NO330039B1

NO330039B1 - Elektrostatisk koalescer

Info

Publication number: NO330039B1
Application number: NO20062207A
Authority: NO
Inventors: Svein Tryti; Peder Hansson
Original assignee: Hamworthy Plc
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2011-02-07
Also published as: GB2452388B; NO20062207L; GB0815355D0; US20090173684A1; GB2452388A; WO2007135506A1

Abstract

Oppfinnelsen angår en elektrostatisk koaleseringsanordning som omfatter minst ett par plateformede elektroder (1) anrettet en avstand fra hverandre side ved side for slik å danne en strømningspassasje mellom dem, der hver og en av nevnte elektroder omfatter et plateformet ledende legeme (1a) av elektrisk ledende materiale. Det ledende legemet til minst en av nevnte elektroder er minst delvis omsluttet av en isolasjon (1d) av elektrisk ikke-ledende materiale. Et lag (30', 31') med halvledende materiale anrettes mellom nevnte isolasjon (1d) og det tilhørende ledende legemet (1a) på minst en side av det ledende legemet overflate mot overflate med det ledende legemet, og/eller nevnte isolasjon (1d) er minst delvis dekt av et lag (35, 36) av halvledende materiale anrettet overflate mot overflate med isolasjonen for å jevne ut det elektriske feltet på den utadvendende overflaten av isolasjonen.

Description

En elektrostatisk koaleseringsanordning

O ppfinnelsens område og kjent teknikk

Den foreliggende oppfinnelsen angår en elektrostatisk koaleseringsanordning.

Oppfinnelsen er spesielt anvendelig til elektrostatiske koaleseringsanordninger utformet for å fremme koalesering av vann i en emulsjon som omfatter olje og vann. Oppfinnelsen er imidlertid anvendelig til en hvilken som helst type koaliseringsanvendelse der det er mulig å fremme koalesering av en emulsjonskomponent i en emulsjon som omfatter en blanding av minst to ulike væskekomponenter ved hjelp av et elektrisk felt som påfø-res emulsjonen.

I olje- og gassindustrien hvor olje utvinnes fra en eller flere brønner på et oljefelt, utvinnes olje sammen med vann. Vannet må fjernes fra oljen og dette gjøres hovedsaklig ved hjelp av bunnfellingstanker hvor oljen får lov til å felles ut ved hjelp av tyngdekraften. Imidlertid kan stabile olje-vann-emulsjoner utvikles under produksjonen av oljen. For eksempel kan bruken av gass-væske-sentrifuger bidra til en stabil emulsjon som er vanskelig å separere kun ved hjelp av bunnfelling. Etter å ha vært gjennom, for eksempel, en rekke med gravitasjons-bunnfellingstanker, er det normalt fortsatt en viss meng-de vann igjen i oljen i form av dråper. For å fremme separasjonen av det gjenværende vanninnholdet, som er vanskelig å separere fra oljen bare ved hjelp av ytterligere gravi-tasjonsbunnfelling, har det vært foreslått ulike typer av koaleseringsanordninger som utnytter det faktum at vann og olje har ulik permittivitet.

Det er vel kjent å bruke elektrostatiske koaleserings-anordninger for å oppnå forstørrel-se av vanndråper eller koalesens av vann i vann-i-olje-emulsjoner, hvorpå vannet enkle-re kan separeres fra oljen, for eksempel ved hjelp av gravitasjonsseparasjon eller liknende. En elektrostatisk koaleseringsanordning kan anvendes for å få en raskere separasjon av en hvilken som helst emulsjon der den kontinuerlige fasen er en elektrisk isola-tor, slik som olje, og den dispergerte fasen har en permittivitet forskjellig fra nevnte kontinuerlige fase. Den dispergerte fasen kan for eksempel være en elektrisk leder, slik som vann. I en elektrostatisk koaleseringsanordning, utsettes en emulsjon for et veksel-strømfelt eller et kontinuerlig eller pulsert likestrømfelt.

WO 03/049834 Al beskriver en elektrostatisk koaleseringsanordning som omfatter flere plane plateformede elektroder som strekker seg parallelt med hverandre slik at de dan-ner strømningspassasjer for en emulsjon mellom hvert par av nærliggende elektroder. Ulike elektriske potensialer påføres elektrodene slik at det dannes et elektrisk felt mellom hvert par av nærliggende elektroder, som for eksempel vil fremme koalesering av vann inneholdt i en vann-i-olje-emulsjon som strømmer gjennom strømnings-passasjene mellom elektrodene.

