BR112012020085B1 - aparelho de coleta para um separador e método de separação - Google Patents

Abstract

APARELHO DE COLETA PARA UM SEPARADOR, MÉTODO DE SEPARAÇÃO E SEPARADOR DE FLUIDO.Um aparelho de coleta para um separador. O aparelho de coleta incluindo um invólucro circundando pelo menos parcialmente uma passagem de separação de fluxo e definindo uma câmara e um entalhe, a câmara estando em comunicação fluídica com a passagem de separação de fluxo para receber um fluxo separado dela, e o entalhe estendendo para fora a partir da câmara para pelo menos parcialmente desviar o fluxo.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica a prioridade para o Pedido de Patente N ° de Série US 61/303,273, o qual foi apresentado em 10 de fevereiro de 2010. O pedido de prioridade é aqui incorporado por referência na sua totalidade no presente pedido.

FUNDAMENTOS

[0002] Os separadores centrífugos são uma classe de separadores baseados em densidade, que giram um fluxo de fluido para separar líquidos de gases no mesmo, líquidos densos de líquidos menos densos, e/ou sólidos de fluidos. Os componentes separados podem ser recebidos por uma "correia" de coleta, que pode ser disposto em torno do separador, e pode drenar os componentes separados do separador. Cintos de coleta são geralmente axissimétricos e podem permitir que os componentes separados viagem muitas vezes circunferencialmente em torno do separador antes de sair efetivamente da correia de coleta por meio de um dreno. Isto pode levar a salpicos indesejados, reintrodução dos componentes separados de volta para o fluxo de fluido sendo separado, e/ou limitações na capacidade de fluxo. As soluções para estes problemas incluem tornar a região de coletor suficientemente grande de modo a acomodar quantidades máximas esperadas dos componentes separados, e/ou posicionar a correia de coleta suficientemente longe da entrada do mesmo, de modo a limitar reintrodução, devido a salpicos, no entanto, essas soluções podem limitar o rendimento e podem falhar durante condições fora de projeto. Outra solução inclui o uso de um coletor em forma de espiral não axissimétrico; no entanto, tais geometrias requerem fabricação dispendiosa e demorada. Assim, existe uma necessidade de uma correia de coleta melhorada que não sofre destas e de outras desvantagens. RESUMO

[0003] Modalidades da presente divulgação podem fornecer um aparelho de coleta exemplar para um separador. O aparelho de coleta exemplar pode incluir um invólucro que rodeia pelo menos parcialmente uma passagem de separação de fluxo e que define uma câmara e um entalhe, a câmara sendo em comunicação fluídica com a passagem de separação de fluxo para receber um fluxo separado dela, e o entalhe estendendo para fora a partir da câmara para pelo menos parcialmente desviar o fluxo separado.

[0004] Modalidades da divulgação podem fornecer ainda um método de separação exemplar, incluindo a separação de um primeiro componente de um fluido a partir de um segundo componente do fluido em um separador baseado em densidade, dirigindo o primeiro componente do fluido a uma câmara do separador de tal modo que o primeiro componente flui girando ao longo de uma parede interior que pelo menos parcialmente define a câmara, pelo menos parcialmente desviando o primeiro componente do fluido que flui ao longo da parede interior com um entalhe estendendo para fora a partir da parede interior de tal modo que o primeiro componente desviado é recebido no entalhe, e drenar o primeiro componente desviado a partir do entalhe.

[0005] Modalidades da divulgação podem também fornecer um separador de fluido, incluindo um tambor tendo uma extremidade de entrada de fluido, uma extremidade de saída

[0006] de fluido, e pelo menos parcialmente definindo uma passagem de fluxo entre elas através da qual um fluido flui, um invólucro pelo menos parcialmente em torno do tambor e tendo uma parede interior que define uma câmara substancialmente toroidal e uma ranhura radial comunicando com a câmara e a passagem de fluido do tambor, a câmara adaptada para receber pelo menos parte do fluido a partir do tambor através da ranhura, a parede interior definindo ainda primeiro e segundo entalhes estendendo para fora a partir de um centro da câmara, e um dreno acoplado ao invólucro comunicando de forma fluídica com a câmara, e tangencialmente disposto em relação à parede interior. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0007] A presente divulgação é melhor entendida a partir da descrição detalhada seguinte quando lida com as figuras anexas. É de sublinhar que, de acordo com a prática padrão na indústria, várias características não estão desenhadas em escala. Na verdade, as dimensões das várias características podem ser arbitrariamente aumentadas ou reduzidas para maior clareza de discussão.

