NO316260B1

NO316260B1 - Rotary three-phase separator and method of operating the three-phase rotary separator

Info

Publication number: NO316260B1
Application number: NO20001720A
Authority: NO
Inventors: Lance Hays
Original assignee: Multiphase Power And Proc Tech
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2004-01-05
Also published as: NO20001720D0; NO20001720L

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører i det store og hele separasjon av tre fluidfaser gass, olje og vann, og angår mer spesielt oppnåelse av slik separasjon ved hjelp av en roterende separatonnnretnmg og en fremgangsmåte for å dnve den roterende separatonnnretningen Ifølge oppfinnelsen dnves en roterende separatonnnretnmg i forhold til en øseanordmng nedsenket i en væskenng på den roterende separatonnnretningen og som er kjennetegnet ved en bevegeliglnnløpsbarnere i tilknytning til øsen for å stenge for gassmnløp til øsen Faste bestanddeler som er revet med i strømmen må også separeres ut Eksisterende, ikke-roterende fremgangsmåter krever at det benyttes en stor separasjonstank, og det er kun mulig å oppnå delvis separasjon av olje- og vann-fasene Det er dermed nødvendig med tilleggsbehandling for å separere disse bestanddeler Sekundære behandlingsmetoder krever store mengder kraft, for eksempel via høyhastighetssentnfuger The present invention broadly relates to the separation of three fluid phases gas, oil and water, and more particularly concerns the achievement of such separation by means of a rotary separator device and a method for using the rotary separator device. According to the invention, a rotary separator device is used in relation to to a ladle device immersed in a liquid on the rotating separator device and which is characterized by a movable inlet burner adjacent to the ladle to shut off gas flow to the ladle Solid constituents entrained in the flow must also be separated Existing, non-rotating methods require that the a large separation tank is used, and it is only possible to achieve partial separation of the oil and water phases Additional treatment is therefore necessary to separate these components Secondary treatment methods require large amounts of power, for example via high-speed centrifuges

En annen sak er størrelsen og vekten av de nødvendige tanker Når det gjelder olje-og gassproduksjon offshore, nødvendiggjør store separasjonstanker store, kostbare strukturer for å bære vekten av disse Another issue is the size and weight of the required tanks When it comes to offshore oil and gas production, large separation tanks necessitate large, expensive structures to support the weight of these

Fra US-A-4 087 261 er det kjent en roterende separatonnnretnmg som viser øser helt nedsenket i innretningen for å fjerne utskilte væsker Som vist fastsettes strømningsmengden fra en helt nedsenket øse av væskehastigheten og øsens innløpsareal En økning i strømningsmengden ville få væsken som går inn i en bestemt øse til å strømme over denne og gå inn i en annen øse En minskning i strømningsmengden ville få øsen til å ta inn ekstra væske fra en annen sone Det eksisterer et behov for bedre anordninger for effektiv separasjon av de tre faser gass, olje og vann, videre, er det behov for å oppnå slik separasjon i en blanding av slike fluider som sendes gjennom en dyse, som i en stråle From US-A-4 087 261 there is known a rotary separator device which shows ladles fully immersed in the device for removing separated liquids As shown, the flow rate from a fully submerged ladle is determined by the liquid velocity and the inlet area of the ladle An increase in the flow rate would cause the liquid entering in a particular ladle to flow over it and enter another ladle A reduction in the flow rate would cause the ladle to take in extra liquid from another zone There is a need for better devices for efficient separation of the three phases gas, oil and water, further, there is a need to achieve such separation in a mixture of such fluids sent through a nozzle, as in a jet

Det er et vesentlig formål med oppfinnelsen å fremskaffe en enkel, effektiv fremgangsmåte og innretning som dekker de ovennevnte behov Prinsipielt oppnås det ovennevnte formål ved hjelp av It is an essential purpose of the invention to provide a simple, efficient method and device that meets the above-mentioned needs. In principle, the above-mentioned purpose is achieved with the help of

- en fremgangsmåte for å drive en roterende separatonnnretnmg hvilken får tilført fluid, innbefattende gass og væsker, i en fluidstråle via en dyse, hvor nevnte innretning inkluderer anordning av et utløp for strømmende væske A med høyere tetthet, og anordning på nevnte innretning av et utløp for strømmende væske B med lavere tetthet, idet nevnte væsker A og B har en stabil grenseflateposisjon bestemt av de relative posisjoner av nevnte utløp, anordning av minst ett av nevnte utløp i form av en øse nedsenket i minst én av nevnte væsker som samler seg som en sentnfugahndusert væskeformig nng som beveger seg i forhold til øsen, og videre - a method for operating a rotating separator which is supplied with fluid, including gas and liquids, in a fluid jet via a nozzle, where said device includes provision of an outlet for flowing liquid A with a higher density, and provision on said device of an outlet for flowing liquid B with a lower density, said liquids A and B having a stable interface position determined by the relative positions of said outlets, arrangement of at least one of said outlets in the form of a ladle immersed in at least one of said liquids which collects as a sentnfugahnduced liquid nng that moves relative to the ladle, and so on

