BRPI0618260A2

BRPI0618260A2 - montagem de peneira

Info

Publication number: BRPI0618260A2
Application number: BRPI0618260-7A
Authority: BR
Inventors: Brent Knox-Holmes; Ian Durdin; Andrew David Jackman
Original assignee: Petreco Int Ltd
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2011-08-23
Also published as: EP1951399B1; EP1951399A2; GB2431889A; GB2431889B; SG162758A1; US8795528B2; WO2007052037A3; DK2361664T3; GB2462744A; EP2361665A1; EP2361664A1; GB0918883D0; US20090218298A1; DK2361665T3; GB2462744B; GB2463384A; WO2007052037A2; GB0918879D0; DK1951399T3; GB0918880D0

Abstract

MONTAGEM DE PENEIRA. A presente invenção refere-se a um sistema de peneira que compreende um alojamento de peneira tendo uma entrada para fluido bruto e uma saída para fluido peneirado; um cesto de peneira geralmente cilíndrico tendo uma tela de peneira e disposto dentro do alojamento, a superfície externa da tela de peneira estando em comunicação fluida com a entrada de fluido bruto e a superfície interna da tela de peneira estando em comunicação fluida com a saída do fluido peneirado; uma montagem de coletor de retrolavagem compreendendo um conduite de retrolavagem tendo uma abertura disposta adjacente à superfície externa da tela de peneira, o conduíte de retrolavagem e o cesto de peneira sendo móveis com relação um ao outro, de modo a permitir que a abertura passe transversal à superfície externa da tela de peneira. Um método de peneirar um fluido, em particular um líquido, é também fornecido. Finalmente, uma montagem de válvula para uso na abertura e fechamento seletivos de uma pluralidade de conduítes de retrolavagem é descrita.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MONTAGEMDE PENEIRA".

A presente invenção refere-se a uma montagem de peneira eseu método de operação. A montagem e o método são adequados para usoem uma ampla faixa de operações de separação, em particular, mas nãolimitados a, peneiração de água do mar para uso em operações de explora-ção e produção de óleo e gás offshore .

A remoção de material sólido da água e de correntes aquosas érequerida em muitos processos e operações. Um tal exemplo é a peneiraçãorequerida da água do mar, de modo a remover material sólido incluindo la-ma, areia, pedregulho e plantas e material animal, possibilitando que a águaseja usada em perfuração e outras operações associadas com a exploraçãoe produção de óleo e gás. Outras aplicações para peneiração incluem limpe-za de água produzida de poços subterrâneos, incluindo poços de óleo e degás, a limpeza e purificação de água de aqüífero, água de rio e água de es-tuário.

As montagens de peneira conhecidas compreendem uma oumais telas de peneira que se estendem através de um percurso de fluxo defluido em um reservatório ou conduíte entre uma entrada para fluido bruto euma saída para fluido peneirado, o fluido sendo feito passar através da tela.Em uma configuração simples, uma tela de peneiração se estende atravésde uma tubulação ou reservatório através do que o fluido que está sendolimpo é passado. De modo a aumentar a capacidade de uma montagem, éconhecido dispor o material da peneira em um ou mais cestos ou velas. Umou mais de tais cestos podem ser dispostos dentro de um reservatório, parafornecer uma maior área de superfície de tela da peneira por unidade de vo-lume do reservatório ou conduíte.

Conforme a peneiração prossegue, o material sólido é retido natela. O acúmulo de material sólido causa um aumento na queda de pressãoatravés da tela, reduzindo por sua vez a vazão do volume de fluido atravésda peneira, levando a uma reduzida eficiência de peneiração. Os sistemas eprocedimentos para remover o desenvolvimento de sólido em telas de penei-ra são conhecidos e geralmente compreendem reverter o fluxo de fluido, demodo que um fluido, muitas vezes uma porção do fluido peneirado, sejapassada através da tela na direção oposta, removendo o material sólido. Talprocedimento é conhecido na técnica como "retrolavagem". O sistema depeneira geralmente compreende um conduíte e uma saída separados pararemoção do fluido de retrolavagem e dos resíduos sólidos entrantes. Na con-figuração de peneira simples mencionada antes, a montagem de retrolava-gem é similarmente simples e contínua. No entanto, quando montagens depeneira mais complexas são empregadas, o sistema de retrolavagem au-menta em complexidade. Esse é particularmente o caso quando é desejadoconduzir um ciclo de retrolavagem em uma porção da montagem de peneira,embora ainda mantendo o remanescente do sistema disponível para uso.

Em um arranjo conhecido, cada cesto ou vela de peneira é loca-lizado no seu próprio conduíte, tendo uma entrada de fluido e uma saída defluido. Diversos tais conduítes são conectados por suas respectivas entradase saídas a uma série de coletores de fluido. Em operação normal, o fluidobruto é alimentado por meio de um coletor de alimentação para cada vela depeneira. O fluido peneirado é removido por meio de um coletor de saída. A-través da operação de válvulas apropriadas, cada vela de peneira pode serisolada dos coletores de alimentação e de saída e conectada, em vez disso,a um coletor de entrada de retrolavagem e coletor de dreno, por meio do queum fluido de retrolavagem pode ser passado em direção inversa através davela de peneira para remover material sólido e limpar a tela da peneira. Seráapreciado que tal arranjo é complexo em termos de arranjos de canalizaçãoe de válvula requeridos. Além disso, toda a montagem ocupa um volumerelativamente grande; uma desvantagem quando o espaço disponível estáem um prêmio, por exemplo, em uma instalação de cabeça de poço subma-rina ou plataforma de produção offshore.

Em um arranjo alternativo conhecido, uma pluralidade de velasde peneira individuais, geralmente cilíndricas é montada em um reservatórioúnico. Em uma montagem particular, as velas de peneira se estendem longi-tudinalmente dentro do reservatório entre duas placas de suporte, cada pia-ca tendo uma abertura em comunicação com o interior de cada vela de pe-neira. Uma entrada para fluido bruto é fornecida em uma extremidade doreservatório, por meio do que o fluido bruto é feito fluir através da respectivaplaca de suporte no orifício de cada vela. O fluido peneirado é coletado decerca das velas e deixa o reservatório através de uma saída apropriada. Aspartículas sólidas no fluido bruto são retidas na superfície interna das velasde peneira.