[0008] A Figura 1 ilustra uma vista seccional lateral de um separador, em conformidade com um ou mais aspectos da divulgação.

[0009] A Figura 2 ilustra uma vista seccional lateral ampliada de câmara do separador, em conformidade com um ou mais aspectos da divulgação.

[00010] A Figura 3 ilustra uma vista seccional axial do separador exemplar ao longo da linha 3-3 da Figura 1, em conformidade com um ou mais aspectos da divulgação.

[00011] A Figura 4 ilustra uma vista esquemática de um entalhe de câmara, de acordo com um ou mais aspectos da divulgação.

[00012] A Figura 5 ilustra uma vista seccional lateral parcial ampliada de um outro entalhe de câmara, de acordo com um ou mais aspectos da divulgação.

[00013] A Figura 6 ilustra um fluxograma de um método para a separação de um primeiro componente de um fluido a partir de um segundo componente do fluido, em conformidade com um ou mais aspectos da divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00014] É para ser entendido que a divulgação que segue descreve várias modalidades exemplares para implementação de diferentes características, estruturas ou funções da invenção. Modalidades exemplificativas de componentes, arranjos, e configurações são descritas abaixo para simplificar a presente divulgação, no entanto, estas modalidades exemplares são fornecidas meramente como exemplos e não se destinam a limitar o âmbito da invenção. Além disso, a presente revelação pode repetir numerais de referência e/ou letras nas várias modalidades exemplares e através das Figuras aqui fornecidas.Esta repetição é para o propósito de simplicidade e de clareza e não, por si só, dita uma relação entre as várias modalidades exemplares e/ou configurações discutidas nas várias figuras. Além disso, a formação de uma primeira característica sobre ou em uma segunda característica na descrição que segue pode incluir modalidades em que a primeira e segunda características são formadas em contacto direto, e pode também incluir modalidades em que as características adicionais podem ser formadas interpondo-se a primeira e a segunda características, de tal modo que as primeira e segunda características podem não estar em contacto direto. Finalmente, as modalidades exemplares apresentadas abaixo podem ser combinadas em qualquer combinação de formas, isto é, qualquer elemento de uma modalidade exemplar pode ser utilizado em qualquer outra modalidade exemplar, sem nos afastarmos do escopo da divulgação.

[00015] Além disso, certos termos são usados ao longo da seguinte descrição e concretizações para se referir a componentes específicos. Como um perito na arte apreciará várias entidades podem referir-se ao mesmo componente por nomes diferentes, e, como tal, a convenção de nomenclatura para os elementos descritos neste documento não se destina a limitar o âmbito da invenção, a menos que de outra forma especificamente aqui definido. Além disso, a convenção de nomenclatura aqui utilizada não se destina a distinguir entre os componentes que diferem em nome, mas não em função. Além disso, na discussão que segue e nas concretizações, os termos "incluindo" e "compreendendo" são usados de uma forma aberta, e, portanto, devem ser interpretados para significar "incluindo, mas não limitado a." Todos os valores numéricos nesta divulgação podem ser valores exatos ou aproximados, salvo expressamente indicados. Assim, várias modalidades da divulgação podem desviar-se dos números, valores, e intervalos aqui revelados sem se afastar do âmbito pretendido. Além disso, como é usado nas concretizações, o termo "ou" se destina a abranger tanto os casos exclusivos e inclusivos, ou seja, "A ou B" se destina a ser sinônimo de "pelo menos um de A e B, " salvo disposição contrária expressamente especificada neste documento.

[00016] A Figura 1 ilustra uma vista seccional lateral de um separador 100, que pode ser um separador centrífugo rotativo, de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação. O separador 100 inclui geralmente uma zona de separação centrífuga 111, um invólucro 107, incluindo um invólucro de coleta de líquido 115 disposto em torno (isto é, pelo menos parcialmente circundando) da zona de separação centrífuga 111, e um dreno 132. Em uma ou mais modalidades, a zona de separação centrífuga 111 pode ser um tambor de rotação 111. Embora o termo "líquido" possa ser aqui utilizado para descrever vários componentes do separador 100, esta terminologia não deve ser considerada limitativa, como o separador 100 pode ser qualquer tipo de separador, e pode ser, por exemplo, configurado para separar gases de líquidos, sólidos de líquidos ou gases, líquidos densos de líquidos menos densos, gases densos de gases menos densos, ou qualquer combinação destes.