a) separasjon av væskene fra gassen i nevnte strøm, i en første sone i nevnte roterende innretning, b) separasjon av væskene i væsker med ulik tetthet i en andre sone i nevnte innretning, c) nevnte separasjon inkluderer anordning av en øse nedsenket i minst én av nevnte væsker som beveger seg i forhold til øsen, som er kjennetegnet ved a) separation of the liquids from the gas in said stream, in a first zone in said rotating device, b) separation of the liquids in liquids of different density in a second zone in said device, c) said separation includes the arrangement of a ladle immersed in at least one of said liquids moving relative to the ladle, which is characterized by

det ytterligere trinn the further step

d) anordning av en bevegeliglnnløpsbarnere i tilknytning til øsen for å stenge for gassmnløp til øsen, og d) arrangement of a movable inlet burner adjacent to the ladle to block gas flow to the ladle, and

- en roterende separatonnnretnmg som innbefatter anordning som en dyse for å tilføre et fluid som omfatter gass og væske til separatoren, separatoren innbefatter ytterligere et utløp for strømmende væske A med høyere tetthet, og et utløp for strømmende væske B med lavere tetthet, nevnte væsker A og B har en stabil - a rotating separator device which includes a device such as a nozzle for supplying a fluid comprising gas and liquid to the separator, the separator further includes an outlet for flowing liquid A with a higher density, and an outlet for flowing liquid B with a lower density, said liquids A and B has a stable

grenseflateposisjon bestemt av de relative posisjoner av nevnte utløp, minst ett av nevnte utløp har form av en øse nedsenket i minst én av nevnte væsker som samler seg opp som en sentnfugalindusert væskeformig nng som beveger seg i forhold til øsen, idet innretningen videre innbefatter interface position determined by the relative positions of said outlets, at least one of said outlets is in the form of a ladle immersed in at least one of said liquids which collects as a centrifugal-induced liquid nng that moves in relation to the ladle, the device further comprising

a) en anordning for separasjon av væskene fra gassen i nevnte strøm, i en første sone i nevnte roterende innretning, b) en anordning for separasjon av væskene i væsker med ulik tetthet, i en andre sone i nevnte innretning, c) en anordning for nevnte separasjon innbefattende en øse nedsenket i minst én av nevnte væsker som beveger seg i forhold til øsen, som er kjennetegnet ve d) en bevegeliglnnløpsbarnere i tilknytning til øsen for å stenge for gassinnløp til øsen a) a device for separating the liquids from the gas in said stream, in a first zone in said rotating device, b) a device for separating the liquids in liquids of different density, in a second zone in said device, c) a device for said separation including a ladle immersed in at least one of said liquids moving relative to the ladle, which is characterized by d) a movable inlet burner adjacent to the ladle to close off gas inlet to the ladle

Som vil fremgå senere, har fluidstrålen bevegelsesenergi som utnyttes ved overfønng av energi fra strålen til den roterende separatonnnretnmg Kraft kan også overføres fra en ekstern kilde til den roterende separatonnnretningen Det er et annet formål å fremskaffe en fremgangsmåte og innretning for å oppnå fullstendig separasjon av gass, olje, vann og faste bestanddeler Den dnves enten av energien fra tofase-fluidet eller ved hjelp av en tilleggsmotor Den er selvregulerende for å kunne håndtere et bredt spekter av blandingsforhold av gass, olje og vann uten eksterne styreanordninger As will be seen later, the fluid jet has kinetic energy which is utilized by transferring energy from the jet to the rotating separator device Power can also be transferred from an external source to the rotating separator device It is another object to provide a method and device for achieving complete separation of gas , oil, water and solids It is powered either by the energy from the two-phase fluid or by means of an additional motor It is self-regulating to be able to handle a wide range of mixing ratios of gas, oil and water without external control devices

Et ytterligere formål angår fjerning av medrevne faste bestanddeler fra fluidstrålen, idet fremgangsmåten innbefatter anbringelse av en kanal for fjerning av faste bestanddeler i den roterende separatonnnretnmg, og innbefatter utskilling av de utseparerte partikler gjennom overføring til kanalen A further object relates to the removal of entrained solids from the fluid jet, the method comprising placing a channel for the removal of solids in the rotary separator guide, and including separating the separated particles through transfer to the channel

Enda et formål omfatter understøttelse av barrieren for bevegelse som en reaksjon på endringer i kraften som utøves mot barn er en av minst en av væskene som strømmer i forhold til øsen Yet another purpose includes supporting the barrier to movement as a reaction to changes in the force exerted on the child is one of at least one of the fluids flowing relative to the ladle

