NO314024B1 - Syklonseparator - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en syklonseparator for separering av fluider med forskjellige tettheter, f.eks.: gass og væske, slik som vann og gass; væske og væske, slik som olje og vann; væske, væske og partikler, slik som olje, vann og sand; eller væske, gass og partikler, slik som olje/vann-blanding, gass og sand, de sistnevnte to eksempler tilsvarer trefaseseparasjon. Syklonsepara-torer kan være sylindriske eller konede i tverrsnitt, og er typisk anvendt i gass- og oljeprosesseringsindustrier for separering av

hydrokarbonfluider fra produsert vann og sand.

En kjent type syklonseparator for separering av gass fra en væske innbefatter et hovedkammer med en blandingsinnløpsåpning, en første utløpsåpning for lett fluid og en andre utløpsåpning for tungt fluid. Et andre kammer er til-vei ebragt tilstøtende det første kammeret og er dermed i fluidkommunikasjon ved bruk av en virvelfinner (vortex finder). Gass separert fra væsken passerer gjennom virvelfinneren til det andre kammeret, og eventuell resterende væske som passerer gjennom virvelfinneren med gassen separeres av den resterende rotasjonelle hastighetskomponenten av den resterende gass/væskeblandingen, før den forlater det andre kammeret via en tredje ut-løpsåpning.

Gassen som presses ut av separatoren inneholder imidlertid fremdeles en uakseptabel høy væskeandel.

Ifølge en første side av den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringes det en syklonseparator for separering av fluider med forskjellige tettheter, innbe-fattende et første kammer med en virvelfinner og organer koaksialt med og tilstøtende inneroverflaten av virvelfinneren for økning av den rotasjonelle hastighetskomponenten av fluider som passerer gjennom virvelfinneren ved overføring av den aksielle hastighetskomponenten av fluidene til en rotasjonell hastighetskomponent.

Fortrinnsvis er de økende organer et kjerneorgan som avgrenser en ringformet kanal innenfor inneroverflaten av virvelfinneren. Mer foretrukket omfatter kjerneorganet en skovl.

Virvelfinneren kan ha et frusto-konisk endestykke. Alternativt kan virvelfinneren ha et konet endestykke.

Kjerneorganet kan være sylindrisk i tverrsnitt. Alternativt kan kjerneorganet være konet. Fortrinnsvis er kjerneorganet konet utover i den bestemte strøm-retningen av fluidene gjennom virvelfinneren.

Et strømmodiifserende organ kan tilveiebringes for økning av strømmen av fluidene gjennom virvelfinneren.

Det første kammeret innbefatter fortrinnsvis et innløp som hovedsakelig er tangentielt med den longitudinelle aksen av det første kammeret. Nærmere foretrukket har det første kammeret en væskeutløpsåpning.

En andre kammer kan tilveiebringes som har en væskemedrivningsåpning og en gassutførselsåpning. Gassutførselsåpningen kan være operativt forbundet med væskeutførselsåpningen ved en første ledning. Den første ledningen kan ha en blandingsutførselsåpning plassert mellom væskeutførselsåpningen og gassutførselsåpningen.

Væskemedrivningsåpningen er fortrinnsvis operativt forbundet til den første ledningen ved en andre ledning ved hovedsakelig det laveste punktet mellom væskeutførselsåpningen og blandingsutførselsåpningen.

Trykkforskjellen mellom gassutførselsåpningen og blandingsutførsels-åpningen overskrider fortrinnsvis ikke trykkforskjellen mellom væskeutfør-selsåpningen og blandingsutførselsåpningen.

Ifølge en andre side av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en syklonseparator som innbefatter syklonseparatoren ifølge den første siden av den foreliggende oppfinnelsen.

Ifølge en tredje side av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det et målesystem som omfatter syklonseparatoren ifølge den første siden av den foreliggende oppfinnelsen.

