NO154948B - Sentrifugalavgasser. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en sentrifugalavgasser

for boreslam til anvendelse ved avgassing av gassholdig boreslam. Tidligere kjente sentrifugalavgassere omfatter et hus med en innløpsåpning for mottagelse av gassholdig boreslam og en utløpsåpning for utmatning av dette slam,

en dreibar aksel som står på langs av huset, en sats av akselererende skovler anbragt langs lengdeaksen for den dreibare aksel og festet til denne for å sette boreslam i en rotasjonsbevegelse slik at det fremkommer et sentrifugalkraftfelt som skaper en hvirvel i boreslammet, hvorved dette vil beveges aksialt mot utløpsåpningen slik at den■ tyngre flytende/faste fase av slammet vil bli rettet mot innsiden av huset og slik at gass som er dispergert i slammet vil unnvike fra dette innad mot akselen for å bli matet ut fra huset, og anordninger som er i drivforbindelse med den dreibare aksel for drift av denne, hvilken aksel er hul for å føre gass under bruk og har en rekke åpninger i avstand fra hverandre for å danne gasstrømbaner.

Når det gjelder boreslam som anvendes på et oljefelt,

kommer slammet ofte i berøring med gasser i brønnen og gassene blir oppløst på grunn av de høye arbeidstrykk man står overfor. Etterhvert som slammet stiger mot overflaten avtar trykket og gassene vil utvide seg og dermed bli innesluttet i boreslammet. Dette vil resultere i en reduksjon av vekten av slamsøylen. Etterat slammet har nådd overflaten, må de innesluttede gasser fjernes før slammet når frem til slampumpen for resirkulasjon. Hvis gassene ikke fjernes, går dette ut over pumpens virkningsgrad og hvis gassene forblir i det brukte slam ved resirkulasjonen, vil man få en økt innføring av gass som kan føre til utblåsnings-tilstander. Videre har boreslam som inneholder gass til-bøylighet til å "binde" eller "damplåse" sentrifugalpumpene som anvendes på oljeriggen.

Det finnes idag flere metoder til avgassing av boreslam.

En metode går ut på å spre boreslammet utover i tynne lag eller små dråper i et vakuum for å akselerere bobler som vil forlate slammet. En annen fremgangsmåte består i å banke slamdråpene for å få boblene til å springe i et vakuum, hvorved det oppnås en kombinert effekt. En tredje metode innebærer anvendelse av høye skjærpåkjenninger og slag alene for å frigjøre boblene.

Anvendelse av mange av disse fremgangsmåter krever bevegelse av slam til og fra avgasningsanordningen. Dette kan foregå med en av de følgende fremgangsmåter: (a) en slamstråleejektor som setter opp et vakuum for bevegelse av slammet inn i og ut av avgassingsanordningen, (b) en vakuumpumpe som skaper et vakuum som beveger slammet inn i avgassingsanordningen og en sentrifugalpumpe som fører slammet ut av anordningen, og (c) en sentrifugalpumpe med liten befordringshøyde beveger slammet inn i og ut av avgassingsanordningen. Disse fremgangsmåter har de følgende hovedproblemer, (a) det kreves en pumpe som er drevet av en motor på mange hestekrefter til drift av slamstråleejektoren, og avgassingsanordningen krever stor plass, (b) sentrifugalpumpen som benyttes til befordring av slammet ut av avgassingsanordningen blir ofte damp-låst, og avgassingsanordningen krever stor plass, og (c) avgassingsanordningen som benytter en sentrifugalpumpe med lav befordringshøyde til pumping av slammet, vil ikke avgasse dette tilstrekkelig effektivt.

De ovennevnte ulemper oppheves ved foreliggende oppfinnelse ved at sentrifugalavgasseren av den art som er omhandlet i innledningen, innbefatter en ledeplate ved bunnen anbragt i tilknytning fil og perpendikulært på den dreibare aksel for å hindre gass som er utskilt fra boreslammet fra på nytt å blande seg med dette slam.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene, der like henvisningstall be-tegner like deler og der: Fig. 1 viser et snitt gjennom an avgassingsanordning i henhold til oppfinnelsen, med innløp på toppen,

fig. 2 viser et snitt gjennom anordningen på fig. 1 når den er utstyrt med en propell (eller rotor),

fig. 3 viser et snitt gjennom en sentrifugalavgasser i henhold til oppfinnelsen, med en vakuumanordning for ut-løpende gassbobler,

fig. 4 er et snitt gjennom skovlene tatt etter linjen 4-4 på fig. 3,

fig. 5 viser et snitt gjennom en foretrukken utførelsesform for sentrifugalavgasseren i henhold til oppfinnelsen,

fig. 6 viser et snitt gjennom overløpskammeret på fig. 5 tatt etter linjen 6-6 på fig. 5,

fig. 7 viser et snitt gjennom det nedre kammer og skovlene i den foretrukne utførelsesform tatt etter linjen 7-7

på fig. 5,

fig. 8 viser en detalj av bunnen av skovlene i forhold til bunnen av huset, og

fig. 9 viser et snitt gjennom den foretrukne utførelsesform for sentrifugalavgasser når den er utstyrt med vinger som skal motvirke hvirveldannelse.

