NO20141443A1 - Blandeanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en blandeanordning for å kombinere strømning fra to eller flere fluider.

Det er mange situasjoner hvor strømning av fluider fra to forskjellige kilder eller rørledninger trenger å bli kombinert slik at fluidene strømmer langs en enkelt rørledning. Typen av fluid i hver rørledning kan variere og bestå av ren gass, ren væske eller en blanding av gass og væske (flerfase fluid). Strømningsratene og driftstrykkene av de to fluider kan også være vesentlig forskjellige. Videre kan strømningsregimene av fluidene (representert ved fluktuasjoner i strømningsrater av fluidfasene) være forskjellige, idet et typisk strømningsregime kan være pluggstrømning eller periodisk strømning. I enkelte operasjoner er god blanding av fluidene ogsåønskelig.

En konvensjonell metode benyttet i olje og gassindustrien og andre industrier kombinerer strømning av to fluider ved benyttelse av en T-forbindelse 1 (som vist i figur 1) som omfatter en første innløpsledning 2, en andre innløpsledning 3 i rett vinkel på første innløpsledning 2 og en utløpsledning 4 i rett linje med innløpsledning 2. En første strømning av fluid kommer inn gjennom første innløpsledning 2 og en andre strømning kommer inn gjennom andre innløpsledning 3 med 90 grader i forhold til første innløpsledning 2. Første og andre fluider blir kombinert og forlater T-forbindelsen gjennom utløpsledning 4. Imidlertid er blandingen av fluider turbulent og leder til tap av energi og trykk. T-forbindelsen 1 vist i figur 1 kan derfor benyttes som en blander, men er ikke en effektiv blander som beskrevet nedenfor.

Bruk av T-forbindelse som en blander er svært ineffektivt, spesielt når de to strømningsrater eller massestrømningsrater av fluidene er vesentlig forskjellige fra hverandre. I tillegg kan også trykken av de to strømmer av fluider inn i innløpene 2 og 3 være forskjellige.

Et mulig resultat av å kombinere de to fluider fra to rørledninger med forskjellig karakteristikk ved bruk av en T-forbindelse som vist i figur 1 er at fluidstrømmen med høyest masse eller viskositet, eller høyere strømningsmoment, vil påføre et mottrykk mot den svakere innløpsledning, idet momentet av den sterkere fluidstrømning vil føre til en motstand mot strømning fra den svakere strømning med en vinkel på 90 grader inn i den sterkere strømning. I olje- eller gassbrønner som bærer strømning fra forskjellige kilder kan dette begrense produksjonen fra den svakere sone.

En effektiv blander eliminerer svakhetene ved T-forbindelsen og gir en rekke andre fordeler som gjør blanderen overlegen og en mer effektiv enhet for å kombinere fluidstrømning fra to separate rørledninger eller kilder.

En nøkkelegenskap ved en effektiv blander er at den tillater de to fluider å bli blandet mens de strømmer i parallelle strømningsbaner i stedet for å bli kombinert ved en vinkel på 90 grader i forhold til hverandre som i et arrangement av en konvensjonell T-forbindelse.

En mer effektiv blander er beskrevet i EP 0717818 Bl. Dette dokument beskriver et apparat for å blande to fluidstrømmer, idet apparatet inkluderer en dyse montert inne i en utløpsledning som er anordnet for å innføre en strøm av gass på en strømlinjet måte inn i en annen fluidstrømning ved å rette gassen aksielt langs utløpsledningen.

Det er et formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en blandeanordning som reduserer ett eller flere problemer nevnt ovenfor eller som gir anvendelige alternativer til disse.

I henhold til ett aspekt av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en blandeanordning for å kombinere fluidstrømninger, omfattende en ytre fluidledning for et første fluid med en innløpsende og en utløpsende, en indre fluidledning for et andre fluid med en innløpsende og en utløpsende, idet nevnte indre fluidledning har en utløpsdyse ved nevnte utløpsende, idet dysen er montert hovedsakelig aksielt med inne i den ytre fluidledning og er konfigurert til å rette nevnte andre fluid mot utløpsenden av den ytre fluidledning, idet nevnte første og andre fluider strømmer gjennom indre og ytre fluidledninger og blir kombinert sammen mot utløpsenden av den ytre fluidledning.

Ved å kombinere fluidstrømmene slik at de strømmer aksielt og på en strømlinjet måte mot utløpet, kan effektiviteten av blanderen bli vesentlig forbedret slik at den er i stand til å operere med et minimalt tap av trykk og med lavt energiforbruk.

I en foretrukket utførelsesform er den ytre ledning ikke rett, mens den indre fluidledning er hovedsakelig rett og har en utløpsende som er lokalisert inne i en nedstrøms del av den ytre fluidledning. Med fordel kan den ytre fluidledning være krummet. Dette arrangementet er spesielt egnet for situasjoner hvor det første fluid blir tilført til den ytre fluidledning er ved relativt lavt trykk eller har et relativt lavt moment og det andre fluid som tilføres via indre fluidledning er ved relativt høyt trykk eller har et høyt moment, og er i stand til å fungere med høy effektivitet ved slike betingelser.

I en annen foretrukket utførelsesform er den indre fluidledning ikke rett mens den ytre fluidledning har en hovedsakelig rett rørseksjon og den indre fluidledning har en utløpsende som er lokalisert hovedsakelig aksielt inne i en nedstrøms del av den hovedsakelig rette rørseksjon. Dette arrangementet er mekanisk enklere og kan være foretrukket i visse situasjoner.