Ifølge en fjerde side av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en sandutskiller omfattende syklonseparatoren ifølge den første siden av den foreliggende oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vil nå beskrives i nærmere detalj ved hjelp av eksempler, med referanse til de medfølgende tegninger, hvor: fig. 1 er et tverrsnitt av en separator som utgjør en utførelse av den foreliggende oppfinnelsen;

fig. 2 er et tverrsnitt av en separator som utgjør en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelsen;

fig. 3 er et tverrsnitt av et målesystem som utgjør en ytterligere utførelse av den foreliggende oppfinnelsen;

fig. 4 er et tverrsnitt av en sandutskiller som utgjør en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelsen;

fig. 5 er en komponent vist i fig. 1-3 i nærmere detalj;

fig. 6 er et tverrsnitt av en gass/væske-hydrosyklon;

fig. 7 er en forstørrelse av del av fig. 6; og

fig. 8 og 9 er seksjonelle snitt av del av hydrosyklonen i fig. 6.

For hele beskrivelsen betegner like henvisningstall like deler.

Under henvisning til fig. 1 innbefatter en separator et hoved-gass/væske-separasjonskammer 2 med en blandingsinnløpsåpning 4 og en væskeutløps-åpning 6, og et andre trinn-gass/væske-separasjonskammer eller gass vasker 8 med en gassutløpsåpning 10 og en væskedreneringsåpning 12. Hovedkammeret 2 er plassert inne i det andre kammeret 8.

Hovedkammeret 2 omfatter et innløpsfordelingskammer 14 i fluidkommunikasjon med innløpsåpningen 4. Hovedkammeret 2 har en første konet del 26, sveiset til en sylindrisk del 28, som er forbundet med en andre konet del 30 i fluidkommunikasjon med utløpsåpningen 6. En strømmodifiserende anord-ning 32 integralt formet med stag eller en skovldel 34 er koaksialt plassert inne i henholdsvis den første konede delen 26 og den sylindriske delen 28, og avgrenser en ringformet kanal 33. En slik konfigurasjon er beskrevet i PCT-søknad nr. NO95/00144.

En virvelfinner 16 er koaksialt plassert inne i hovedkammeret 2 og holdes på plass av støtter 18 forbundet med de første krummede skovler 20. Virvelfinneren 16 har en frusto-konisk første endedel 22 som koner utover mot gassutløpsåpningen 10, en konet andre endedel 24 som koner innover mot væskeutløpsåpningen 6, og en sentral sylindrisk del 23.

Et konet kjerneorgan 36 (nærmere vist i fig. 5) er koaksialt plassert inne i den første delen 22 av en første generelt spiralformet skovl 39 for derimellom å avgrense en ringformet spiralformet kanal 38. En andre skovl 41 kan plas-seres inne i den ringformede kanalen 38 (fig. 5), og kjerneorganet 36 behøver ikke å være konet.

Når den er i bruk innføres en hydrokarbonfluidblanding, f.eks. en olje/gass-blanding, A, ved høyt trykk gjennom innløpsåpningen 4 og får en rotasjonell hastighetskomponent som et resultat av passering over de første skovlene 20. Hvis innløpsåpningen 4 er anbragt tangentielt til hovedkammeret 2, får blandingen A en rotasjonell hastighetskomponent ved innførsel i hovedkammeret 2, og således er de første skovlene 20 ikke påkrevd. En virvel dannes derfor inne i hovedkammeret 2 av blandingen A, og forårsaker separering av bestanddelene i blandingen A, i dette tilfelle olje og gass, den høyere tetthetsfluiden, i dette tilfelle olje 40, er ved omkretsen av virvelen og den lavere tetthetsfluiden, i dette tilfelle gass, er ved kjernen av virvelen. Meste-parten av oljen 40 passerer gjennom den ringformede kanalen 33 og forlater separatoren via væskeutløpsåpningen 6.