Um sistema de retrolavagem é fornecido para limpar as velas dapeneira e remover o acúmulo de material sólido. Na sua forma mais simples,o sistema de retrolavagem simplesmente reverte a direção de fluxo de fluidoatravés do reservatório e das velas de peneira. No entanto, para que a ope-ração de retrolavagem seja completada, todo o reservatório deve ser tiradode linha.

Uma montagem de retrolavagem aperfeiçoada aplica o procedi-mento de retrolavagem a uma ou diversas velas de peneira, embora deixan-do as velas remanescentes em operação. O sistema compreende uma mon-tagem de retrolavagem tendo um ou mais conduítes de retrolavagem girató-rios em uma extremidade do reservatório. Os conduítes de retrolavagem sãotrazidos para cooperação com sucessivas velas de peneira e fazem com queo fluido flua ao longo do interior da vela, removendo os sólidos acumuladospor meio de um cisalhamento de fluxo de fluido. Esse sistema é complexopara construir e manter. Ele conta com uma vedação sendo formada entre oconduíte de retrolavagem e a extremidade da vela de peneira e é propenso avazamentos e a uma eficiência de retrolavagem deficiente quando as veda-ções falham. Um sistema de peneira e retrolavagem aperfeiçoado é, porconseguinte, requerido.

Um tal sistema é o Metrol® Sea-Screen® Coarse Strainer, co-mercialmente disponível de Petreco International. O sistema compreende umou mais cestos de peneira cilíndricos dispostos dentro de um reservatóriogeralmente cilíndrico. Cada cesto de peneira é fornecido com uma monta-gem de retrolavagem dedicada tendo um cabeçote de coletor de retrolava-gem alongado se estendendo no comprimento do cesto de peneira respecti-νο. O cabeçote do coletor compreende uma ranhura ou uma pluralidade deranhuras adjacentes à superfície interna do cesto de peneira e é conectadoa um conduíte de retrolavagem na montagem de retrolavagem. Em opera-ção, o cabeçote do coletor é girado dentro do cesto de peneira de modo afazer com que a ranhura passe através da superfície interna do cesto. Oconduíte de retrolavagem é conectado a uma saída em pressão reduzida,tipicamente sendo ventilado para pressão atmosférica, fazendo com que ofluido dentro do reservatório entre no cabeçote do coletor através da ranhu-ra. O fluido é puxado tanto através do cesto de peneira na direção inversapara fluxo normal na região adjacente ao cabeçote do coletor, bem comoatravés da superfície interna do cesto de peneira. Dessa forma, os sólidosacumulados na superfície interna do cesto de peneira são removidos por uminverso e um cisalhamento de fluxo de fluido.

Embora o sistema acima mencionado forneça uma alta capaci-dade de peneiração com uma eficiência de retrolavagem muito alta, aindaexiste uma necessidade por adicionais aperfeiçoamentos para algumas apli-cações específicas dos conceitos de peneiração. Por exemplo, o sistemarequer um motor e montagem de caixa de câmbio para cada cesto de penei-ra. Embora isso seja geralmente aceitável, existem circunstâncias onde opeso total da unidade de peneira necessita ser reduzido. Seria também umavantagem se a área de superfície de material de peneiração por volume uni-tário do reservatório de contenção pudesse também ser aumentada. Issopermitiria que o diâmetro do reservatório fosse diminuído para uma dadataxa de peneiração, reduzindo a dimensão da unidade e ainda reduzindo opeso total do reservatório, tanto vazio quanto cheio com fluido e em opera-ção.

Surpreendentemente, foi percebido que o mais vantajoso siste-ma de peneira pode ser fornecido por inversão da direção do fluxo de fluidoo que é comumente aplicado na técnica e emprego do arranjo do coletor deretrolavagem do Metrol® Sea-Screen® Coarse Strainer no exterior do cestode peneira.

Dessa maneira, em um primeiro aspecto, a presente invençãofornece uma montagem de peneira compreendendo um alojamento de pe-neira que tem uma entrada para fluido bruto e uma saída para fluido penei-rado;

um cesto de peneira tendo uma tela de peneira e disposto dentrodo alojamento, a superfície externa da tela de peneira estando em comuni-cação fluida com a entrada do fluido bruto e a superfície interna da tela depeneira estando em comunicação fluida com á saída do fluido peneirado;

uma montagem do coletor de retrolavagem compreendendo umconduíte de retrolavagem tendo uma abertura disposta adjacente á superfí-cie externa da tela de peneira, o conduíte de retrolavagem e o cesto de pe-neira sendo móveis com relação um ao outro, de modo a permitir que a a-bertura passe através da superfície externa da tela de peneira.

A montagem de peneira da presente invenção fornece a signifi-cante vantagem de que uma área de superfície alta da tela de peneira podeser contida dentro de um dado volume de unidade de alojamento, por con-seguinte, reduzindo a dimensão e o peso totais da montagem completa. Adi-cionalmente, o arranjo da presente invenção proporciona uma vazão de re-trolavagem muito alta a ser alcançada, aumentando, por conseguinte, a efi-ciência da operação de retrolavagem. Isso, por sua vez, reduz o tempo to-mado para limpar a tela de peneira, maximizando o tempo disponível para apeneiração do líquido.

A montagem de peneira da presente invenção pode ser usadapara peneirar qualquer líquido adequado. No entanto, a montagem é particu-larmente adequada para a peneiração de água e correntes aquosas. Emuma aplicação específica, a montagem da presente invenção pode vantajo-samente ser empregada na peneiração de água do mar, em particular águado mar para injeção em uma formação de subsolo durante uma operação deprodução de óleo e/ou gás.

