DK170761B1 - Fremgangsmåde og apparat til gasflotationsbehandling af en produceret vandblanding indeholdende olie og vand - Google Patents

Fremgangsmåde og apparat til gasflotationsbehandling af en produceret vandblanding indeholdende olie og vand Download PDF

Info

Publication number
DK170761B1
DK170761B1 DK285186A DK285186A DK170761B1 DK 170761 B1 DK170761 B1 DK 170761B1 DK 285186 A DK285186 A DK 285186A DK 285186 A DK285186 A DK 285186A DK 170761 B1 DK170761 B1 DK 170761B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
gas
mixture
flotation
pressure
pressure reducing
Prior art date
Application number
DK285186A
Other languages
English (en)
Other versions
DK285186A (da
DK285186D0 (da
Inventor
David Brownlee Rochford
William Heald Sutton
Christopher Richard Bond
Brian Wilkinson
Original Assignee
Serck Baker Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Serck Baker Ltd filed Critical Serck Baker Ltd
Publication of DK285186D0 publication Critical patent/DK285186D0/da
Publication of DK285186A publication Critical patent/DK285186A/da
Application granted granted Critical
Publication of DK170761B1 publication Critical patent/DK170761B1/da

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/1431Dissolved air flotation machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0205Separation of non-miscible liquids by gas bubbles or moving solids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/02Froth-flotation processes
    • B03D1/028Control and monitoring of flotation processes; computer models therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/1412Flotation machines with baffles, e.g. at the wall for redirecting settling solids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Description

i DK 170761 B1
Opfindelsen vedrører en fremgangsmåde og et apparat til brug ved reduktion af olieindholdet af produktionsvand ved hjælp af flotation som angivet i indledningen til henholdsvis krav 1 og 11.
5 I det følgende betyder udtrykket "produktvand" en blanding af olie og vand indeholdende en gas i opløsning under overtryk. Produktvand er typisk en komponent af et brøndhovedprodukt, der opnås i en førstetrins- eller produktionsseparator under olieproduktion inden for pe-10 troleumsindustrien.
Det er kendt at benytte opløst-gasflotation til at behandle produktvand udtaget fra en første trins- eller produktionsseparator benyttet til at separere råolie, gas og produktvand, når separatoren fødes direkte med 15 fluidum fra et brøndhoved. Ved processen med opløst-gas flotation frembringes imidlertid meget små gasbobler, med forholdsvis lave stigehastigheder, hvilket betyder, at separationen af olie går langsomt. Derfor må sådanne opløste gasflotationsenheder være store som følge af de 20 små stigehastigheder af de kombinerede oliedråber og gasbobler. Der er ligeledes et betydeligt kraftforbrug forbundet med gasmætningen i væskefasen, og behandlingsanlægget er yderligere kompliceret ved, at det har styreudrustninger til at styre niveauer i en mætningsbehol-25 der. Yderligere kræves der sikkerhedsudstyr for at beskytte mætningsbeholderen mod brand og mod overtryk.
Fra US patentskrift nr. 3.884.803 kendes en fremgangsmåde til rensning af vand, der er forurenet med en let olie. Ved denne fremgangsmåde føres hovedstrømmen af 30 forurenet vand direkte til en flotationsbeholder, medens en delstrøm, efter at være blevet tilsat en mindre mængde tung olie, pumpes ind i en trykbeholder, hvor tilsat gas går i opløsning i blandingen. Blandingen ledes derefter under trykreduktion ind i flotationsbeholderen, 35 hvor gassen udskilles under dannelse af et stort antal 2 DK 170761 B1 fine bobler, der stiger op mod overfladen og river oliedråberne med sig. Olien kan derefter ledes bort fra vandoverfladen efterladende renset vand i beholderen.
Det er også kendt at benytte en induceret-gas 5 flotationsproces til genindvinding af olie fra olieholdigt vand inden for olieindustrien. Denne proces er baseret på frembringelse af forholdsvis store gasbobler, som hjælper med til at separere olie fra vand. De store diametre af gasboblerne, der frembringes ved denne pro-10 ces, fører imidlertid til dårligere olierensningsvirkningsgrader. Ligeledes kræver et pumpesystem til fremme af optagelsen af gas med henblik på den påfølgende frigivelse af gassen en signifikant energitilførsel.
US-patentskrift nr. 3 446 188 beskriver et flota-15 tionssystem, i hvilket gennemluftet vand pumpes ind i et flotationskammer.
US-patentskrift nr. 3 623 608 beskriver et klaringssystem til gasflotationsbehandling af olieforurenet vand. I en flotationsbeholder frigives gas, der er til 20 stede i opløst form, og mængden af den frigivne gas øges ved at indføre gas i væsken, før den tilføres beholderen. Systemet benytter en kombination af begge de ovenfor omtalte fremgangsmåder.
