BRPI0519309B1 - válvula de estrangulamento e método para aumentar tamanhos de gotículas em uma corrente de fluído multifásica - Google Patents

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Abstract

válvula de estrangulamento e método para aumentar tamanhos de gotículas em uma corrente de fluido multifásica. uma válvula de estrangulamento joule-thompson ou de outro tipo compreende um canal de saída (7) no qual meios que conferem turbilhonamento (10) impõem um movimento de turbilhonamento (14) à corrente de fluido resfriada pela válvula, induzindo, desse modo, que gotículas liquidas turbilhonem em direção à periferia externa do canal de saída de fluido (7) e coalesçam em gotículas liquidas maiores que podem ser separadas facilmente de um fluido carreador gasoso ou outro.

Description

(54) Título: VÁLVULA DE ESTRANGULAMENTO E MÉTODO PARA AUMENTAR TAMANHOS DE GOTÍCULAS EM UMA CORRENTE DE FLUÍDO MULTIFÁSICA (51) Int.CI.: F25J 3/06; B01D 45/16; F16K 47/08; F15C 1/16 (30) Prioridade Unionista: 30/12/2004 EP 04107064.0 (73) Titular(es): TWISTER B.V.
(72) Inventor(es): MARCO BETTING / 12 “VÁLVULA DE ESTRANGULAMENTO E MÉTODO PARA AUMENTAR TAMANHOS DE GOTÍCULAS EM UMA CORRENTE DE FLUIDO MULTIFÁSICA”
Fundamentos da invenção [001] A invenção refere-se a uma válvula de estrangulamento e um método para aumentar os tamanhos de gotículas líquidas em uma corrente de fluido que flui através de uma válvula estrangulada.
[002] Na indústria de petróleo e gás as válvulas de controle são usadas para controlar pressão, nível, temperatura e fluxo. Em alguns casos essas válvulas de controle operam em condições obstruídas ou estranguladas, uma vez que queda de pressão suficiente é criada sobre a válvula de controle. No processamento de gás natural essa redução de pressão sobre uma válvula faz a temperatura cair sem extração de calor ou trabalho a partir do gás. Esse assim chamado processo de expansão isentálpica também é conhecido como esfriamento Joule-Thompson (JT). A válvula que cria essa redução de pressão é chamada válvula JT. O efeito de esfriamento sobre uma válvula JT é usado para condensar uma parte da corrente de gás natural, de modo que a fração liquefeita possa ser separada em um recipiente. Para a maioria desses recipientes separadores a força de acionamento é igualmente a força de inércia ou a da gravidade ou, em outras palavras, as massas das gotículas liquefeitas determinam a eficiência da separação. Esse Separador de Baixa Temperatura precedido por uma válvula JT é normalmente referido como um sistema JT-LTS.
[003] Mesmo quando a função principal de uma válvula JT é o controle de taxa de fluxo, é freqüentemente esquecido que a segunda função é criar uma fase de líquido separável. Na indústria de processamento de gás, o tamanho de gotícula principal resultante de uma expansão isentálpica sobre uma válvula JT é desconhecido, por isso a eficiência de separação dos separadores a jusante é em grande parte desconhecida. De tempos em tempos
Petição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 23/41 / 12 problemas de qualidade de gás ocorrem devido à eficiência de separação subótima. Nesses casos é freqüentemente o ponto de orvalho de hidrocarboneto, que permanece muito alto, que indica que as gotículas de hidrocarboneto especialmente tendem a ser muito pequenas.
[004] O pedido de patente internacional WO 2004/001260 e as patentes US 4.384.592 e 4.671.321 revelam válvulas de estrangulamento que são equipadas com meios que conferem turbilhonamento que geram vórtices no fluxo de fluido que passa através da válvula.
[005] As válvulas conhecidas a partir das patentes US 4.383.592 e
4.671.321 são providas com luvas perfuradas nas quais as perfurações têm diferentes orientações em relação ao eixo central da luva, de modo que uma pluralidade de vórtices seja gerada no fluxo de fluido que passa através da válvula, vórtices que podem ser contra-revolução e servem como amortecedores de ruído.