Como percebido acima, o conduíte de retrolavagem e o cesto depeneira são móveis com respeito um ao outro. O conduíte de retrolavagempode ser disposto para ser móvel, com o cesto de peneira sendo fixado. Noentanto, em uma modalidade preferida, o cesto de peneira é móvel, em par-ticular giratório, com respeito ao conduíte de retrolavagem, por meio do queporções sucessivas da superfície externa da tela de peneira podem ser ex-postas à abertura no conduíte de retrolavagem.

O conduíte de retrolavagem pode tomar qualquer forma adequa-da, fornecendo um canal ou conduíte para o transporte do líquido de retrola-vagem e dos sólidos arrastados removidos da tela de peneira fora da mon-tagem de peneira para tratamento e/ou descarte. Preferivelmente, o conduítede retrolavagem é um tubo, a abertura no conduíte de retrolavagem sendoum ou mais cortes ou orifícios no tubo. Os cortes ou orifícios podem tomarqualquer forma adequada. No entanto, é preferido que o conduíte de retrola-vagem compreenda um ou mais cortes longitudinais. Em um arranjo particu-larmente vantajoso, a abertura no conduíte de retrolavagem é um corte lon-gitudinal que se estende substancialmente no comprimento completo da telade peneira.

A montagem de peneira da presente invenção pode compreen-der um cesto de peneira único e uma montagem de retrolavagem única. Al-ternativamente, uma pluralidade de pares de cestos de peneira e conduítesde retrolavagem pode ser alojada dentro de um reservatório único. No entan-to, é uma vantagem da presente invenção que um conduíte de retrolavagemúnico possa servir uma pluralidade de cestos de peneira, de maneira queuma pluralidade de cestos de peneira é associada com o conduíte de retro-lavagem. Em tal arranjo, o conduíte de retrolavagem preferivelmente com-preende uma abertura para cada da pluralidade de cestos de peneira.

A pluralidade de cestos de peneira pode ser disposta em qual-quer padrão adequado em torno do conduíte de retrolavagem. Um arranjomais eficiente é para a pluralidade de cestos de peneira ser disposta radial-mente em torno do conduíte de retrolavagem. Dessa forma, a quantidademínima de espaço é ocupada pela montagem. Como será discutido em maisdetalhes daqui por diante, esse arranjo também permite que uma montagemde acionamento eficiente seja empregada para mover o conduíte de retrola-vagem e cestos de peneira com relação um ao outro.

O número de cestos de peneira dispostos em torno do conduítede retrolavagem pode variar, dependendo da dimensão e configuração doscestos de peneira, do conduíte de retrolavagem, do alojamento, e da taxa aser executada. Em particular, o número de cestos de peneira que podem serdispostos em torno de um conduíte de retrolavagem único pode variar de 2 a10. Foi percebido que um arranjo compreendendo de 2 a 5 cestos de penei-ra é particularmente vantajoso, com 3 cestos de peneira dispostos radial-mente em torno de um conduíte de retrolavagem sendo um arranjo preferido.

O arranjo de ter uma pluralidade de cestos de peneira dispostosem torno de um conduíte de retrolavagem único leva em conta que a presen-te invenção seja aplicada em uma abordagem modular. Dessa maneira, osistema de peneira pode ser idealizado compreendendo uma pluralidade demódulos de peneira, cada módulo compreendendo um conduíte de retrola-vagem e pelo menos um cesto de peneira associado com o conduíte de re-trolavagem. Um reservatório único pode alojar 2 ou mais tais módulos. Pre-ferivelmente, cada módulo compreende uma pluralidade de cestos de penei-ra associados com cada conduíte de retrolavagem.

Uma vantagem adicional dos módulos de peneira da presenteinvenção é que um sistema de acionamento único pode ser disposto paramover cada um dos conduítes de retrolavagem com respeito aos seus ces-tos de peneira associados. Em particular, uma montagem preferida compre-ende um sistema de acionamento único para mover todos os cestos de pe-neira com relação ao seu conduíte de retrolavagem associado.

Além disso, a presente invenção leva em conta um sistema sim-plificado de válvulas na montagem de retrolavagem, de modo a executar aoperação de retrolavagem em cada cesto de peneira. Em particular, no ar-ranjo modular discutido antes, a montagem pode compreender uma monta-gem de válvula para seletivamente abrir cada um dos conduítes de retrola-vagem para iniciar uma operação de retrolavagem para os cestos de peneiraassociados com este conduíte de retrolavagem. Detalhes de uma montagemde válvula preferida são dados daqui por diante.

A abertura na montagem de retrolavagem pode ser disposta pa-ra ser muito perto da superfície externa da tela de peneira do respectivo ces-to de peneira. Dessa maneira, durante o ciclo de retrolavagem, o líquido épuxado na direção inversa através da tela de peneira, removendo dessamaneira os sólidos capturados na superfície externa. No entanto, em umarranjo preferido, a abertura no conduíte de retrolavagem é disposta em uma distância da superfície externa do cesto de peneira que, durante uma opera-ção de retrolavagem, o líquido é puxado tanto através da tela de peneira dedentro do cesto de peneira quanto do lado de fora do cesto de peneira atra-vés da superfície externa da tela de peneira. Essa combinação tanto do lí-quido de fluxo direto quanto de fluxo cruzado fornece uma maior eficiência de limpeza durante o ciclo de retrolavagem, aperfeiçoando a capacidade depeneiração da montagem e encurtando o tempo de retrolavagem. A aberturano conduíte de retrolavagem é preferivelmente disposta de modo que, du-rante uma operação de retrolavagem, a razão do fluxo de líquido através datela de peneira para o fluxo de líquido através da tela de peneira é de 3:1 a 1:3, mais preferivelmente 2:1. Para alcançar isso, a abertura no conduíte deretrolavagem está preferivelmente em uma distância de 0,5 a 10,0 mm dasuperfície externa da tela de peneira, mais particularmente de 0,75 a 3,0 mmda superfície externa da tela de peneira, dependendo da dimensão das par-tículas sólidas na entrada da corrente de líquido.

A dimensão da abertura no conduíte de retrolavagem pode serselecionada para fornecer o desempenho de retrolavagem requerida, quedependerá em parte da taxa a ser executada. Preferivelmente, a área daabertura no conduíte de retrolavagem é de 0,1 a 10% da área de superfícieda tela de peneira, mais preferivelmente de 0,1 a 4% da área de superfície da tela de peneira.