Med opfindelsen tilvejebringes en fremgangsmåde 25 til gasflotationsbehandling af en produceret vandblanding indeholdende olie og vand med henblik på at reducere vandets olieindhold, hvor blandingen produceres kontinuerligt under højt tryk og hvor en gas naturligt er til stede i opløsning, ved hvilken fremgangsmåde blan-30 dingen ledes fra en første beholder under nævnte høje tryk gennem et første rør til en flotationsbeholder ved omgivelsestryk, ved hjælp af et første styrbart trykformindskelsesorgan beliggende i det første rør, og det første styrbare trykformindskelsesorgan drives efter 35 valg for at overføre blanding fra den første beholder til flotationsbeholderen svarende til en bestemt produk- 3 DK 170761 B1 tionshastighed for blandingen, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at der tilvejebringes et andet rør med et andet styrbart trykformindskelsesorgan, hvilket andet rør leder blandingen fra et udløbssted opstrøms for før-5 ste styrbare trykformindskelsesorgan, til et afgangssted i forbindelse med flotationsbeholderen og at det andet styrbare trykformindskelsesorgan drives således, at der ved nævnte afgangssted etableres en strøm af blanding ladet med bobler af nævnte naturligt tilstedeværende gas 10 frigjort fra opløsning og forårsaget af kavitation, med henblik på gasflotationsbehandling af blandingen i flotationsbeholderen .
Det har vist sig, at der kan opnås en bedre styret og varieret fordeling af gasboblediametrene (enhver 15 gas med egnede opløselighedsegenskaber) uden behov for beholdere til overmætning af gas, degassere for overskydende gas, kontroludstyr, recirkulationssystemer til pumper, og rør, hvilke alle er nødvendige ved teknikker, der anvender induceret-gas og opløst-gas flotationspro-20 cesser.
Ved denne fremgangsåde er det ikke nødvendigt som ved den fra US-patentskrift nr. 3 884 803 kendte fremgangsmåde at tilsætte yderligere olie til produktvandet for at lette olieudskillelsen. Fremgangsmåden adskiller 25 sig yderligere fra den kendte teknik ved, at det er en mættet blanding, der deles i to strømme og hver delstrøm af blandingen udsættes for en styret trykreduktion, der giver en forøget kontrol af boblestørrelsen i flotationsbeholderen, hvilket har den fordel, at processen 30 kan styres med større nøjagtighed og kan drives med mindre gasforbrug end det, der kræves til anlæggene ifølge den kendte teknik.
En foretrukket fremgangsmåde til gasflotationsbehandling af en produceret vandblanding omfattende olie 35 og vand, med henblik på at reducere vandets olieindhold, hvor blandingen produceres kontinuerligt under højt tryk 4 DK 170761 B1 og hvor en gas naturligt er til stede i opløsnigen, er ejendommelig ved, at den fremstillede vandblanding deles i en første og en anden portion, at den første portion modificeres ved at dens tryk reduceres i et en-5 kelt trin, at den modificerede første portion afleveres til en flotationsbeholder, at den anden portion modificeres ved at reducere dens tryk for at bevirke en styret dannelse af gasbobler i denne af en ønsket gennemsnitsstørrelse, hvilke gasbobler frigives fra opløsning og 10 forårsages af kavitation, og at den modificerede anden portion indføres i flotationsbehaolderen for at bevirke gasflotationsbehandling af den kombinerede første og anden portion.
Det har vist sig, at der kan opnås en bedre sty-15 ret og varieret fordeling af gasboblediametrene (enhver gas med egnede opløselighedsegenskaber) uden behov for beholdere til overmætning af gas, degassere for overskydende gas, kontroludstyr, recirkulationssystemer til pumper, og rør, hvilke alle er nødvendige ved teknikker, 20 der anvender induceret-gas og opløst-gas flotationsprocesser .
I en foretrukket anvendelse af opfindelsen i olieindustrien er overmætningen af injektionsfluidumet, som virker som det bevægende fluidum, der indeholder 25 gassen, der er til rådighed til flotationen, en indbygget egenskab ved fluidumet fra et oliereservoir ved brøndhovedet før trykreduktionen under atmosfæriske betingelser. Som følge heraf er fluidumet i en produk-.tionsseparator, som virker ved et tryk, der er højere 30 end atmosfærisk tryk, pr. definition overmættet i sammenligning med tilstanden ved normalt atmosfærisk tryk.
Ved derfor at lede produktionsvandet fra en produktionsseparator direkte til en flotationsbeholder fås en let tilgængelig kilde af overmættet gas.
35 Forholdet mellem den til rensningsformål benyt tede injektionsstrøm den totale indkomne strøm afhænger 5 DK 170761 B1 af flere parametre. Disse afhænger af separatorens driftstryk, koncentrationen af olie i vand for den indkomne strøm og vedligeholdelsen af gasudviklingen i koncentrationer, der er mindre end det, der forårsager til-5 stande med klumpvis strømning som følge af for store ansamlinger af gasbobler.
Det andet styrbare trykreduktionsorgan kan efter valg indstilles til at frembringe bobler i strømmen af blandingen i et flertrinsproces. I et første trin indu-10 cerer en første trykreduktion forholdsvis store bobler ved partiel frigivelse af gas fra en opløsning. Disse førstetrins-bobler sønderdeles i et andet trin gennem et sønderdelingsorgan, såsom en diffuserplade, dvs. et pladeaggregat med mange huller. I et tredje trin sker en 15 fuldstændig reduktion af trykket, og dette frembringer en yderligere mængde opløst gas, som træder ud af opløsningen som følge af kavitation, hvorved diameteren af boblerne fra det andet trykreduktionstrin yderligere reduceres. Trykreduktionen i det tredje eller endelige 20 trin kan imidlertid også styres gennem dyser således, at boblediametrene kan være lig med eller større end de, der normalt findes i opløst-gas flotationsprocessen.