[00017] Uma passagem de separação 104 pode ser definida no invólucro 107 e o tambor 111, de tal modo que uma fonte de fluido 102 é acoplada de forma fluídica à mesma. Como tal, um fluxo de fluido pode entrar no separador 100, especificamente o tambor 111, através da passagem de separação 104 a partir da fonte 102, como representado esquematicamente pela seta 600. Em uma ou mais modalidades, a fonte de fluido 102 pode ser um poço, um oleoduto, ou qualquer outra fonte. O fluxo de fluido 600 pode ser separado em fluxos de alta e baixa densidade 602, 604, respectivamente, como será descrito em maior detalhe abaixo. Além disso, embora os fluxos de fluido 600, 602, 604 sejam mostrados na metade superior do separador 100, será facilmente evidente que o fluido passa radialmente em torno do separador 100, e, assim, fluirá através da metade inferior, também.

[00018] Em uma ou mais modalidades, o separador 100 pode incluir um eixo 106, que pode ser disposto parcialmente ou completamente no invólucro 107. O eixo 106 pode também estender-se através e para fora do invólucro 107. O tambor 111 pode ser acoplado ao eixo 106 através de um cubo (não mostrado) ou qualquer outro dispositivo de acoplamento adequado e/ou utilizando qualquer processo de acoplamento. O tambor 111 também pode ter uma entrada 111c e uma extremidade de saída llld, com a passagem de separação 104 parcialmente definida no tambor 111 entre a entrada 111c e a extremidade de saída 111d.

[00019] Além disso, em uma ou mais modalidades, um mecanismo rotativo 109, tal como uma turbina, máquina, motor, gerador, e/ou similares, pode ser acoplado ao eixo 106, e pode ser adaptado para rodar o eixo 106 sobre eixo X para conduzir o separador 100. Em uma ou mais modalidades, no entanto, o mecanismo rotativo 109 pode ser omitido, e as forças resultantes da interação com o fluxo de fluido 600 com vários componentes do separador 100 na passagem de separação 104 pode ser utilizado para rodar o tambor 111. Além disso, em uma ou mais modalidades, o tambor 111 pode ser omitido, com a passagem de fluido de separador 104 formada entre o invólucro 115 e uma parede interior estática, que, embora não representada, pode ser semelhante a uma superfície interior Illa da passagem de separação 104.

[00020] O invólucro de coleta de líquido 115 pode ter uma parede interior geralmente toroidal 134 definindo uma câmara de coleta de líquido tubular 105. A câmara de coleta de líquido 105, sendo pelo menos parcialmente definida por uma parede interior 134, também pode ser toroidal, bem como tubular. Será apreciado que outras geometrias para a parede interior 134 e/ou a câmara de coleta de líquido 105 podem ser empregadas sem afastamento do âmbito da presente divulgação. O separador 100 pode definir uma entrada 150 para a câmara de coleta de líquido 105. Em uma ou mais modalidades, a entrada 150 pode ser posicionada próxima a uma borda 114 do tambor 111, com a borda 114 sendo disposta na extremidade de saída llld do tambor. A passagem de separação 104 pode comunicar de maneira fluídica com a câmara de coleta de líquido 105 através da entrada 150. A câmara de coleta de líquido 105 pode ser acoplada de maneira fluídica para o dreno 132, de tal forma que os líquidos, sólidos, gases densos, ou semelhantes recebidos na câmara de coleta de líquido 105 podem ser removidos da mesma. O invólucro de coleta de líquido 115 pode também definir uma pluralidade de entalhes, por exemplo, um primeiro entalhe 138a, um segundo entalhe 138b, e um terceiro entalhe 13 8c, definidos no invólucro de coleta de líquido 115 e se estende para fora a partir da câmara de coleta de líquido 105. Será apreciado que qualquer número de entalhes podem ser dispostos no invólucro de coleta de líquido 115, com a descrição aqui do separador 100, incluindo três entalhes 13 8a-c sendo apenas um exemplo, entre muitas modalidades aqui contempladas.

