NO20130021A1 - Sentrifugalpumpe med koalescerende virkning, fremgangsmåte for utforming eller endring dertil, samt anvendelse - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen tilveiebringer en sentrifugalpumpe, særpreget ved at pumpen omfatter to eller flere trinn; der siste trinn i retning av strømmen er tilpasset slik at det gir en større dråpestørrelse ved likevekt enn trinn oppstrøms. Fremgangsmåte for å utforme pumpen og bruk av pumpen.

Description

SENTRIFUGALPUMPE MED KOALESCERENDE VIRKNING

Område for oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder pumper for trykkforsterkning. Mer konkret, oppfinnelsen gjelder sentrifugalpumper som har stor koalescerende virkning og liten dråpe - oppbrytende virkning, som betyr at dråpestørrelsen for en dispergert fase i en kontinuerlig fase kan bli øket eller bli opprettholdt, hvilket kan være gunstig for etterfølgende prosesstrinn eller for tilstanden for det pumpede mediet. Pumpen kan forbedre separasjonstrinnene nedstrøms, forhindre dannelse av emulsjoner, forhindre forringelse av polymerer og reduserer krav til kjemikalier av flokkulerende og koalescerende type, emulsjonsbrytere eller surfaktanter.

Bakgrunn for oppfinnelsen oe tidligere teknikk

For olje- og kondensatfelt vil trykket ut fra brønnen kunne være for lavt til å få til en effektiv prosessering, spesielt mot haleproduksjonen. For å dumpe eller reinjisere vann som har blitt skilt ut fra produksjonsstrømmen, må oljeinnholdet bli redusert ned til et nivå som er tilstrekkelig lavt. En pumpe kan være påkrevet oppstrøms for hydrosykloner, eller annet separasjonsutstyr, for å tilveiebringe tilstrekkelig innløpstrykk til separatoren.

Et problem, som ikke har fått mye oppmerksomhet, er at en pumpe kan bryte opp dispergerte oljedråper ned til en størrelse som ikke er mulig for effektiv separering i nedstrøms separasjonsutstyr, og vil dermed redusere effektiviteten ved separasjonen. Isteden for å se på pumpens utforming for å løse dette problemet, har typiske løsninger vært å sette inn en koalescer eller injisere kjemikalier oppstrøms for separatoren.

Et fjerntliggende teknisk område, hvor det er avgjørende med pumping med liten skjærkraft, er pumping av blod. Imidlertid vil ikke trykk- og strømningshastigheter være sammenlignbare, eller være mulig å få til, for trykkforsterkning av olje, kondensat, vann eller blandinger derav.

Næringsmiddelindustrien omfatter en rekke prosesser hvor det kan la seg gjøre med små skjærkrefter, for eksempel pumping eller transport av melk, andre meieriprodukter og emulsjoner. Imidlertid, vil de trykk og strømningshastighetene som er typiske for næringsmiddelindustrien, hvor pumpingen er for transport over korte avstander, gjøre at det ikke er mulig å få til pumper for meierier og annen næringsmiddelindustri som trykkforsterkning av olje, kondensat, vann eller blandinger av disse.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en pumpe som er i stand til å gi koaleserende virkning, har liten dråpe - oppbryting av en dispergert fase i en kontinuerlig fase, og samtidig vil ha en relativ stor trykkforsterkning og høy strømningshastighet.

En rekke mer eller mindre relevante tidligere kjente patentdokumenter har blitt identifisert, nemlig: US 2003007871 Al, CA 2083069 Al, AT 394136 B, GB 1520482 A og US 3643516 A. De ovennevnte publikasjonene beskriver bare enkelttrinns pumper, med én impeller eller et pumpetrinn. Imidlertid, i noen utførelsesformer er formen eller utformingen av enkeltimpeller innrettet for å tilveiebringe en liten skjærkraft. Koalescerende pumper har tilsynelatende ikke blitt beskrevet.