Det er således muligt at frembringe en ønsket størrelsesfordeling af gasboblerne ved at variere de 25 trinvise trykreduktioner for at tillade, at et bredt område af strømme og koncentrationer af olie i vand behandles. Der kan derfor produceres renset spildevand til udløb, f.eks. i havet fra en off-shore olieproduktionsplatform, hvor spildvandet opfylder kravene i love og 30 andre regler, f.eks. regler vedrørende niveauet for forurening med hydrocarbon.
Det er også muligt at tilvejebringe apparatur, som kræver formindskede kapitaludgifter som følge af eliminationen af recirkuleringssystemer som de, der be-35 nyttes til gasflotationssystemer med induceret eller opløst gas. Dette fører til en reduceret vedligeholdelse 6 DK 170761 B1 og til en forøget driftssikkerhed, ved at middeltiden mellem havarier forøges. Det er muligt at opnå en større driftsfleksibilitet som følge af større tilladelige variationer af strømningshastigheder. Der kan også benyt-5 tes en mindre flotationsbeholder, da der ikke er behov for den hydrauliske belastning, som kræves af recirkulationsstrømningen. I sammenligning med kendt teknik er der ingen driftsomkostninger i forbindelse med energi til frembringelse af gasboblerne.
10 Opfindelsen vil nu blive forklaret ved hjælp af nogle eksempler på udførelsesformer og med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et noget skematisk diagram af et apparat ifølge en foretrukket udførelsesform af opfindelsen, 15 og fig. 2 er et noget skematisk diagram af en brønd-hovedinstallation indeholdende apparatet i fig. 1.
Det i fig. 1 viste apparat benyttes i olieindustrien til at separere råolie fra vand og gas ved et 20 brøndhoved og påfølgende at rense produktionsvandet. Apparatet er bestemt til anvendelse på en off-shore produktionsplatform, men er også generelt egnet til brug på land.
Apparatet omfatter et rør l, som tilfører pro-25 duktet fra brøndhovedet i form af et fluidum eller en blanding til en produktionsseparator 2. Produktionsseparatoren drives ved et højt tryk og tillader, at produktet separeres i tre komponenter. En gaskomponent omfattende naturgas afgives og fjernes gennem et rør 3 30 til opbevaring eller ledes til en rørledning eller til afbrænding i en gasfakkel, hvis gassen ikke kan bruges med økonomisk fordel. Produktionsseparatoren 2 indeholder en prelplade 4, der danner en overløb, over hvilken en væsentlig andel af olien i produktet fra 35 brøndhovedet strømmer. Olien fjernes via et rør 5 til opbevaring eller ledes til en rørledning. Den væskefor- 7 DK 170761 B1 mige del af produktet fra brøndhovedet i produktionsseparatoren er tilstrækkelig stillestående til at tillade en væsentlig andel af de ønskede oliekomponenter at flyde op til overfladen af blandingen af olie og vand, og 5 niveauet i separatoren 2 styres således, at strømmen af olieforurenet vand over prelpladen 4 er minimal.
Dette olieforurenede vand, der i det følgende benævnes produktvand, udtages fra separatoren 2 via et rør 6 og deles derefter i to strømme. En delstrøm til 10 injektion strømmer igennem et rør 7 med en hastighed, som kan være mellem 1 og 50% af strømningshastigheden i røret 6. Den anden delstrøm 5 omfattende den resterende del af produktvandet ledes til et første styrbart trykreduktionsorgan i form af en niveaustyringsventil 8 15 og derfra via et rør 9 til en flotationsbeholder 10. Ventilen 8 drives med et enkelt trykreduktionstrin således, at den styrer niveauet af skillefladen mellem olie og vand i produktionsseparatoren 2 svarende til produktionshastigheden. Beholderen 10 drives stort set 20 ved brøndhovedets temperatur og ved et tryk, der ligger en smule over atmosfæretrykket, og den anden delstrøms tryk formindskes ved hjælp af ventilen 8 på en sådan måde, at der fås en stabil styring af niveauet af skillefladen i separatoren.
25 Injektions-delstrømmen af produktvand i røret 7 er mættet med gas ved produktionsseparatoren 21 s driftstryk og er således overmættet i forhold til tilstanden ved atmosfæretryk. Den nævnte delstrøm ledes til en primær trykreduktionsventil 11, i hvilken reduktio-30 nen af trykket inducerer forholdsvis store bobler, idet en del af gassen går ud af opløsning. Produktvandet med de indeholdte bobler ledes derefter via et sønderdelingsorgan 100, f.eks. i form af en dif fuserplade med et mangehuls-pladeaggregat til sekundære trykreduktions-35 ventiler 12 og 13, som kan være kombinerede eller forefindes hver for sig. Ventilen 12 tilvejebringer et DK 170761 B1 6 bypass for den totale strøm til indirekte injektion af injektions-delstrømmen i røret 7 i hovedfluidumstrømmen i røret 9. Bypass-røret med ventilen 12 forøger muligheden for adgang i tilfælde af vedligeholdelse og tilla-5 der, at størrelsen af beholderen 10 reduceres endnu mere.