[00021] Os entalhes 13 8a-c podem ser formados de qualquer maneira, como por moagem, fundição, ou semelhantes. Em uma ou mais modalidades, os entalhes 138a-c podem estender continuamente em torno da câmara de coleta de líquido 105 (isto é, em torno do eixo X) , ou podem ser descontínuos e separados por porções não cortadas. Em outras modalidades, os entalhes 138a-c podem ser descontínuos e separados por entalhes adicionais 138a-c que podem ser, por exemplo, circunferencialmente deslocados ou escalonados em relação aos entalhes 138a-c. Em pelo menos uma modalidade exemplar, o primeiro entalhe 13 8a é adjacente ao segundo entalhe 138b, o que por sua vez é adjacente ao terceiro entalhe 138, formando assim cantos onde o primeiro, segundo e terceiro entalhes 13 8a-c se encontram na parede interior 134.

[00022] A Figura 2 ilustra uma vista seccional lateral ampliada do invólucro de coleta de líquido 115. Embora os três entalhes 13 8a-c sejam mostrados imediatamente adjacentes uns aos outros, em outras modalidades, os entalhes 13 8a-c podem ser circunferencialmente espaçados em torno da câmara de coleta de líquido 105. Além disso, os entalhes 138a-c podem abranger a partir de cerca de 20% a cerca de 100% de uma circunferência da câmara de coleta de líquido 105 definida por um diâmetro menor 220. Por exemplo, os entalhes 138a-c podem prolongar para fora a partir da câmara de coleta de líquido 105, entre dois pontos da parede interior 134, assim, abrangendo um cabo 221 da parede interior 134. O cabo 221 pode ser de cerca de 50% a cerca de 100% do diâmetro menor 220 em comprimento. Em outras modalidades, os entalhes 138a-c podem abranger um comprimento diferente ou percentagem do diâmetro menor 220. Em uma ou mais modalidades, os entalhes 138a-c podem ser formados estendendo ao longo de qualquer percentagem da parede interior 134.

[00023] Como mostrado, a entrada 150 pode ser formada por alinhar a borda 114 do tambor 111 com uma ranhura 150a cortada ou de outro modo formada no invólucro de coleta de líquido 115. A ranhura 150a pode ter qualquer largura, e pode também ser descrita como um lado truncado da parede interior toroidal 134. A borda 114 se estender depois de uma parte da ranhura 150a, como mostrado, obstruindo assim uma porção da ranhura 150a. Em outras modalidades, a borda 114 pode ser alinhada com uma borda da ranhura 150a, de modo que a ranhura 150a é desobstruída pelo tambor 111. Em uma ou mais modalidades, a borda 114 do tambor 111 pode ser posicionada em qualquer número de localizações de modo a fornecer um tamanho de entrada desejado 150.

[00024] A Figura 3 ilustra uma vista seccional axial do separador 100 ao longo da linha 3-3 da Figura 1. O dreno 132 pode ter um diâmetro 301 e pode ser acoplado à câmara de coleta de líquido 105 para receber e remover líquidos, sólidos e/ou gases separados dali. O diâmetro 301 pode ser aproximadamente igual ao diâmetro menor 220 da câmara de coleta de líquido 105, e pode ser disposto tangencialmente em relação â câmara de coleta de líquido 105. Além disso, o dreno 132 pode ser disposto, ou "cronometrado", em um ângulo 305 com respeito a uma linha central horizontal 310 do separador 100. Por exemplo, o ângulo 305 pode ser definido pelo ângulo em que o dreno 132 é tangente à câmara de coleta de líquido 105. Em uma ou mais modalidades, o ângulo 305 pode ser de cerca de 20 graus, a cerca de 30 graus, ou cerca de 40 graus e cerca de 50 graus, cerca de 60 graus, ou cerca de 70 graus. Por exemplo, o ângulo 305 pode ser de cerca de 45 graus.Em outras modalidades, o dreno 132, pode ser disposto em diferentes ângulos 305 com respeito à câmara de coleta de líquido 105.Além disso, uma superfície interior 510 pode definir um interior radial da câmara de coleta de líquido 105. A superfície interior 510 pode ser substancialmente anelar e disposta em torno do eixo central X. Em outras modalidades, o tambor 111 pode fornecer a superfície interior 510.