Det har ikke blitt identifisert noen pumper med flere trinn eller impellere med spesiell utforming av den siste eller de etterfølgende impellerne eller trinnene, slik at det på samme tid bil bli tilveiebragt koaleserende virkning, liten dråpe - oppbryting, høy trykkforsterkning og høy strømningshastighet. Flertrinns - pumper har tradisjonelt vært laget med identiske impellertrinn eller trinn som øker trykkforsterkningen, men også skjærkraften i strømningsretningen, slik som beskrevet i patentpublikasjon US 7150600 Bl, i motsetning til læren i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Oppsummering av oppfinnelsen

Oppfinnelsen tilveiebringer en sentrifugalpumpe, særpreget ved at pumpen omfatter to eller flere trinn, der det siste trinnet i retning av strømmen har blitt modifisert slik at den gir en større dråpestørrelse ved likevekt enn trinnene oppstrøms.

Betegnelsen dråpestørrelse ved likevekt betyr at dråpestørrelsen ved utløpet fra trinnet vil øke dersom dråpestørrelsen ved innløpet på en dispergert væske som blir pumpet er mindre enn dråpestørrelse ved likevekt på trinnet. Og motsatt, dråpestørrelsen ved utløpet vil bli redusert hvis dråpestørrelsen ved innløpet i væsken til trinnet er større enn dråpestørrelse ved likevekt. Hvis dråpestørrelsen ved innløpet til pumpen er lik dråpestørrelsen ved likevekt, vil trykket øke, men dråpestørrelsene vil forbli de samme. Dråpestørrelsen er den gjennomsnittlige eller mediane dråpestørrelsen, konsekvent målt i henhold til anerkjente standard fremgangsmåter, slik som den som brukes i Malvern partikkel størrelses - instrumenter, for eksempel i Malvern Insitec L In - Process Particle Sizer, eller alternativt Mastersizer S laboratorie - versjon. Disse instrumentene bruker Mie Theory som grunnlag for beregninger av dråpestørrelser. Andre teorier og måleprinsipper er også tilgjengelig, og er i alminnelig bruk i andre instrumenter for måling av dråpestørrelser. Dråpestørrelsen ved likevekt varierer spesielt med pumpetrykk og oppholdstid for fluidet, og blir dessuten påvirket av en rekke faktorer i forbindelse med pumpens utforming, som vil bli bedre forstått ut fra beskrivelsen nedenfor. Flere modifikasjoner er mulig for å oppnå en øket dråpestørrelse ved likevekt, og som dessuten vil bli bedre forstått ut fra beskrivelsen nedenfor. Pumpen i henhold til oppfinnelsen har en større koalescerende virkning enn tidligere kjente pumper, og en større dråpestørrelse ved likevekt, og vil i mange utførelsesformer, operasjonsmåter og fluidsammensetninger ved innløpet fungere både som en pumpe og som en koalescer.

For en gitt påkrevet trykkforsterkning, vil pumpen i henhold til oppfinnelsen alltid omfatte to, tre eller flere trinn, selv om et enkelt trinn kan gi tilstrekkelig trykkhøyde. For trykkhøyder som er store nok til å kreve to eller flere trinn, vil pumpen i henhold til oppfinnelsen være særpreget ved at det siste trinnet, i strømningsretningen, har blitt modifisert for å tilveiebringe større dråpestørrelse ved likevekt, sammenlignet med gjennomsnittet av trinn oppstrøms. I motsetning til dette, vil tidligere teknikks kjente flertrinns - pumper gi tilsvarende eller avtagende dråpestørrelse ved likevekt i det siste trinnet som er knyttet til den samme eller den økede skjærkraften, dråpe - oppbrytingen og trykkhøyden i det siste trinnet i forhold til trinnene oppstrøms. Betegnelsen trinn innebærer en kombinasjon av impeller og diffusor, imidlertid kan det siste trinnet ha en annen diffusor - utforming i forbindelse med tilkobling til pumpeutløpet.

Uten ønske om å være bundet av teori, antas det at en impeller for et trinn gir turbulens som en del av prosessen med trykkoppbygningen. Turbulensen er signifikant for dråpens kollisjonshastighet, som er signifikant for dråpestørrelsen ved likevekt. Turbulensen vil kunne øke forholdsvis mer eller raskere enn trykkoppbygningen. Men turbulens er også relatert til dråpe - oppbryting i pumpen, og har den motsatte virkningen av dråpe - koalescens. Delvis inne i impelleren, men særlig når det pumpede fluid når frem til diffusoren, vil kinetisk energi bli omdannet til trykkenergj, mens turbulens gir høy dråpekollisjonshastighet og derved dråpe - koalescens og økede dråpestørrelser ved likevekt. Dette forutsetter at innløpsdråpene til pumpetrinnet er mindre enn trinnets dråpestørrelse ved likevekt. Dette forutsetter også at strømningshastigheten i diffusoren ikke blir for lav, hvilket ville resultere i en avtagende turbulens og lave kollisjonshastigheter for dråpene. Sammenlignet med tidligere teknikks kjente flertrinns - pumper, som vil kunne ha lav skjæreffekt på det pumpede fluidet i forhold til en ett -trinns pumpe, vil pumpen i henhold til oppfinnelsen gi økt koalescens og ytterligere redusert skjærkraft, og øker derved dråpestørrelsen ved likevekt, ved å modifisere suksessive impellere eller diffusorer eller begge deler.