Den primære trykreduktion, f.eks. fra 500 kN/m2 (5 Bar overtryk) til 250 kN/m2 (2,5 Bar overtryk) over ventilen 11 får gassen til at gå ud af opløsning og 10 fremkomme som store bobler. Sønderdelingsorganet 100 sønderdeler derefter de store bobler, som f. eks. forårsages af en trykreduktion på 50 kN/m2 (0,5 Bar absolut) og producerer mindre bobler, som ikke desto mindre stadigvæk er store sammenlignet med boblerne, der frembrin-15 ges i en konventionel opløst-gas flotationsproces.
Efter den primære trykreduktion er injektionsdelstrømmen af produktionsvand stadig mættet med gas i opløsning, men ved et mindre tryk. Ventilen 12 og/eller 13 tilvejebringer den endelige trykreduktion til det 20 hydrostatiske tryk svarende til væskehøjden i beholderen 10, og injektions-delstrømmen af produktionsvand tilføres (ved ventilen 13 gennem dyser) til den nedre del af beholderen 10, godt neden under fluidumniveauet i beholderen, med henblik på at oliedråberne og gasboblerne 25 blandes. Således forekommer der en flotationseffekt, men ved et mindre tryk end sædvanligt i opløst-gas flotationssystemer. En større del af gassen går ud af opløsning som følge af kavitation og danner bobler med en diameter, der er større end den, der produceres i den 30 kendte opløst-gas flotationsproces, da trykreduktionen over ventilen 12 og/eller 13 er mindre. Ved passende styring af strømningshastigheden og trykreduktionen mellem ventilerne 11 og 13, eller 11 og 12, er det muligt at indstille størrelsesfordelingen af boblerne fra 35 både den primære og den sekundære trykreduktion, så der opnås en optimal boblediameter. Disse bobler af optimal 9 DK 170761 B1 størrelse stiger op til overfladen af væsken i beholderen og fremmer separationen af olie fra vand med en optimeret stigehastighed af de kombinerede oliedråber og gasbobler, hvilken hastighed er større end den, der op-5 nås med de mindre boblestørrelser, der normalt forbindes med opløst-gasflotation.
Den separerede olie fjernes fra beholderen ved en kombination af en udtagning af olie over hele beholderens længde via et rør 14 og ved hjælp af et med ind-10 skæringer forsynet overløb via et rør 104. Der findes en ventil 101 til at styre væskeniveauet i beholderen 10. Lavtryksgas, der befinder sig over væskeniveauet, fjernes via et rør 15, og hvis det er økonomisk muligt genindvindes den, eller den afbrændes. Rent vand udtages 15 fra den nederste del af beholderen via et rør 16 og udtømmes f.eks. i havet. Et udluftningsrør 103 er forbundet over opstemningen 102 til røret 15 for at undgå en opbygning af tryk.
Fig. 2 illustrerer anvendelsen af apparatet i 20 fig. 1 i en installation til en offshore olieproduktionsplatform. Samme henvisningstal refererer til samme dele og vil ikke blive beskrevet igen i det følgende.
Installationen omfatter en separatorbeholder 17 for olieforurenet vand, hvilken beholder modtager olie-25 forurenet vand fra dræn via et rør 18, kondensatprodukter via et rør 19 og service fluida via et rør 20. Produktvand fra separatoren 2 kan også tilføres til beholderen 17 via et rør 21.
Beholderen 17 har et rør 22, som leder gas fra 30 beholderen til en lavtryksudluftning enten til genindvinding eller til afbrænding. Olieforurenet vand fra den nederste del af beholderen 17 tilføres via et rør 23 og røret 9 til flotationsbeholderen 10 til rensning.
Olie fra de øverste fluidumniveauer i beholderen udtages 35 f.eks. via et overløb og tilføres via et rør 24 til en tank 25 for genindvundet olie.
10 DK 170761 B1
Olie, der stadigvæk er delvis forurenet med vand, ledes fra flotationsbeholderen 10 via røret 14 til en separatortank 26, der virker ved tyngdens hjælp. Tanken 26 har et rør 27 til udtagning af gas 5 til en lavtryksafluftning. Fluidumet i separatortanken 26 holdes tilbage i et tidsrum, der er tilstrækkeligt til yderligere separation af olie fra vandet, og de øverste olielag udtages f.eks. ved hjælp af et overløb og tilføres via et rør 28 til tanken 25 for genind-10 vundet olie. Olieforurenet vand fra den nederste del af tanken 26 udtages og føres tilbage via et rør 29 og røret 9 til flotationsbeholderen 10 til yderligere rensning.
Tanken 25 for genindvundet olie har en neddyk-15 ket pumpe 30 til at tilføre olie under tryk fra tanken til et rør 31. Tanken 25 har et rør 32, som leder gas til et lavtryksventilationsrør til genindvinding eller til afbrænding. Olien under tryk leveres derefter til røret 5. Hvis nødvendigt kan noget af den genind-20 vundne olie fra tanken 30 ledes tilbage via et rør 33 til produktionsseparatoren 2.