GB 2 385 009 A beskriver en elektrostatisk koaleserings-anordning i form av en såkalt dielektroforeseanordning, som omfatter flere par av undulerte (bølgeformede) plateformede elektroder der de undulerte elektrodene i hvert par er anrettet på en slik måte i forhold til hverandre at den innbyrdes avstanden mellom elektrodene i hvert par varierer langs elektrodene sett i retning normalt på den ønskede strømningsretningen for væsken som passerer mellom elektrodene. De undulerte elektrodene i hvert par anrettes side ved side for å definere innsnevrede strømnings-passasjedeler og utvidede strømningspassa-sjedeler. Dermed blir det elektriske feltet mellom elektrodene i hvert par ikke-homogent sett i et tverrsnitt normalt på nevnte strømningsretning, dvs. feltstyrken er ulik i ulike deler av strømningspassasjen mellom elektrodene i hvert par sett i et slikt tverrsnitt. I ikke-homogene elektriske felt som virker på en emulsjon som inneholder emulsjonskomponenter med ulik permittivitet, vil det genereres dielektro-foretiske krefter som virker på emulsjonskomponentene. I en emulsjon som omfatter vanndråper i olje, vil de dielektro-foretiske kreftene bidra til å bevege individuelle vanndråper til områder med et sterkere elektrisk felt enn omkringliggende områder, for derved å danne en forsterket konsentrasjon av vanndråper i disse områdene, som vil fremme koalesering av vanndråper i disse områdene. Vanndråpene har en høyere permittivitet enn den omkringliggende oljen og vil påvirkes av de dielektroforetiske kreftene som virker i retning av feltgradienten til det ikke-homogene elektriske feltet mellom elektrodene.

O ppsummering av oppfinnelsen

Målet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilby en elektrostatisk koaleseringsanordning med en ny og fordelaktig utforming.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette målet gjennom en elektrostatisk koaleseringsanordning som har trekkene definert i krav 1.

Den oppfunnede koaleseringsanordningen omfatter:

- minst ett par plateformede elektroder anrettet en avstand fra hverandre side ved side for slik å danne en strømningspassasje mellom dem, der hver og en av nevnte elektroder omfatter et plateformet ledende legeme av elektrisk ledende materiale, hvori det ledende legemet til minst en av nevnte elektroder er minst delvis omsluttet av en isolasjon av elektrisk ikke-ledende materiale; og - spenningsforsyningsmekanisme for å påføre de ledende legemene til elektrodene i nevnte par ulike elektriske potensialer for slik å danne et elektrisk felt mellom elektrodene.

Ifølge oppfinnelsen anrettes et lag med halvledende materiale mellom nevnte isolasjon og det tilhørende ledende legemet på minst en side av det ledende legemet, fortrinnsvis på begge sidene av det, overflate mot overflate med det ledende legemet, og/eller nevnte isolasjon er minst delvis dekt av et lag av halvledende materiale anrettet overflate mot overflate med isolasjonen for å jevne ut det elektriske feltet på den utadvendende overflaten av isolasjonen. Bruken av ett eller flere lag av halvledende materiale som en del av elektroden vil gjøre det mulig å redusere den elektriske påkjenningen på isolasjonen til elektroden og derved gjøre det mulig å redusere tykkelsen på isolasjonen og redusere risikoen for elektrisk forårsakede skader på isolasjonen under bruk av koaleseringsanordningen.

Ifølge oppfinnelsen kan en eller flere isolerte elektroder i koaleseringsanordningen ha sin isolasjon minst delvis dekt av et lag med halvledende materiale anrettet overflate mot overflate med isolasjonen for å jevne ut det elektriske feltet på den utadvendende overflaten av isolasjonen. Når den er i kontakt med en vann-i-olje-emulsjon eller en olje-i-vann-emulsjon, kan den eksterne overflaten av en isolert elektrode bli utsatt for et skarpt grensesnitt mellom den kontinuerlige fasen med elektrisk ledende vann og den kontinuerlige fasen med elektrisk nesten ikke-ledende olje. Den elektriske feltstyrken vil være spesielt sterk ved et slikt grensesnitt, noe som vil gjøre den elektriske påkjenningen på isolasjonsmaterialet spesielt stor i et slikt område. Dette sterke elektriske feltet kan forårsake partielle utladninger ved, på eller nær den ytre overflaten av isolasjonen. Det eksterne laget med halvledende materiale vil jevne ut det elektriske feltet på den eksterne overflaten av elektroden, og derved vil den elektriske feltstyrken ved et overflateområde utsatt for et grensesnitt av typen indikert ovenfor bli betydelig lavere, noe som vil redusere risikoen for partielle utladninger. Nevnte lag med halvledende materiale anrettes med fordel slik at det fullstendig dekker tilhørende side av isolasjonen.