Vekselvirkning mellom virvelen og strømmodifikasjonsanordningen 32 ut-vikler et mottrykk inne i gasskjernen 42, som presser gassen og en rest-mengde av olje til å passere inn i virvelfinneren 16. På grunn av mottrykket passerer gassen og det som er igjen av restolje (heretter henvist til som "restblandingen") gjennom virvelfinneren 16 inntil de første eller første og andre skovler 39, 41 nås. Gjennomstrømningen av restblandingen rundt skovlen eller skovlene 39, 41 omformer hovedparten av den aksielle hastighetskomponenten og restblandingen til en rotasjonell hastighetskomponent, som forårsaker at oljekomponenten av restblandingen (heretter referert til som "restolje") projiseres radielt utover på grunn av sentrifugalkrefter. Restoljen passerer ned gjennom det andre kammer 8 og forlater separatoren via væskedreneringsåpningen 12, mens gassen forlater separatoren via gass-utløpsåpningen 10.

Separatoren i fig. 2 skiller seg fra den i fig. 1 i det at virvelfinneren 16 besitter et konet eller sylindrisk første endestykke 46 istedenfor en som er frusto-konisk. Den konede kjerneseksjonen 36 som avgrenser en ringformet kanal 52 er koaksialt festet inne i den konede andre endedelen 24 av øvre og lavere krummede skovler 48, 50. 1 løpet av normal drift (som beskrevet ovenfor), går restblandingen som har en høy aksiell hastighetskomponent inn i virvelfinneren 16. Når restblandingen passerer gjennom den ringformede kanalen 52, omformes den aksielle hastighetskomponenten av restblandingen til en rotasjonell hastighetskomponent. Restblandingen fortsetter å passere gjennom virvelfinneren 16 og går inn i det andre kammeret 8 via den sylindriske endedelen 46. På grunn av den rotasjonelle hastighetskomponenten som er oppnådd ved restblandingen, separeres enkeltbestanddelene av restblandingen, dvs. oljen og gassen. Gassen og restoljen forlater separatoren på samme måte som beskrevet i forhold til separatoren i fig. 1.

Flerfase-målesystemet i fig. 3 innbefatter et første kammer 2 med en blandingsinnløpsåpning 4, en væskeutløpsåpning 6 og en strømmodifiser-ingsanordning 32 koaksielt festet i en konet lavere del 26 av hovedkammeret 2 av øvre og lavere støtter 72, 74. Et andre kammer 8 tilveiebringes med en gassutløpsåpning 10 og en væskedreneringsåpning 12. De første og andre kamrene 2, 8 er plassert tilstøtende hverandre og er i fluidkommunikasjon ved bruk av en virvelfinner 16 koaksielt festet inne i det første og andre kammer 2, 8 av støtter 18 forbundet med første skovler 20.

Virvelfinneren 16 innbefatter en frusto-konisk første endedel 22 som koner utover mot gassutløpsåpningen 10, en konet andre sluttdel 24 og en sentral sylindrisk del 23. En kjerne 36 er koaksielt festet inne i den andre endedelen 24 av øvre og lavere, eller første og andre, skovler 48, 50.

Et første rør 54 forbinder gassutførselsåpningen 10 til en blandingsutførsels-åpning 56. Et andre rør 58 forbinder væskeutførselsåpningen 6 til blandings-utførselsåpningen 56. Et tredje rør 60 forbinder væskedreneringsåpningen 12 til et laveste punkt 62 av det andre røret 58.

En respektiv strømretter 64 er plassert i hver av de første og andre rør 54, 58. Et olj e/vann-fraksjonsmeter 66 og en væskevolumetrisk strømmåler 68 er plassert i det andre røret 58. En gassvolumetrisk strømmåler 70 er plassert i det første røret 54. Skjønt de første og andre rørene 54, 58 er blitt beskrevet som enkle, kontinuerlige ledninger, kan de første og andre rørene innbefatte et stort antall deler, et antall som kan inneholde en måler plassert respektivt deri.