Der findes også en sump 34 for olieforurenet vand til at modtage fluidum fra tanken 25, typisk når forholdene er uregelmæssige samt også fra andre kilder.
25 Denne sump er af konventionel type og vil ikke blive yderligere beskrevet.
Produktionsseparatoren 2 modtager i brug fluidum fra brøndhovedet og udfører en tre- eller firefase separation, dvs. separation af olie, gas, produktvand og 30 lejlighedsvis sand. Olien er til stede som en primær dispersion i fluidumet fra brøndhovedet, og der opnås en væsentlig grad af separation i separatoren 2. Imidlertid forbliver der en sekundær dispersion af olie i produktvandet i form af smådråber med en diameter, som 35 typisk ligger mellem 5 og 100 pm. Separation ved udnyttelse af tyngdekraften er ikke effektiv over for pro- DK 170761 Bl 11 duktvandet som følge af kravet til lange opholdstider og de dermed følgende store beholdere, som ville være nødvendige, for at der kunne ske en separation. Sådanne store beholdere er upraktiske og uøkonomiske, især til 5 offshore produktionsplatforme.
Injektions-delstrømmen af produktvand, hvis tryk reduceres i ventilerne 11 og 13, og som passerer gennem diffuserpladen umiddelbart nedstrøms for ventilen 11, frembringer bobler i flotationsbeholderen 10 med 10 en boblediameter i området fra 30 til 1000 ym. Området kan styres ved styring af ventilerne li og 13 og ved » konstruktionen af diffuserpladen, således at der tilvejebringes bobler, som ligger inden for et særlig ønsket diameterområde. Apparatet kan frembringe bobler inden 15 for området fra 0 til 20 volumenprocent af gas ved standardtemperatur og tryk (STP) af indstrømmende volumen uden behov for et recirkulationssystem omkring flotationsbeholderen 10. Dette står i modsætning til den kendte induceret-gas flotationsproces, som frembringer 20 bobler, hvor diametrene typisk ligger i et område på fra 500 til 2000 ym, men som kræver en recirkulationsmængde på 25-100% af den indstrømmende mængde, og kendte opløst-gas flotationsprocesser, som normalt frembringer bobler med en diameter i området på fra 30-120 ym, og som 25 kræver 5-10% recirkulation.
Den genindvundne olie fra flotationsbeholderen udtages f.eks. ved hjælp af en kombination af overløb med indskæringer, prelplader i fast og variabelt niveau og niveaustyringsventiler, og har en højere koncentra-30 tion end produktvandet fra produktionsseparatoren 2.
Denne genindvundne olie tilføres ved egen kraft eller pumpes til separatortanken 26, hvor den rigere oliefase let separeres, da flotationsbeholderen ved hjælp af flotationen allerede har medvirket til en sådan separa-35 tion, idet den har tendens til at ændre sekundære dispersioner til den, der er benævnt den primære disper- 12 DK 170761 B1 sion. Oliedråbedispersionerne er således tæt ved eller større end diametre på 100 ym.
I et apparat og en installation af de på tegningen viste udførelsesformer blev produktionsseparatoren 2 5 drevet med en kapacitet på over 620 m3 pr. time, og den tilvejebragte en råoliemængde på over 390 m3 pr. time og produktvand i en mængde på over 230 m3 pr. time og omkring 7,5 t gas til brændstof. Koncentrationen af indkommet olie i vandet målt som den totale mængde hydro-10 carbon var i gennemsnit 100 mg pr. liter. Koncentrationen af olie i vand for den afstrømmende mængde var omkring 25 mg pr. liter sammen med opløselige bestanddele på omkring 10 mg pr. liter, hvilket beløb sig til total oliefjernelsesvirkningsgrad for apparatet på omkring 15 83%. Forureningen af vandet, der strømmede ud af flotationsbeholderen var yderligere under de nuværende fastsatte grænser på 40 mg pr. liter, således at vandet var egnet til udledning direkte i havet.
Erfaringen har vist, at produktionsvands-gennem-20 strømninger større end 130 m3 pr. time ved benyttelse af et induceret-gas system ikke holder koncentrationen af forureningen i det udledte vand under den gældende grænse på 40 mg pr. liter. Det er således ikke muligt at forøge belastningen af anlæg til induceret-gas flota-25 tion. Det er også blevet konstateret, at simple opløst-gas flotationssystemer, som drives med strømningshastigheder over 200 m3 pr. time, ikke kan holde forureningen under 40 mg pr. liter som følge af dette systems manglende evne til at håndtere forbigående variationer af 30 koncentrationerne af olie i vand, hvilke variationer forekommer inden for olieproduktionen.