Med fordel inkluderer blandeanordninger et T-stykke rørseksjon som omfatter en hovedsakelig rett rørseksjon og en forgrenet rørseksjon som krysser den hovedsakelig rette rørseksjon. Den indre fluidledning inkluderer fortrinnsvis en innløpsende montert inne i den forgrenede rørseksjon og en utløpsende lokalisert inne i den hovedsakelig rette rørseksjon. Med fordel kan den indre fluidledning være krummet. Denne konfigurasjon er enkel å implementere og kan settes sammen ved bruk av konvensjonelle og enkelt tilgjengelige komponenter.

Med fordel inkluderer den indre fluidledning en oppstrøms del som strekker seg hovedsakelig vinkelrett på lengdeaksen av den hovedsakelig rette rørseksjon og en nedstrøms del som strekker seg hovedsakelig parallelt med lengdeaksen av den hovedsakelig rette rørseksjon. Denne konfigurasjon kan være foretrukket når en krum indre fluidledning ikke kan bli tilpasset.

I en annen foretrukket utførelsesform inkluderer blandeanordningen et T-stykke rørseksjon som omfatter en hovedsakelig rett rørseksjon og en forgrenet rørseksjon som krysser den hovedsakelig rette rørseksjon og et fjernbart indre rør montert inne i T-stykke rørseksjonen og forbinder innløpsenden av enten den hovedsakelig rette rørseksjon eller den forgrenede rørseksjon for å styre strømningen av enten første eller andre fluid. I denne konfigurasjon kan en høyeffektiv blander bli sammensatt ved bruk av stort sett konvensjonelle komponenter, ofte uten å gjøre vesentlige endringer til eksisterende rørverk.

I én utførelsesform er innløps-overføringsrøret koblet til innløpsenden av den forgrenede rørseksjon og omfatter en oppstrøms del som strekker seg hovedsakelig vinkelrett på en langsgående akse av den hovedsakelig rette rørseksjon, og en nedstrøms ende som strekker seg hovedsakelig parallelt med lengdeaksen av den hovedsakelig rette rørseksjon. Igjen kan denne konfigurasjonen være nyttig når en krum indre fluidledning ikke kan bli tilpasset.

Eventuelt kan innløps-overføringsrøret være konfigurert til å bli trukket tilbake fra den hovedsakelig rette rørseksjon i en retning hovedsakelig vinkelrett på en lengdeakse av den hovedsakelig rette rørseksjon. Dette tillater den rette rørseksjon å bli rengjort og inspisert ved bruk av et inspeksjonsverktøy (eller «pigg»).

I en annen utførelsesform er innløps-overføringsrøret som er montert inne i T-stykke rørseksjonen, koblet til innløpsenden av den hovedsakelig rette rørseksjon og strekker seg mot utløpsenden av den hovedsakelig rette rørseksjon. Dette gir en anvendelig alternativ konfigurasjon som er egnet for ulike strømningsbetingelser.

Med fordel kan blandeanordningen inkludere et utløps-ovreføringsrør montert inne i T-stykke rørseksjonen, idet nevnte utløps-overføringsrør er koblet til utløpsenden av den hovedsakelig rette rørseksjon og strekker seg oppstrøms mot oppstrøms ende av innløps-overføringsrøret.

Med fordel kan blandeanordningen inkludere en spinnerinnretning montert inne i den indre flidledning, konfigurert til å bevirke rotasjon av nevnte andre fluidstrømning inne i den indre fluidledning. Alternativt eller i tillegg kan blandeanordningen inkludere en spinnerinnretning montert inne i den ytre fluidledning, konfigurert til å bevirke rotasjon av nevnte første fluidstrømning inne i den ytre fluidledning. Bruk av spinnerinnretninger sikrer at første og andre fluid blir blandet godt og effektivt selv når strømningskarateristikkene er svært forskjellige.

I henhold til en annet aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en blandeanordning for å kombinere fluidstrømninger omfattende en første fluidledning for et første fluid med en innløpsende og en utløpsende, og en andre fluidledning for et andre fluid med en innløpsende og en utløpsende, idet nevnte andre fluidledning krysser nevnte første fluidledning mellom innløpsenden og utløpsenden av denne og idet andre fluidledning har en lengdeakse som strekker seg med en spiss vinkel på lengdeaksen av den første fluidledning, idet nevnte første og andre fluider strømmer gjennom første og andre fluidledninger og blir kombinert og strømmer sammen mot utløpsenden av den første fluidledning. Denne konfigurasjon tillater rette rørseksjoner å bli renset eller inspisert ved hjelp av et rørlednings inspeksjonsverktøy (eller «pigg»).

Med fordel kan lengdeaksen av nevnte andre fluidledning strekke seg i det minste delvis tangentielt i forhold til første fluidledning, idet nevnte andre fluider som strømmer inn i første fluidledning blir bevirket å rotere om lengdeaksen av den første fluidledning.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebrakt an blandeanordning for å kombinere fluidstrømninger, omfattende en første fluidledning for et første fluid, med en innløpsende og en utløpsende, og en andre fluidledning for et andre fluid med en innløpsende og en utløpsende, idet nevnte utløpsende av nevnte andre fluidledning er koblet til nevnte første fluidledning gjennom en mellomliggende rørseksjon som har en rekke åpninger gjennom hvilke det andre fluid kan strømme inn i første fluidledning. Denne konfigurasjon tillater også den rette rørseksjon å bli renset eller inspisert ved bruk av et rørledningsinspeksjonsverktøy (eller «pigg»).

Med fordel strekker seg i det minste én av nevnte åpninger med en spiss vinkel på lengdeaksen av første fluidledning slik at første og andre fluider som strømmer gjennom første og andre fluidledninger, blir kombinert og strømmer sammen mot utløpsenden av første fluidledning.

Med fordel strekker i det minste én av nevnte åpninger seg delvis tangentielt i forhold til den første fluidledning idet nevnte andre fluider som strømmer inn i første fluidledning, blir bevirket å rotere om en lengdeakse av første fluidledning.