É preferido que o conduíte de retrolavagem oculte somente umaporção menor da tela de peneira, permitindo dessa maneira que a porçãomaior da tela opere completamente na peneiração de líquido. Preferivelmen-te, o conduíte de retrolavagem oculta menos do que 10% da superfície ex- terna da tela de peneira.

A montagem de peneira pode ser disposta de modo que a fun-ção de peneiração seja interrompida para um cesto de peneira particular en-quanto a operação de retrolavagem está sendo conduzida. Preferivelmente,no entanto, o conduíte de retrolavagem é disposto de modo que, durante aoperação de retrolavagem, a porção da tela de peneira em direção oposta àabertura no conduíte de retrolavagem permaneça operativa na operação depeneiração. A habilidade de realizar as operações de retrolavagem e penei-ração simultaneamente usando um dado cesto de peneira é uma vantagemparticular da presente invenção.

Em um aspecto adicional, a presente invenção fornece um mé-todo de peneirar um líquido que compreende:

fazer com que o líquido passe do lado de fora de um cesto depeneira através de uma tela de peneira para o lado de dentro do cesto depeneira;

fazer com que o conduíte de retrolavagem tendo uma aberturadisposta adjacente à superfície externa da tela de peneira se mova com re-lação à superfície externa da tela de peneira, por meio do que a porção datela de peneira adjacente à abertura no conduíte de retrolavagem é submeti-da a uma operação de retrolavagem.

Como percebido acima, a operação de peneiração e a operaçãode retrolavagem podem ser realizadas sucessivamente em um dado cestode peneira. No entanto, preferivelmente, as operações de peneiração e deretrolavagem são continuadas simultaneamente para um dado cesto de pe-neira.

A operação de retrolavagem preferivelmente compreende o lí-quido fluindo do lado de dentro do cesto de peneira através da tela de penei-ra e para a abertura no conduíte de retrolavagem e o líquido fluindo da adja-cência do lado de fora do cesto de peneira através da tela de peneira, comodiscutido acima. Preferivelmente, a razão do fluxo de líquido através da telade peneira e para a abertura no conduíte de retrolavagem e o fluxo de líqui-do através da tela de peneira para a abertura no conduíte de retrolavagem éde 3:1 a 1:3, mais preferivelmente 1:2.

O conduíte de retrolavagem pode ser movido com relação à telade peneira do cesto de peneira, que pode também mover ou ser estacioná-rio. No entanto, é preferido que o conduíte de retrolavagem seja estacionárioe a tela de peneira seja movida em relação à abertura no conduíte de retro-lavagem.

Mais vantajosamente, uma pluralidade de cestos de peneira éassociada com o conduíte de retrolavagem. Preferivelmente, o conduíte deretrolavagem compreende uma abertura para cada da pluralidade de cestosde peneira.

A área de abertura no conduíte de retrolavagem é de 0,1 a 10%da área de superfície da tela de peneira, mais preferivelmente de 0,1 a 4%da área de superfície da tela de peneira.

Como percebido acima, o conceito que fundamenta a presenteinvenção leva em conta uma pluralidade de cestos de peneira separadospara serem dispostos e associados com um conduíte de retrolavagem. Des-sa maneira, em um aspecto adicional, a presente invenção fornece um sis-tema de peneira compreendendo:

um alojamento de peneira tendo uma entrada para fluido bruto euma saída para fluido peneirado;

uma pluralidade de cestos de peneira disposta dentro do aloja-mento, uma da superfície interna e uma da externa do cesto de peneira es-tando em comunicação fluida com a entrada do fluido bruto e a outra da su-perfície interna e da externa do cesto de peneira estando em comunicaçãofluida com a saída de fluido peneirado;

uma montagem de coletor de retrolavagem compreendendo umconduíte de retrolavagem operável para conduzir uma operação de retrola-vagem na pluralidade de cestos de peneira.

Mais vantajosamente, a montagem de coletor de retrolavagem édisposta para conduzir uma operação de retrolavagem na pluralidade decestos de peneira simultaneamente.

Ainda em um aspecto adicional, a presente invenção fornece ummétodo de peneiração de um fluido compreendendo:

fazer com que o fluido passe do lado de fora de cada de umapluralidade de cestos de peneira através de uma tela de peneira para o ladode dentro de cada cesto de peneira;

fazer com que o conduíte de retrolavagem que tem uma aberturapara se mover com relação à superfície externa de cada tela de peneira, pormeio do que a porção da tela de peneira adjacente à abertura no conduítede retrolavagem, seja submetido a uma operação de retrolavagem.

A pluralidade de cestos de peneira é preferivelmente submetidaa uma operação de retrolavagem simultaneamente.

Finalmente, como percebido acima, a presente invenção vanta-josamente permite uma pluralidade de módulos de peneira separados, cadaum compreendendo um ou mais cestos de peneira, para serem servidos porum sistema de acionamento único, em particular um motor de acionamentoúnico, e um sistema de retrolavagem único. A esse respeito, a presente in-venção também fornece, em um aspecto adicional, uma montagem de válvu-la para uso na montagem de retrolavagem de uma montagem de peneira oude filtração, a montagem de retrolavagem compreendendo uma pluralidadede conduítes de retrolavagem cada um tendo uma abertura de saída, a mon-tagem de válvula compreendendo uma placa de válvula tendo uma aberturanela, a placa de válvula sendo móvel para trazer a abertura em alinhamentocom a abertura de saída de um conduíte de retrolavagem para, dessa ma-neira, conectar o conduíte de retrolavagem com um conduíte de saída.