[006] A válvula conhecida a partir do pedido de patente internacional WO 2004/001260 é provida com uma haste de válvula que define uma câmara de vórtice fluídico com entradas tanto tangenciais quanto não-tangenciais. Se a válvula estiver completamente aberta ou quase completamente aberta o fluido flui somente através das entradas tangenciais, sem gerar um turbilhão no fluxo de fluido. Se a válvula estiver quase fechada, então, o fluido flui somente através das entradas não-tangenciais, gerando, desse modo, um vórtice e resistência ao fluxo, e suprimindo o desgaste erosivo e de cavitação do mecanismo de válvula.
[007] As patentes US 4.055.961 e 4.544.390 e o pedido de patente internacional WO 2004/083691 revelam válvulas de estrangulamento nas quais os componentes gasosos são condensados como resultado do efeito Joule Thompson.
[008] Um problema com a Joule Thompson e outras válvulas conhecidas é que o tamanho das gotículas líquidas condensadas é geralmente
Petição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 24/41 / 12 pequeno, de modo que seja gerado um fluxo de névoa a partir do qual as fases líquida e gasosa não possam ser facilmente separadas.
[009] É um objetivo da presente invenção resolver esse problema e prover uma válvula de estrangulamento na qual possam ser formadas gotículas líquidas maiores do que nas válvulas de estrangulamento conhecidas.
Sumário da invenção [0010] De acordo com a invenção é provida uma válvula de estrangulamento tendo um alojamento, um corpo de válvula arranjado e modo móvel no alojamento para controlar o fluxo de uma corrente de fluido escoando de um canal de entrada para um canal de saída de fluido da válvula, de modo que a corrente de fluido seja expandida e resfriada, e os meios que conferem turbilhonamento que impõem um movimento de turbilhonamento à corrente de fluido escoando através do canal de saída de fluido caracterizado pelo fato de que os meios que conferem turbilhonamento são orientados de modo que, se a válvula for totalmente aberta, a corrente de fluido turbilhone ao redor de um eixo longitudinal do canal de saída de fluido, induzindo, desse modo, que gotículas de líquido que são formadas durante a expansão ao longo do trajeto de fluxo da válvula turbilhonem em direção à periferia externa do canal de saída de fluido e coalesçam.
[0011] A válvula de estrangulamento opcionalmente compreende um corpo central substancialmente cônico que é arranjado no canal de saída de fluido e que é substancialmente coaxial a um eixo central do canal de saída de fluido, e que gera um canal de saída de fluido tendo uma área de seção transversal gradativamente crescente em direção a jusante, gerando, desse modo, um vórtice com um fator de turbilhonamento que promove crescimento e coalescência de gotículas de fluido condensado.
[0012] A válvula pode compreender adicionalmente uma luva perfurada pela qual o fluido escoa do canal de entrada de fluido para o canal
Petição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 25/41 / 12 de saída de fluido caso, no uso, o corpo de válvula permita o fluido fluir do canal de entrada de fluido para o canal de saída de fluido, e os meios que conferem turbilhonamento serem providos por perfurações longitudinal e circunferencialmente providas da luva que têm pelo menos parcialmente orientação tangencial em relação a um eixo longitudinal da luva, de modo que, no uso, a corrente de fluido seja induzida a turbilhonar ao redor do eixo longitudinal do canal de saída de fluido.
[0013] Pelo menos algumas perfurações podem ter um eixo central, que cruza um eixo longitudinal da luva a uma distância selecionada D e a um ângulo agudo selecionado entre 0 e 90 graus e a superfície interna da luva perfurada pode ficar localizada em um raio R do eixo longitudinal da luva, de modo que a relação entre a distância D e o raio R fique entre 0,2 e 1, de preferência, entre 0,5 e 0,99.
[0014] A válvula pode ser uma válvula Joule Thompson tendo um canal de saída de fluido substancialmente tubular e um corpo de válvula compreendendo um pistão que é móvel em uma direção substancialmente longitudinal através do canal de saída de fluido e a luva perfurada pode ser presa ao pistão de modo que uma extremidade de jusante substancialmente anular do canal de entrada de fluido, pelo menos parcialmente, circunde a luva perfurada e pelo menos algum líquido induzido a fluir do canal de entrada de fluido, via perfurações não-radiais na luva perfurada para o canal de saída de fluido quando o corpo de válvula estiver em uma posição totalmente aberta.