Med fordel er første fluidledning piggbar og har ingen hindringer av betydning mellom sin innløpsende og sin utløpsende.

Forskjellige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i form av eksempler med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor

Figur 1 er et sideriss av en tidligere kjent blandeanordning.

Figur 2 er et delvis sidesnitt av en blandeanordning ifølge en første utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 3 er et delvis sidesnitt av en blandeanordning ifølge en andre utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 4A er et delvis sidesnitt av en blandeanordning ifølge en tredje utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 4B er et delvis sidesnitt av en blandeanordning ifølge en fjerde utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 4C er et delvis sidesnitt av en blandeanordning ifølge en femte utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 5 er et delvis sidesnitt av en blandeanordning ifølge en sjette utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 5A er et delvis sidesnitt som viser en del av en blandeanordning i henhold til en syvende utførelsesform av oppfinnelsen, som utgjør en variant av den sjette utførelsesform. Figur 5B er et delvis sidesnitt som viser en del av en blandeanordning i henhold til en åttende utførelsesform av oppfinnelsen, som utgjør en variant av den sjette utførelsesform

Figur 5C viser et tverrsnitt av blandeanordningen vist i figur 5B.

Figur 6 er et delvis sidesnitt av en blandeanordning ifølge en niende utførelsesform av oppfinnelsen.

Figur 6A viser et tverrsnitt langs linje A-A på figur 6.

Figur 7 er et delvis sidesnitt av en blandeanordning ifølge en tiende utførelsesform av oppfinnelsen.

Den første blandeanordning 100 vist i figur 2 er koblet til første og andre innløpsledninger 101a, 101b og utløpsledning 104 via radielle flenser 108,110,111. Blandeanordningen 10 omfatteren albuformet rørseksjon 102 med relativt stor diameter som bøyer seg omtrent 90 grader og en rett rørseksjon 103 med relativt liten diameter som passerer gjennom og er sveiset til veggen av albuformet rørseksjon 102. Den rette rørseksjon 103 strekker seg aksielt i en retning mot nedstrøms ende av den albuformede rørseksjon 102 som er festet til utløpsledning 104 via flensen 108. En dyse 105 er tilveiebrakt på utløpsenden av den rette rørseksjon 103.

Den rette rørseksjon 103 med liten diameter er lokalisert aksielt inne i den albuformede rørseksjon 102, og tilveiebringer et ringformet område 106 mellom veggen av den rette rørseksjon 103 og veggen av den albuformede rørseksjon 102. En første statisk spinnerinnretning 107, for eksempel omfattende vifteblader eller heliske finner, er tilveiebrakt inne i den rette rørseksjon 103 mot nedstrøms ende av denne. Den første statiske spinnerinnretning 107 kan være lokalisert oppstrøms for og/ eller inne i dysen 105. En andre statisk spinnerinnretning 109, omfattende for eksempel vifteblader eller heliske finner, kan være tilveiebrakt inne i den ringformede seksjon 106 mellom den albuformede rørseksjon 102 og den rette rørseksjon 103. Denne andre statiske spinnerinnretning 109 kan være montert på den indre flate av den albuformede rørseksjon 102 og/ eller på den ytre flate av den rette rørseksjon 103.

I bruk strømmer første og andre fluid inn i blandeanordning 100 gjennom første og andre innløpsledninger 101a, 101b. Fluidstrømmen gjennom den andre innløpledning 101b passerer gjennom den rette rørseksjon 103 og dysen 105 og blir introdusert på en strømlinjet måte inn i første fluidstrømning som strømmer fra første innløpsledning 101a inn i albuformede rørseksjon 102. Første og andre spinnerinnretninger 107, 109 bevirker første og andre fluider å rotere i samme retning om den langsgående akse av den rette rørseksjon 103, hvilket hjelper til å blande første og andre fluider. De blandede fluider strømmer ut av blandeanordning gjennom utløpsledning 104. Siden fluidene blir blandet på en strømlinjet måte er det lite tap av trykk eller moment og blandeanordningen er derfor svært effektiv i drift.

Den andre blandeanordning 200 vist i figur 3 er koblet til første og andre innløpsledninger 201a, 201b og til utløpsledning 204 gjennom radielle flenser 208, 210, 211. Blandeanordning 200 inkluderer en albuformede rørseksjon 202 med relativt liten diameter som er koblet til innløpsledning 201a og som bøyes i en vinkel på omtrent 90 grader. Blandeanordning 200 inkluderer også en T-kobling 203 med relativt stor diameter som omfatter en rett rørseksjon 203aog en forgrenet rørseksjon 203b som krysser den rette rørseksjon 203a med en vinkel på omtrent 90 grader. Den albuformede rørseksjon 202 strekker seg fra innløpsenden av den forgrenede rørseksjon 203b inn i den rette rørseksjon 203a og er konfigurert slik at utløpsenden av den albuformede rørseksjon 202 strekker seg aksielt i retning av nedstrøms ende av den rette rørseksjon 203a. En flens 211 er tilveiebrakt ved oppstrøms ende av den albuformede rørseksjon 202 som sitter inne i en utsparing ved oppstrøms ende av den forgrenede rørseksjon 203b for å støtte den albuformede rørseksjon 202. Flensen 211 hindrer fluider som strømmer fra første innløpsledning 201a fra å strømme direkte inn i den forgrenede rørseksjon 203b. Ethvert fluid som strømmer gjennom innløpsledning 201a blir derfor tvunget til å strømme gjennom den albuformede rørseksjon 202. En dyse 205 tilveiebrakt ved utløpsenden av den albuformede rørseksjon 202 for å rette fluidene aksielt inn i den rette rørseksjon 203a.