Apparatet er således i stand til at klare de nu-værede krav vedrørende koncentrationen af forurening i vand, der skal udledes, og kan indstilles til at klare 35 også strengere krav, hvis det er nødvendigt. Apparatet repræsenterer en væsentlig simplifikation og omkost-

Claims (16)

1. Fremgangsmåde til gasflotationsbehandling af 10 en produceret vandblanding indeholdende olie og vand med henblik på at reducere vandets olieindhold, hvor blandingen produceres kontinuerligt under højt tryk og hvor en gas naturligt er til stede i opløsning, ved hvilken fremgangsmåde 15. blandingen ledes fra en første beholder (2) under nævnte høje tryk gennem et første rør (6,9) til en flotationsbeholder (10) ved omgivelsestryk, ved hjælp af et første styrbart trykformindskelsesorgan (8) beliggende i det første rør (6,9), og 20. det første styrbare trykformindskelsesorgan (8) drives efter valg for at overføre blanding fra den første beholder til flotationsbeholderen (10) svarende til en bestemt produktionshastighed for blandingen, kendetegnet ved, 25. at der tilvejebringes et andet rør (7) med et andet styrbart trykformindskelsesorgan (11, 12, 13, 100), hvilket andet rør leder blandingen fra et udløbssted opstrøms for første styrbare trykformindskelsesorgan, til et afgangssted i forbindelse med flotationsbe-30 holderen (10) og - at det andet styrbare trykformindskelsesorgan (11, 12, 13, 100) drives således, at der ved nævnte afgangssted etableres en strøm af blanding ladet med bobler af nævnte naturligt tilstedeværende gas frigjort fra 35 opløsning og forårsaget af kavitation, med henblik på gasflotationsbehandling af blandingen i flotationsbeholderen (10) . DK 170761 B1
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den valgfrie drift af det første (8) og andet (11, 12, 13, 100) styrbare trykformindskelsesorgan er således, at middelværdien af strømningshastigheden af 5 blandingen i det andet rør (7) er mellem 1% og 50% af middelværdien af strømningshastigheden i det første rør (6,9).
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det andet styrbare trykformind- 10 skelsesorgan (11, 12, 13, 100) omfatter flertrinstryk- formindskelsesorganer.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kende tegnet ved, at det andet styrbare trykformindskelsesorgan (11, 12, 13, 100) omfatter gasboble-forskyd- 15 ningsmidler (100).
5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at trinnet til valgfri drift af det andet trykformindskelsesorgan (11, 12, 13, 100) er en flertrins arbejdsgang, i hvilken strømmen 20 af blanding i det andet rør (7) udsættes, opstrøms for afgangsstedet, for en primær trykformindskelse til et mellemtryk, ved hvilket bobler dannes i blandingen som følge af den naturligt tilstedeværende gas, der bryder ud af opløsningen, og at blandingen af boblerne i denne 25 ved nævnte afgangssted udsættes for en afsluttende trykformindskelse til flotationsbeholderens (10) omgivne tryk.
6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at mellem den primære trykformindskelse og 30 afgangsstedet forskydningsdeformeres boblerne formet ved den primære trykformindskelse for at reducere deres størrelse.
7. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at afgangsstedet er 35 placeret inde i flotationsbeholderen (10).
8. Fremgangsmåde til gasflotationsbehandling af en produceret vandblanding omfattende olie og vand, med DK 170761 B1 henblik på at reducere vandets olieindhold, hvor blandingen produceres kontinuerligt under højt tryk og hvor en gas naturligt er til stede i opløsnigen, kendetegnet ved, 5. at den fremstillede vandblanding deles i en første og en anden portion, - at den første portion modificeres ved at dens tryk reduceres i et enkelt trin, - at den modificerede første portion sendes til 10 en flotationsbeholder (10), - at den anden portion modificeres ved at reducere dens tryk for at bevirke en styret dannelse af gasbobler i denne af en ønsket gennemsnitsstørrelse, hvilke gasbobler frigives fra opløsning og forårsaget af kavi- 15 tation, og - at den modificerede anden portion indføres i flotationsbeholderen (10) for at bevirke gasflotationsbehandling af den kombinerede første og anden portion.
9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendeteg- 20. e t ved, at trinnet til modifikation af den anden portion af den producerede vandblanding udføres ved at reducere dennes tryk over mindst to trykreduktionstrin.
10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at ét af sidstnævnte trykreduktions- 25 trin omfatter en arbejdsgang til forskydningsdeformation af bobler.
11. Apparat til brug ved behandling af en produceret vandblanding omfattende olie og vand med henblik på at reducere vandets olieindhold, hvor blandingen 30 fremstilles kontinuerligt under højt tryk og en gas naturligt er til stede i opløsning, omfattende - en første beholder (2) til at holde den fremstillede vandblanding under højt tryk, en flotationsbeholder (10), et første rør (6, 9) der strækker sig mel- 35 lem en første beholder (2) og flotationsbeholderen (10), og DK 170761 B1 - første styrbare trykformindskelsesorganer (8) indrettet i det første rør (6, 9), kendetegnet ved, at der er - et andet rør (7), der strækker sig fra et ind-5 løbssted opstrøms for det første trykformindskelsesorgan (8) og på en nedstrøms side af den første beholder (2) til et afgangssted, der står i forbindelse med flota-tionsbeholeren (10) og - et andet styrbart trykformindskelsesorgan (11, 10 12, 13, 100) til etablering ved nævnte afgangssted af en strøm af blanding ladet med bobler af nævnte naturligt tilstedeværende gas fra opløsning, forårsaget af kavita-tion, med henblik på gasflotationsbehandling af blandingen i flotationsbeholderen indrettet i det andet rør.