Pumpen i henhold til oppfinnelsen gir koaleserende virkning, liten dråpe - oppbryting av en dispergert fase i en kontinuerlig fase, høy trykkforsterkning og høy strømningshastighet på samme tid. Noen utførelsesformer for pumpen i henhold til oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet nedenfor.

For pumper i henhold til oppfinnelsen vil trykkhøyden for et pumpetrinn avta i strømningsretningen, og trykkhøyden minsker for hvert etterfølgende trinn, eller gruppen av etterfølgende trinn. Fortrinnsvis blir dette oppnådd ved å ha en mindre impellerdiameter på et trinn i strømningsretningen, diameteren for et etterfølgende impellerhjul vil avta for hver etterfølgende impeller eller gruppe av etterfølgende impellere. For eksempel, hvis pumpen består av tre impellere, vil den første impelleren, ved innløpet være større i diameter enn den andre impelleren som er større enn den tredje impelleren. Alternativt kan den aksielle strømningskomponenten for en impeller til et trinn øke i forhold til den radiale strømningskomponenten, for etterfølgende trinn i strømningsretningen, der den aksiale strømningskomponenten øker for hvert etterfølgende impellerhjul eller gruppe med etterfølgende impellere. Trykket bygger seg opp i økende grad radielt ut på impellerbladene i en sentrifugalpumpe, følgelig vil en mer aksiell strømningsretning redusere trykkoppbyggingen.

Fortrinnsvis omfatter pumpen en diffusor for øket eller mer økende tverrsnittsareal for strømning i forhold til vanlige diffusorer, fortrinnsvis ikke i selve ventilens innløp mot impelleren, men mot diffusorens utløp mot den neste impelleren eller pumpeutløpet. Dette betyr at diffusoren har et forstørret tverrsnittsareal for strømningshullet eller kanalen, i forhold til utforming for standard diffusor, for omdanning av kinetisk fluid energi til trykkenergj, med minst 10 %, fortrinnsvis 50 %, mer foretrukket mer enn 100 %, så som 500 til 800 %, mot nedstrøms enden av diffusoren. Dette betyr at oppholdstiden vil øke, og følgelig vil dråpe - koalescensen øke. Turbulensen gjør at dråper kolliderer og vokser sammen; denne prosessen vil virke over en lengre tidsperiode med en diffusor som har større strømningstverrsnitt og dermed lengre oppholdstid. I tillegg til eller alternativt til en større strømningsdiameter i tverrsnittet, kan diffusor - kanalen fortrinnsvis være lengre enn det som er vanlig. I den mest foretrukne utførelsesformen, for en diffusor for en pumpe i henhold til oppfinnelsen, er diffusoren lengre, og den siste delen av diffusorens tverrsnitt vil bli bredere og bredere, sammenlignet med en typisk utforming for diffusor.

Foretrukne utførelsesformer av pumpen i henhold til oppfinnelsen har blitt modifisert ved å endre impellere, diffusorer eller både impellere og diffusorer, ved at • impellere har blitt modifisert ved ett eller flere av følgende særtrekk: redusert impellerdiameter for etterfølgende trinn; valgt eller modifisert impeller for å tilveiebringe økt aksial strømningskomponent i impeller i forhold til radiell strømningskomponent, et nedtrinns - gir oppstrøms for det siste trinnet eller trinn som gir redusert rotasjonshastighet, eller ved hjelp av én av de impeller - utførelsene som er kjent for lav turbulens eller små skjærkrefter i det siste trinnet, og • diffusorer har blitt modifisert ved ett eller flere av særtrekkene for øket oppholdstid for fluidet i diffusoren, samtidig med at turbulens gir økede dråpekollisjoner; ved øket lengde for strømning gjennom diffusor; øket eller økende tverrsnittsareal for strømning gjennom diffusor.