Sentrifugalavgasseren i henhold til oppfinnelsen er konstru-ert for å bli plassert i en slamtank 10 som vist på fig. 1. Sentrifugalavgasseren 12 har et hus 14. Huset 14 er ringformet og er utstyrt med innløpsåpning 16 og en utløps-åpning 18. Huset 14 kan være laget av et stivt materiale,

så som stål, hard plast eller støpejern.

En dreibar lagret, hul aksel 20 er anbrakt på langs i huset 14. Den dreibare aksel 20 har en rekke åpninger 22 som står med mellomrom langs akselens 20 lengde.

En rekke skovler 24 er festet til den dreibare aksel 20

med skrueforbindelser, og skovlene skal sette en oppslemning i rotasjon i huset 14. En drivmotor 26 er forbundet med den dreibare aksel og vil sette denne og skovlene 24

i bevegelse i den retning som er antydet med henvisnings-tallet 28. Både aksel 20 og skovler 24 er laget av stive materialer, så som stål. Skovlene 24 kan godt være rek-tangulære, men kan også være avlange og ha dimensjoner i området 10-15 cm når det gjelder bredde og 1 meter til 1,25 når det gjelder lengde.

På fig. 2 er propeller 30 forbundet med den dreibare aksel for å understøtte matingen av boreslam inn i huset 14. Propellene 30 kan være flate skovlelignende enheter.

En konisk strømleder 32 er også anordnet og den kan være forbundet med den dreibare aksel og drivforbundet med skovlene 24 .

Under drift vil sentrifugalavgasseren 12 bli tilført boreslam 34 som har innesluttet gassformede stoffer som er vist som gassboblene 36. Den gassholdige oppslemning 34 vil komme inn i sentrifugalavgasseren 12 gjennom innløpsåpningen 16, matet med naturlig tyngdekraft. Motoren 26 vil drive propellene 30 og skovlene 24. Rotasjonen av propellene 30 vil understøtte matningen av det gassholdige boreslam 34

inn i huset 14. Når slammet eller oppslemningen kommer inn i huset, vil den bli ledet av den koniske strømningsleder 32

mot innsiden av veggen av huset 38. Skovlene 24 vil også rotere med samme hastighet som propellene 30, drevet av drivmotoren 26, og vil sette oppslemningen 34 i en roterende bevegelse med retningen som er angitt med pilen 28. Resul-tatet av denne rotasjonsbevegelse er at det oppstår et sentrifugalkraftfelt. Sentrifugalkraften som virker på oppslemningen, skaper en hvirvelslik at oppslemningen strømmer i et ringformet, roterende lag. Kraftfeltet vil føre til adskillelse av den tyngre, flytende/faste fase av oppslemningen 34, slik at oppslemningen rettes mot veggen 38 i huset 14, samtidig med at gassfasen skilles fra oppslemningen 34 slik at gassboblene 36 søker ut gjennom åpningene 22 i den hule aksel 20. Gassboblene vil strømme ut gjennom den hule aksel til atmosfæren. Gassboblene er også istand til å unnvike gjennom hvirvelens sentrum, på utsiden av den hule aksel. En vakuumanordning 40 kan benyttes som hjelp til å trekke ut gassboblene 36 til atmosfæren. Den tyngre flytende/faste fase 42 vil bli utmatet gjennom utløpsåpningen 18 i huset 14 og da strømme ut i slamtanken 10.

En ledeplate 44 i bunnen skal hindre utstrømmende gassbobler 36 i å møte den utskilte flytende/faste fase 42 av oppslemningen 34.

På fig. 3 er det vist en sentrifugalavgasser 12 på samme måte som på fig. 2, men det finnes her reaksjonsvinger 45. Reaksjonsvingene er forbundet med bunnen i huset 14 for

å omforme den roterende bevegelse av det avgassede boreslam 42 til en aksial bevegelse. Denne omdannelse vil understøtte slammets strømning gjennom huset 14.

Fig. 4 viser et snitt gjennom fig. 3, der man ser det inn-byrdes forhold mellom skovler 24 som er forbundet med den dreibare, hule aksel 20, og det ringformede hus 14. Fig.