[0015] De acordo com a invenção também é provido um método para aumentar tamanhos de gotículas em uma corrente de fluido multifásica compreendendo gotículas líquidas e um fluido carreador escoando através de uma seção de saída de uma válvula de estrangulamento, onde meios que conferem turbilhonamento impõem um movimento de turbilhonamento à corrente de fluido escoando através do canal de saída de fluido, caracterizado
Petição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 26/41 / 12 pelo fato de que a pressão livre disponível na válvula de estrangulamento é usada para expansão isentálpica e para criar um fluxo de turbilhonamento na corrente de fluido escoando através do canal de saída da válvula, induzindo, desse modo, que gotículas líquidas turbilhonem em direção à periferia externa do canal de saída de fluido e coalesçam para gotículas de líquido aumentadas. [0016] O fluido poderia ser igualmente 1) um carreador predominantemente gasoso com uma fase líquida ou 2) um carreador predominantemente líquido com uma fase líquida e/ou gasosa imiscível. Um exemplo da opção 1) é um processo de separação a baixa temperatura (LTS) com uma válvula JT alimentada por uma corrente de gás natural com fração líquida de condensados, água e glicol. Um exemplo da opção 2) é um processo de estabilização de condensado com uma válvula de estrangulamento alimentada por uma corrente de condensado com fração líquida de água e/ou glicol.
[0017] Estas e outras características, objetivos e vantagens da válvula de estrangulamento e do método de acordo com a presente invenção se tornarão visíveis a partir das reivindicações anexas, resumo e descrição detalhada de um modo de realização da válvula de estrangulamento de acordo com a presente invenção, nos quais é feita referência aos desenhos anexos. Descrição resumida dos desenhos [0018] A Figura 1A ilustra uma vista seccional longitudinal de uma válvula de estrangulamento de acordo com a invenção;
a Figura 1B ilustra em uma escala alargada uma vista em seção transversal do canal de saída da válvula de estrangulamento da Figura 1A;
a Figura 1C ilustra o movimento de turbilhonamento da corrente de fluido no canal de saída da válvula de estrangulamento das Figuras 1A e 1B;
a Figura 1D ilustra a concentração das gotículas líquidas na periferia externa do canal de saída da válvula de estrangulamento das Figuras
Petição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 27/41 / 12
1A e 1B;
a Figura 2A ilustra uma vista seccional longitudinal da válvula de estrangulamento convencional;
a Figura 2B ilustra em uma escala alargada uma vista em seção transversal do canal de saída da válvula de estrangulamento da Figura 2A;
a Figura 2C ilustra o movimento errático da corrente de fluido no canal de saída da válvula convencional das Figuras 2A e 2B; e a Figura 2D ilustra o fluxo de nevoa uniforme com pequenas gotículas líquidas no canal de saída da válvula de estrangulamento convencional das Figuras 2A e 2B.
Descrição detalhada de um modo de realização da invenção [0019] O modo de realização da válvula de estrangulamento de acordo com a presente invenção mostrado nas Figuras 1A-1D tem uma geometria de válvula capaz de realçar o processo de coalescência das gotículas formadas durante a expansão ao longo do caminho de fluxo de uma Joule-Thomson ou outra válvula de estrangulamento. Essas gotículas maiores são separáveis de modo melhor do que seria o caso nas Joule-Thomson ou outras válvulas de estrangulamento.
[0020] A válvula mostrada na Figura 1A compreende um alojamento de válvula 1 no qual um corpo de válvula tipo pistão 2 e a luva perfurada associada 3 são arranjados de modo deslizante, de modo que, por meio da rotação de uma roda dentada 4 em uma haste de válvula 5, uma haste de pistão dentada 6 empurre o corpo de válvula tipo pistão para cima e para baixo em um canal de saída de fluido 7 como ilustrado pela seta 8. A válvula tem um canal de entrada de fluido 9 que tem uma seção anular a jusante 9A que pode circundar o pistão 2 e/ou a luva perfurada 3 e o fluxo do fluido que é permitido fluir a partir do canal de entrada de fluido 9 para o canal de saída de fluido 7 é controlado pela posição axial do corpo de válvula tipo pistão 2 e a luva perfurada associada 3. A válvula, além disso, compreende um corpo
Petição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 28/41 / 12 central cônico 15 que é substancialmente coaxial com um eixo central 11 do canal de saída de fluido 7 e que gera um canal de saída 7 tendo uma área em seção transversal que aumenta gradualmente na direção a jusante, gerando, desse modo, uma desaceleração controlada do fluxo de fluido no canal de saída 7 e um vórtice com um fator de turbilhão que promove o crescimento e coalescência das gotículas líquidas condensadas.