12. Apparat ifølge krav 11 kendetegnet ved, at det første styrbare trykreduktionsorgan er en ventil (8) til styring af niveauet af fremstillet vandblanding i den første beholder (2).
13. Apparat ifølge krav li eller 12, kende-20 t e g n e t ved, at det andet styrbare trykformindskelsesorgan omfatter en primær trykformindskelsesventil (11) indrettet i det andet rør (7) opstrøms for nævnte afgangssted, og en afsluttende trykformindskelsesventil (13) placeret nedstrøms for nævnte primærventil (11).
14. Apparat ifølge krav 13, kendeteg net ved, at den afsluttende trykformindskelsesventil (13) er placeret stødende op til afgangsstedet.
15. Apparat ifølge krav 13, kendetegnet ved, at organet (100) til deformationsforskydning af 30 gasboblerne er indrettet i det andet rør (7) mellem den primære (11) og den afsluttende trykformindskelsesventil (13).
16. Apparat ifølge krav 11-15 kendetegnet ved, at afgangsstedet er placeret inde i flota- 35 tionsbeholderen (10).
DK285186A 1985-06-19 1986-06-18 Fremgangsmåde og apparat til gasflotationsbehandling af en produceret vandblanding indeholdende olie og vand DK170761B1 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8515454 1985-06-19
GB858515454A GB8515454D0 (en) 1985-06-19 1985-06-19 Agitation/separation to dispersed gas flotation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK285186D0 DK285186D0 (da) 1986-06-18
DK285186A DK285186A (da) 1986-12-20
DK170761B1 true DK170761B1 (da) 1996-01-15

Family

ID=10580944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK285186A DK170761B1 (da) 1985-06-19 1986-06-18 Fremgangsmåde og apparat til gasflotationsbehandling af en produceret vandblanding indeholdende olie og vand

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4889638A (da)
EP (1) EP0211492B1 (da)
AU (1) AU5898386A (da)
CA (1) CA1286613C (da)
DK (1) DK170761B1 (da)
GB (1) GB8515454D0 (da)
NO (1) NO171096C (da)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5133882A (en) * 1990-09-26 1992-07-28 Pec Research, Inc. Barge mounted oil recovery and recycle system
US5190670A (en) * 1990-03-16 1993-03-02 Pec Research, Inc. Process and system for separating and condensing contaminants from a liquid
US5310481A (en) * 1991-10-04 1994-05-10 Alfred Rondano Apparatus for continuously separating a mixture of fluids having different densities
US5186728A (en) * 1992-03-31 1993-02-16 Shell Oil Company Process for removing volatile organic materials
US5236605A (en) * 1992-07-07 1993-08-17 Horizontal Rentals, Inc. Method and apparatus for continuous separation of oil from solid and liquid contaminants
US5545330A (en) * 1994-12-01 1996-08-13 Amerada Hess Corporation Water treatment system
US5702612A (en) * 1995-07-20 1997-12-30 University Of Kentucky Research Foundation Method and apparatus for flotation separation
US5807095A (en) * 1995-11-09 1998-09-15 Altex Oilfield Equipment Ltd. Portable flare tank
US5997284A (en) * 1996-11-08 1999-12-07 Altex Oilfield Equipment, Ltd. Portable flare tank for degassing of drilling fluid
US6197095B1 (en) * 1999-02-16 2001-03-06 John C. Ditria Subsea multiphase fluid separating system and method
US6337023B1 (en) 2000-09-01 2002-01-08 Paul C. Broussard, Sr. Flotation apparatus for clarifying produced water
EP1208897A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-29 Epcon Norge AS Combined degassing and flotation tank
NO314389B1 (no) * 2001-02-23 2003-03-17 Statoil Asa Fremgangsmate for separering av olje, vann og gass i en separator ved bryting av vann-i-olje emulsjoner
US20030201232A1 (en) * 2002-04-29 2003-10-30 Matthew Cheyne Flotation/fractionation systems for treating liquids and in separation of liquids to be treated thereby
CA2396682C (en) * 2002-08-02 2006-09-19 Northland Energy Corporation Method and apparatus for separating and measuring solids from multi-phase well fluids
US7992575B2 (en) * 2005-02-28 2011-08-09 U.S. Smokeless Tobacco Company Use of chlorate, sulfur or ozone to reduce tobacco specific nitrosamines
US20070284097A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Halliburton Energy Services, Inc. Consumable downhole tools
US20080257549A1 (en) * 2006-06-08 2008-10-23 Halliburton Energy Services, Inc. Consumable Downhole Tools
US7591318B2 (en) 2006-07-20 2009-09-22 Halliburton Energy Services, Inc. Method for removing a sealing plug from a well
US7527736B2 (en) * 2006-09-01 2009-05-05 Anticline Disposal, Llc Method for generating fracturing water
US8105488B2 (en) 2006-09-01 2012-01-31 Anticline Disposal, Llc Waste water treatment method
US7628919B2 (en) * 2006-09-01 2009-12-08 Anticline Disposal, Llc Method for treating water contaminated with methanol and boron
US7510656B2 (en) * 2006-09-01 2009-03-31 Anticline Disposal, Llc Waste water treatment method