Fortrinnsvis blir pumpens impellere anordnet på en felles aksel. Alternativt kan to eller flere aksler være innbefattet, eventuelt koplet med et gjr. Utstyret kan være et nedtrinns utstyr, som vil tilveiebringe en pumpe i henhold til oppfinnelsen, til og med uten å endre utformingen av den siste impelleren eller trinnet. En utførelsesform av en pumpe i henhold til oppfinnelsen omfatter én av de ovenfor henviste tidligere kjente impellere som har liten skjær som siste trinns impeller. Noen av de relevante tidligere teknikks impellere for det siste trinnet har blitt beskrevet i de patentpublikasjonene som er nevnt i innledningen, til hvilke publikasjoner det gjøres henvises for veiledning.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte for å utforme en pumpe for en gitt trykkhøyde slik for å avdempe nedstrøms separasjonsprosesser, særpreget ved å

• dele opp pumpen i to, tre eller flere pumpetrinn, og

• modifisere eller velge det siste trinnet i strømningsretningen, slik at det får en større dråpestørrelse ved likevekt enn trinn oppstrøms.

Fortrinnsvis blir impellere diffusorer eller både impellere og diffusorer modifisert.

Mer spesifikt,

• impellere blir modifisert ved ett eller flere av trinnene av: å redusere diameter på impeller for etterfølgende trinn; å velge eller modifisere impellere for å tilveiebringe redusert turbulens ved å tilveiebringe mer aksial impellerstrømning, operere de siste trinnene med redusert rotasjonshastighet ved å sette inn et nedtrinns - gir oppstrøms for det siste trinnet eller trinnene, eller ved hjelp av en av de impeller - utførelsene

som er kjent for liten skjær i det siste trinnet, og

• diffusorer blir modifisert ved ett eller flere av trinnene: å øke oppholdstiden for fluidet i diffusoren mens turbulens tilveiebringer økte dråpe - kollisjoner, ved å øke lengden for strømmen gjennom diffusoren, å øke tverrsnittsarealet for strømning gjennom diffusoren, eller både å øke nevnte lengde og tverrsnittsareal for diffusoren.

Pumpen, i henhold til oppfinnelsen, kan i prinsippet pumpe en hvilken som helst pumpbar væske eller blanding av væsker, og dessuten blandinger av væske med noe gass. Imidlertid, for å dra full nytte av pumpen er det tilrådelig med pumping av væskeblandinger hvor en dispergert væske har blitt fordelt som små dråper i en kontinuerlig væske, slik som oljedråper i produsert vann, vanndråper i olje, for hvilken nedstrømsseparasjon vil bli lagt til rette; og emulsjoner, polymerer og blandinger som er følsomme for skjær og dråpe- eller emulsjons - oppbryting, for eksempel polymerer for øket oljeutvinning.

Følgelig, oppfinnelsen tilveiebringer også bruk av en pumpe i henhold til oppfinnelsen, for trykkforsterkning av skjærfølsomme fluider, så som væskeblandinger oppstrøms for separasjonsutstyr. Typiske fluid - eller væske -blandinger er en hvilken som helst dispergert fase i en kontinuerlig fase. Olje - i - vann pumping, og dessuten vann - i - olje pumping, er svært aktuelle bruksområder, særlig oppstrøms separatorer. Ytterligere anvendelser av foreliggende oppfinnelse er pumping av polymerløsninger for injeksjon i reservoar, for økt oljeutvinning, og pumping av skjærsensitive produksjonskjemikalier. Pumping i næringsmiddelindustrien er også innbefattet, for eksempel pumping av majones, andre emulsjoner, melk, smør eller fløte. Dessuten er pumping av maling og andre kjemiske emulsjoner innbefattende bruksområder hvor pumpen i henhold til oppfinnelsen kan være gunstig.

Figurer

Oppfinnelsen har blitt illustrert med seks figurer, av hvilke:

Figur 1 illustrerer en pumpe av tidligere kjent teknikk,

Figur 2 viser en pumpe i henhold til oppfinnelsen,

Figur 3 viser en annen pumpe i henhold til oppfinnelsen,

Figur 4 illustrerer en optimal utforming av pumpen i henhold til oppfinnelsen,

Figur 5 illustrerer den tekniske effekten av oppfinnelsen, og

Figur 6 viser virkningen av dråpestørrelsen for en nedstrøms separator.