[0021] A Figura 1B ilustra que na válvula de estrangulamento de acordo com a invenção a luva perfurada 3 compreende perfurações inclinadas ou não-radiais 10, que são perfuradas em uma orientação parcialmente tangencial selecionada em relação a um eixo central 11 do canal de saída de fluido 7, de modo que o eixo longitudinal 12 de cada uma das perfurações 10 cruze o eixo central 11 a uma distância D, que está entre 0,2 e 1, de preferência entre 0,5 e 0,99 vezes o raio interno R da luva 3.
[0022] As perfurações inclinadas 10 criam um fluxo de turbilhonamento na corrente de fluido que flui através do canal de saída de fluido 7, como ilustrado pela seta 14. O movimento de turbilhonamento também pode ser imposto por uma geometria específica do aprumo de válvula e/ou haste de válvula. Na válvula de acordo com a invenção a pressão livre disponível é usada para expansão isentálpica para criar um fluxo de turbilhonamento na corrente de fluido. A energia cinética é, então, dissipada principalmente através do amortecimento do vórtice ao longo de um comprimento de tubo estendido a jusante da válvula.
[0023] As Figuras 1C e 1D ilustram que a vantagem de criar um fluxo de turbilhonamento no canal de saída da válvula é dupla:
1. Padrão de velocidade regular -> menos cisalhamento interfacial -> menos fragmentação de gotícula -> gotículas maiores
2. Concentração de gotículas na circunferência externa 7A da área de fluxo do canal de saída de fluido 7 -> coalescência aperfeiçoada -> gotículas maiores 18.
Petição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 29/41 / 12 [0024] Embora qualquer Joule-Thomson ou outra válvula tipo de obstrução e/ou estrangulamento fosse adequada para criar um fluxo de turbilhonamento, é preferido usar uma válvula de estrangulamento do tipo de obstrução, como a suprida pela Mokveld Valves B.V. e revelada em seu pedido de patente internacional WO 2004/083691.
[0025] As Figuras 2A-2D ilustram uma válvula de gaiola para serviço de controle de fluxo suprida pela Mokveld Valves B.V., na qual o fluxo de fluido é estrangulado sobre uma luva perfurada 23, que é conectada a um corpo de válvula tipo pistão 22.
[0026] A válvula de estrangulamento da Mokveld convencional mostrada na Figura 2A compreende um alojamento de válvula 21 no qual um corpo de válvula tipo pistão 22 e a luva perfurada associada 23 são arranjadas de modo deslizante, de modo que, por meio da rotação de uma roda dentada 24 em uma haste de válvula 25, uma haste de pistão dentada 26 empurre o corpo de válvula tipo pistão para cima e para baixo em um canal de saída de fluido 27, como ilustrado pela seta 28. A válvula tem um canal de entrada de fluido 29 que tem uma seção anular a jusante 29A que pode circundar o pistão 22 e/ou a luva perfurada 223 e o fluxo de fluido que é permitido fluir a partir do canal de entrada de fluido 29 para o canal de saída de fluido 27 é controlado pela posição axial do corpo de válvula tipo pistão 22 e da luva perfurada associada 23.
[0027] A luva convencional 23 compreende perfurações - entalhes e furos - que têm uma orientação radial, ou seja, retangular à superfície cilíndrica da luva 23. Deslocando-se o pistão 22 e a luva 23 na direção axial, a área de fluxo pode ser controlada.
[0028] Como ilustrado na Figura 2C, o padrão de fluxo em uma válvula de gaiola com aberturas radiais é altamente desordenado, introduzindo, desse modo, forças de cisalhamento altas que fazem as gotículas se fragmentarem em gotículas menores.
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9/12
Cálculos que ilustram o efeito do fluxo de turbilhonamento sobre o tamanho de gotícula [0029] Os cálculos a seguir ilustram o efeito de um movimento de turbilhonamento do fluxo de névoa no canal de saída de fluido 7 sobre a coalescência e crescimento das gotículas líquidas.
[0030] Os cálculos são feitos somente a título de exemplo e não limitam o método e a válvula de estrangulamento de acordo com a presente invenção à aplicação de qualquer teoria cientifica.