Ifølge oppfinnelsen kan en eller flere isolerte elektroder i koaleseringsanordningen også alternativt utstyres med et lag med halvledende materiale anrettet mellom det ledende legemet til elektroden og den tilhørende isolasjonen overflate mot overflate med det ledende legemet. Ifølge en utførelsesform for oppfinnelsen, anrettes nevnte lag av halvledende materiale slik at det strekker seg ut over en eller flere kanter på det ledende legemet for slik å jevne ut det elektriske feltet ved nevnte kant eller kanter. Den elektriske feltstyrken vil være spesielt sterk ved, nær eller omkring en hvilken som helst skarp kant på det ledende legemet, noe som vil gjøre den elektriske påkjenningen på isolasjonsmaterialet spesielt stor i et slikt område. Dette sterke elektriske feltet kan forårsake partielle utladninger ved, på eller nær den ytre overflaten av isolasjonen. Ved å jevne ut det elektriske feltet ved en eller flere av kantene på det ledende legemet ved hjelp av et overlappende lag av halvledende materiale, vil den elektriske feltstyrken ved, nær eller omkring nevnte kant eller kanter bli betydelig lavere, noe som vil redusere risikoen for partielle utladninger. Nevnte lag med halvledende materiale anrettes med fordel slik at det fullstendig dekker tilhørende side av det ledende legemet.

Laget eller lagene indikert ovenfor med halvledende materiale mellom det ledende legemet og isolasjonen og/eller på den ytre overflaten av isolasjonen kan også gjøre det mulig å redusere tykkelsen på isolasjonen sammenliknet med tilfellet der ingen slike lag av halvledende materiale er anrettet.

Ifølge en annen utførelsesform for oppfinnelsen anrettes nevnte lag av halvledende materiale, som ligger mellom isolasjonen og det ledende legemet til en elektrode, overflate mot overflate med det ledende legemet og overflate mot overflate med isolasjonen for å forhindre partielle utladninger i det tilhørende området mellom det ledende legemet og isolasjonen. I dette tilfellet vil det halvledende materialet sikre at det elektriske potensialet omkring en hvilke som helst gasslomme dannet i dette området mellom det ledende legemet og dets isolasjon er konstant eller i det minste nesten konstant slik at det ikke oppstår partielle utladninger der. Uten et slikt lag av halvledende materiale anrettet mellom det ledende legemet og dets isolasjon, er det en risiko for partielle utladninger i en hvilke som helst gasslomme omkring gasslommer dannet i grensesnittet mellom det ledende legemet og dets isolasjon, noe som kan forårsake skader på isolasjonen og bidra til en endelig nedbrytning av isolasjonen. Slike gasslommer kan dannes under fabrikke-ring av en isolert elektrode eller på et senere tidspunkt på grunn av mulig mangelfull sammenklebing mellom det ledende legemet og isolasjonen.

Ytterligere fordeler så vel som fordelaktige trekk ved den oppfunnede koaleseringsanordningen vil fremgå av den følgende beskrivelsen og underkravene.

Kort beskrivelse av tegningene

Med referanse til de vedlagte tegningene følger nedenfor en spesifikk beskrivelse av foretrukne utførelsesformer for oppfinnelsen anført som eksempler. I tegningene: Fig 1 er et skjematisk perspektivbilde av et par med elektroder inkludert i en elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelsen,

Fig 2 er et skjematisk bilde av et tverrsnitt av elektrodene i Fig 1,

Fig 3a-3e er skjematiske bilder av tverrsnitt av ulike elektrodepar inkludert i en elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge ulike utførelsesformer for oppfinnelsen, Fig 4 er et skjematisk bilde av et langsgående snitt av en elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelsen og en tilhørende beholder, Fig 5 er et skjematisk bilde av et tverrsnitt av koaleseringsanordningen og beholderen i Fig 4, Fig 6 er et skjematisk bilde av et tverrsnitt av en elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge en annen utførelsesform for den foreliggende oppfinnelsen og en tilhørende beholder, Fig 7a er et skjematisk bilde av et tverrsnitt av en elektrode egnet til bruk i en elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge den foreliggende oppfinnelsen, Fig 7b er et skjematisk sidebilde av ulike materiallag brukt for å danne elektroden i Fig 7a, Fig 7c er et skjematisk perspektivbilde av et halvledende lag brukt for å danne

elektroden i Fig 7 a,

Fig 8a er et skjematisk bilde av et tverrsnitt av en elektrode egnet til bruk i en elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge den foreliggende oppfinnelsen, Fig 8b er et skjematisk sidebilde av ulike materiallag brukt for å danne elektroden i Fig 8a, Fig 8c er et skjematisk perspektivbilde av et halvledende lag brukt for å danne

elektroden i Fig 8a,

Fig 9a er et skjematisk bilde av et tverrsnitt av en elektrode egnet til bruk i en elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge den foreliggende oppfinnelsen, Fig 9b er et skjematisk sidebilde av ulike materiallag brukt for å danne elektroden i Fig 9a,