[00025] A Figura 4 ilustra uma vista seccional de um entalhe 138, que pode ser qualquer um dos entalhes 138a-c descritos acima com referência às Figuras 1 e 2, ou pode ser um entalhe diferente. O entalhe 138 pode ter uma parede exterior arqueada 405 e uma borda 420, ambas estendendo desde a parede interior 134. Em uma ou mais modalidades, a borda 420 é plana, isto é, em secção transversal é uma linha reta, substancialmente livre de curvatura. Será apreciado, no entanto, que o entalhe 138 estende-se em torno do eixo X (Figura 1), e, como tal, apesar de ter sido descrito como "plano" ou "livre de curvatura" será apreciado que a borda 420 pode prolongar circunferencialmente também. A parede exterior arqueada 405 pode encontrar a parede interior 134 em um ângulo 410. Em uma ou mais modalidades, o ângulo 410 pode variar desde cerca de 5 graus, cerca de 7 graus, ou cerca de 9 graus e cerca de 11 graus, a cerca de 13 graus, ou cerca de 15 graus. Por exemplo, o ângulo 410 pode ser de cerca de 10 graus. Em outras modalidades, o ângulo 410 pode ser significativamente maior ou menor do que 10 graus, como desejado.

[00026] Um raio Rc da câmara de coleta de líquido 105 pode estender a partir de um centro 425 da mesma para a parede interior 134. A parede exterior arqueada 405 pode ter um comprimento que varia de cerca de 35%, cerca de 45%, ou cerca de 55% a cerca de 65%, cerca de 75%, ou cerca de 85% do raio Rc. Por exemplo, o comprimento da parede exterior arqueada 405 pode ser de cerca de 60% do raio Rc.

[00027] A borda 420 pode se estender a partir da parede interior 134 e conectar-se à parede exterior arqueada 405. A borda 420 pode encontrar a parede interior 134 para formar um ângulo obtuso, como mostrado, embora o ângulo possa também ser um ângulo reto ou agudo. Tendo um ângulo obtuso, no entanto, pode fornecer o entalhe 138 com área de secção transversal adicional precedendo radialmente para fora. Em uma ou mais modalidades, a borda 420 pode conectar a um terminal da parede exterior arqueada 405, como mostrado, no entanto, em várias outras modalidades, a borda 420 pode conectar â parede exterior arqueada 405 em outros locais, deixando, por exemplo, uma porção radial da parede exterior arqueada 405 (estrutura não mostrada). Em uma ou mais modalidades, a borda 420 pode conectar para a parede exterior arqueada 405 em ângulo agudo, como mostrado, de tal modo que a borda 420 pode atuar como uma aba ou concha, mas em outras modalidades pode encontrar em qualquer ângulo. O comprimento da borda 420 pode variar desde cerca de 5%, cerca de 7%, ou cerca de 9% a cerca de 11%, cerca de 13% ou cerca de 15% do raio Rc. Por exemplo, o comprimento da borda 420 pode ser de cerca de 10% do raio Rc.

[00028] A figura 5 ilustra uma outra modalidade da câmara de coleta de líquido 105. O invólucro de coleta de líquido 115 pode definir um ou mais entalhes (cinco são mostrados: 520a-e) que se estendem a partir da parede interior 134 para fora a partir da câmara de coleta de líquido 105. Os entalhes 520a-e podem ser substancialmente retangulares em secção transversal, tendo um primeiro lado 525, um segundo lado 530, e uma terceira lateral 535 que se encontram em aproximadamente um ângulo de 90 graus.

[00029] Os entalhes 520a-e podem cada um estender uma profundidade a partir da parede interior 134 para dentro do invólucro de coleta de líquido 115. Por exemplo, a profundidade do entalhe 520e pode ser o comprimento médio da primeira e terceira laterais 525, 535. A profundidade de cada entalhe 520a-e pode ser constante ou pode variar entre os entalhes 520a-e, e, além disso, pode ser mantida constante em um entalhe dado 520a-e ou variar dentro de um entalhe dado 520a-e. Em uma ou mais modalidades, a profundidade dos entalhes 520a-e pode variar entre cerca de 5%, cerca de 7%, ou cerca de 9% a cerca de 11%, cerca de 13%, ou cerca de 15% do raio Rc. Por exemplo, a profundidade de pelo menos um dos entalhes 520a-c pode ser de cerca de 10% do raio Rc.