Nedstrøms ende av den albuformede sørseksjon 202 med liten diameter er lokalisert omtrent aksielt inne i den rette rørseksjon 203a og tilveiebringer et ringformet område 206 mellom veggen av det rette rørseksjon 203a og veggen av den albuformede rørseksjon 202. En første statisk spinneinnretning 207, for eksempel omfattende vifteblader eller heliske finner, er tilveiebrakt inne i nedstrøms ende av den albuformede rørseksjon 202. Den første statiske spinnerinnretning 207 kan være lokalisert oppstrøms for eller inne i dysen 205. En andre statisk spinnerinnretning 209 omfattende for eksempel vifteblader eller heliske finner er tilveiebrakt inne i den rette rørseksjon 203a. Denne andre statiske spinnerinnretning 209 kan være montert på den indre overflate av den rette rørseksjon 203a og/ eller på den ytre flate av den albuformede rørseksjon 202.

Figurene 2 og 3 viser et antall viktige trekk ved blanderen. Både blandeanordningene 100 og 200 tjener samme funksjon, men unntak av enkelte driftsselskaper vil den T-formede blander 200 vist i figur 3 være foretrukket på grunn av enklere eller bedre sveisedetaljer som tilbys ved denne design. I tilfellet av albu-type blanderen 100 vist i figur 2, er ekstra sveising påkrevd hvor ledning 103 passerer gjennom albuen 102, hvilket enkelte operatører ikke vil foretrekke.

I den første blandeanordning 100 vist i figur 2, blir en albuformede rørseksjon 102 med kort eller lang radius fortrinnsvis benyttet som strømningsbane for fluider med lavest moment mens den rette rørseksjon 103 blir benyttet som strømningsbane for fluider med høyere moment. Ofte vil én av fluidstrømningene ha et høyere trykk enn den andre fluidstrømningen. Forskjellen i trykk kan variere fra noen få millibar, for eksempel 2 millibar (200 Pa) til flere bar (flere ganger 100 kPa). I dette tilfelle vil fluider med lavere trykk bli kalt LP fluid og fluider med høyere trykk bli kalt HP fluid.

LP fluidene som strømmer gjennom albuen 102 og blir styrt til å passere gjennom ringrommet 106 mellom albuen 102 og den rette rørseksjon 103 før de to fluider blir kombinert langs samme akse foran dysen 105.

Dysen 105 festet til nedstrøms ende av den rette rørseksjon 103 er designet slik at hvis trykket av fluidene som passerer gjennom rørseksjonen 103 er høyere enn trykket av fluidene fra ledning 101a, vil dysen 105 la trykket av fluidene fra ledning 103 falle til trykket av innløpsledning 101a og utløpsledningen 104 når de to fluider blir kombinert uniaksialt, slik at de kan strømme uhindret nedstrøms utløpsledning 104.

I tilfellet av T type blanderen 200 vist i figur 3, er den albuformede rørseksjon 202 fjembart festet til T-seksjonen via flensen 211 som er festet eller boltet til hovedflensen 210 av T-seksjonen.

I begge tilfeller vist i figurene 2 og 3 er blandeanordning 100, 200 designet og gitt dimensjon slik at blandehastighetene av de to fluider er nær hverandre når de to fluider blir kombinert nedstrøms ad dyse 105, 205. Dimensjonen av hver rørseksjon eller albu er generelt valgt fra standard rørseksjoner tilgjengelig i industrien og er valgt slik av hastigheten av fluid inne i hver strøm ikke overskrider en grense generelt anbefalt for den aktuelle rørseksjon, for å hindre overdreven erosjon av rørseksjonen. Den typiske rørseksjon varierer fra 0,6 cm til 122 cm (% tomme til 48 tommer) i diameter, men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse størrelser som avhenger av strømningsrate for hver fluidstrøm.

Bruk av rørseksjon med liten diameter for en fluidstrømning er anvendelig i hovedsak i tilfeller når kjemikalier som voksinhibitorer eller glykol blir innført i små doser inn en hovedstrøm og god blanding av strømningen fra de to strømmer erønskelig.

Et foretrukket trekk ved blandeanordningen er bruken av statisk spinnerinnretning 107, 207 av skruetype som del avdysesammenstillingen 105, 205. Spinnerinnretninger genererer spinning og rotasjon av fluider som passerer gjennom dysesammenstillingen. Å spinne fluidene hjelper strømningen fra de to strømmer å bli grundig blandet når de blandes nedenfor dysene 105, 205. Spinnerinnretningene er spesielt effektive når strømningen som passerer gjennom dysen er i væskefase og strømningen gjennom ringrommet 106, 206 er en gass. Hvis blandeanordningen ikke inkluderer en statisk spinner kan det være tendens til at væskefasen drives gjennom gassfasen uten å blande seg med gassen.

Alternativt eller i tillegg kan en andre spinnerinnretning 109, 209 bli installert inne i ringrommet 106, 206 mellom albuseksjonen og den rette rørseksjon som vist i figurene 2 og 3. Med denne statiske spinnerinnretning vil strømning fra den første fluidstrømning bli gitt en spinnende virkning. Spinnerinnretningen er av fast type og roterer ikke, men dens skruelignende konfigurasjon av finner virker til å sette fluidene i spinn idet de passerer gjennom spinneren. Når begge spinnere blir benyttet, er de anordnet til å spinne begge fluidene i samme retning.

Den effektive blander beskrevet ovenfor er generelt utstyrt med flenser ved innløps- og utløpsender, hvilket gjør den mulig å koble til eksisterende rørverk uten bruk eller behov for sveising på arbeidsstedet.