4 viser videre forholdet mellom reaksjonsvingene 45 og aksel/skovlekombinasjonen. Gassboblene 36 er her vist

stigende gjennom sentrum av den hule aksel 20. Gassboblene 36 bringes til å bevege seg radialt på overflaten av slammet i det ringformede rom på grunn av oppdriften i sentrifugalkraftfeltet og til å samle seg i hvirvelsentret som fri gass.

En foretrukket utførelsesform for avgassingsanordningen i henhold til oppfinnelsen er vist på fig. 5-9. Fig. 5 viser et snitt gjennom sentrifugalavgasseren 50. Denne har et ringformet hus 52 og et innløp 54 samt utløp 56. På samme måte som ved utførelsesformen på fig. 1-4, kan den foretrukne utførelsesform ha en dreibar, hul aksel 58 som drives av en motor 60 i pilens 62 retning. Den hule aksel 58 er forsynt med en rekke åpninger 64. Åpningene 64 danner en strømningsbane for frigitte gassbobler mot omgivelsene. En strømningsbane for gassbobler finnes også på utsiden av akselen i sentrum av den hvirvel som skapes av sentrifugalkraftfeltet.

Boreslam som kommer inn igjennom innløpet 54, vil vanligvis frigi en del av den gass som er dispergert eller innesluttet i slammet. Denne frigitte gass kan opptas i den hule aksel 58 og kan derfra unnvike gjennom åpningene 64, som vist med piler på fig. 5. Denne føring av frigitt gass gjennom den åpne nedre ende av den hule aksel 58, kan hindre dannelse av en damplås mellom bunnplaten 82 og bunnen av huset 52, idet en slik dannelse ville kunne hindre inn-føring av gassholdig boreslam i huset 52 for avgassing.

Det skal påpekes at denne virkning kan oppnås også når bare det nedre parti av akselen 58 er hul.

Skovler 66 er festet til den dreibare aksel 58 for å frembringe en roterende bevegelse av det gassholdige slam i huset 52. I den foretrukne utførelsesform er skovlene 66 forbundet med den roterbare aksel 58 ved hjelp av en rekke flenser 68. Avgassingsanordningen 50 innbefatter videre et ringformet overstrømkammer 70 som er 20-25 cm større i diameter enn huset 52. Overstrømkammeret 70 mottar det avgassede slam med en rotasjonshastighet som skyldes rotasjonsbevegelsen av skovlene 66. Denne rotasjonshastighet benyttes til å akselerere utmatningen av avgasset slam gjennom utløpet 56.

Under drift får den foretrukne utførelsesform for sentrifugalavgasseren 50 gassholdig slam 72 fra slamtanken 74 og slammet kommer inn i huset 52. Det gassholdige slam 52 settes deretter i rotasjon i huset ved hjelp av skovlene

■66, slik at den tyngre, flytende/faste fase av det gassholdige slam føres mot innsiden 76 av huset 52. Gassfasen av det gassholdige slam 72 skilles ut og føres til omgivelsene gjennom en strømningsbane i sentrum av den roterbare aksel 58 og gjennom en strømningsbane i sentrum av hvirvelen på utsiden av akselen til en åpning 80 som resultat av sentrifugalkraftfeltet.

Slamskjermer 65 er forbundet med den dreibare aksel 58 for å hindre strømmende materialer i å tilstoppe gassutløpet 80. Slamskjermene 65 ligger i en avstand fra akselen slik at det dannes en liten åpning mellom denne og overstrøm-kammeret 70, der gass kan unnvike.

En ledeplate 82 ved bunnen tjener også til å hindre gassbobler 78 å unnvike tilbake til den gassholdige opp-slemming 72. Fig. 6 viser et snitt gjennom sentrifugalavgasseren 50, der man ser det ringformede overstrømkammer 70 forbundet med utløpsåpningen 56. Fig. 7 viser videre bevegelse av gassboblene 78 mot rotasjonsakselen 58 og gjennom åpningene 64 i akselen 58. Fig. 8 viser anordningen 50 uten ledeplate 83 ved bunnen av akselen 58, samt skovlene 66 strekker seg her ned mot bunnen av huset 52, slik at bunnen av huset her hindrer unnvikelse av utskilte gassbobler 78.