I bruk fungerer et flerfase-målesystem på lignende måte som separatorene i fig. 1 og 2 i den grad at restblandingen separeres når det forlater virvelfinneren 16 på grunn av den rotasjonelle hastighetskomponenten som oppnås fra passeringen av restblandingen over skovlen eller skovlene 48, 50. Restoljen (ikke vist) passerer gjennom det tredje røret 60 for å slutte seg til oljen som forlater hovedkammeret 2 gjennom det andre røret 58. Den volumetriske strømhastigheten av oljen og olje/vann-fraksjonen måles når oljen passerer gjennom det andre røret 58 av målestasjonene 66, 68. På lignende måte måles den volumetriske strømhastigheten av gassen når gassen passerer gjennom det første røret 54 av måleren 70. Oljen og gassen kombineres så på nytt hvor de første og andre rørene 54, 58 møtes og forlater målesystemet via blandingsutførselsåpningen 56.

Under henvisning til fig. 4 innbefatter en sandutskiller et hovedkammer 2 med en blandingsinnløpsåpning 4, en første sylindrisk del 76, en første konet del 26, en andre sylindrisk del 78 og en andre konet del 80 i fluidkommunikasjon med et sandoppsamlingskammer 82.

En virvelfinner 16 er koaksialt festet av støtter 18 forbundet med første skovler 20 med hovedkammeret 2 og har en frusto-konisk første endedel 22 og en sylindrisk del 23. Alternativt behøver ikke den første endedelen å være frusto-konisk i form. En ringformet kanal 38 avgrenses mellom en koaksial longitudinal sylinder 84 og endedelen 22 av virvelfinneren 16. Sylinderen 84 kommuniserer mellom hovedkammeret 2 og et andre kammer 8 tilstøtende hovedkammeret 2, sylinderen 84 har en første ende 85 som avgrenser en væskeutførselsåpning 6 og en andre ende 87 integralt dannet med en strøm-modifikasjonsanordning 32 plassert koaksialt inne i den første konede delen 26 og som avgrenser en ringformet kanal 33. Strømmodifikasjonsanord-ningen 32 er festet til den første konede delen 26 av støtter 86.

Det andre kammeret 8 innbefatter en gassutførselsåpning 10, en væskedreneringsåpning 12 og en skillevegg 88 med et hull 90 som derigjennom muliggjør passering av sylinderen 84 mens restvæsken holdes borte fra gass-utførselsåpningen 10.

I bruk passerer en blanding, A, f.eks. olje, gass og sand, som går inn i hovedkammeret 2, over de første skovler 20 for å danne en blandingsvirvel. De tettere komponentene av blandingen A, i dette tilfelle olje og sand, ligger ved omkretsen av virvelen og passerer gjennom den ringformede kanalen 33. På grunn av tyngdekraften passerer sanden gjennom hovedkammeret 2 til sandoppsamlingskammeret 82. Den gjenværende oljen som ligger ved omkretsen av virvelen, og som innehar en rotasjonell hastighetskomponent, vekselvirker med den andre konede delen 80, omformer den rotasjonelle hastighetskomponenten av den gjenværende oljen i en aksiell hastighetskomponent^ på grunn av nærværet av et mottrykk, passerer gjennom sylinderen 84 og forlater sandutskilleren via væskeutførselsåpningen 6.

Gasskjernen 42 og eventuell restolje som omgir sylinderen 84 vekselvirker med strømmodifikasjonsanordningen 32, omformer den rotasjonelle hastighetskomponenten av restblandingen til den aksielle hastighetskomponenten. Restblandingen presses mot virvelfinneren 16 av et mottrykk og passerer derigjennom. Vekselvirkning av restblandingen med sylinderen 84 og den første endedelen 22 i løpet av passeringen gjennom den ringformede kanalen 38, omformer den aksielle hastighetskomponenten av restblandingen til den rotasjonelle hastighetskomponenten som beskrevet ovenfor i forhold til fig. 1-3.

Restoljekomponenten separeres konsekvent fra gasskomponenten og forlater det andre kammeret 8 via restvæskeutløpsåpningen 12, mens gasskomponenten forlater det andre kammeret 8 via gassutførselsåpningen 10.

Det andre kammeret 8, som beskrevet i de ovennevnte eksempler, kan i til-legg tilveiebringes med en oppstilling av aksielle sykloner for ytterligere å separere det som er igjen av gjenværende væske fra gassen.