[00030] Em uma ou mais modalidades, a segunda lateral 530 de cada um dos entalhes 520a-e pode ter a mesma distância da superfície interior 510. Por conseguinte, a profundidade de cada entalhe 520a-e pode variar em torno da câmara de coleta de líquido 105. Em uma ou mais modalidades, a superfície interior 510 pode ser uma porção do tambor 111, ou pode ser uma parte da parede interior 134, ou pode ser uma estrutura separada.

[00031] Cada um dos entalhes 520a-e pode ser separado a partir de um entalhe adjacente 520a-e por uma porção da parede interior 134. A porção da parede interior 134 separando cada entalhe adjacente 520a-e tem uma espessura 540 que pode ser uniforme entre cada entalhe 520a-e ou pode variar. Além disso, cada um dos entalhes 520a- e pode variar em espessura, isto é, o comprimento de, por exemplo, a segunda lateral 530 de um entalhe dado 520a-e, procedendo em torno do eixo central X (Figuras 1 e 3), o que pode fazer a espessura 540 das porções de parede interior 134 entre entalhes adjacentes 520a-e também variar. A espessura 540 pode variar de cerca de 2%, cerca de 3%, ou cerca de 4% a cerca de 6%, cerca de 7%, ou cerca de 8% do raio Rc. Por exemplo, a espessura 540 pode ser de cerca de 5% do raio Rc.

[00032] Referindo novamente à Figura 1, durante o funcionamento do separador 100, um fluido flui para o invólucro 107 através da passagem de separação 104, na direção mostrada pela seta sólida 600. O fluido inclui um componente de alta densidade e um componente de baixa densidade, sendo apreciado que a descrição de "alta" e "baixa" é relativa entre os dois componentes e que pode abranger qualquer faixa de densidade. Qualquer um ou ambos do primeiro e segundo componentes podem incluir gases, líquidos, e/ou partículas de sólidos, tais como sujeira, areia, cascalho, metal, ou semelhantes. Por exemplo, o fluido pode incluir um líquido e um gás, dois ou mais líquidos com duas ou mais diferentes densidades, ou dois ou mais gases que têm duas ou mais diferentes densidades.

[00033] Em uma ou mais modalidades, o fluido flui através do tambor 111 através da passagem de separação 104. Se fornecido, o mecanismo rotativo 109 roda o eixo 106 e, assim, o tambor 11, em torno do eixo X, separando assim o fluido em um fluxo de alta densidade 602 e um fluxo de baixa densidade 604. O fluxo de alta densidade 602 pode incluir alguns ou a totalidade dos componentes de alta densidade do fluido, juntamente com uma porção do componente de baixa densidade. A rotação do tambor 111 faz o fluxo de alta densidade 602 continuar radialmente para fora, através da entrada 150, como mostrado. O fluxo de baixa densidade 604 pode incluir a porção restante do componente de baixa densidade e substancialmente nenhum do componente de alta densidade, e, em uma ou mais modalidades, inclui uma grande porção do componente de baixa densidade em comparação com o fluxo de alta densidade 602. Depois do fluxo de alta densidade 602 ser separado, o fluxo de baixa densidade 604 sai do separador 100 para utilização em outros sistemas (não mostrado).

[00034] Referindo-nos agora adicionalmente à Figura 2, ao entrar na entrada 150, o fluxo de alta densidade 602 passando através da mesma pode ter componentes de velocidade radial, axial, e circunferencial. Assim, quando o fluxo de alta densidade 602 entra na câmara de coleta de líquido 105 através da entrada 150, ele pode ser dirigido para a parede interior 134. O fluxo de alta densidade 602 pode continuar ao longo da parede interior 134, que pode causar um vórtice, como mostrado pela seta 210. A trajetória de vórtice do fluxo 210 pode separar o componente de alta densidade a partir do componente de baixa densidade do fluxo de alta densidade 602 e dirigir o componente de alta densidade para fora, forçando-o contra a parede interior 134, enquanto o componente de baixa densidade continua girando no vórtice.