Fig 9c er et skjematisk perspektivbilde av elektroden i Fig 9a.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelsesformer for oppfinnelsen

Den elektrostatiske koaleseringsanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen omfatter minst ett par med plateformede elektroder 1,2 anrettet en avstand fra hverandre side ved side for slik å danne en strømnings-passasje 3 mellom dem, som illustrert i figur 1 og 2. Hver elektrode 1,2 omfatter et plateformet ledende legeme la, 2a av elektrisk ledende materiale. Koaleseringsanordningen omfatter videre en spenningsforsyningsmekanisme, ikke vist i figur 1 og 2, for å påføre de ledende legemene la, 2a til elektrodene i nevnte par ulike elektriske potensialer for slik å danne et elektrisk felt mellom elektrodene 1,2.

Ifølge oppfinnelsen er det ledende legemet til minst en elektrode i nevnte par minst delvis omsluttet av en isolasjon av elektrisk ikke-ledende materiale. Et lag av halvledende materiale er anrettet mellom nevnte isolasjon og det ledende legemet på minst en side av det ledende legemet, fortrinnsvis på begge sider av det, overflate mot overflate med det ledende legemet, og/eller nevnte isolasjon er minst delvis dekt av et lag av halvledende materiale anrettet overflate mot overflate med isolasjonen for å jevne ut det elektriske feltet på den utadvendende overflaten av isolasjonen. Anrettingen av nevnte lag av halvledende materiale vil beskrives nærmere nedenfor med referanse til figur 7a-7c, 8a-8c og 9a-9c.

Ulike eksempler på elektrodepar til bruk i elektrostatiske koaleseringsanordninger ifølge ulike utførelsesformer for den foreliggende oppfinnelsen er illustrert i figur 1,2 og 3a-3e.

I eksemplene illustrert i figur 1, 2 og 3a er det ledende legemet la til en elektrode 1 i elektrodeparet plant, mens det ledende legemet 2a i den andre elektroden 2 i nevnte par er korrugert. Væske skal strømme gjennom strømnings-passasjen 3 i den langsgående retningen av ryggene 2b og dalene 2c i det korrugerte ledende legemet 2a. Denne ønskede strømningsretningen er indikert ved pilen Al i figur 1.1 eksemplene illustrert i figur 3b og 3c, er de ledende legemene la, 2a i begge elektrodene 1,2 til elektrodeparet korrugerte og ryggene lb i det ene korrugerte legemet la er anrettet parallelt med og direkte motstående til tilsvarende rygger 2b i det andre ledende legemet 2 i elektrodeparet. Dermed, i eksemplene illustrert i figur 1, 2 og 3a-3c, varierer den innbyrdes avstanden mellom de ledende legemene la, 2a i de to elektrodene i respektive par langs elektrodene sett i retning A2 normalt på den ønskede strømningsretningen Al for væske som passerer gjennom strømningspassasjen 3 mellom elektrodene. Dermed vil, når et elektrisk potensiale påføres de ledende legemene la, 2a til elektrodene, det elektriske feltet mellom elektrodene være ikke-homogent sett i et tverrsnitt normalt på nevnte strøm-ningsretning Al, dvs. sett i tverrsnittet illustrert i figur 2 og 3a-3c. Feltstyrken vil være ulik i ulike deler av strømningspassasjen 3 mellom elektrodene 1,2 sett i et slikt tverrsnitt. Når en emulsjon som inneholder emulsjonskomponenter med ulik permittivitet passerer gjennom strømningskanalen 3 og utsettes for nevnte ikke-homogene elektriske felt, vil det genereres dielektroforetiske krefter som virker på emulsjonskomponentene. I en emulsjon som omfatter vanndråper i olje, vil de dielektroforetiske kreftene bidra til å bevege individuelle vanndråper til områder med et sterkere elektrisk felt enn omkringliggende områder, dvs. til smalere seksjoner mellom de ledende legemene la, 2a, for derved å danne en forsterket konsentrasjon av vanndråper i disse områdene, noe som fremmer koaleseringen av vanndråper i disse områdene.