[0031] Suposto que a válvula opere em condições obstruídas, a velocidade de entrada tangencial média (Utan) do fluido será próxima a 150m/s. Para um diâmetro de gaiola típico (D) de 80mm, a resistência de vórtice Γ seria:
Γ = = 38m2/S Equação 1 [0032] Para determinar em qual posição radial uma gotícula de diâmetro (d = lum) com densidade (Pl = 650kg/m3) turbilhonará de fluido gasoso com densidade (po = 60kg/m3), viscosidade (v = 2.107m2/s) e intensidade de drenagem (Q = 4m2/s), é usada a expressão a seguir:
Γ
Ίβ
Figure BRPI0519309B1_D0001
Figure BRPI0519309B1_D0002
mm
Equação 2 [0033] Na suposição que »99% de toda a massa líquida são representados por gotículas de d > lum, então, essa massa é concentrada na área de fluxo fora do raio Req = 25mm representa 61% da área de fluxo em seção transversal total. A densidade de número de gotícula (N) agora é aumentada com um fator de 1,67 comparado a um fluxo não de turbilhonamento.
[0034] A fórmula básica para o número de colisões entre as gotículas do mesmo tamanho é, de acordo com Chesters:
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Equação 3
Na equação 3:
Ncol = o número de colisões que ocorrem por segundo e por m3 N = o número de gotículas presentes por mY urei = a velocidade relativa entre as gotículas d = o diâmetro de gotícula = 2r (o raio) ki = uma constante de ordem 1 [0035] Visto que N em um fluxo de turbilhonamento é aumentado com um fator 1,67, a taxa de colisão de gotícula aumenta com um fator de 1,672 = 2,8.
A velocidade relativa (urel) entre gotículas é determinada com:
1. Movimento browniano
2. Movimento de turbilhonamento
3. Movimento de força centrífuga [0036] Para a coalescência a variação de tamanho de gotícula de interesse é de 1 < d < 5um. Para essa variação de tamanho, a velocidade relativa é dominada pelo movimento de turbilhonamento. O movimento browniano pode ser negligenciado, visto que a colisão molecular não influenciará gotículas de 1μηι. Embora o movimento de força centrífuga realce o relativo movimento de gotícula em fluxos de turbilhonamento, ele ainda é negligenciado, à medida que o turbilhonamento é o acionador mais dominante.
[0037] A eficiência de coalescência pode ser expressa como o momento no qual uma gotícula multiplica seu tamanho. Uma gotícula de d = 1 mícron não é separável na gravidade normal ou separadores centrífugos. Para se tornar separável é exigido um aumento mínimo de fator 5 no diâmetro de gotícula. A fim de alcançar um aumento de fator 5 no diâmetro de gotícula, têm de ocorrer 53 = 125 colisões. Portanto, o tempo de retenção mínimo exigido para deixar uma gotícula colidir 125 vezes com outras gotículas (tns)
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11/12 é definido na tabela abaixo. Essas equações para escalas de tempo de coalescência somente levam em conta o movimento de turbilhonamento como força de acionamento.
Tabela 1: Escalas de tempo de coalescência para fluxo de turbilhonamento e não de turbilhonamento
Não turbilhonamento T urbilhonamento
24S f'iS Vo Tempo mínimo de retenção exigido para criar gotícula 5 vezes maior por meio de coalescência 2,7 c 0,2 s
9, 192*10'13 6,5*10'12
Densidade de número a to (No) l*io14m-3 l,67*1014m'3
Diâmetro de gotícula (d) 1 μιη 1 μιη
Dissipação de turbilhonamento (ε) 1,105 m2/s3 5,106 m2/s3
Viscosidade cinética (v) 2,IO’7 m2/s 2,IO’7 m2/s
Constante (C) (Saffman e Turner) 1,3 1,3
Escala de comprimento exigida (L125) (velocidade axial = lOm/s) 27 m 2 m
[0038] Uma primeira ordem de aproximação do efeito do fluxo de turbilhonamento sobre a coalescência de gotícula, mostra um aperfeiçoamento principal da taxa de coalescência devido ao turbilhonamento de fluxo. Gotículas alargadas com um fator 5 - de modo que estas se tornem separáveis em um recipiente separador convencional - exigem uma escala de comprimento típica de 2 metros para um fluxo de turbilhonamento comparado a 27 metros para um fluxo não de turbilhonamento.