Et ytterligere formål inkluderer anordning av ett eller flere av utløpene på den roterende separatonnnretnmg på en slik måte at de(t) danner en åpen overløpskant, og føring av væske via denne overløpskant til en kanal som fører til en væskedyse, hvilket vil bh beskrevet A further object includes the arrangement of one or more of the outlets of the rotating separator in such a way that they form an open overflow edge, and the passage of liquid via this overflow edge to a channel leading to a liquid nozzle, which will bh described

Til slutt er det et formål med oppfinnelsen å gjøre det mulig for væske å forlate dysen i form av en stråle som frembnnger en dnvkraft, inkludert overfønng av drivkraften til den roterende separatonnnretnmg Finally, it is an object of the invention to enable liquid to leave the nozzle in the form of a jet which produces a driving force, including transfer of the driving force to the rotating separator nozzle

Disse og andre formål og fordeler med oppfinnelsen vil, i tillegg til enkelthetene ved en illustrerende utførelse, kunne forstås fullt ut ved hjelp av følgende spesifikasjon og tegninger, hvor Figur 1 er en smttegning, det vil si i et aksialt radialplan, av en roterende trefase-separatonnnretmng omfattende oppfinnelsen, These and other objects and advantages of the invention will, in addition to the details of an illustrative embodiment, be fully understood with the help of the following specification and drawings, where Figure 1 is a schematic drawing, that is in an axial radial plane, of a rotating three-phase -separate management covering the invention,

Figur 1 a er en tegning hk figur 1 Figure 1 a is a drawing according to Figure 1

Figur 2 er et fragmentansk snitt som viser detaljer av en øse med et innløp nedsenket i en roterende ring av væsker, tatt i et plan som er normalt på aksen gjennom separatonnnretningen, Figure 2 is a fragmentary section showing details of a ladle with an inlet immersed in a rotating ring of liquids, taken in a plane normal to the axis through the separator barrel direction,

Figur 3 er et fragmentansk snitt tatt langs linje 3-3 på figur 2, Figure 3 is a fragmentary section taken along line 3-3 in Figure 2,

Figur 4 er en tegning hk figur 2, hvor det er vist en modifikasjon, Figure 4 is a drawing similar to Figure 2, where a modification is shown,

Figur 5 er en projeksjon tatt langs linje 5-5 på figur 4, og Figure 5 is a projection taken along line 5-5 on Figure 4, and

Figur 6 er et fragmentansk snitt som viser et utløp i form av et åpent overløp til en væskedyse Figur 1 viser en versjon av en roterende trefase-separatonnnretning 32 En blanding av olje, gass og vann ekspanderes i en dyse 17 Den resulterende gass- og væskestråle 1 er godt kolhmert Strålen treffer i det store og hele tangentielt en flate 2 som er i bevegelse (roterer) I dette henseende vises det til offentliggjønng i amenkansk patent Figure 6 is a fragmentary section showing an outlet in the form of an open overflow to a liquid nozzle Figure 1 shows a version of a rotating three-phase separator device 32 A mixture of oil, gas and water is expanded in a nozzle 17 The resulting gas and liquid jet 1 is well collimated The beam hits a surface 2 which is in motion (rotating) tangentially, in this regard, reference is made to the publicly available Amencan patent

US 5 385 446 I det viste tilfelle er flaten massiv med huller 3, for å muliggjøre drenenng av væskene og de faste bestanddeler Flate 2 avgrenses av innersiden av en roterende separatorring 2a, som er forbundet med en roterende aksel 19 i innretning 32 ved hjelp av rotor 8 og anordning 31 Det er vist aksellagre ved posisjon 19a Den bevegelige flate kan alternativt bestå av den utskilte væske, i hvilket tilfelle det ikke er behov for en massiv plate 2 US 5 385 446 In the case shown, the surface is solid with holes 3, to enable drainage of the liquids and the solid components. Surface 2 is delimited by the inner side of a rotating separator ring 2a, which is connected to a rotating shaft 19 in device 32 by means of rotor 8 and device 31 Shaft bearings are shown at position 19a The moving surface can alternatively consist of the separated liquid, in which case there is no need for a solid plate 2

Sentnfugalkraftfeltet som virker på gass- og væskestrålen vil, når denne treffer den bevegelige flate, forårsake en umiddelbar separasjon av gassen fra væsken, i en retning som går radialt innover Den utskilte gass strømmer gjennom gassbladene 9 i rotoren 8, og overfører kraft til rotoren og aksel 19 Gassen går ut gjennom en utløpsåpning 18 Blader 9 er anbragt med mellomrom om rotoraksen 19b Oljen og vannet, sammen med eventuelle faste stoffer i partikkelform, strømmer inn i rommet mellom ytterveggen 20 og separasjonsflaten 2, i sentnfugalkraftfeltet Vannets høyere tetthet gjør at dette får en radial, utadrettet hastighet og separeres fra oljestrømmen 4 Utskilt vann er vist ved 5 Olje og vann som separeres strømmer aksialt gjennom spalter 8a i rotoren, mot henholdsvis oljeutløp 10 og vannutløp 13 The centrifugal force field acting on the gas and liquid jet will, when it hits the moving surface, cause an immediate separation of the gas from the liquid, in a direction that goes radially inward. The separated gas flows through the gas blades 9 in the rotor 8, and transfers power to the rotor and shaft 19 The gas exits through an outlet opening 18 Blades 9 are spaced around the rotor shaft 19b The oil and water, together with any solids in particle form, flow into the space between the outer wall 20 and the separation surface 2, in the centrifugal force field The higher density of the water causes this to a radial, outward velocity and is separated from the oil flow 4 Separated water is shown at 5 Oil and water that are separated flow axially through slits 8a in the rotor, towards oil outlet 10 and water outlet 13 respectively