Når slam og gass settes i rotasjon ved hjelp av skovlene

66, vil sentrifugalkreftene bevirke at strømmen blir radielt utad og at gassen rives med av slammet 72. Slammet med sin høye hastighet, har både en radiell og en tangen-siell komponent og drives forbi ledeplaten 82 ved bunnen som vist på fig. 5, inn i området for skovelen 66. De roterende skovler 66 opprettholder rotasjonsbevegelsen og danner en hvirvel. Hvirvelen strekker seg over hele høyden av huset og bevirker at slammet strømmer oppad i et ringformet strømningsmønster. Gassboblene 78 vil bevege seg mot rotasjonsaksen på grunn av den høye oppdrifts-kraft i sentrifugalkraftfeltet. Den frie gass 78 samler seg i sentrum av hvirvelen og flyter enten ut gjennom åpningene 64 eller på utsiden av akselen i sentrum av hvirvelen til den omgivende atmosfære. Vakuumanordningen som er vist på fig. 1-4 kan også tilsluttes anordningen 50 for å understøtte uttrekning av gassboblene 78 til atmosfæren .

Fig. 9 viser en foretrukken utførelsesform for sentrifugalavgasser i henhold til oppfinnelsen som er vist på fig.

5-8, men videre utført med en propell 84 som benyttes på samme måte som propellen 30 på fig. 3. Propellen 84

vil trekke gassholdig boreslam 72 fra slamtanken 74 inn i huset 52 for å bli avgasset. Propellen 84 er også forbundet med den dreibare aksel 58 like under ledeplaten 82 ved bunnen.

Satsen med skovler 66 i kombinasjon med propellen 84

skaper en meget høy rotasjonshastighet i boreslammet når det kommer inn i huset og frembringer ikke bare en hvirvel, men også rotasjonsbevegelse i det gassholdige boreslam 72 like utenfor innløpsporten 54. For å nedsette virk-ningen av rotasjonen av propellen 84 og satsen av skovler 66 på gassholdig slam 72 utenfor anordningen 50, kan det anbringes vinger 56 som motvirker hvirveldannelse. Vinger 86 som motvirker hvirveldannelse, frembringer en aksial-bevegelse av det gassholdige slam, idet det trekkes inn i huset 52 av propellen 84.

Claims (7)

1. Sentrifugalavgasser for boreslam til anvendelse ved avgassing av gassholdig boreslam omfattende, et hus (14, 52) med en innløpsåpning (16, 54) for mottagelse av gassholdig boreslam (42, 72) og en utløps-åpning (18, 56) for utmatning av avgasset boreslam, en dreibar aksel (20, 58) som står langs av huset (14, 52) , en sats av akselererende skovler (24, 66) anbrakt langs lengdeaksen for den dreibare aksel (20, 58) og festet til denne for å sette boreslam i en rotasjonsbevegelse slik at det fremkommer et sentrifugalkraftfelt som skaper en hvirvel i boreslammet slik at dette vil bevege seg aksialt mot utløpsåpningen (18, 56), hvorved den tyngre flytende/faste fase av slammet vil bli rettet mot innsiden (38, 76) av huset (14, 52), og slik at gass som er dispergert i slammet vil unnvike fra dette innad mot akselen (20, 58) for å bli matet ut fra huset (14, 52) og anordninger (26, 60) som er i drivforbindelse med den dreibare aksel (20, 58) for drift av denne aksel, idet den dreibare aksel (20, 58) er hul for å motta gass under bruk, og har en rekke åpninger (22, 64) i avstand fra hverandre for å danne gasstrømbaner, karakterisert ved at den innbefatter en ledeplate (44, 82) ved bunnen anbrakt i tilknytning til og perpendikulært på den dreibare aksel (20, 58) for å hindre gass som er utskilt fra boreslammet fra pånytt å blande seg med dette slam.

2 . Sentrifugalavgasser som angitt i krav 1, karakterisert ved at den innbefatter en vakuumanordning (40) som er tilknyttet den hule aksel (20) for å trekke gass ut av huset (14) under bruk.

3 . Sentrifugalavgasser som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-2, karakterisert ved at den er beregnet for anvendelse med akselen (58) stående vertikalt og med innløpsåpningen (54) i avstand under utløpsåpningen (56) .

4 . Sentrifugalavgasser som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at den innbefatter en anordning (84) for fremdrivning av boreslam mot innsiden (76) av huset (52), idet slammet kommer inn i huset (52).

5. Sentrifugalavgasser som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at den omfatter et ringformet overstrømskammer (70) som skal motta avgasset slam og føre dette til utløpsåpningen (56) for utmatning.

6. Sentrifugalavgasser som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at den innbefatter en propell (30) som er forbundet'med den dreibare aksel (20) for å understøtte matningen av boreslam gjennom innløpsåpningen (16) og inn i huset (14).

7 . Sentrifugalavgasser som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at den innbefatter en strømningsleder (32) som er festet til akselen (20) for ledning av boreslam som kommer inn i huset (14) mot innsiden (38) av dette hus.