A placa de válvula é preferivelmente giratória, a rotação da placade válvula fazendo com que a abertura nela se mova para dentro e para forado alinhamento com conduítes de retrolavagem sucessivos. Em um arranjopreferido, a abertura é uma abertura arqueada. Isso permite que a aberturaseja formada na placa de válvula de modo que o comprimento do arco daabertura determine o comprimento de tempo em que a válvula é aberta. Paraoperação da montagem de peneira da presente invenção, a abertura preferi-velmente se estende através de um arco de 10 a 30°, mais preferivelmentede 15 a 25°. A abertura pode ser dimensionada de modo que um conduítede retrolavagem único seja aberto em qualquer tempo. Alternativamente, aabertura pode ser dimensionada para permitir que dois ou mais conduítes deretrolavagem sejam abertos.Embora a válvula possa ser disposta de modo que existam perí-odos quando nenhum conduíte de retrolavagem está aberto, a força degrampeamento hidráulico resultante pode tornar a rotação da placa de válvu-la difícil. Isso é particularmente o caso onde o motor que está acionando aplaca de válvula tem torque insuficiente para superar a força de grampea-mento hidráulico. Em tais casos, é preferido que a placa de válvula e a aber-tura sejam dispostas de modo que exista sempre pelo menos um conduítede retrolavagem pelo menos parcialmente aberto em qualquer tempo dadoou posição em operação.

Embora a montagem de válvula da presente invenção tenha sidodescrita em conjunção com o sistema de retrolavagem de uma montagem depeneira ou de filtração, será entendido que os princípios da montagem deválvula podem ser aplicados à abertura e fechamento de qualquer faixa deaberturas, tubos ou conduítes, conforme a necessidade pode ditar.

As modalidades da presente invenção serão agora descritassomente a título de exemplo, tendo referência aos desenhos em anexo, emque:

A figura 1 é uma vista em corte transversal longitudinal atravésde uma montagem de peneira de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

a figura 2 é uma vista em corte transversal da montagem da figu-ra 1 ao longo da linha II-II;

a figura 3 é uma representação simplificada do arranjo de cestosde peneira e conduíte de retrolavagem de acordo com uma modalidade pre-ferida da presente invenção; e

a figura 4 é uma vista em corte transversal da montagem da figu-ra 1 ao longo da linha IV-IV mostrando a montagem de válvula da presenteinvenção.

Com referência à figura 1, é mostrada uma montagem de penei-ra, geralmente indicada como 2, compreendendo um alojamento 4 na formade um reservatório cilíndrico geralmente perpendicular de desenho e cons-trução convencionais. Embora a modalidade mostrada nas figuras e discuti-da daqui por diante seja disposta essencialmente na vertical, será apreciadoque a montagem pode ser orientada em outras posições, por exemplo, hori-zontalmente, conforme a necessidade pode ditar.

O alojamento tem uma extremidade abobadada superior 6 presaao corpo central 8 do alojamento 4 por intermédio de flanges 10a e 10b. Amontagem 2 é suportada em uma base 12, permitindo que a montagem sejasegurada em qualquer localização adequada. O alojamento 4 é fornecidocom uma entrada 14 para o líquido ser peneirado e uma saída 16 para o lí-quido peneirado.

Uma montagem de peneira, geralmente indicada como 20, é re-tida dentro do alojamento 4 entre uma placa superior 22 e uma placa inferior24. A placa superior 22 é retida sendo ensanduichada entre os flanges 10a e10b na extremidade 6 e corpo 8 do alojamento 4. Gaxetas adequadas (nãomostradas) são usadas para assegurar uma vedação estanque a líquido en-tre os componentes e os flanges. Como mostrado mais claramente na figura2, a montagem de peneira 20 compreende uma pluralidade de módulos depeneira 26, cada módulo de peneira compreendendo um tubo de retrolava-gem central 28 e três cestos de peneira 30. Como mostrado na figura 2, oarranjo mostrado nas figuras compreende um total de sete módulos de pe-neira 26. Um tubo de retrolavagem único 28 e um cesto de peneira único 30são mostrados na figura 1, puramente por razões de clareza.

Cada módulo de peneira 26 é disposto substancialmente na ver-tical dentro do corpo 8 do alojamento 4. Cada tubo de retrolavagem 28 seestende para cima a partir da placa inferior 24, a extremidade inferior do tubode retrolavagem 28 sendo fechado pela placa inferior. Na sua extremidadesuperior, o tubo de retrolavagem 28 se estende através da placa superior 22e abre na cavidade na extremidade superior 6 do alojamento 4 acima da pla-ca superior.

Cada tubo de retrolavagem 28 é fornecido com um corte Iongitu-dínal 32 se estendendo ao longo do seu comprimento no ponto faceandocada um dos cestos de peneira 30 associados com o tubo de retrolavagem.Esse arranjo é mostrado em forma estilizada na figura 4. Como uma alterna-tiva ao corte 32, o tubo de retrolavagem pode ser fornecido com uma sériede orifícios. Um percurso de fluxo para o líquido de retrolavagem é, por con-seguinte, formado se estendendo da região do alojamento 4 circundando oscestos de peneira 30, através dos cortes 32 em cada tubo de retrolavagem28 e na cavidade superior do alojamento 4. Uma saída (não mostrada porrazões de clareza) para o líquido de retrolavagem é fornecida na porção su-perior do alojamento 4.

Cada cesto de peneira 30 se estende entre a placa superior 22 ea placa inferior 24. Na sua extremidade superior, cada cesto de peneira 30 éfechado e vedado na sua extremidade superior adjacente à placa superior22. Na sua extremidade inferior, cada cesto de peneira 30 se estende diretoe abre na cavidade abaixo da placa inferior 24. Cada cesto de peneira 30compreende uma tela de peneira 34 geralmente cilíndrica que se estendesubstancialmente em todo o comprimento do cesto de peneira 30 entre aplaca superior 22 e a placa inferior 24. Um percurso de fluxo de peneiraçãopara líquido é, por conseguinte, formado se estendendo da entrada 14 e dacavidade dentro da porção central 8 do alojamento 4, através da tela de pe-neira 34, para baixo ao longo do interior do cesto de peneira 30 e na cavida-de inferior no alojamento 4 abaixo da placa inferior 24. A saída 16 é forneci-da para remover líquido peneirado do alojamento 4.