Dersom tangentialhastigheten av gass- og væskestrålen 1 som treffer separasjonsflaten 2 er høyere enn den roterende flates hastighet, vil væskene bremses ned ved at friksjonskrefter overfører kraft til separasjonsflaten og dermed til rotoren og akselen Dersom tangentialhastigheten av gass- og væskestrålen er lavere enn den ønskede hastighet for den roterende flate, må ekstern kraft overføres til akselen, og dermed til rotoren, for å trekke de langsommere væsker opp til den roterende flates hastighet Kraften kan for eksempel overføres ved hjelp av en motor, eller ved hjelp av akselen i en annen roterende separator If the tangential speed of the gas and liquid jet 1 that hits the separation surface 2 is higher than the speed of the rotating surface, the liquids will be slowed down by frictional forces transferring force to the separation surface and thus to the rotor and shaft If the tangential speed of the gas and liquid jet is lower than the desired speed for the rotating surface, external power must be transmitted to the shaft, and thus to the rotor, to pull the slower fluids up to the speed of the rotating surface. The power can be transmitted, for example, by means of a motor, or by means of the shaft in another rotating separator

De faste bestanddeler, hvilke er tyngre enn vann, slynges til innsiden av vegg 20 De faste bestanddeler samles opp på det radialt mest fjerntliggende sted 6 på denne vegg, og strømmer ved 21, sammen med en liten mengde vann, inn i en volutt 22, fra hvilken de tømmes The solid components, which are heavier than water, are flung to the inside of wall 20. The solid components are collected at the radially most distant location 6 on this wall, and flow at 21, together with a small amount of water, into a volute 22, from which they are discharged

En barriere 12 for likevekten av vannet og oljen som strømmer til høyre tvinger vannet til å strømme gjennom gjennomløp 23 som fremvises i anordningen, hvilke gjennomløp befinner seg nedenfor (utenfor) grenseflaten 7 mellom vann og olje, hvilken dannes ved hjelp av sentnfugalkraftfeltet A barrier 12 for the equilibrium of the water and the oil flowing to the right forces the water to flow through passages 23 shown in the device, which passages are located below (outside) the interface 7 between water and oil, which is formed by means of the centrifugal force field

Den relative plassenng av oljeutløpet 10 i oljeoppsamhngssonen 10a og vannutløpet 13 i vannoppsamlingssonen 13a på den andre siden av barrieren 12, får grenseflaten 7a mellom olje og vann til å dannes på et sted som ligger radialt på utsiden av både oljeutløpet og vannutløpet, men radialt på innsiden av vanngjennomløpene 23 Denne plasseringen av den roterende grenseflate 7a bevirker separasjon av oljen og vannet Legg merke til at grenseflate 7a krysser barriere 12, og at soner 10a og 13a ligger på aksialt motsatte sider av barn ere 12 Grenseflatens radialposisjon bestemmes av følgende forhold, idet det oppføres størrelser som vist på figur 1 a The relative location of the oil outlet 10 in the oil collection zone 10a and the water outlet 13 in the water collection zone 13a on the other side of the barrier 12 causes the interface 7a between oil and water to form at a location that lies radially on the outside of both the oil outlet and the water outlet, but radially on the inside of the water passages 23 This location of the rotating boundary surface 7a causes separation of the oil and the water. Note that boundary surface 7a crosses barrier 12, and that zones 10a and 13a lie on axially opposite sides of children 12 The radial position of the boundary surface is determined by the following conditions, as sizes are listed as shown in figure 1 a

hvor po = oljens tetthet where po = density of the oil

pw= vannets tetthet pw= density of water

co = omdreiningshastigheten av flate 2 co = the rotational speed of surface 2

r, = radius til grenseflate mellom olje og vann r0= radius til oljeutløp r, = radius to interface between oil and water r0= radius to oil outlet

rw= radius til vannutløp rw= radius to water outlet

Grenseflateposisjonen er uavhengig av de relative mengder vann og olje, så lenge trykkfallet i væsken som strømmer fra grenseflateposisjonen til utløpene er lavt sammenlignet med den store sentnfugahnduserte trykkhøyde fra de roterende væsker Væskeutløpene er typisk åpne øser av typen som er vist på figurer 2, 3,4 og 5 The interface position is independent of the relative amounts of water and oil, as long as the pressure drop in the liquid flowing from the interface position to the outlets is low compared to the large centrifugal induced pressure head from the rotating liquids. The liquid outlets are typically open ladles of the type shown in figures 2, 3, 4 and 5