Skjønt de ovennevnte eksempler er blitt beskrevet i sammenheng med separering av olje/gass-blandinger og olje/gass/sand-blandinger, kan den foreliggende oppfinnelsen brukes til å separere andre blandinger, f.eks. pulver og vann, olje og vann, sand og olje eller sand og vann. Det er ikke ment at ut-trykket "fluid" skal begrenses til gasser og væsker, men at de isteden skal oppfattes å omfatte partikkelformede faststoffer og partikkelformede faststoffer suspendert i fluider.

Fig. 6 illustrerer et ytterligere eksempel ifølge den foreliggende oppfinnelsen, anordningen i fig. 6 er en syklonseparator for separering av gass- og væskefasene av en oljebrønnstrøm. Anordningen refereres normalt til som en hydrosyklon, og det antas at det ikke er noen nødvendighet å separere sand, og at væskefasehe, dvs. olje- og vannfasene av brønnstrømmen, skal separeres etter fjerning av gassen.

Hydrosyklonen i fig. 6 innbefatter et forlenget, eksternt, sylindrisk foringsrør 111 med et gassutløp 112 ved dens øvre ende (som vist i fig. 6) og et væske-utløp 113 ved dens nedre ende, idet utløpet 113 er koaksialt med utløpet 112. Støttet innenfor foringsrøret 111 mot dens øvre ende er et sylindrisk innløps-hus 114. Huset 114 er koaksialt med foringsrøret 111 og den sylindriske veggen av huset 114 bæres av det indre av fåringsrøret 111 gjennom mel-lomleddet av periferisk anordnede støtter 115. Således er det avgrenset en ringformet passasje 116 mellom ytteroverflaten av huset 114 og inneroverflaten av foringsrøret 111, støttene 115 utgjør bare en veldig liten hindring i passasjen 116. Et sylindrisk rør 117 strekker seg koaksialt gjennom huset 114 avgrensende en virvelfinner som vil beskrives i nærmere detalj i det etter-følgende. Et innløpsrør 118 strekker seg gjennom veggen av foringsrøret 111 og inn i huset 1 14. Brønnstrømmen, etter at den er blitt strupt til et passende trykk, går inn i huset 114 gjennom røret 118.

Den aksiale øvre enden av huset 114 er lukket av en toppvegg 119 og det som strekker seg nedover fra en bunnvegg 121 av huset 114 er et syklonrør 122 av kjent form. Røret er koaksialt med foringsrøret 111 og omfatter en første sylindrisk seksjon 123 etterfulgt av en første konende seksjon 124, etterfulgt deretter av en andre, mindre diameter, sylindrisk seksjon 125 og deretter etterfulgt av en andre konende seksjon 126. En strømmodifikasjons-eller gassblokkeringsanordning 127, som beskrevet i PCT-søknad nr. NO95/00144, er plassert koaksialt inne i den andre konende seksjonen 126 og støttes deri av tre ekviangulære anordnede finner 128 som utgjør en ubetyde-lig restriksjon i strømveien avgrenset av den ringformede passasjen mellom anordningen 127 og innerveggen av seksjonen 126.

Ved enden av seksjonen 126 er der en kort sylindrisk seksjon 129 med et stort antall hull 130 i dens vegg, den korte sylindriske seksjonen 129 åpner seg i en divergent dyseseksjon 131 innrettet med utløpet 113. En ringformet passasje rundt dysen 131 plasserer utløpet 131 i kommunikasjon med det indre av foringsrøret 111 rundt syklonrøret 122.

