for å danne en brennbar gassblanding, og på den andre side kan væsken gjenvinnes inne-holdende kostbare skumdannende forbindelser. Slike anordninger for odeleggelse av skum kan anvendes i forskjellige kjemiske og næringsmiddelindustrier når det dannes skum med en betyde-lig stabilitet. Slike anordninger kan også anvendes i installa-sjoner for behandling av vann og for rensning av vann og elver og kanaler. The use of the device according to the invention results in the elimination of foam with a yield of 100%, where one achieves on the one hand that one achieves a dilution of the gas from the gas injector for the production of foam to a content less than the percentage share that is necessary to form a flammable gas mixture, and on the other hand, the liquid can be recovered containing expensive foam-forming compounds. Such devices for removing foam can be used in various chemical and food industries when foam is formed with considerable stability. Such devices can also be used in installations for treating water and for cleaning water and rivers and canals.

Claims

1. Device for breaking down foam consisting of an emulsion of gas in liquid, where the device comprises a container (1) provided with at least one inlet pipe (3) for injecting gas under pressure, at least one inlet pipe (4) for introducing foam, at least one outlet pipe (5) for separated liquid and at least one outlet channel (6) for separated gas, characterized in that the inlet pipe (3) for injecting gas under pressure is placed in the bottom part of the container (1) and the container is cylindrical and arranged coaxially about the inlet -the pipe (3) and that the inlet pipe (4) for the introduction of foam and the outlet pipe (5) for separated liquid open into a space (9) which is limited by the inner surface of the container (1) and a cone-shaped imaginary body which is limited by the area of the inlet pipe (3) for injection of gas under pressure and the area of the outlet channel (6) for separated gas where the height (Y) of the cone-shaped body is of the order of magnitude 3 times the diameter (D) of the container.

2. Device according to claim 1, characterized in that the outlet channel (6) for separated gas consists of a straight cut-off section of one outer end of the cylindrical container (1) on the opposite side of the end where the supply pipe (3) is introduced in the container (1).

3. Device according to claim 1, characterized in that the channel (4) for introducing gas extends into the container in the form of a channel (4a) coaxial with the pipe (3), which coaxial channel's (4) opening is arranged in (4b) ) above the outlet for the injection tube (3).