På figur 2 er det vist en roterende separator ved 110, hvilken har en nngformet del 111 med en flate Illa som vender radialt innover mot separatorens rotasjonsakse 112 (samme som akse 19b på figur I) En væskefilm eller et væskelag bygger seg opp i form av en ring 113 på den roterende flate, og vises med en tykkelse "t" Slik væske tilføres typisk i form av en stråle, som fra en tofase-dyse Dysen, strålen og separatorelementene er vist skjematisk på figur 5 Se også amerikansk patent US S 385 446, i hvilket strålens bevegelsesenergi overføres til separatoren på dennes innerflate Illa, for således å bevirke rotasjon Figure 2 shows a rotating separator at 110, which has a narrow-shaped part 111 with a surface Illa that faces radially inwards towards the separator's axis of rotation 112 (same as axis 19b in Figure I) A liquid film or a liquid layer builds up in the form of a ring 113 on the rotating surface, and is shown with a thickness "t" Such liquid is typically supplied in the form of a jet, such as from a two-phase nozzle The nozzle, the jet and the separator elements are shown schematically in figure 5 See also American patent US S 385 446, in which the jet's kinetic energy is transferred to the separator on its inner surface Illa, so as to cause rotation

En øse- eller diffusoranordmng er anbragt ved 114 for å fjerne væske i væskenngen 113 Øsen har en inngang 115 som avgrenses av radialt atskilte indre og ytre kanter 115a og 115b som befinner seg relativt til væsken i ringen, hvilken væske strøm-mer mer eller mindre rett mot disse kanter Kant 115b er nedsenket i væskenngen, og kant 115a befinner seg radialt innenfor innerflaten 113a av væskenngen Ring-væske ved 113b, radialt innenfor øsekanten 115b, går inn i øsen ved 113c, og strømmer mot utløp 117 via et løp 116 i øsen Øsen er normalt ikke-roterende, det vil si stasjonær, eller den kan rotere, men ved en lavere hastighet enn separatoren Gass som er blitt skilt fra væsken som danner et lag 113, samler seg opp i det indre av separatoren, som ved 118 Siden kant 115a Ugger innenfor væskenngens innerflate 113a, vil utskilt gass ha en tendens til å gå inn i øsen i område 120, på grunn av dragsugeffekten den roterende væskering har på gassen som grenser til væskeflaten 113a A ladle or diffuser device is placed at 114 to remove liquid in the liquid passage 113 The ladle has an entrance 115 which is delimited by radially separated inner and outer edges 115a and 115b which are located relative to the liquid in the ring, which liquid flows more or less directly against these edges Edge 115b is immersed in the liquid hole, and edge 115a is located radially within the inner surface 113a of the liquid hole. ladle The ladle is normally non-rotating, i.e. stationary, or it may rotate, but at a lower speed than the separator Gas that has been separated from the liquid forming a layer 113 accumulates in the interior of the separator, as at 118 Since edge 115a indents within the inner surface 113a of the liquid ring, separated gas will tend to enter the ladle in region 120, due to the drag effect of the rotating liquid ring on the gas adjacent to the liquid surface 113a

En barriereanordning er besørget og anbragt i nærheten av øsens inngang eller innløp, for å hindre at gass går ut i øsen Én slik barriereanordning er vist ved 121, hvor denne har en barnereflate 121a som stikker radialt utover øsens indre kant 115b, det vil si mot væskenngen, hvorved væske på ringen relativt sett beveger seg forbi barnereflate 121a for å gå inn i øsen ved dennes innløp Barnereflaten har en forlengelse i form av en skrapespiss, vist ved 121b, hvilken regulerer radialtykkelsen t2av væskenngen som går inn i øsen I dette henseende er t2normalt mindre enn ti Skrapespissforlengelsen 112b har også normalt en bredde (parallell med akse 112) på omtrent det samme som øseinnløpet Barnereflaten er vist med en tilspissing i samme retning som den relative bevegelse av væsken som går inn i øsen, og denne tilspissing er fortrinnsvis konveks, for å redusere til et minimum eller forhindre at det bygger seg opp væske i en turbulent hvirvelstrøm ved øseinngangen Legg merke til at øsens mnløps-bredde w på figur 3 er mindre i utstrekning enn bredden av væsken i ringen, det vil si at det befinner seg nngvæske på motstående sider av øsen, i bredderetmngen, som ved 113e og 113f A barrier device is provided and placed near the ladle's entrance or inlet, to prevent gas from escaping into the ladle. One such barrier device is shown at 121, where this has a children's surface 121a which protrudes radially beyond the ladle's inner edge 115b, i.e. towards liquid, whereby liquid on the ring relatively moves past barre surface 121a to enter the scoop at its inlet. The barre surface has an extension in the form of a scraper tip, shown at 121b, which regulates the radial thickness t2 of the liquid entering the scoop t2normally less than ten The scraper tip extension 112b also normally has a width (parallel to axis 112) of approximately the same as the ladle inlet The barre surface is shown with a taper in the same direction as the relative movement of the liquid entering the ladle, and this taper is preferably convex , to minimize or prevent liquid from building up in a turbulent eddy at the ladle entrance Note that the ladle's mn channel width w in Figure 3 is smaller in extent than the width of the liquid in the ring, that is to say that there is liquid on opposite sides of the ladle, in the width direction, as at 113e and 113f