En annen type av blander er innsatstype som kan bli innsatt i en eksisterende T-forbindelse. Tre forskjellige blandeanordninger av innsatstypen er vist i figurene 4A, 4B og 4C.

Blandeanordning 300 vist i figur 4A inkluderer en konvensjonell T-kobling 302 so omfatter en rett rørseksjon 302a og en forgrenet rørseksjon 302b som krysser den rette rørseksjon 302a ved en vinkel på omtrent 90 grader.

Blandeanordning 300 inkluderer også et overføringsrør 303 som er montert inne i den rette rørseksjon 302a og strekker seg aksielt fra innløpsenden av den rette rørseksjon 302a og forbi den forgrenede rørseksjon 302b mot nedstrøms ende av den rette rørseksjon 302a. Overføringsrøret 303 inkluderer en seksjon 303a med stor diameter ved en oppstrøms ende og en seksjon 303b med mindre diameter ved en nedstrøms ende, som er koblet til dysesammenstilling 305. En flens 311 er anordnet oppstrøms av enden overføringsrøret 303 som sitter i en utsparing ved oppstrøms ende av den rette rørseksjon 302a for å holde overføringsrøret 303. Flensen 311 hindrer fluid som strømmer fra andre innløpsledning 301b å strømme direkte inn i den rette rørseksjon 302a. I stedet blir ethvert fluid som strømmer gjennom innløpsledning 301b tvunget til å strømme gjennom overføringsrøret 303. En dyse 305 er tilveiebrakt ved utløpsenden av overføringsrøret 303 for å rette fluidene som strømmer gjennom overføringsrør 303 aksialt inn i den rette rørseksjon 302a med en strømlinjet strømning.

Nedstrøms ende av overføringsrør 303 er lokalisert inne i den rette rørseksjon 302a og tilveiebringer et ringformet område 306 mellom veggen av overføringsrør 303 og veggen av den rette rørseksjon 302a. en første statisk spinnerinnretning 307, for eksempel omfattende vifteblader eller heliske finner, er tilveiebrakt inne i nedstrøms ende av overføringsrør 303. Den første spinnerinnretning 307 kan være lokalisert oppstrøms for og/ eller inne i dysen 305. En andre statisk spinnerinnretning 309, omfattende for eksempel vifteblader eller heliske finner, er tilveiebrakt inne i det ringformede område mellom overføringsrør 303 og den rette rørseksjon 302a. Denne andre statiske spinnerinnretning kan være montert på den indre flate av den rette rørseksjon 302a og/ eller på den ytre flate av overføringsrøret 303.

I bruk strømmer et første fluid inn i blandeanordning 300 gjennom den forgrenede rørseksjon 302b og et andre fluid strømmer inn i overføringsrør 302 gjennom den andre innløpsledning 301b. Fluidstrømmen som strømmer gjennom den andre innløpsledning 301b, passerer gjennom overføringsrør 303 og dysen 305 og blir introdusert på en strømlinjet måte inn i den første strømning som strømmer fra den forgrenede rørseksjon 302b inn i den rette rørseksjon 302a. Første og andre spinnere 307, 309 bevirker første og andre fluidstrømninger å rotere i samme retning om deres akse i den rette rørseksjon 302a, hvilket hjelper til å blande første og andre fluidstrømmer. De blandede fluider forlater blandeanordningen gjennom en utløpsledning koblet til nedstrøms ende av den rette rørseksjon 302a. Siden fluidene er blandet på en strømlinjet måte er det lite tap av trykk og moment og blandeanordningen er derfor svært effektiv i drift.

Blandeanordning 400 vist i figur 4B inkluderer en konvensjonell T-forbindelse 402 som omfatter en rett rørseksjon 402a og en forgrenet rørseksjon 402b som krysser den rette rørseksjon 402a ved en vinkel på omtrent 90 grader.

Blandeanordning 400 inkluderer et overføringsrør 403 som er montert inne i den forgrenede rørseksjon 402b og strekker seg inn i den rette rørseksjon 402a. Ved dens nedstrøms ende er overføringsrør 403 utstyrt med tverrgående rørseksjon 404 som strekker seg aksielt mot nedstrøms ende av den rette rørseksjon 402a. En dyse 405 er tilveiebrakt ved utløpet av den tverrgående rørseksjon 404 for å rette fluidene som strømmer gjennom overføringsrør403 aksialt inn i den rette rørseksjon 402a med en strømlinjeformet strømning. EN hellende plate 408 er tilveiebrakt ved nedstrøms ende av overføringsrør 403 for å rette strømningen av fluider mot den tverrgående rørseksjon 404.

En flens 411 er tilveiebrakt ved oppstrøms ende av overføringsrør 403, sittende inne i en utsparing av oppstrøms ende av den forgrenede rørseksjon 402b for å holde overføringsrøret 403. Flensen 411 hindrer fluider fra å strømme direkte inn i den forgrenede rørseksjon 402b. I stedet blir ethvert fluid som strømmer gjennom første innløpsledning tvunget til å strømme gjennom overføringsrøret 403.

Den tverrgående rørseksjon 404 er lokalisert aksialt med den rette rørseksjon 402a og tilveiebringer et ringformet område 406 mellom veggen av den tverrgående rørseksjon 404 og veggen av den rette rørseksjon 402a. En statisk spinnerinnretning 407, for eksempel omfattende vifteblader eller heliske finner, er tilveiebrakt inne i nedstrøms ende av det tverrgående rør 404. Den statiske spinnerinnretning 407 kan være lokalisert oppstrøms for og/ eller inne i dysen 405. En andre statisk spinnerinnretning (ikke vist) kan eventuelt være tilveiebrakt i det ringformede område 406 mellom den tverrgående rørseksjon 404 og den rette rørseksjon 402a. Denne andre statiske spinnerinnretning kan, hvis den er inkludert. Være montert på den indre flate av den rette rørseksjon 402a og/ eller på den ytre flate av den tverrgående rørseksjon 404.