Virvelfinner-røret 117 strekker seg nedover gjennom ned nedre veggen 121 av huset 114 og inn i den øvre enden av den sylindriske seksjonen 123 av røret 122. Den nedre veggen 121 av huset 114 er ikke en enkel plan vegg. I virkeligheten er den en vegg med dobbelt hinne, idet de to hinnene er separert av et stort antall av tilnærmelsesvis spiralt krummede skovler som, ved deres radielt indre ender, åpnes mot den øvre enden av den sylindriske seksjonen 123 av røret 122. Skovlene eller nærmere bestemt de krummede passasjene avgrenset mellom skovlene i veggen 121 avgrenser innløpspassa-sjer, hvorved brønnstrømmen som går inn i huset 114 passerer inn i syklon-røret 122. De krummede passasjene gir strømmen, som går inn i den øvre enden av røret 122, et sirkulasjonsmoment slik at en syklonsirkulasjon opp-rettes inne i røret 122.

Sirkulasjonen av væske/gass-blandingen inne i det øvre endeområdet av røret 122 fremskynder separasjon av gassen, som dannes som en gasskjerne inne i et ringformet skikt av væske som roterer tilstøtende veggen av røret 122. Separasjon finner sted når den sirkulerende væsken går mot den nedre enden av røret 122 på kjent måte, anordningen 122 forårsaker utviklingen av et mottrykk inne i gasskjernen som driver gassen oppover gjennom virvelfinner-røret 117. Ved den nedre enden av røret 122 strømmer væsken, hvorfra gassen er blitt fjernet, gjennom det korte sylindriske område 129 til utløpet 113. Væske som eventuelt oppsamles i den nedre enden av foringsrøret 111 (som det skal nærmere beskrives i det etterfølgende) vil enten strømme fra det sekundære væskeutløpet 132 eller vil bli trukket gjennom hullene 130 inn i det korte sylindriske område 129 av virveleffekten som fremkommer i væsken når den passerer gjennom restriksjonen som utgjøres av delen 129.

Gasskjernen som går inn i virvelfinneren 117 har en rotasjonshastighet, men har også en betydelig aksialhastighet. Væskedråper føres med gasstrømmen, og for å fjerne væskedråpene fra gasstrømmen, før gassen går ut ved gass-utløpet 112, tilveiebringes det en virvelanordning (swirl device) ved den øvre enden av virvelfinneren 117. Virvelanordningen 133 er vist i nærmere detalj i fig. 8 og 9 og innbefatter et sylindrisk kammer oppdelt internt i et stort antall av tilnærmelsesvis spiralragende passasjer ved hjelp av et stort antall av til-svarende spiralragende skovler 134. Det skal derfor erkjennes at gassstrøm-men som går inn i kammeret 133 fra virvelfinneren 117 har dens strøm-retning, og således dens aksialhastighet, omformet av skovlene 134 til en rotasjonshastighet slik at væskedråpene som er i gasstrømmen støter mot skovlene 134 og samles i dråper som migrerer langsmed skovlene til deres ytre frie kanter. Gasstrømmen driver således de samlede dråpene fra den ytre periferiske kanten av kammeret 133 og de innvirker på det indre av en sylindrisk vant 135 anbragt rundt kammeret 133. Vantet 135 er plassert i en avstand fra innerveggen av foringsrøret 111 på samme måte som huset 114, slik at det er en ringformet passasje som omgir vantet.

Væskedråper som er oppsamlet på det indre av vantet strømmer nedover grunnet tyngdekraft og går inn i den ringformede passasjen 116 enten gjennom hull 136 i veggen av vantet eller ved et gap mellom den nedre enden av vantet og veggen 119 av huset 114. Gass som går ut av kammeret 133 strømmer oppover mot utløpet 112, og når gassen fremdeles har en rotasjonshastighet, vil ytterligere væske som er i gassen migrere til veggen av kammeret 111 for samling derpå og faller ned gjennom den ringformede klaringen mellom vantet 135 og det ytre fåringsrøret, den ringformede passasjen 116, for oppsamling i den nedre delen av fftringsrøret 111.