[00035] Referindo-nos agora adicionalmente à Figura 5, quando o fluxo do componente de alta densidade entra em contacto com um dos entalhes 138a-c (Figuras 1 e 2) e/ou 520a-e (Figura 5), ele pode ser desviado pela borda 420, ou a terceira lateral 535, dependendo da modalidade. Isto pode "prender" (isto é, parar, obstruir, ou de outra forma intersectar ou parcialmente intersectar) a trajetória de vórtice do componente de alta densidade, que pode então ser dirigido em uma direção circunferencial (isto é, em torno do eixo X das Figuras 1 e 3) até ser recebido pelo dreno 132. Quando o componente de maior densidade separado está nos entalhes 138a-c e/ou 520a-e, o fluxo de vórtice turbulento 210 do componente de baixa densidade não desviado pode passar por cima do componente de alta densidade recebido nos entalhes 138a-c e/ou 520a-e. Assim, o fluxo de vórtice de componente de baixa densidade pode evitar a perturbação do componente de alta densidade separado, minimizando assim o potencial para salpicos. Evitar salpicos pode substancialmente evitar a reintrodução do componente de alta densidade de volta, através da entrada 105, aumentando assim a eficiência.

[00036] A Figura 6 mostra um fluxograma de um método 600 para a separação de um primeiro componente de um fluido a partir de um segundo componente do fluido, em que o primeiro componente tem uma densidade mais elevada em comparação com o segundo componente. O método pode incluir 600 separar uma porção do primeiro componente do fluido a partir de uma porção do segundo componente do fluido, como em 605. A separação pode ter lugar em um separador, tal como separador 100 mostrado na Figura 1. O método 600 pode prosseguir para 610, que inclui dirigir o primeiro componente separado do fluido para uma câmara de tal modo que o primeiro componente é levado a fluir como vórtice ao longo de uma parede interior que define a câmara. Em uma modalidade exemplar, a câmara pode ser a câmara de coleta de líquido 105 ilustrada na Figura 1. Prosseguindo para 615, o método 600 pode incluir desviar o primeiro componente do fluido na câmara de tal modo que um componente axial e um componente radial de um fluxo do primeiro fluxo de componente em uma direção geralmente circunferencial, em que o desvio é realizado utilizando um entalhe estendendo geralmente radialmente da superfície interior.

[00037] Modalidades da presente divulgação podem facilitar o redirecionamento ordenadamente de líquidos ou de outros componentes de alta densidade de um fluxo de uma entrada de uma câmara de coleta de líquido para um dreno tangencial. Estas modalidades podem ser utilizadas para facilitar a separação e coleta de líquido de alta velocidade, o que é comum em sistemas de separação rotativos. Em uma ou mais modalidades, os entalhes acima descritos 138a-c, 520a-e podem promover fluxo de componente de baixa densidade complementar suave (por exemplo, gás) na câmara de coleta de líquido 105, permitindo um componente de alta densidade separado formar uma superfície suave sobre os entalhes 138a-c e/ou 520a-e. Como tal, o fluxo de gás turbulento pode não perturbar o componente de alta densidade separado, reduzindo assim salpicos no interior da câmara de coleta de líquido 105.

[00038] Será apreciado que, embora as características da presente divulgação tenham sido descritas no contexto de um separador rotativo, neste contexto não é necessariamente para ser considerado limitativo. Em uma ou mais modalidades, o separador 100 pode ser qualquer tipo de separador centrífugo adaptado para separar substâncias com densidades relativamente elevadas, tais como líquidos, a partir de uma corrente de fluxo pressurizado, tal como uma corrente de fluxo de gás natural. Por exemplo, o separador 100 pode ser um dispositivo de separação estático, tal como um separador inercial, um separador ciclônico, um tubo de redemoinho, um separador rotativo orientado, um separador rotativo auto-impulsionado, uma centrífuga, ou semelhantes. [00039] O que antecede traçou características de várias modalidades de modo que os peritos na arte possam compreender melhor a presente divulgação. Os peritos na arte devem compreender que eles podem facilmente utilizar a presente divulgação, como base para projetar ou modificar outros processos e estruturas para realizar os mesmos fins e/ou alcançar as mesmas vantagens das modalidades aqui introduzidas. Os peritos na arte também devem perceber que tais construções equivalentes não se afastam do espírito e âmbito da presente descrição, e que podem fazer várias alterações, substituições e modificações aqui sem se afastar do espírito e do âmbito da presente divulgação.