Et korrugert ledende legeme refererer her til et ledende legeme som har en overflate utstyrt med vekselvis rygger og daler som strekker seg langs overflaten. Ryggende og dalene på det korrugerte ledende legemet kan være bølgeformede, som illustrert i figur 1, 2 og 3a-3c, eller utformet med skarpe kanter på toppen av ryggene og i bunnen av dalene, som illustrert i figur 5 og 6. Det korrugerte ledende legemet kunne for eksempel vært sammenfoldet, krøllete, skrukkete eller undulert (bølgeformet) og kunne for eksempel ha en undulert profil som illustrert i figur 1,2 og 3a-3c eller en sagtannformet profil som illustrert i figur 5 og 6.

I eksemplene illustrert i figur 3d og 3e er de ledende legemene la, 2a for begge elektrodene 1,2 i respektive elektrodepar plane.

Ifølge et første alternativ er det ledende legemet 2a til en elektrode 2 i hvert elektrodepar uisolert, mens det ledende legemet lai den andre elektroden 1 er minst delvis omsluttet av en isolasjon ld av elektrisk ikke-ledende materiale, som illustrert i figur 1,2, 3b og 3d. I dette tilfellet vil det isolerte ledende legemet la koples elektrisk til en spenningskilde inkludert i nevnte spenningsforsyningsmekanisme, mens det uisolerte ledende legemet 2a vil jordes og slik koplet til det samme elektriske potensialet som den elektrisk ledende komponenten til omkringliggende fluid eller fluider.

Ifølge et annet alternativ er begge de ledende legemene la, 2a i hvert elektrodepar omsluttet, minst delvis, av en isolasjon ld, 2d av elektrisk ikke-ledende materiale, som illustrert i figur 3a, 3c og 3e. I dette tilfellet kan de ledende legemene la, 2a være elektrisk koplet til ulike poler på en spenningskilde inkludert i nevnte spenningsforsyningsmekanisme.

Elektrodene 1,2 er fortrinnsvis anrettet slik at de strekker seg hovedsaklig vertikalt med en åpning 4 som strekker seg langs den nedre enden av strømningspassasjen 3, dvs. mellom de nedre kantene av elektrodene 1,2, for slik å tillate tyngre komponenter i en emulsjon som passerer gjennom strømningspassasjen 3 mellom elektrodene å synke ut av strømningspassasjen 3 via denne åpningen 4 ved hjelp av tyngdekraften.

Spenningskilden inkludert i spenningsforsyningsmekanismen kan være en veksel-strømskilde eller en likestrømskilde. Spenningskilden er fortrinnsvis en høyspennings-transformator. Høyspenningen er typisk i området fra 1 kV til 20 kV.

Figur 4 illustrerer svært skjematisk en elektrostatisk koaleseringsanordning 10 ifølge en utførelsesform for den foreliggende oppfinnelsen. I det illustrerte eksemplet er koaleseringsanordningen 10 lokalisert inne i en beholder 20, som er utstyrt med et inntak 21 for å motta en emulsjon som skal behandles av koaleseringsanordningen 10. Beholderen 20 er også utstyrt med et første uttak 22 for en første emulsjonskomponent som har blitt separert fra emulsjonen i beholderen ved hjelp av tyngdekraften, og et andre uttak 23 for en andre emulsjonskomponent eller den gjenværende emulsjonen hvorfra minst en del av nevnte første emulsjonskomponent har blitt separert. Koaleseringsanordningen 10 omfatter flere par elektroder 1,2 av typen beskrevet med referanse til figur 1, 2 og 3a-3e anrettet side ved side for slik å danne et sett med elektroder 1, 2 med flere mellomliggende strømningspassasjer 3.1 det illustrerte eksemplet omfatter annenhver elektrode 1 i nevnte sett et plant ledende legeme la og annenhver elektrode 2 omfatter et korrugert ledende legeme 2 a. Alternativt kunne alle elektrodene 1,2 vært utstyrt med plane ledende legemer la, 2a eller alle elektrodene 1,2 kunne vært utstyrt med korrugerte ledende legemer la, 2a. Koaleseringsanordningen 10 omfatter også en spenningsforsyningsmekanisme 5 som inkluderer en spenningskilde 6 for å påføre de ledende legemene la, 2a til elektrodene i nevnte sett innbyrdes ulike potensialer for slik å danne et elektrisk felt mellom hvert par av nærliggende elektroder 1,2. De korrugerte ledende legemene 2a er anrettet slik at ryggene 2b og dalene 2c deres strekker seg i en retning Al som korresponderer med den normale strømningsretningen for emulsjonen som mottas i beholderen 20. Elektrodene 1,2 er anrettet vertikalt og opphengt ved hjelp av en holder 25 festet i den øvre delen av beholderen.