No arranjo mostrado nas figuras, cada tubo de retrolavagem 28e seus cestos de peneira 30 associados são móveis com respeito um ao ou-tro tendo os cestos de peneira 30 giratórios. A montagem de acionamentopara girar os cestos de peneira 30 é mostrada na figura 1 e em detalhes nafigura 2. Uma engrenagem de acionamento central 40 é fornecida, montadaem um eixo de acionamento central 42 que se estende através da placa su-perior 22 e acionada por uma montagem de motor (não mostrada por clare-za). É uma vantagem particular da modalidade mostrada nas figuras quetodos os cestos de peneira são acionados de uma montagem de motor úni-ca.

Cada cesto de peneira 30 é fornecido com uma engrenagem fixa44 na sua extremidade superior adjacente à placa superior 22. A engrena-gem fixa 44 em cada cesto de peneira 30 é fixada na sua relação com o ces-to de peneira, de modo que a rotação da engrenagem fixa 44 faz com quetodo o cesto de peneira gire. Cada tubo de retrolavagem 28 é fornecido comuma engrenagem intermediária 46 na sua extremidade superior adjacente à placa superior 22. A engrenagem intermediária 46 é livre para girar em tornodo tubo de retrolavagem 28, sem causar rotação do tubo de retrolavagem. Aengrenagem intermediária 46 de cada tubo dè retrolavagem 28 engata coma engrenagem fixa 44 em cada um dos cestos de peneira 30 associados. Ocesto de peneira 30 mais profundo, que é o cesto disposto mais perto do eixo central do alojamento 4, de cada módulo tem sua engrenagem fixa 44engatada com a engrenagem de acionamento central 40.

Em operação, a rotação da engrenagem de acionamento central40 causa rotação do cesto de peneira 28 mais profundo de cada módulo,que por sua vez aciona os cestos de peneira remanescentes por meio da engrenagem intermediária 46 em cada tubo de retrolavagem 28.

De modo a operar a função de retrolavagem para limpar a telade peneira em cada cesto de peneira, a montagem 2 é fornecida com umamontagem de válvula. A montagem de válvula compreende uma placa deválvula 50 circular, mostrada em detalhes na figura 4. A placa de válvula 50 é montada para rotação na superfície superior da placa superior 22, comomostrado na figura 1. Uma montagem de acionamento de retrolavagem (nãomostrada para clareza) é fornecida para girar a placa de válvula 50. A placade válvula 50 é fornecida com uma abertura arqueada 52 alongada, posicio-nada de maneira que a rotação da placa de válvula 50 faz com que a abertu- ra 52 passe além da extremidade aberta de cada tubo de retrolavagem 28em rotação. O comprimento da abertura arqueada 52 determina o compri-mento do tempo em que cada tubo de retrolavagem 28 é aberto, que por suavez determina o comprimento da operação de retrolavagem aplicado em ca-da módulo de peneira. Com a largura na direção radial da abertura arqueada ajustada como a mesma que o diâmetro interno de cada tubo de retrolava-gem, o comprimento de tempo, em que cada tubo de retrolavagem é aberto,é proporcional ao arco da abertura, para uma dada velocidade de rotação daplaca de válvula. Isso é preferivelmente de 10 a 30°. Como mostrado na figu-ra 4, a abertura se estende através de um arco de 19°.

De modo a fornecer suporte e rigidez para a estrutura interna damontagem de peneira, barras de ligação 60 se estendem dentro do aloja-mento 4 entre e são parafusadas à placa superior 22 e à placa inferior 24. Asbarras de ligação são mostradas na figura 1, mas foram omitidas das figurasremanescentes por razão de clareza.

Em operação, um líquido a ser peneirado, tal como água do mar,é alimentado à entrada 14 do alojamento 4, de onde ele entra na cavidadecentral da.montagem. O líquido passa através da tela de peneira 34 de cadacesto de peneira 30, cuja ação é deixar quaisquer sólidos arrastados na su-perfície externa da tela de peneira 34. O líquido peneirado flui ao longo docesto de peneira 30 e na cavidade abaixo da placa inferior 24, de onde eledeixa a montagem através da saída 16.

Depois de um período de operação, a pressão diferencial atra-vés das telas de peneira irá aumentar, devido ao desenvolvimento de mate-rial sólido e de resíduos. Em uma queda de pressão predeterminada, a ope-ração de retrolavagem é iniciada.

A operação de retrolavagem é começada iniciando a montagemde acionamento para girar os cestos de peneira 30 por meio da engrenagemde acionamento central 40. Essa ação faz com que toda a superfície externade cada tela de peneira 34 passe através do corte ou orifício respectivo 32no tubo de retrolavagem 28 associado. Ao mesmo tempo, a placa de válvula50 é girada, fazendo com que a abertura arqueada 52 passe para dentro epara fora de alinhamento com a extremidade superior de cada tubo de retro-lavagem 28 em giro. Conforme a abertura 52 passa por um tubo de retrola-vagem 28, o interior do tubo é ventilado para a pressão na extremidade abo-badada 6 do alojamento, que é tipicamente pressão ambiente ou atmosféri-ca. Isso estabelece um significante diferencial de pressão entre o líquido nacavidade central do alojamento e a saída do tubo de retrolavagem 28 aberta,cujo efeito é duplo. Primeiro, o líquido é puxado através da tela de peneira34 na direção inversa do fluxo normal, que é de dentro do cesto de peneira30 para o lado de fora e no corte 32 no tubo de retrolavagem 28. Segundo, olíquido que circunda a tela de peneira é feito fluir através da superfície exter-na da tela de peneira e no corte 32 no tubo de retrolavagem. Por conseguin-te, um sistema de retrolavagem de fluxo duplo é estabelecido.

A porção da tela de peneira 34 que é exposta ao corte no tubode retrolavagem 28 e o fluxo de retrolavagem que é justo uma fração da su-perfície total são da tela de peneira. Tipicamente, isso é de 0,1 a 10% daárea total da superfície. Dessa maneira, uma taxa muito alta de fluxo de re-trolavagem é gerada, levando a uma eficiência de limpeza da tela muito- 10 grande. Tipicamente, as velocidades do fluxo de retrolavagem de 2 m/s emaiores podem ser alcançadas e mantidas.