Tilstøtende dens øvre ende har foringsrøret 111 en trykkfjerner 136 for styringsformål. Et ringformet organ 137 avgrenser et fremspring som strekker seg radielt innover og aksielt utover fra innerveggen av foringsrøret 111 for å fange opp det som er av ytterligere væskedråper som samles på veggen av foringsrøret. Gasstrømmen passerer gjennom den sentrale åpningen av fremspringet 137 og inn i en strømretter 138 som i sin effekt er det omvendte av kammeret 133. Strømretteren 138 inneholder krummede skovler som aksepterer den sirkulerende strømmen av gass, og omformer den til en aksial-strøm i et utløpsrør 139 som ligger innenfor utløpet 112.

Det skal erkjennes at et virvelkammer 133 lik det som er beskrevet ovenfor kunne anvendes i eksemplene ovenfor med referanse til fig. 1-4, hvor det passer seg. Dessuten kunne den beskrevne hydrosyklonen ovenfor med referanse til fig. 6-9 anvendes i et flerfase-målesystem av det slaget som er vist i fig. 3, eller kunne danne basisen for en sandutskiller, som illustrert i fig. 4.

Det skal erkjennes at i alle de alternative arrangementene beskrevet ovenfor, skjønt det foretrekkes å anvende krummede skovler, kan det være situasjoner hvori plane skovler kunne benyttes. En plan skovl kan således i et passende arrangement opptre som en defleksjonsoverflate for gasstrømmen på samme måte som de krummede skovlene beskrevet ovenfor, for å avbøye strømmen og således omdanne aksialhastighet til en lateral- eller rotasjonshastighet, hvorved medførte væskedråper og damp kondenserer og vokser sammen for oppsamling og tilbakeføring til væskeutløpet.

Claims (16)

1. Syklonseparator for separering av fluider med forskjellige tettheter, karakterisert ved at den omfatter et kar (1), en førstetrinns-syklonseparator (2, 6, 16) anbragt inne i karet og som omfatter et første separasjonskammer (2) som har et innløp (4) for blanding som skal separeres, et understrømsutløp (6) for den tyngre fasen separert fra blandingen, og et overstrømsutløp (16) for den lettere fasen separert fra blandingen, et innløpsrør som kommuniserer med innløpet (4) av førstetrinns-syklonseparatoren for føring av blandingen gjennom veggen av karet til innløpet, et utløpsrør (10) som kommuniserer med understrømsutløpet (16) av førstetrinns-syklonseparatoren for føring av den tyngre fasen fra utløpet gjennom veggen av karet (1), idet overstrømsutløpet (16) av førstetrinns-syklonseparatoren som fører den lettere fasen ut i karet omfatter virvelfinner (16) og organer (36, 38, 39) for avbøyning av strømmen som kommer fra virvelfinneren (16) for å fremme separering derfra av eventuelt medført tyngre fase, hvor overstrøm-ningsutløpet (16, 36, 38, 39) og karet definerer en andretrinns-syklonseparator, hvor tyngre fase av overstrømningsblandingen fra det første trinnet separeres ved det andre trinnet som oppsamles i karet.

2. Separator som angitt i krav 1, karakterisert ved at avbøyningsorganet (36,38,39) er koaksialt med og tilstøtende den indre overflaten av virvelfinneren (16) og sørger for å øke den rotasjonelle hastighetskomponenten av fluider som passerer gjennom virvelfinneren ved overføring av en aksiell hastighetskomponent av fluidene til en rotasjonell hastighetskomponent.

3. Separator som angitt i krav 2, karakterisert ved at en økningsanordning er et kjerneelement (30) som definerer en ringformet kanal (38) inne i virvelfinneren (16) og en skovle (39) inne i den ringformede kanalen for avbøyning av fluidstrømmen.

4. Separator som angitt i hvilket som helst av krav 1-3, karakterisert ved at den omfatter et strømmodifikasjonsorgan (32, 33) i det første kammeret for økning av strømmen av fluider gjennom virvelfinneren (16).

5. Separator som angitt i hvilket som helst av krav 1-4, karakterisert ved at det første kammerinnløpet (4) hovedsakelig er tangensielt med lengdeaksen av det første kammeret (2).

6. Separator som angitt i hvilket som helst av krav 1-5, karakterisert ved at avbøyningsorganet omfatter et stort antall krummede skovler (39).