Detaljert beskrivelse

Det skal først henvises til figur 1, som illustrerer en tidligere flertrinns sentrifugalpumpe 100 av kjent teknikk, som omfatter et innløp 101, et utløp 102, seks impellere 103 og diffusorer 104 anordnet mellom impellerne og nedstrøms den siste impelleren. Impellerne 103, som har identiske diametere, blir skravert med én type fylling for alle impellere. Likeledes blir de diffusorene 104 skravert med én type av fylling for alle diffusorer. Med denne typiske utformingen, vil alle impellere være identiske, og alle diffusorer mellom impellerne vil være identiske. De stiplede linjer og piler indikerer fluidets bane gjennom pumpen.

Det vises deretter til figur 2, som illustrerer en sentrifugalpumpe 1 i henhold til oppfinnelsen, som består av seks impellere 2 og diffusorer 3 anordnet mellom impellerne, og etter eller nedstrøms for den siste impelleren er en diffusorseksjon anordnet mot utløpet 5. De videre delene av pumpen 1, så som innløp 4, utløp 5, og hus 6 og tilkobling til en drivaksel 7, er i henhold til tidligere kjent teknikk, og antas å være vel kjent for fagpersoner på området, og av denne grunn vil bare de nye funksjonene bli beskrevet i detalj. Det særpregede trekket ved pumpen i henhold til oppfinnelsen er at det siste stadiet, trinnet eller impelleren i strømningsretningen gir en større dråpestørrelse ved likevekt enn oppstrøms -stadium, -trinn eller -impeller, ved å gi trykkforsterkning med koalescerende virkning og liten skjærkraft. I den viste utførelsesformen vil impellerne avta i diameter mot utløpet, mens diffusorene mellom impellerne øker i størrelse / volum mot utløpet. Impellerne blir suksessivt mindre i diameter, og diffusorene øker tilsvarende, og fyller opp den økede plassen mellom huset og akselen, mens koalescensen forsterkes ved å forlenge oppholdstiden for fluidet i nevnte diffusor.

Det vises til figur 3, som illustrerer en ytterligere utførelsesf orm av en pumpe 1 i henhold til oppfinnelsen. Mer spesifikt, denne utførelsen omfatter også suksessivt impellere 2 med mindre diameter for hvert trinn, og suksessivt større diffusorer 3 for hvert trinn. Husets diameter, impellernes diametere og diffusorenes diametere er større enn i den utførelsesformen som har blitt vist i figur 2, noe som kan tillate en høyere koalescerende virkning for hvert trinn. Den siste diffusoren, som er den diffusoren som er koblet til utløpet, har en betydelig øket oppholdstid for det pumpede fluidum, ved øket tverrsnittsareal og lengde for utløpskanal. Pumpen vist i figur 3 gir en bedre dråpestørrelse i likevekt enn den utførelsesf ormen som er vist i figur 2, ved forbedret koalescens på grunn av øket antall av dråpe - kollisjoner i diffusorer på grunn av lengre oppholdstid for fluidet.

Impellerne, diffusorene, eller begge deler, kan endres eller velges på mange måter for å tilveiebringe en pumpe i henhold til oppfinnelsen, slik som beskrevet ovenfor og nedenfor.