Claims (12)

1.Aparelho de coleta para um separador (100), caracterizado pelo fato de que compreende, um invólucro (115) pelo menos parcialmente circundando uma passagem de separação de fluxo (104) e definindo uma câmara (105) e um entalhe (138a-c; 520a-e), a câmara (105) estando em comunicação fluidica com a passagem de separação de fluxo (104) para receber um fluxo separado dela, e o entalhe (138a-c; 520a-e) se estendendo para fora a partir da câmara (105) para pelo menos parcialmente desviar o fluxo separado, sendo que a câmara (105) é toroidal e disposta em torno de uma zona de separação centrífuga (111) do separador (100), a zona de separação centrífuga (111) compreendendo um tambor rotativo (111).

2.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dreno (132) acoplado ao invólucro (115) e estando em comunicação fluidica com e tangencialmente disposto com respeito à câmara (105).

3.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o invólucro (115) inclui uma parede interior (134) tubular pelo menos parcialmente definindo a câmara (105), e o entalhe (138a-c; 520a-e) se estende radialmente para fora a partir da parede interior (134).

4.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o entalhe (138a) compreende uma pluralidade de entalhes abrangendo um cabo (221) da parede interior (134), o cabo (221) tendo um comprimento de 50% a 100% de um diâmetro da parede interior (134).

5.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o invólucro (115) compreende ainda primeira (525) e segunda (530) laterais se estendendo a partir da parede interior (134) e se conectando em conjunto para definir pelo menos parcialmente o entalhe (138a-c; 520a-e).

6.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, a primeira lateral (405) é arqueada; a primeira lateral (405) se estende desde a parede interior (134) com um ângulo de 5 graus a 15 graus e se estende em um comprimento de 50% a 70% de um raio da câmara (105); e a segunda lateral (420) é livre de curvatura em uma direção radial e se estende em um comprimento de 5% a 15% do raio.

7.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a primeira (525) e segunda (530) laterais se encontram em um ângulo de 90 graus, e o invólucro (115) compreende ainda uma terceira lateral (535) se estendendo a partir da parede interior (134), a terceira lateral (535) encontrando a segunda lateral (530) em um ângulo de 90 graus tal que o entalhe (520a-e) se estende a partir da parede interior (134) retilineamente.

8.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parede interior (134) tem primeira e segunda laterais que definem o entalhe (138a), e terceira e quarta laterais definindo um segundo entalhe (138b), sendo que pelo menos as primeira e terceira laterais se estendem desde a parede interior (134).

9.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda laterais se encontram em um ângulo de 90 graus, e as terceira e quarta laterais se encontram em um ângulo de 90 graus, sendo que as primeira e terceira laterais têm comprimentos diferentes e, as segunda e quarta laterais são equidistantes de uma superfície interior do invólucro (115).

10.Aparelho de coleta, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as primeira e terceira laterais se encontram na parede interior (134) para formar um canto.

11.Método de separação, com a utilização de um aparelho de coleta para um separador, como defindio em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende, separar um primeiro componente de um fluido a partir de um segundo componente do fluido em um separador (100) baseado em densidade; dirigir o primeiro componente do fluido a uma câmara (105) do separador (100) de tal modo que o primeiro componente flui como um vórtice ao longo de uma parede interior (134) que define pelo menos parcialmente a câmara (105); pelo menos parcialmente desviar o primeiro componente do fluido que flui ao longo da parede interior (134) com um entalhe (138a- c; 520a-e) se estendendo para fora a partir da parede interior (134), de tal modo que o primeiro componente desviado é recebido no entalhe (138a-c; 520a-e), e drenar o primeiro componente desviado a partir do entalhe (138a-c; 520a-e); sendo que separar o primeiro componente do segundo componente compreende girar o fluido em um tambor de rotação (111) para fazer com que o primeiro componente saia do tambor (111) através de uma entrada para a câmara (105).

12.Método de separação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que desviar o primeiro componente desviado compreende prender um movimento de vórtice do primeiro componente desviado com o entalhe (138a-c; 520a-e); e permitir um movimento como vórtice do primeiro componente que não é desviado para proceder livre de interferências do primeiro componente que é desviado.

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