Følgelig vil utskilt gass forhindres, eller i det vesentlige forhindres, fra å gå inn i øsen for å strømme til utløpet, og det oppnås effektiv gass-væske separasjon Et annet aspekt angår anordninger for å bevirke styrbar forflytning av barnere-anordnmgen mot væskenngen, hvorved tykkelsen t2av væskelaget som går inn i øsen styres I eksemplet på figurer 2 og 3 er et slikt forflytningsstynngs-anordmnger vist i form av en fjær 125, hvilken er plassert slik at den dnver barnereanordningen mot væskenngen Det oppnås en likevekt mellom kraften som utøves av fjæren som virker slik at den dnver barrieren mot væskenngen, og kraften fra væsken som treffer den konvekse barnereflate 121a, for å plassere barrieren radialt som en funksjon av separatorens rotasjonshastighet, væskenngens rotasjonshastighet og væskeviskositet, hvorved det oppnås væskeinnsuging til øsen ved en styrt rate som er tilpasset væsketilførselen til ringen, og uten innsuging av luft, det vil si at innløpet står åpent for væskeinnstrømning, men er stengt for gass Det er også anordnet en ledeanordning for å lede slik forflytning av barnereanordningen etter hvert som den beveger seg mot og vekk fra væskenngen Se for eksempel flater 129 og 130 på barneren og øsestang 131, hvilke flater er i inngrep og glir i forhold til hverandre, og hvilken øsestang er festet til øsen og glir i boringen i en hylse 129a som er festet til øsen En stopper 134 på stangen kan bringes i inngrep med enden 133a av hylsen for å begrense radiell utoverrettet bevegelse av bamereanordningen, og dennes skrapespiss, som henvist til Consequently, separated gas will be prevented, or substantially prevented, from entering the ladle to flow to the outlet, and effective gas-liquid separation is achieved. the thickness t2 of the liquid layer that enters the ladle is controlled. In the example of figures 2 and 3, such a displacement arresting device is shown in the form of a spring 125, which is positioned so that it presses the barring device against the liquid. An equilibrium is achieved between the force exerted by the spring which acts to force the barrier against the liquid inlet, and the force of the liquid impinging on the convex bar surface 121a, to position the barrier radially as a function of separator rotational speed, liquid inlet rotational speed, and liquid viscosity, thereby achieving liquid suction to the ladle at a controlled rate which is adapted to the liquid supply to the ring, and without the suction of air, i.e. the inlet is open for liquid to enter flow, but is closed to gas. A guide device is also arranged to guide such movement of the barring device as it moves towards and away from the liquid source. See for example surfaces 129 and 130 on the barring bar and ladle rod 131, which surfaces are in engagement and slide relative to each other, and which ladle rod is attached to the ladle and slides in the bore of a sleeve 129a attached to the ladle. its scraper tip, as referred to

Figurer 4 og 5 viser bruken av en foil eller foller 40 nedsenket i væsken og vinklet i forhold til væskenngens bevegelsesretning, for å ta imot væskestøt som virker for å frembringe en kraftkomponent i en radial retning utover(vekk fra akse 12) Denne foilen er forbundet med bamereanordningen 121 via avstivere 42, for å utøve en kraft på barneren for å bevege denne mn i eller mot væsken Slik kraft møtes av kraften som utøves på den konvekse barnereflate, som henvist til ovenfor, og det oppnås en likevekt, som henvist til I dette eksempel benyttes ingen fjær Fordelen med denne typen utløp for trefaseseparatoren er at store endringer i væskegjennomstrømningsmengden kan imøtekommes ved hjelp av kun mindre endringer i væskehøyde Dette gjør det mulig for utløpet å ta imot store endringer i olj es trøm eller vannstrøm uten store økninger i trykkfall eller grenseflateposisjon 7 mellom olje og vann Figures 4 and 5 show the use of a foil or foil 40 immersed in the liquid and angled in relation to the direction of movement of the liquid, to receive liquid shock which acts to produce a force component in a radial direction outwards (away from axis 12) This foil is connected with the bamer device 121 via braces 42, to exert a force on the bar to move this mn in or against the liquid Such force is met by the force exerted on the convex bar surface, as referred to above, and an equilibrium is achieved, as referred to I this example uses no springs The advantage of this type of outlet for the three-phase separator is that large changes in the liquid flow rate can be accommodated using only minor changes in liquid height This makes it possible for the outlet to accommodate large changes in oil flow or water flow without large increases in pressure drop or interface position 7 between oil and water