I bruk strømmer et første fluid fra innløpsledning 401a inn i overføringsrør 403 og et andre fluid strømmer inn i den rette rørseksjon 402a fra den andre innløpsledning 401b. Det første fluid passerer gjennom overføringsrøret 403 og dysen 405 og blir innført på en strømlinjet måte i andre fluidstrøm som strømmer gjennom den rette rørseksjon 402a. Spinneren 407 bevirker den andre fluidstrøm å rotere om aksen av den rette rørseksjon 402a, som hjelper til å blande første og andre fluidstrøm. De blandede fluider forlater deretter blandeanordning 400 gjennom en utløpsledning koblet til nedstrøms ende av den rette rørseksjon 402a. Siden fluidene blir blandet på en strømlinjet måte, er det lite tap av trykk og moment og blandeanordningen er derfor svært effektiv i bruk.

Blandeanordning 500 vist i figur 4C, inkluderer en konvensjonell T forbindelse 502 som omfatter en rett rørseksjon 502a og en forgrenet rørseksjon 502b so krysser den rette rørseksjon 502 a med en vinkel på omtrent 90 grader.

Blandeanordning 500 inkluderer et innløps-overføringsrør 503 som er montert inne i den rette rørseksjon 502a og strekker seg aksielt fra innløpsenden av den rette rørseksjon forbi den forgrenede rørseksjon 502b og mot nedstrøms ende av den rette rørseksjon 502a. Nedstrøms ende av innløps overføringsrør 503 er koblet til dysesammenstilling 505. EN flens 511 er tilveiebrakt ved oppstrøms ende av innløps overføringsrør 503, sittende i en utsparing ved oppstrøms ende av den rette rørseksjon 502a for å holde innløps overføringsrør 503. Flensen 511 hindrer fluider fra å strømme fra andre innløpsledning 501b direkte inn i den rette rørseksjon 502a. I stedet blir ethvert fluid som strømmer gjennom andre innløpsledning 501b tvunget til å strømme gjennom innløps overføringsrøret 503. Dysen 505 ved utløpsenden av innløpsrøret 503 retter fluidene som strømmer gjennom innløps overføringsrør 503 aksialt inn i den rette rørseksjon 502a med en strømlinjeformet strømning.

Blandeanordning 500 inkluderer også et utløps overføringsrør 513 som er montert inne i den rette rørseksjon 502a og strekker seg aksielt fra et punkt nedstrøms av dysen 505 til nedstrøms ende av den rette rørseksjon 502a. Nedstrøms ende av utløps overføringsrør 503 inkluderer en flens 514 som sitter i en utsparing ved nedstrøms ende av den rette rørseksjon 502a for å holde utløps overføringsrør 513. Flensen 511 hindrer fluider fra å strømme fra den rette rørseksjon 502a direkte inn i utløpsrøret 504.1 stedet blir bare fluider som strømmer gjennom utløps overføringsrør 513 gitt anledning til å strømme inn i utløpsrør 504. Oppstrøms ende av utløps overføringsrør 513 er utvidet for å fange fluider som strømmer gjennom innløps overføringsrør 503 og den forgrenede rørseksjon 502b.

En statisk spinnerinnretning 507, for eksempel vifteblader eller heliske finner, er tilveiebrakt inne i utløps overføringsrør 513. Den statiske spinnerinnretning 507 hjelper til å blande fluidene som passerer gjennom utløps overføringsrør 513.

I hver av blandeanordning vist i figurene 4a, 4B og 4C blir hver innsats (innløps og utløps overføringsrør) designet og gitt dimensjon for å passe til driftsbetingelsene. Innsatsene er utstyrt med egne flenser som kan bli boltet til rørverk med konvensjonelle muttere og bolter (ikke vist). Innsatsene kan bli innført de tre åpninger på T-forbindelsene 302, 402, 502 som bestemt av fluidene i hver strøm. Videre kan en innsats med redusert tverrsnitt bli innført fra en utløpsende av T-forbindelsen (som vist i fig. 4C), som også kan bli utstyrt med en statisk spinner for å muliggjøre god blanding av fluidene.

Videre kan hver av innstasene i figurene 4A, 4B og 4C bli utstyrt med statiske fluidspinnere.

I tilfeller hvor størrelsen av rørseksjonene ikke tillater bruk av albuformet rørseksjon, kan en rett rørseksjon bli benyttet som vist i figur 4B. I dette tilfelle kan enden på innsatsrøret bli skåret med en vinkel og blindet med å sveise på en plate for å styre fluidstrømmen i en retning mot det tverrgående rørseksjon 404, som er sveiset til overføringsrør 403 ved en vinkel på 90 grader i forhold til røraksen.

Piggbar blander

Det finnes tilfeller hvor minst én av rørledningene må være piggbare, det vil si at det er mulig å føre inn et inspeksjonsverktøy for en rørledning (eller «pigg») med det formål å inspisere eller rengjøre ledningen når behov oppstår. I dette tilfelle, hvis blanderen blir brukt til å kombinere strøm fra to strømninger, bør det ikke være noe forstyrrende utstyr eller deler inne i rørledningen som kan hindre passasje av en pigg.

For å overvinne dette problemet kan arrangementet ifølge figurene 5, 6 eller 7 bli benyttet, i avhengighet av strømningsbetingelsene og grundigheten av denønskede blandingen

Figur 5 viser en blandeanordning 600 som inkluderer et Y-stykke 602 som omfatter en rett rørseksjon 602a og en forgrenet rørseksjon 602b som krysser den rette rørseksjon 602a med en spiss vinkel (i dette tilfelle på omtrent 45 grader). En spinnerinnretning 603 er montert inne i den forgrenede rørseksjon 602b. Den rette rørseksjon 602a har en oppstrøms ende koblet til en første innløpsledning 604 og en nedstrøms ende koblet til en utløpsledning 605. Den forgrenede rørseksjon 602b har en oppstrøms ende som er koblet til en andre innløpsledning 606.