I utførelsesformen illustrert i figur 5 er det ledende legemet la i annenhver elektrode 1 elektrisk koplet til spenningskilden 6 i spenningsforsyningsmekanismen 5 via en tilkopling 26, og det ledende legemet 2a i annenhver elektrode 2 er jordet. I dette tilfellet er hvert av de ledende legemene la som er tilkoplet spenningskilden 6 minst delvis omsluttet av en isolasjon av elektrisk ikke-ledende materiale, mens hvert av de jordede ledende legemene 2a kan være uisolerte. I det illustrerte eksemplet er de ledende legemene 2a jordet ved at de er elektrisk koplet til den ytre veggen 24 i beholderen 20.

I utførelsesformen illustrert i figur 6 er de ledende legemene la, 2a til alle elektrodene elektrisk koplet til spenningskilden 6 i spenningsforsyningsmekanismen 5. Det ledende legemet lai annenhver elektrode 1 er elektrisk koplet til en første pol på spenningskilden 6 via en første tilkopling 26, og det ledende legemet 2a i annenhver elektrode 2 er koplet til en annen pol på spenningskilden 6 via en andre tilkopling 27. Fortrinnsvis er hvert av de ledende legemene la, 2a minst delvis omsluttet av en isolasjon av elektrisk ikke-ledende materiale i dette tilfellet.

I eksemplene illustrert i figurene 4-6, er beholderen 20 en gravitasjonsbunnfellingstank. Den oppfunnede koaleseringsanordningen er imidlertid selvfølgelig ikke begrenset til bruk i en slik bunnfellingstank. Den oppfunnede koaleseringsanordningen kan for eksempel lokaliseres i et rør, en rørledning eller liknende.

Koaleseringsanordningen 10 kan med fordel omfatte flere elektrodesett av typen indikert ovenfor. Elektrodene 1,2 i hvert sett er fortrinnsvis forhåndsmontert til å utgjøre en separat elektrodemodul. Hvert elektrodesett/-modul kan utstyres med sin egen spen-ningsforsyning. To eller flere av disse settene/modulene kan anrettes ved siden av hverandre for slik å danne en rad av to eller flere elektrodesett/-moduler og/eller to eller flere av disse settene/modulene kan anrettes over hverandre for slik å danne en kolonne av to eller flere elektrodesett/-moduler.

Ulike eksempler på elektroder 1 egnet for bruk i en oppfunnet koaleseringsanordning vil bli beskrevet i det følgende.

Et lag med halvledende materiale anrettes med fordel mellom det ledende legemet la og den tilhørende isolasjonen ld på minste en side av det ledende legemet, fortrinnsvis på begge sidene av det, overflate mot overflate med det ledende legemet. Hvert av nevnte lag 30, 30', 31, 31' med halvledende materiale anrettes hensiktsmessig slik at det dekker over en eller flere kanter 32a-32d på det ledende legemet 1 a, som illustrert i figurene 7a-7c og 8a-8c, for slik å jevne ut det elektriske feltet ved nevnte kant eller kanter.

I eksemplet illustrert i figur 7a-7c, er hvert av nevnte lag 30,31 med halvledende materiale formet som en ramme som dekker over alle de ytre kantene 32a-32d av det ledende legemet la. I det illustrerte eksemplet er det ledende legemet la plant og rektangulært og dets ytre kanter 32a-32d er indikert med stiplede linjer i figur 7c. Isolasjonen ld for elektroden 1 er passende dannet av to isolasjonslag 33, 34 av elektrisk ikke-ledende materiale anrettet på motstående sider av det ledende legemet la. I dette tilfellet anrettes respektive lag 30, 31 med halvledende materiale mellom det ledende legemet la og ett av nevnte isolasjonslag 33, 34, som illustrert i figur 7b, som viser de ulike lagene til elektroden 1 i ønsket rekkefølge men separert fra hverandre. I det illustrerte eksemplet anrettes isolasjonslagene 33, 34 slik at de dekker over de ytre kantene 30a-30d, 31a, 31c (de vertikale kantene til lag 31 er ikke vist i figurene) av de mellomliggende lagene 30, 31 med halvledende materiale og de ytre kantene 32a-32d av det mellomliggende ledende legemet la.