Det vises til figur 4, som illustrerer en fremgangsmåte for optimal utforming av pumpe i henhold til oppfinnelsen, for utforming av en pumpe i henhold til oppfinnelsen ved å variere diameteren på impeller. Y- aksen betegner dråpestørrelsen ved innløpet i den kontinuerlige fase, i dette tilfellet oljedråper i produsert vann. X - aksen angir pumpetrinnets trykkhøyde. I dette eksemplet er dråpestørrelsen ved innløpet 7 um, som indikert ved en lavere kontinuerlig linje startpunkt og tekst på Y- aksen. Når fluidet strømmer gjennom det første trinnet, blir trykket bygget opp, mens på samme tid blir dråpestørrelsen øket opp til et visst nivå, som ses som den kontinuerlige linjen som starter fra 7 um på Y - aksen og øker til en topp av linjen eller kurven, som svarer til omtrent 9 um dråpestørrelse ved høyere trykk. Det øverste punktet angir det optimale trinns trykkhøyde A, som svarer til en bestemt første trinn impeller diameter A som angitt. Første - trinns impeller er den impelleren med størst diameter. Utløpet fra det første trinn er produsert vann med oljedråpestørrelse på 9 um, tilsvarende en ny linje i figur 4, som starter på 9 um på Y- aksen og gir en ytterligere økning av dråpestørrelse og ytterligere trykkhøyde slik som beskrevet i den øverste punkt B på kurven, og som svarer til en mindre diameter impeller B i det andre trinn, som også er angitt i figuren. Nærmere bestemt, hvert etterfølgende trinn omfatter en impeller med mindre diameter, noe som gir redusert trykkhode, men økede dråpestørrelser ved likevekt. En optimal trykkurve indikerer hvordan dette er relatert til pumper i henhold til oppfinnelsen ved å variere diameter på impellertrinnet for en bestemt type impeller. Lignende metoder kan brukes, alene eller i kombinasjon, for å variere andre parametere, slik som diffusorens lengde eller bredde eller oppholdstid, impellerkonstruksjon (fra radial mot aksial fra innløp mot utløp), og andre fremgangsmåter som er omtalt i dette dokumentet, og som dessuten representerer utførelsesformer av oppfinnelsen.

Uten ønske om å være bundet av teori, antas det at hvert pumpetrinn, eller pumpe gir en dråpestørrelse ved likevekt for en bestemt type av innløpsfluidblanding. Hvis dråpestørrelsen ved innløpet er tilstrekkelig liten, vil dråpestørrelsen øke mens trykket øker. Hvis dråpestørrelsen ved innløpet er større enn dråpestørrelse ved likevekt, vil trykket øke, men dråpestørrelsen vil bli redusert. Hvis dråpestørrelsen ved innløpet er lik dråpestørrelsen ved likevekt, vil trykket øke, men dråpestørrelsene vil bli værende like. Dråpestørrelsen er den gjennomsnittlige eller median - dråpestørrelsen.

Det vises til figur 5, som illustrerer sammenlignende resultater for pumper, i henhold til oppfinnelsen, i forhold til tidligere kjente pumper. Mer spesifikt, søkeren har testet konvensjonelle pumper i laboratoriet, pumper som er vanlig ved ulike produsert vanns applikasjoner. Figur 5 er et diagram som viser virkningene på oljedråpers størrelser fra de forskjellige pumpene ved forskjellige differansialtrykk på pumpe. I denne sammenlignende studien ble følgende pumper anvendt:

1. Ny pumpe: En sentrifugalpumpe i henhold til oppfinnelsen.

2. Standard pumpe: En konvensjonell ett-trinns sentrifugalpumpe.

Diagrammet av figur 5 viser de forskjellige pumpenes dråpestørrelser i utløpet, i mikrometer på y- aksen, representert ved Dv (50), som en funksjon av dråpestørrelsen ved innløpet på x - aksen for tre forskjellige differensialtrykk for pumpe; 7, 10, og 13 bar, henholdsvis. Den svarte, prikkete diagonale linje illustrerer når utløpets dråper er likt med innløpets dråper i størrelse. Igjen betyr dette at de resultatene over den stiplede linjen innebærer at nettoeffekten av pumpen er oljedråpe - forstørrelse, mens resultatene under den stiplede linjen betyr at nettovirkningen vil være at oljedråper blir brytes opp. Resultatene kan oppsummeres som følger: • En pumpe i henhold til oppfinnelsen gir klart den beste oljedråpe - ytelse i forhold til ett - trinns sentrifugalpumpe. Størrelsen på utløpets oljedråper er alltid større for

pumpene i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Ikke illustrert, omfattende sammenlignende tester mot kjente flerfase - pumper og dessuten skruepumper har blitt gjennomført. Standard flertrinns sentrifugalpumper eller ett - trinns sentrifugalpumper er aldri nær i ytelse, bare skruepumpene er sammenlignbare for noen utførelsesformer, men bare for store inntak dråpestørrelser i innløpet på 15 og 20 um hvor nedstrøms separasjonsprosesser uansett, som regel, vil fungere som forutsatt.