En annen form for utløp er vist på Figur 6 En åpen utløpskanal 50 er plassert ved den ønskede posisjon for oljemvået 51 som vender innover i radialretningen Olje strømmer inn i kanalen og danner en grenseflate 43, 51 mellom gass og olje på det sted hvor strålestrømmen 45 fra en væske(olje-)dyse 44, hvilken strøm frembnnges av den sentnfugahnduserte trykkhøyde fra denne grenseflateposisjon, er lik den innkommende oljestrøm Dyse 44 er plassert utover i radialretningen i forhold til utløpskanalen 50, og er forbundet med denne ved hjelp av en kanal 54 (en åpen overløpskant) som roterer med rotoren Dyseåpningen er fortrinnsvis dimensjonert for størst mulig oljestrøm Strømmer som er mindre enn maksimum får grenseflaten 43 til å bevege seg radialt utover, noe som reduserer trykkhøyden, og dermed strømmen fra dysen Another form of outlet is shown in Figure 6. An open outlet channel 50 is placed at the desired position for the oil pool 51 which faces inwards in the radial direction. Oil flows into the channel and forms an interface 43, 51 between gas and oil at the place where the jet stream 45 from a liquid (oil) nozzle 44, which flow is generated by the centrifugation-induced pressure height from this interface position, is equal to the incoming oil flow. Nozzle 44 is placed outwards in the radial direction in relation to the outlet channel 50, and is connected to this by means of a channel 54 (an open overflow edge) which rotates with the rotor The nozzle opening is preferably dimensioned for the greatest possible oil flow Flows that are less than the maximum cause the boundary surface 43 to move radially outwards, which reduces the pressure head, and thus the flow from the nozzle

En lignende ordning er vist for vannutløpet 52 Pnnsippene er de samme som beskrevet for oljeutløpet Se vanmvå 62 som vender innover i radialretningen, grenseflaten 63 mellom gass og vann, strøm 65 fra væske(vann-)dyse 64, og kanal 70 (en åpen overløpskant) A similar arrangement is shown for the water outlet 52 The nozzles are the same as described for the oil outlet See water pool 62 which faces inwards in the radial direction, the interface 63 between gas and water, stream 65 from liquid (water) nozzle 64, and channel 70 (an open overflow edge )

Anordningen av disse utløp gjør det mulig å produsere ekstra kraft fra reaksjons-kreftene i vann- og oljestrålene som strømmer ut fra de assosierte dyser Utløps-strømmene kan samles opp i en volutt lignende den som er vist på figur la Begge typer utløp kan brukes for begge væsker, uavhengig av typen utløp som er valgt for den andre væske The arrangement of these outlets makes it possible to produce extra power from the reaction forces in the water and oil jets that flow out from the associated nozzles. The outlet streams can be collected in a volute similar to the one shown in figure la. Both types of outlets can be used for both fluids, regardless of the outlet type selected for the other fluid

Claims

1 Method for operating a rotating separator (32, 110) which is supplied with fluid, including gas and liquids, in a fluid jet (1) via a nozzle (17), wherein said device includes provision of an outlet (13) for flowing liquid A with higher density, and provision on said device of an outlet (10) for flowing liquid B with lower density, said liquids A and B having a stable interface position (7a) determined by the relative positions of said outlet (10, 13) , arrangement of at least one of said outlets (10, 13) in the form of a ladle (114) immersed in at least one of said liquids which collects as a centrifugally induced liquid nng (113) which moves in relation to the ladle (114), and further a) separation of the liquids from the gas in said stream, in a first zone in said rotating device (32, 110), b) separation of the liquids in liquids of different density in a second zone in said device (32, 110), c) said separation includes provision of a ladle (114) immersed in at least one of said liquids moving in relation to the ladle (114), characterized by the additional step d) arrangement of a movable inlet burner (121) adjacent to the ladle (114) to close off gas inlet to the ladle (114)

2 Method as stated in claim 1, characterized in that the fluid jet (1) has kinetic energy, and which includes transfer of energy from the jet (1) to said rotating device (32, 110)

3 Method as stated in claim 1, characterized in that it includes the transmission of power from an external source to said rotating device (32, 110)

4 Method as stated in claim 1, characterized in that the fluid jet contains solid particles, that it includes the arrangement of a channel (22) for removing solid components in the rotating device (32, 110), and that it includes leading the particles ( 21) which is separated by means of centrifugal force, to said channel (22)