Et første fluid strømmer gjennom første innløpsledning 604 inn i den rette rørseksjon 602a. Et andre fluid strømmer gjennom den forgrenede rørseksjon 602b og blir blandet med første fluid inne i den rette rørseksjon 602a. Den forgrenede rørseksjon 602b kan være utstyrt med en statisk spinner 603 for å generere en spinnende virkning av fluidene som kommer inn i blandeinnretningen 600 og oppnå en god blanding av de to fluider. Den rette rørseksjon 602 kan også bli utstyrt med styringsbånd 610 som strekker seg på tvers av inngangsåpningen av den forgrenede rørseksjon 602b for å hindre en pigg som passerer gjennom den rette rørseksjon 602a fra å sette seg fast i dette området.

I en modifisert versjon av blandeanordningen kan den statiske spinner 603 bli erstattet av et knippe dyser 607 som vist i figur 5A for å generere høy hastighet av fluidene so kommer inn i den rette rørseksjon 602a og oppnå en god blanding av de to fluider.

I en ytterligere modifisert konfigurasjon som vist i figur 5B er den forgrenede rørseksjon 602b sveiset til den rette rørseksjon 602a med aksen av den forgrenede rørseksjon forskjøvet fra senterlinjen av den rette rørseksjon 602a slik at øvre del av den forgrenede rørseksjon 602b er tangentiell til øvre del av den rette rørseksjon 602a. Dette trekk tillater fluider som kommer fra den forgrenede rørseksjon 602b å innføres tangentielt i den rette rørseksjon 602a og derved danne en roterende bevegelse av fluider og muliggjøre god blanding av strømningene fra de to ledninger. I denne konfigurasjon kan blandeanordning 600 også inkludere en plate 608 som er sveiset ved utløpsenden av den forgrenede rørseksjon 602b slik at utløpsarealet av den forgrenede rørseksjon 602b er ytterligere begrenset for å øke hastigheten av fluidstrømningen og øke spinnvirkningen generert av fluidene som strømmer fra den forgrenede rørseksjon 602b inn i den rette rørseksjon 602a. Figurene 6 og 6A viser en annen type blandeanordning 700 hvor et snellestykke 701 som har en større diameter enn hovedrørledning 705 virker som en T-seksjon som tillater et andre fluid å komme inn via innløpsledning 704 til en ringformet rom 706 rundt veggen av snellestykket 701 og rørledningen 705. En rørseksjon 707 huset inne i snellestykket 701 har samme indre diameter som rørledning 705. Rørseksjonen 707 har hull boret langs sin lengde som virker som dyser 703. Disse dyser 703 kan også bli vinklet eller ha radiell orientering som vist i snitt A-A (figur 6A) for å danne noe roterende bevegelse av fluider som passerer gjennom dysene og på denne måten hjelper til å forbedre blanding av fluidene. Figur 7 viser en annen type av piggbar blandeanordning 800 som benytter en T-forbindelse tilsvarende til den vist i figur 4B, som er koblet til et først innløpsrør 803, et andre innløpsrør 806 og et utløpsrør 804.1 dette tilfellet er et overføringsrør 810 og en tverrgående rørseksjon 811 bevegelig i aksial retning av den forgrenede rørseksjon 805, slik at når en piggeoperasjon er påkrevd, kan disse rørseksjoner 810, 811 ble beveget til bake inn i huset 807 for å klarere banen for en passerende pigg gjennom den rette rørseksjon 802. Blandeanordningen inkluderer et hus 807, et regulerbart håndtak 808, en skruemekanisme 813 med én eller flere tetninger for å tette den bevegelige stamme 809 som passerer gjennom legemet 807 og trekke tilbake stammen 809 som kan ha tilsvarende konstruksjon til den av den av et vanlig sluseventilhus, som tillater overføringsrør 810 og den tverrgående rørseksjon 811 å bli trukket tilbake inn i huset 807 under en piggeoperasjon. En dyse 812 er tilveiebrakt ved nedstrøms ende av den tverrgående rørseksjon 811.

Blandeanordning 800 inkluderer et snellestykke 801 med større diameter enn hovedrørledning 803 og virker som en T- forbindelse som tillater et andre fluid å entre via innløpsledning 806. En rørseksjon 802 huset inne i snellestykket 801 har den samme interne diameter som innløpsrørledning 803. Rørseksjonen 802 har hull 815 boret langs sin lengde, som virker som dyser. Det andre fluid i dette tilfelle kan entre via ledning 806 inn i huset 807 og deretter komme inn i den rette rørseksjon 802 via det tilbaketrekkbare overføringsrør 810 og den tverrgående rørseksjon 811.

I alle tilfeller kan ett fluid være tyngre eller mer viskøst enn det andre og det er av den grunn at god blanding av fluidene erønskelig.

Claims (21)

1. Blandeanordning fot å kombinere fluidstrømninger, omfattende en ytre fluidledning for et første fluid, men en innløpsåpning og en utløpsåpning, en indre fluidledning for et andre fluid med en innløpsåpning og en utløpsåpning, idet nevnte indre fluidledning har en utløpsdyse ved nevnte utløpsende, idet nevnte dyse er montert hovedsakelig aksielt inne i den ytre rørledning og konfigurert til å styre nevnte andre fluid mot utløpsenden av den ytre fluidledning, idet nevnte første og andre fluider strømmer gjennom indre og ytre fluidledninger blir kombinert og strømmer sammen gjennom utløpsenden av ytre fluidledning.

2. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 1, idet den ytre fluidledning ikke er rett og den indre fluidledning er hovedsakelig rett og har en utløpsende som er lokalisert hovedsakelig aksielt inne i nedstrøms ende av den ytre fluidledning.

3. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 2,idet den ytre fluidledning er krummet.

4. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 1, idet den indre fluidledning er ikke-rett og den ytre fluidledning inkluderer en hovedsakelig rett rørseksjon, og den indre fluidledning har en utløpsende som er lokalisert aksielt inne i nedstrøms ende av den hovedsakelig rette rørseksjon.

5. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 4, omfattende en rørseksjon i form av et T-stykke, hvilken rørseksjon omfatter en hovedsakelig rett rørseksjon og en forgrenet rørseksjon som krysser den hovedsakelig rette rørseksjon.

6. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 5, idet den indre fluidledning inkluderer en innløpsende montert inne i den forgrenede rørseksjon og en utløpsende lokalisert inne i den hovedsakelig rette rørseksjon.

7. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 6, idet den indre fluidledning er krummet.

8. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 6 eller 7, idet den indre fluidledning inkluderer en oppstrøms del som strekker seg hovedsakelig vinkelrett på en lengdeakse av den hovedsakelig rette rørseksjon og en nedstrøms del som strekker seg hovedsakelig parallelt med lengdeaksen av den hovedsakelig rette rørseksjon.

9. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 1, inkluderende en rørseksjon i form av et T-stykke, hvilken rørseksjon omfatter en hovedsakelig rett rørseksjon og en forgrenet rørseksjon som krysser den hovedsakelig rette rørseksjon og et fjernbart innløps overføringsrør montert inne i T- stykke-rørseksjonen og koblet til innløpsenden av enten den hovedsakelig rette rørseksjon eller den forgrenede rørseksjon, for å styre strømningen av enten det første fluid eller det andre fluid.

10. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 9, idet innløps overføringsrøret er koblet til innløpsenden av den forgrenede rørseksjon og omfatter en oppstrøms del som strekker seg hovedsakelig vinkelrett på en lengdeakse av den hovedsakelig rette rørseksjon og en nedstrøms del som strekker seg hovedsakelig parallelt med lengdeaksen av den hovedsakelig rette rørseksjon.

11. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 10, idet innløps overføringsrøret er konfigurert til å bli trukket tilbake fra den hovedsakelig rette rørseksjon i en retning hovedsakelig vinkelrett på lengdeaksen av den hovedsakelig rette rørseksjon.

12. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 9, idet innløps overføringsrøret montert inne i "Is-stykke rørseksjonen er koblet til innløpsenden av den hovedsakelig rette rørseksjon og strekker seg mot utløpsenden av den hovedsakelig rette rørseksjon.

13. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 12, inkluderende et utløps overføringsrør montert inne i T-stykke rørseksjonen, idet nevnte utløps-ovreføringsrør er koblet til utløpsenden av den hovedsakelig rette rørseksjon og strekker seg oppstrøms mot nedstrøms ende av innløps-ovreføringsrøret.

14. Blandeanordning i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav, inkluderende en spinnerinnretning montert inne i den indre fluidledning og konfigurert til å bevirke rotasjon av nevnte andre fluid som strømmer gjennom den indre fluidledning.

15. Blandeanordning i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav, inkluderende en spinnerinnretning montert inne i den ytre fluidledning og konfigurert til å bevirke rotasjon av nevnte første fluid som strømmer gjennom den ytre fluidledning.

16. Blandeanordning for å kombinere fluidstrømmer omfattende en første fluidledning for et første fluid med en innløpsende og en utløpsende og en andre fluidledning med en innløpsende og en utløpsende, idet nevnte andre flidledning krysser nevnte første fluidledning mellom dens innløpsende og dens utløpsende og idet nevnte andre fluidledning har en lengdeakse som strekker seg med en spiss vinkel i forhold til lengdeaksen av den første flidledning, idet nevnte første og andre fluider som strømmer gjennom første og andre fluidledninger blir kombinert og strømmer sammen mot utløpsenden av første fluidledning.

17. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 16, idet lengdeaksen av nevnte andre fluidledning strekker seg i det minste delvis tangentielt i forhold til første fluidledning, idet nevnte andre fluider som strømmer inn i nevnte første fluidledninger blir bevirket å rotere om en lengdeakse av første fluidledning.

18. Blandeanordning for å kombinere fluidstrømninger omfattende en første fluidledning for et første fluid, med en innløpsende og en utløpsende og en andre fluidledning for et andre fluid, med en innløpsende og en utløpsende, idet nevnte utløpsende av nevnte andre fluidledning er koblet til nevnte første fluidledning gjennom en mellomliggende rørseksjon som har et flertall av åpninger gjennom hvilke det andre fluid kan strømmer inn i den første fluidledning.

19. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 18, idet i det minste én av åpningene strekker seg med en spiss vinkel i forhold til lengdeaksen av første fluidledning, idet nevnte første og andre fluider som strømmer gjennom første og andre fluidledning, blir kombinert og strømmer sammen mot utløpet av første fluidledning.

20. Blandeanordning i samsvar med patentkrav 18 eller 19, idet i det minste én av nevnte åpninger strekker seg i det minste delvis tangentielt i forhold til første fluidledning, idet nevnte andre fluider som strømmer inn i nevnte første fluidledninger, blir bevirket å rotere om en lengdeakse av første fluidledning.

21. Blandeanordning i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 16 til 19, idet nevnte første fluidledning er piggbar og har ingen vesentlig hindring mellom sitt innløp og sitt utløp.