Conforme a abertura 52 na placa de válvula 50 se move fora doalinhamento com o primeiro tubo de retrolavagem 28, a operação de retrola-vagem para este módulo de peneira irá cessar. O próximo módulo de penei-ra na direção de rotação da placa de válvula 50 começará seu ciclo de retro-lavagem uma vez que a abertura 52 na placa de válvula 50 entra em alinha-mento com o tubo de retrolavagem 28. No arranjo mostrado nas figuras emanexo, a placa de válvula 50 é fornecida com uma abertura 52 única de taldimensão que somente um tubo de retrolavagem 28 pode ser aberto emqualquer tempo dado. Desta forma, somente um módulo suporta retrolava-gem por um tempo. Se desejado, mais do que uma abertura 52 pode serfornecida na placa de válvula 50 ou a abertura pode ser maior, de modo quemais do que um módulo de peneira pode suportar a retrolavagem ao mesmotempo.

É uma característica da montagem de peneira dessa invençãoque a peneiração continue enquanto módulos de peneira individuais estãosuportando uma retrolavagem. Na verdade, um cesto de peneira dado podeexistir tendo uma porção de sua tela de peneira sendo limpa pelo ciclo deretrolavagem discutido acima, deixando a área remanescente da tela dispo-nível para peneiração.

O comprimento do tempo de operação do sistema de retrolava-gem será determinado pelas circunstâncias de operação, em particular aconcentração de material sólido no líquido que está sendo peneirado. Umavez que o diferencial de pressão através das telas de peneira é reduzido pa-ra níveis normais de operação, a operação de retrolavagem é interrompida ea operação normal é continuada. Em tal caso, é idealizado que o sistema deretrolavagem irá operar intermitentemente. No entanto, a montagem de pe-neira da presente invenção é flexível na sua operação, de modo que líquidosfortemente poluídos contendo um alto conteúdo de sólidos podem ser penei-rados e o sistema de retrolavagem operado continuamente.

O método e o aparelho da presente invenção, nos seus váriosaspectos, foram expostos e descritos com referência à peneiração de flui-dos, em particular de líquidos. Nesse aspecto, a peneiração é para ser en-tendida como um efeito de superfície, fornecendo separação nominal entreos sólidos e os fluidos em que eles são arrastados, por exemplo, 98% deremoção de todas as partículas maiores do que 100 μm. Será entendido quevários aspectos da invenção podem também ser aplicados em outros pro-cessos de separação de sólidos no fluido, tal como filtração, incluindo filtra-ção profunda e os similares.

A presente invenção foi particularmente descrita em relação àseparação de sólidos de um líquido. No entanto, os princípios da presenteinvenção nos seus vários aspectos podem também ser aplicados à remoçãode sólidos de fluidos em geral, incluindo correntes gasosas.

Claims

1. Sistema de peneira compreendendo:um alojamento de peneira tendo uma entrada para fluido bruto euma saída para fluido peneirado;um cesto de peneira tendo uma tela de peneira e disposto dentrodo alojamento, a superfície externa da tela de peneira estando em comuni-cação fluida com a entrada de fluido bruto e a superfície interna da tela depeneira estando em comunicação fluida com a saídá do fluido peneirado;uma montagem de coletor dè retrolavagem compreendendo umconduíte de retrolavagem tendo uma abertura disposta adjacente à superfí-cie externa da tela de peneira, o conduíte de retrolavagem e o cesto de pe-neira sendo móveis em relação um ao outro, de modo a permitir que a aber-tura passe através da superfície externa da tela de peneira.

2. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 1, em queo cesto de peneira é giratório com respeito ao conduíte de retrolavagem, pormeio do que porções sucessivas da superfície externa da tela de peneirapodem ser expostas à abertura no conduíte de retrolavagem.

3. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 1 ou 2, emque o conduíte de retrolavagem é um tubo, a abertura no conduíte de retro-lavagem sendo um ou mais cortes ou orifícios no tubo.

4. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 3, em quea abertura no conduíte de retrolavagem compreende um ou mais cortes lon-gitudinais ou orifícios.

5. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 4, em quea abertura no conduíte de retrolavagem é um corte longitudinal ou orifício seestendendo substancialmente no completo comprimento da tela de peneira.

6. Sistema de peneira de acordo com qualquer reivindicaçãoprecedente, em que uma pluralidade de cestos de peneira é associada como conduíte de retrolavagem.

7. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 6, em queo conduíte de retrolavagem compreende uma abertura para cada da plurali-dade de cestos de peneira.

8. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 6 ou 7, emque a pluralidade de cestos de peneira é disposta radialmente em torno doconduíte de retrolavagem.

9. Sistema de peneira de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 6 a 8, em que pelo menos três cestos de peneira são associadoscom o conduíte de retrolavagem.

10. Sistema de peneira de acordo com qualquer reivindicaçãoprecedente, compreendendo uma pluralidade de módulos de peneira, cadamódulo compreendendo um conduíte de retrolavagem e pelo menos um ces-to de peneira associado com o conduíte de retrolavagem.

11. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 10, emque cada módulo compreende uma pluralidade de cestos de peneira associ-ados com cada conduíte de retrolavagem.

12. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 10 ou 11,compreendendo adicionalmente um sistema de acionamento único para mo-ver todos os cestos de peneira com relação ao seu conduíte de retrolavagemassociado.

13. Sistema de peneira de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 10 a 12, compreendendo adicionalmente uma montagem de válvu-la para seletivamente abrir cada um dos conduítes de retrolavagem para ini-ciar uma operação de retrolavagem para os cestos de peneira associadoscom este conduíte de retrolavagem.

14. Sistema de peneira de acordo com qualquer reivindicaçãoprecedente, em que a abertura no conduíte de retrolavagem é disposta emuma distância da superfície externa do cesto de peneira que, durante a ope-ração de retrolavagem, o fluido é puxado tanto através da tela de peneira dedentro do cesto de peneira quando do lado de fora do cesto de peneira atra-vés da superfície externa da tela de peneira.

15. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 14, emque a abertura no conduíte de retrolavagem é disposta de modo que, duran-te uma operação de retrolavagem, a razão do fluxo de fluido transversal àtela de peneira para o fluxo de fluido através da tela de peneira é de 3:1 a

16. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 15, emque, durante a operação de retrolavagem, a razão de fluxo de fluido trans-versal à tela de peneira para o fluxo de fluido através da tela de peneira écerca de 2:1.

17. Sistema de peneira de acordo com qualquer reivindicaçãoprecedente, em que a abertura do conduíte de retrolavagem está em umadistância de 0,5 a 10,0 mm da superfície externa da tela de peneira.

18. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 17, emque a abertura no conduíte de retrolavagem está em uma distância de 0,75 a-3,0 mm da superfície externa da tela de peneira.

19. Sistema de peneira de acordo com qualquer reivindicaçãoprecedente, em que a área da abertura no conduíte de retrolavagem é de 1para 10% da área de superfície da tela de peneira.

20. Sistema de peneira de acordo com a reivindicação 19, emque a área da abertura no conduíte de retrolavagem é de 2 a 4% da área desuperfície da tela de peneira.

21. Sistema de peneira de acordo com qualquer reivindicaçãoprecedente, em que o conduíte de retrolavagem é disposto de modo que,durante a operação de retrolavagem, a porção da tela de peneira longe daabertura no conduíte de retrolavagem permanece operativo na operação depenei ração.

22. Método de peneirar um fluido compreendendo:fazer com que o fluido passe do lado de fora de um cesto de pe-neira através de uma tela de peneira para o lado de dentro do cesto de pe-neira;fazer com que o conduíte de retrolavagem tendo uma aberturadisposta adjacente à superfície externa da tela de peneira se mova com re-lação à superfície externa da tela de peneira, por meio do que a porção datela de peneira adjacente à abertura no conduíte de retrolavagem é submeti-da a uma operação de retrolavagem.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, em que a opera-ção de retrolavagem compreende fluir um fluido de dentro do cesto de penei-ra através do cesto de peneira e para a abertura no conduíte de retrolava-gem e fluir o fluido de adjacente ao lado de fora do cesto de peneira trans-versal à tela de peneira.

24. Método de acordo com a reivindicação 22 ou 23, em que oconduíte de retrolavagem é estacionário e a tela de peneira é movida comrelação à abertura no conduíte de retrolavagem.

25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22a 24, em que uma pluralidade de cestos de peneira é associada com o con-duíte de retrolavagem.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, em que o conduí-te de retrolavagem compreende uma abertura para cada da pluralidade decestos de peneira.

27. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22a 26, em que a razão do fluxo de fluido através da tela de peneira e na aber-tura no conduíte de retrolavagem e o fluxo de fluido transversal à tela de pe-neira na abertura no conduíte de retrolavagem é de 3:1 para 1:3.

28. Método de acordo com a reivindicação 27, em que a razãode fluxos é de cerca de 1:2.

29. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22a 28, em que a área da abertura no conduíte de retrolavagem é de 1 para10% da área de superfície da tela de peneira.

30. Método de acordo com a reivindicação 29, em que a área daabertura no conduíte de retrolavagem é de 2 a 4% da área de superfície datela de peneira.

31. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22a 30, em que a porção da tela de peneira não adjacente à abertura no con-duíte de retrolavagem opera para peneirar o fluido que está passando atra-vés da tela de peneira do lado de fora do cesto de peneira para o lado dedentro do cesto de peneira.

32. Sistema de peneira compreendendo:um alojamento de peneira tendo uma entrada para fluido bruto euma saída para fluido peneirado;uma pluralidade de cestos de peneira disposta dentro do aloja-mento, uma da superfície interna e da externa no cesto de peneira estandoem comunicação fluida com a entrada de fluido bruto e a outra da superfície interna e da externa do cesto de peneira estando em comunicação fluidacom a saída do fluido peneirado;uma montagem de coletor de retrolavagem compreendendo umconduíte de retrolavagem operável para conduzir uma operação de retrola-vagem na pluralidade de cestos de peneira.

33. Montagem de peneira de acordo com a reivindicação 32, emque a montagem de coletor de retrolavagem é disposta para conduzir umaoperação de retrolavagem na pluralidade de cestos de peneira simultanea-mente.

34. Método de peneirar um fluido compreendendo: fazer com que o fluido passe do lado de fora de cada de umapluralidade de cestos de peneira através de uma tela de peneira para o ladode dentro de cada cesto de peneira;fazer um conduíte de retrolavagem tendo uma abertura para semover com relação à superfície externa de cada tela de peneira, por meio do que a porção da tela de peneira adjacente à abertura no conduíte de retrola-vagem é submetida a uma operação de retrolavagem.

35. Método de acordo com a reivindicação 34, em que a plurali-dade de cestos de peneira é submetida a uma operação de retrolavagemsimultaneamente.

36. Montagem de válvula para uso na montagem de coletor deretrolavagem de uma montagem de peneira, a montagem de coletor de re-trolavagem compreendendo uma pluralidade de conduítes de retrolavagemcada um tendo uma abertura de saída, a montagem de válvula compreen-dendo uma placa de válvula tendo uma abertura nela, a placa de válvula sendo móvel para trazer a abertura para alinhamento com a abertura externade um conduíte de retrolavagem para, dessa maneira, conectar o conduítede retrolavagem com um conduíte de saída.

37. Montagem de válvula de acordo com a reivindicação 36, emque a placa de válvula é giratória, a rotação da placa de válvula fazendo comque a abertura nela se mova para dentro e para fora de alinhamento comsucessivos conduítes de retrolavagem.

38. Montagem de válvula de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 36 a 37, em que a abertura é uma abertura arqueada.

39. Montagem de válvula de acordo com a reivindicação 38, emque a abertura é formada na placa de válvula de modo que o comprimentodo arco da abertura determina o comprimento de tempo que a válvula é a-berta.

40. Montagem de válvula de acordo com a reivindicação 39, emque a abertura se estende através de um arco de 10 a 30°.