[0039] Como ilustrado na Figura ID, a presença de um movimento de turbilhonamento na válvula de estrangulamento de acordo com a invenção concentra as gotículas 18 em uma área de fluxo reduzida 7A na fronteira externa (61% do total) do canal de saída de fluido 7, de modo que a densidade de número de gotícula aumente com um fator de cerca de 1,67. Além disso, a taxa da dissipação de turbilhonamento no núcleo de vórtice é grande por
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[0040] Será entendido que a criação de gotículas líquidas grandes no canal de saída 7 da válvula de estrangulamento de acordo com a invenção tornará mais fácil separar a fase líquida e gasosa em uma montagem de separação de fluido que pode ser arranjada a jusante da válvula de estrangulamento. Essa montagem de separação de fluido subsequente pode compreender um ou mais recipientes de separação por gravidade e/ou por ciclone.
[0041] O fluido poderia ser igualmente 1) um carreador predominantemente gasoso com uma fase líquida ou 2) um carreador predominantemente líquido com uma fase líquida e/ou gasosa imiscível. Um exemplo da opção 1) é um processo de LTS com uma válvula JT alimentada por uma corrente de gás natural com fração líquida de condensados, água e glicol. Um exemplo da opção 2) é um processo de estabilização de condensado com uma válvula de estrangulamento alimentada por uma corrente de condensado com fração líquida de água e/ou glicol.
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Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Válvula de estrangulamento tendo um alojamento (1), um corpo de válvula (2) arranjado de modo móvel no alojamento para controlar o fluxo de uma corrente de fluido escoando de um canal de entrada de fluido (9) para um canal de saída de fluido (7) da válvula, de modo que a corrente de fluido seja expandida e resfriada, e meios que conferem turbilhonamento (10) os quais impõem um movimento de turbilhonamento à corrente de fluido escoando através do canal de saída de fluido (7), caracterizada pelo fato de que os meios que conferem turbilhonamento (10) são orientados de modo que, se a válvula for totalmente aberta, a corrente de fluido turbilhone em torno de um eixo longitudinal (11) do canal de saída de fluido (7), induzindo, desse modo, que gotículas de líquido, que são formadas durante a expansão ao longo do trajeto de fluxo da válvula, turbilhonem em direção à periferia externa (7A) do canal de saída de fluido (7) e coalesçam; em que
    - a válvula compreende adicionalmente uma luva perfurada (3) pela qual fluido escoa do canal de entrada de fluido (9) para o canal de saída de fluido (7) caso, em uso, o corpo de válvula (2) permita fluido fluir do canal de entrada de fluido (9) para o canal de saída de fluido (7), e os meios que conferem turbilhonamento (10) são providos por perfurações (10) longitudinal e circunferencialmente espaçadas da luva perfurada (3) que têm uma orientação pelo menos parcialmente tangencial em relação a um eixo longitudinal (11) da luva, de modo que, em uso, a corrente de fluido seja induzida a turbilhonar ao redor do eixo longitudinal (11) do canal de saída de fluido;
    - caso a válvula estiver totalmente aberta, o corpo de válvula (2) permite que fluido escoe do canal de entrada de fluido (9) para o canal de saída de fluido (7) através dos meios que conferem turbilhonamento (10)
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  2. 2 / 5 providos pelas perfurações (10) da luva perfurada (3); e
    - a válvula de estrangulamento possui meios que conferem turbilhonamento apenas a jusante da luva perfurada (3).
    2. Válvula de estrangulamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um corpo central cônico (15) é arranjado no canal de saída de fluido (7), cujo corpo é coaxial a um eixo central (11) do canal de saída de fluido (7), e que gera um canal de saída tendo uma área de seção transversal gradativamente crescente em direção a jusante, gerando, desse modo, um vórtice com um fator de turbilhonamento que promove crescimento e coalescência de gotículas de fluido condensado.
  3. 3. Válvula de estrangulamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que pelo menos algumas perfurações (10) têm um eixo central (12), que cruza um eixo longitudinal (11) da luva (3) a uma distância selecionada D e a um ângulo agudo selecionado.
  4. 4. Válvula de estrangulamento, de acordo com a reivindicação
    3, caracterizada pelo fato de que a superfície interna da luva perfurada (3) é localizada em um raio R do eixo longitudinal (11) da luva (3) e a razão entre a distância D e o raio R fica entre 0,2 e 1.
  5. 5. Válvula de estrangulamento, de acordo com a reivindicação
    4, caracterizada pelo fato de que a razão entre a distância D e o raio R fica entre 0,5 e 0,99.