7. Separator som angitt i krav 6, karakterisert ved at skovlene (39) krummer utover fra aksen av virvelfinneren (16).

8. Separator som angitt i krav 7, karakterisert ved at skovlene (39) generelt er spiralformede.

9. Separator som angitt i hvilket som helst av krav 1 -8, karakterisert ved at den tyngre fasen separert ved andretrinns-syklonseparatoren og oppsamlet i karet rekombineres med understrømmen fra førstetrinns-syklonseparatoren.

10. Separator som angitt i krav 9, karakterisert ved at utløpsrøret, inne i karet (111), har en åpning (130) hvor den tyngre fasen oppsamlet i karet strømmer inn i røret for å kombineres med understrømmen.

11. Separator som angitt i hvilket som helst av krav 1-10, karakterisert ved at karet har et utløp (10, 139) for den lettere fasen som har gjennomgått første- og andretrinns-separasjon.

12. Separator som angitt i krav 11, karakterisert ved det er skaffet en strømretter (138) hvor strømmen av lettere fase samvirker for å spre eventuell, gjenværende virvel-bevegelse av strømmen før den går ut gjennom det lettere faseutløpet (139).

13. Separator som angitt i krav 11 eller 12, karakterisert ved at det er skaffet en peirferisk kant (137) på veggen av karet (111) tilstøtende det lettere faseutløpet (139) for å hindre tendensen for tyngre fase som er oppsamlet på karveggen til å drives mot det lettere faseutløpet av strømmen av lettere fase.

14. Flerfase-måleapparat, karakterisert ved at det omfatter en førstetrinns-syklonseparator som omfatter et første separasjonskammer (2) med et innløp (4) for blanding som skal separeres, et understrømsutløp (6) for den tyngre fasen separert fra blandingen, og et overstrømsutløp (16) for den lettere fasen separert fra blandingen, overstrømsutløpet av førstetrinns-syklonseparatoren tømmer den lettere fasen ut i et andre kammer (8), og omfatter en virvelfinner (16) og organer (36, 48, 50) for avbøyning av strømmen som kommer fra virvelfinneren for å fremme separering derfra av eventuelt medført tyngre fase, hvor overstrømsutløpet og det andre kammeret definerer en andretrinns-syklonseparator, det andre kammeret (8) har et lettere faseutløp (10), og anordningen omfatter første organer (70) for måling av den lettere fasen som kommer fra det lettere faseutløpet og andre organer (68) for måling av totalen av den tyngre fasen som forlater understrømsutløpet av det første kammeret (2) og den tyngre fasen oppsamlet i det andre kammeret (8).

15. Flerfase-måleapparat som angitt i krav 14, karakterisert ved at det omfatter organer (56) for rekombinering av de tyngre og lettere fasene etter måling.

16. Syklonseparator for separering av fasene av en trefaseblanding, karakterisert ved at den omfatter en førstetrinns-syklonseparator omfattende et første separasjonskammer (2) som har et innløp (4) for blanding som skal separeres, et understrømsutløp (33) for en blanding av den tyngre fasen og mellomtetthetsfasen separert fra trefaseblandingen, og et overstrømsutløp (16) for den lettere fasen separert fra trefaseblandingen, overstrømsutløpet (16, 38) av førstetrinns-syklonseparatoren som tømmer den lettere fasen ut i et andre kammer (8), og som omfatter en virvelfinner (16) og organer for avbøyning av strømmen som kommer fra virvelfinneren (16, 22) for å fremme separering derfra av eventuell, medført tyngre fase, hvor overstrømsutløpet (16, 22) og det andre kammeret (8) definerer en andretrinnssyklonseparator, det andre kammeret (8) har et lettere faseutløp (10), førstetrinns-understrømningen går til et ytterligere separasjonstrinn (80) hvor den tyngre fasen separerer fra mellomtetthetsfasen og er oppsamlet (82) under, tyngdekraft, mellomtetthetsfasen strømmer gjennom et respektivt utløp (87, 84, 6).