I eksemplet illustrert i figur 8a-8c, er hvert av nevnte lag 30', 31' med halvledende materiale formet som en sammenhengende plate som fullt og helt dekker sin tilhørende side av det ledende legemet la og dekker over alle dets ytre kanter 32a-32d. I det illustrerte eksemplet er det ledende legemet la plant og rektangulært og dets ytre kanter 32a-32d er indikert med stiplede linjer i figur 8c. Isolasjonen ld i elektroden 1 er passende dannet av to isolasjonslag 33, 34 av elektrisk ikke-ledende materiale anrettet på motstående sider av det ledende legemet la. I dette tilfellet anrettes respektive lag 30', 31' med halvledende materiale mellom det ledende legemet la og ett av nevnte isolasjonslag 33, 34, som illustrert i figur 8b, som viser de ulike lagene til elektrode 1 i den ønskede rekkefølgen men separert fra hverandre. I det illustrerte eksemplet, er isolasjonslagene 33, 34 anrettet slik at de dekker over alle ytre kanter 30a'-30d', 31a', 31c' (de vertikale kantene til lag 31' er ikke vist i figurene) av de mellomliggende lagene 30', 31' med halvledende materiale og de ytre kantene 32a-32d av det mellomliggende ledende legemet la.

Hvert av nevnte lag 30, 30', 31, 31' med halvledende materiale anrettes fortrinnsvis overflate mot overflate med det plane ledende legemet la og overflate mot overflate med isolasjonen ld, d.v.s. overflate mot overflate med tilhørende isolasjonslag 33, 34, for å forhindre partielle utladninger i det tilhørende området mellom det ledende legemet la og isolasjonen ld.

I eksemplet illustrert i figur 9a-c, er isolasjonen ld i elektroden 1 dekket av lag 35,36 med halvledende materiale anrettet overflate mot overflate med isolasjonen ld på sine motsatte sider. Disse lagene 35, 36 anrettes slik at de dekker de sidene av isolasjonen ld som vender mot en nærliggende elektrode 2 i koaleseringsanordningen 10.1 det illustrerte eksemplet anrettes de eksterne lagene 35, 36 med halvledende materiale slik at de fullt og helt dekker disse sidene av isolasjonen ld. Isolasjonen ld i elektroden 1 er passende dannet av to isolasjonslag 33, 34 av elektrisk ikke-ledende materiale anrettet på motstående sider av det ledende legemet 1 a. I dette tilfellet anrettes respektive eksterne lag 35, 36 med halvledende materiale på den utadvendende overflaten til ett av nevnte isolasjonslag 33, 34, som illustrert i figur 9b, som viser de ulike lagene i elektroden 1 i ønsket rekkefølge men separert fra hverandre. I det illustrerte eksemplet er elektroden 1 også utstyrt med lag 30', 31' med halvledende materiale anrettet mellom det ledende legemet la og isolasjonen ld som beskrevet ovenfor med referanse til figurene 8a-8c.

De ovenfor indikert lagene 30,30', 31,31', 35, 36 med halvledende materiale omfatter hensiktsmessig et basemateriale eller en matrise som minst delvis er dannet av samme materiale som isolasjonen ld. Dette er fordelaktig med hensyn til bindingen mellom de halvledende lagene og isolasjonen ld.

Det ledende legemet la, 2a er for eksempel av aluminium, kopper, stål eller et hvilket som helst annet passende metall.

Det ledende legemet la, 2a til den isolerte elektroden kan utstyres med hulrom som strekker seg gjennom det ledende legemet la fra den ene siden til den andre. I dette tilfellet kan nevnte ledende legemer la, 2a være dannet av en metallnetting eller en perfo-rert metallplate eller en vevd matte, fortrinnsvis en karbonfibermatte. Termoplast- eller herdeplastmateriale til materiallagene på motstående sider av det ledende legemet la, 2a kan være anrettet for å trenge gjennom i det minste noen av nevnte hulrommene slik at disse motstående lagene er i kontakt med hverandre og binder seg til hverandre via disse hulrommene.

En koronaring kan anrettes slik at den strekker seg langs og er i elektrisk kontakt med kantene på det ledende legemet la, 2b.