  6. 6. Válvula de estrangulamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que é uma válvula Joule Thompson tendo um canal de saída de fluido tubular e um corpo de válvula compreendendo um pistão que é móvel em uma direção longitudinal através do canal de saída de fluido (7) e onde a luva perfurada (3) é presa ao pistão de modo que uma extremidade anelar a jusante do canal de entrada de fluido (9) circunde, pelo menos parcialmente, a luva perfurada e pelo menos algum líquido induzido a fluir do canal de entrada de fluido, via perfurações nãoPetição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 36/41
    3 / 5 radiais na luva perfurada (3) para o canal de saída de fluido quando o corpo de válvula estiver em uma posição totalmente aberta.
  7. 7. Método para aumentar tamanhos de gotículas em uma corrente de fluido multifásica compreendendo gotículas líquidas e um fluido carreador escoando através de um canal de saída de fluido (7) de uma válvula de estrangulamento, onde meios que conferem turbilhonamento (10) impõem um movimento de turbilhonamento à corrente de fluido escoando através do canal de saída de fluido (7), caracterizado pelo fato de que a pressão livre disponível na válvula de estrangulamento é usada:
    - para expansão isentálpica ao controlar o fluxo de uma corrente de fluido escoando de um canal de entrada de fluido (9) para um canal de saída de fluido (7) da válvula de modo que a corrente de fluido é expandida e resfriada, e
    - para criar um fluxo de turbilhonamento na corrente de fluido escoando através do canal de saída (7) da válvula ao escoar a corrente de fluido do canal de entrada de fluido (9) para o canal de saída de fluido (7) através da luva perfurada (3), em que
    - a corrente de fluido a montante da luva perfurada (3) é não turbilhonante; e
    - os meios que conferem turbilhonamento (10) são providos por perfurações longitudinal e circunferencialmente espaçadas da luva perfurada que tem uma orientação pelo menos parcialmente tangencial em relação ao eixo longitudinal (11) da luva;
    induzindo, desse modo, que gotículas líquidas turbilhonem em direção à periferia externa (7A) do canal de saída de fluido (7) e coalesçam.
  8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a válvula de estrangulamento compreende:
    - um alojamento (21);
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    4 / 5
    - um corpo de válvula (22) arranjado de modo móvel no alojamento (21) de modo que o corpo de válvula controle o fluxo de fluido de multicomponentes de um canal de entrada de fluido para o canal de saída de fluido da válvula;
    - a luva perfurada (3) pela qual o fluido de multicomponentes escoa do canal de entrada de fluido (9) para o canal de saída de fluido (7) caso, no uso, o corpo de válvula permita o fluido escoar do canal de entrada de fluido (9) para o canal de saída de fluido (7), e
    - onde pelo menos algumas perfurações (10) da luva (3) têm uma orientação pelo menos parcialmente tangencial em relação a um eixo longitudinal (11) da luva (3), de modo que o fluido de multicomponentes seja expandido e convertido em uma corrente de fluido multifásica que é induzida para turbilhonar dentro do canal de saída de fluido (7), e gotículas de líquido que são induzidas para turbilhonar em direção à periferia externa do canal de saída de fluido (7) e a coalescer em gotículas líquidas maiores.
  9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que um conjunto de separação gás-líquido é conectado ao canal de saída da válvula de estrangulamento, em cujo conjunto fases líquida e gasosa da corrente de fluido multifásica descarregada pela válvula são, pelo menos parcialmente, separadas.
  10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido multifásica compreende hidrocarboneto e fluidos aquosos e onde pelo menos uma fração dos fluidos aquosos é convertida em gotículas líquidas de água que são induzidas a turbilhonar em direção à periferia externa do canal de saída de fluido e a coalescer em gotículas de água maiores e/ou película de água anular na periferia externa (7A) do canal de saída de fluido (7).
  11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido multifásica compreende
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    5 / 5 um fluido carreador gasosos e o canal de entrada de fluido (9) e/ou o canal de saída de fluido (7) e/ou outra parte do interior da válvula de estrangulamento prover um canal de fluido tendo uma seção de estrangulamento na qual a corrente de fluido é acelerada e, desse modo, induzida a se expandir e resfriar por meio do efeito Joule Thompson.
  12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a corrente de fluido multifásica é expandida na seção de estrangulamento para uma velocidade transônica ou supersônica.
    Petição 870180025716, de 29/03/2018, pág. 39/41
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