5 Method as stated in claim 1, characterized in that it includes the arrangement of each of said outlets (10, 13) in the form of a ladle (114) immersed in the liquid which flows to said outlet (10, 13) and which collects as a centrifugal-induced liquid ring (113) that moves relative to the ladle (114)

6 Method as stated in claim 1, characterized in that it includes the arrangement of at least one of said outlets (10, 13) in the form of an open overflow edge (54, 70)

7 Method as stated in claim 6, characterized in that it includes conducting liquid via said overflow (54, 70) to a channel (50, 52) which leads to a liquid nozzle (44, 64)

8 Method as stated in claim 1, characterized in that it includes supporting the barrier (121) for movement as a reaction to changes in the force exerted against the barrier (121) by at least one of said liquids flowing relative to the ladle (114)

9 Method as stated in claim 7, characterized in that liquid leaves the nozzle (44, 64) in the form of a jet which produces a driving force (45, 65), and that it includes the transfer of said driving force (45, 65) to said rotating separator (32, 110)

10 Method as set forth in claim 1, characterized in that blades (9) are arranged adjacent to said rotating separator guide (32, 110), and that it includes conducting the separated gas to the blades (9) to produce power which is transferred to the rotating device (32, 110)

11 Method as set forth in claim 2, characterized in that it includes the arrangement of a rotating nng-shaped surface (2) by which the liquids are separated from the gas

12 Method as stated in claim 11, characterized in that said surface (2) is produced by arranging a separator (2a) which is provided with openings to conduct liquids centrifugally away from gas

13 Method as set forth in claim 11, characterized in that said surface (2) is arranged so that secreted liquids collect centrifugally in a rotating

14 Method as stated in claim 1, characterized in that it includes the arrangement of a rotating barring device (12) between said outlet (10, 13) and a channel device (23) for enabling water flow from one axial side of the barring device (12) to the opposite axial side of the bamer device (12) towards said water outlet (13), as the oil accumulates on said one side of the bamer device (12), and the water collects on the opposite side of said bamer device (12)

15 Method as stated in claim 1, characterized in that it includes development of water and oil pressure head in water and oil flow via said nozzles (64, 44), and outflow of water and oil in jets (65, 45) pressurized using said pressure heights, to produce a driving force transferred to said device (32,110)

16 Rotary separator assembly (32, 110) comprising means such as a nozzle for supplying a fluid comprising gas and liquid to the separator, the separator further comprising an outlet (13) for flowing liquid A of higher density, and an outlet (10) for flowing liquid B with a lower density, said liquids A and B have a stable interface position (7a) determined by the relative positions of said outlets (10, 13), at least one of said outlets (10, 13) has the shape of a ladle (114) ) immersed in at least one of said liquids which accumulate as a centrifugally induced liquid ring (113) which moves relative to the ladle (114), the device further comprising a) a device for separating the liquids from the gas in said stream, in a first zone in said rotating device (32, 110), b) a device for separating the liquids into liquids of different density, in a second zone in said device (32, 110), c) a device for said separation including a ladle (114) immersed in at least one of nev nte liquids that move in relation to the ladle (114), characterized by) a movable inlet burner (121) adjacent to the ladle (114) to close gas inlets to the ladle (114)

17 Rotating separator according to claim 16, characterized in that the fluid jet (1) has movement energy, and including a device for transferring energy from the jet (1) to said rotating device (32, 110)

18 Rotating separator device according to claim 16, characterized in that it includes a device for transferring power from an external source to said rotating device (32, 110)

19 Rotating separator according to claim 16, characterized in that the fluid jet contains solid particles, and including a channel (22) for removing solid components in the rotating device (32, 110), and including a device for guiding the particles (21) which are separated by means of centrifugal force into said channel (22)

20 Rotating separator according to claim 26, characterized in that each of said outlets (10, 13) has the form of a ladle (114) immersed in the liquid that flows to said outlet (10, 13), and which collects as a centrifugally induced liquid nng ( 113) which moves in relation to the ladle (114)

21 Rotating separator according to claim 16, characterized in that at least one of said outlets (10, 13) is in the form of an open overflow edge (54, 70)

22 Rotating separator according to claim 21, characterized in that it includes a device for conducting liquid via said overflow edge (54, 70) to a channel (50, 52) which leads to a liquid nozzle (44, 64)

23 Rotating separator according to claim 16, characterized in that it includes a device that supports the barrier for movement as a reaction to changes in force exerted against the barrier (121) by at least one of said liquids flowing relative to the ladle (114)

24 Rotating separator nozzle according to claim 22, characterized in that liquid leaves the nozzle (44, 64) in the form of a jet which generates a driving force (45, 65), and which includes a device for transferring said driving force (45, 65) to said rotating separate management (32, 110)

25 Rotating separator guide according to claim 16, characterized in that there are arranged blades (9) adjacent to said rotating separator guide (32,110), and which includes a device that leads the separated gas to the blades (9) to provide power transferred to the rotating separator guide (32, 110)