Isolasjonen ld, 2d kan for eksempel omfatte termoplast-, herdeplast-, keramisk- eller gummimateriale (for eksempel fluorelastomer). Fortrinnsvis er basisen eller matrisen til isolasjonen ld, 2d av termoplast- eller herdeplast-materiale. Nevnte termoplast- eller herdeplastmateriale er med fordel en fluorpolymer eller en epoksy med herder. Isolasjonen ld, 2d kan dannes av to eller flere plater av elektrisk ikke-ledende materiale lagt ovenpå hverandre. Isolasjonen ld, 2d er med fordel dannet av prepreg. Isolasjonen ld, 2d strekker seg fortrinnsvis ut over de ytre kantene på det tilhørende ledende legemet la, 2a.

Det halvledende materialet til lagene 30, 31, 30', 31', 35, 36 indikert ovenfor kan for eksempel være keramisk- eller plastmateriale med karbon.

Selv om oppfinnelsen er anvendelig til en hvilken som helst type oljebehandlingspro-sess, er den spesielt fordelaktig i off-shore-anvendelser som involverer en koaleseringsanordning anrettet for å fremme eller effektuere separasjon av vann fra olje eller vann-dråpeforstørrelse.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke på noen måte begrenset til utførelsesformene beskrevet ovenfor. Tvert imot, mange muligheter til modifikasjoner av den vil være tydelige for en person med alminnelige kunnskaper innen teknikken uten å avvike fra grunnidéen til oppfinnelsen slik den defineres i de ledsagende kravene.

Claims

1. En elektrostatisk koaleseringsanordning som omfatter: - minst ett par plateformede elektroder (1,2) anrettet en avstand fra hverandre side ved side for slik å danne en strømningspassasje (3) mellom dem, der hver og en av nevnte elektroder omfatter et plateformet ledende legeme (la, 2a) av elektrisk ledende materiale, hvori det ledende legemet til minst en av nevnte elektroder er minst delvis omsluttet av en isolasjon (ld, 2d) av elektrisk ikke-ledende materiale, og - spenningsforsyningsmekanisme (5) for å påføre de ledende legemene til elektrodene (la, 2a) i nevnte par ulike elektriske potensialer for slik å danne et elektrisk felt mellom elektrodene, karakterisert ved- at et lag (30, 31; 30', 31') med halvledende materiale anrettes mellom nevnte isolasjon (ld) og det tilhørende ledende legemet (la) på minst en side av det ledende legemet, fortrinnsvis på begge sidene av det, overflate mot overflate med det ledende legemet, og/eller - at nevnte isolasjon (ld) er minst delvis dekt av et lag (35, 36) av halvledende materiale anrettet overflate mot overflate med isolasjonen for å jevne ut det elektriske feltet på den utadvendende overflaten av isolasjonen.

2. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat nevnte lag (30,31; 30', 31') med halvledende materiale anrettet mellom nevnte isolasjon (ld) og det tilhørende ledende legemet (la) dekker over en eller flere kanter (32a-32d) på det ledende legemet for slik å jevne ut det elektriske feltet ved nevnte kant eller kanter.

3. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat nevnte lag (30', 31') med halvledende materiale anrettet mellom nevnte isolasjon (ld) og det tilhørende ledende legemet (la) fullt ut dekker den tilhørende siden av det ledende legemet.

4. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert vedat nevnte lag (30, 31; 30', 31') med halvledende materiale anrettet mellom nevnte isolasjon (ld) og det tilhørende ledende legemet (la) er anrettet overflate mot overflate med det ledende legemet og overflate mot overflate med isolasjonen for å forhindre partielle utladninger i det tilhørende området mellom det ledende legemet og isolasjonen.

5. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert vedat nevnte lag (30, 31; 30', 31', 35, 36) med halvledende materiale omfatter et basemateriale eller en matrise som minst delvis er dannet av samme materiale som isolasjonen.

6. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert vedat koaleseringsanordningen (10) omfatter flere slike elektroder (1,2) anrettet side ved side for slik å danne et sett av elektroder med flere mellomliggende strømningspassasjer (3).

7. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge krav 6, karakterisert vedat koaleseringsanordningen (10) omfatter flere slike sett av elektroder (1, 2), og at to eller flere av disse settene er anrettet ved siden av hverandre for slik å danne en rad av to eller flere sett av elektroder.

8. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge krav 6 eller 7,karakterisert vedat koaleseringsanordningen (10) omfatter flere slike sett av elektroder (1, 2), og at to eller flere av disse settene er anrettet ovenfor hverandre for slik å danne en kolonne av to eller flere sett av elektroder.

9. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge krav 7 eller 8,karakterisert vedat elektrodene (1,2) i hvert sett er satt sammen til å danne en separat modul.

10. En elektrostatisk koaleseringsanordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-9, karakterisert vedat hver av nevnte elektroder strekker seg hovedsaklig vertikalt.