Det vises til figur 6, som viser typisk separasjonseffekten av en hydrosyklon som har fått av oljen. Ved dråpestørrelser fra omtrent 13 um til 9 nm, synker separasjonseffekten kraftig, fra omtrent 95 % til omtrent 17 %. Dersom innløpstrykket til en hydrosyklon må heves for effektiv drift, kan bruk av en pumpe i henhold til oppfinnelsen være avgjørende for et godt resultat. Sammenlignet med en skruepumpe, er en flertrinns sentrifugalpumpe i henhold til oppfinnelsen liten og energieffektiv.

Claims (10)

1. Sentrifugalpumpe,karakterisert vedat pumpen omfatter to eller flere trinn, der det siste trinnet i retning av strømmen har blitt modifisert slik at det gir en større dråpestørrelse ved likevekt enn oppstrøms trinn.

2. Pumpe i henhold til krav 1,karakterisert vedat når trykkhøyden for et pumpetrinn avtar i strømningsretningen, minsker trykkhøyden for hvert etterfølgende trinn eller gruppe av etterfølgende trinn.

3. Pumpe i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat impellerens diameter for et trinn avtar i strømningsretningen, diameteren for en etterfølgende impeller avtar for hver påfølgende impeller eller en gruppe med etterfølgende impellere.

4. Pumpe i henhold til krav 1-3,karakterisert vedat den aksielle strømningskomponent for en impeller med et trinn øker i forhold til den radielle strømningskomponenten, for etterfølgende trinn i strømningsretningen, den aksielle strømningskomponenten øker for hver etterfølgende impeller eller en gruppe med etterfølgende impellere.

5. Pumpe i henhold til krav 1-4,karakterisert vedat pumpen består av en diffusor med øket eller flere økende tverrsnittsareal for strømning i forhold til standard diffusorer mot nedstrøms enden av diffusoren .

6. Pumpe i henhold til krav 1-5,karakterisert vedat pumpen har blitt modifisert ved å modifisere impellere, diffusorer eller både impeller og diffusorer, idet impellere har blitt modifisert ved en eller flere av funksjonene: redusert diameter for impeller for etterfølgende trinn; valgt eller modifisert impellere for å tilveiebringe en impeller med øket aksiell strømningskomponent i forhold til radiell strømningskomponent, et nedtrinns gir oppstrøms det siste trinnet eller trinnene som gir redusert rotasjonshastighet, eller bruk av en av de utførelsene for impeller som er kjent for liten turbulens eller skjærkraft i det siste trinnet, og diffusorer har blitt modifisert ved en eller flere av de særtrekkene for øket oppholdstid for fluidet i diffusoren mens turbulens gir økte dråpe kollisjoner; ved øket lengde på strømningen gjennom diffusoren, øket eller økende tverrsnittsareal for strømning gjennom diffusoren.

7. Fremgangsmåte for å utforme en pumpe for en gitt trykkhøyde for så å avdempe nedstrøms separasjonsprosesser,karakterisert ved å dele opp pumpen i to, tre eller flere pumpetrinn, og å endre eller velge det siste trinnet i strømningsretningen, slik at den har en større dråpestørrelse ved likevekt enn trinn oppstrøms.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7,karakterisert vedat impellere, diffusorer eller både impellere og diffusorer har blitt modifisert.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8,karakterisert vedat impellere har blitt modifisert ved ett eller flere av trinnene: å redusere diameteren impeller for etterfølgende trinn; å velge eller modifisere impellere for å tilveiebringe redusert turbulens ved å gi mer aksiell impellerstrøm, opererer de siste trinnene med redusert rotasjonshastighet ved å sette inn et nedtrinns gir oppstrøms det siste trinnet eller trinnene, eller ved hjelp av en av de impellerutførelsene som er kjent for lav skjærkraft i det siste trinnet, og diffusorer blir modifisert ved ett eller flere av de trinnene: å øke oppholdstiden av fluidet i diffusor mens turbulens gir økte dråpe kollisjoner, ved å øke lengden for strømmen gjennom diffusoren, å øke tverrsnittsarealet for strømningen gjennom diffusoren, eller både å øke nevnte lengde og tverrsnittsareal for diffusoren.

10. Bruk av en pumpe i henhold til hvilket som helst av krav 1-6, for trykkforsterkning av skjærfølsomme fluider, som olje - i - vann, og vann - i - olje, polymerløsninger for injeksjon i reservoar for økt oljeutvinning; pumping av majones, andre emulsjoner, meieriprodukter, pumping av maling og andre kjemiske emulsjoner.