NO330384B1 (no) * 2006-11-20 2011-04-04 Norsk Hydro As Floteringsanordning
US20080202764A1 (en) 2007-02-22 2008-08-28 Halliburton Energy Services, Inc. Consumable downhole tools
US9271524B1 (en) 2007-09-07 2016-03-01 U.S. Smokeless Tobacco Company Tobacco having reduced tobacco specific nitrosamine content
US8327926B2 (en) 2008-03-26 2012-12-11 Robertson Intellectual Properties, LLC Method for removing a consumable downhole tool
US8235102B1 (en) 2008-03-26 2012-08-07 Robertson Intellectual Properties, LLC Consumable downhole tool
CA2731120A1 (en) * 2008-07-17 2010-01-21 1139076 Alberta Ltd. Process and apparatus for separating hydrocarbons from produced water
WO2010132602A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Organic Power Solutions, LLC Pyrolytic thermal conversion system
US8834724B1 (en) 2011-03-16 2014-09-16 Enviro-Tech Systems, L.L.C. Method and apparatus for separation of fluids by means of induced gas flotation and advances in said technology
US20120285892A1 (en) * 2011-05-10 2012-11-15 Process Group Pty. Ltd. Separation Process
RU2456357C1 (ru) * 2011-07-14 2012-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация "Металлы Восточной Сибири" Способ комбинированной переработки труднообогатимых свинцово-цинковых руд
WO2013044168A1 (en) 2011-09-22 2013-03-28 Chevron U.S.A. Inc. Apparatus and process for treatment of water
US8900460B2 (en) 2011-09-29 2014-12-02 Cameron International Corporation Method to process effluent brine and interface rag from an oil dehydration/desalting system
US9719179B2 (en) 2012-05-23 2017-08-01 High Sierra Energy, LP System and method for treatment of produced waters
WO2016148577A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-22 Seabed Separation As Method and system for subsea purification of produced water from subsea oil producing installations

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3446488A (en) * 1966-08-08 1969-05-27 Combustion Eng Gas bubble generating and distributing system
US3623608A (en) * 1970-02-20 1971-11-30 Petrolite Corp Water clarifier and separator
US3725264A (en) * 1972-03-13 1973-04-03 Signal Oil & Gas Co Waste water treatment process
US3884803A (en) * 1972-06-23 1975-05-20 Union Oil Co Process for separating low api gravity oil from water
US4069149A (en) * 1976-05-14 1978-01-17 Idaho Research Foundation, Inc. Continuous fermentation process and apparatus
US4108768A (en) * 1976-08-27 1978-08-22 Winchester Chemical Co. Method of clarifying industrial waste water
CS216048B1 (en) * 1980-06-16 1982-10-29 Svatopluk Mackrle Appliance for the flotation separation of the suspension or emulsion from the liquids
CA1152017A (en) * 1980-07-01 1983-08-16 Edmund J. Ciepiela Treatment of brackish water
US4492636A (en) * 1983-02-11 1985-01-08 Eaton Corporation Process for cleaning metal working fluids for re-use
US4552651A (en) * 1983-11-14 1985-11-12 Conoco Inc. Control of froth cell performance through the use of differential bubbler tubes
US4563283A (en) * 1984-02-15 1986-01-07 Phoenix Project Partnership Process for clarifying bicarbonate bearing waters using measurement and control of carbon dioxide content
US4627922A (en) * 1984-10-29 1986-12-09 Gilley And Associates Method of removing dissolved oil from produced water
US4752399A (en) * 1984-10-29 1988-06-21 Gilley And Associates Method of removing dissolved oil from produced water
GB8607854D0 (en) * 1986-03-27 1986-04-30 Cjb Developments Ltd Gas flotation system

Also Published As

Publication number Publication date
NO171096B (no) 1992-10-19
EP0211492B1 (en) 1991-12-18
NO171096C (no) 1993-01-27
EP0211492A3 (en) 1989-06-14
AU5898386A (en) 1986-12-24
GB8515454D0 (en) 1985-07-24
DK285186A (da) 1986-12-20
EP0211492A2 (en) 1987-02-25
NO862441D0 (no) 1986-06-18
DK285186D0 (da) 1986-06-18
NO862441L (no) 1986-12-22
US4889638A (en) 1989-12-26
CA1286613C (en) 1991-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK170761B1 (da) Fremgangsmåde og apparat til gasflotationsbehandling af en produceret vandblanding indeholdende olie og vand
EP0537330B1 (en) Hydrocyclone separator
EP1284800B1 (en) A method and a system for separating a mixture
US6875351B2 (en) Methods and apparatus for oil demulsification and separation of oil and suspended solids from produced water
US6749757B2 (en) Method and apparatus for removing hydrocarbons from water
US5900154A (en) Method and equipment for the purification of a liquid
CN101309867B (zh) 分离混合物的方法和分离包含水、油和气的混合物的装置
EP3009178B1 (en) Cleaning of oleaginous water
MXPA97002796A (en) Method and equipment for the purification of a liquid
US5298167A (en) Method for separating immiscible liquid
EP1373144B1 (en) Mechanical oxygen scavenger device
US9238585B2 (en) Method for treatment of water comprising non-polar compounds
NO793730L (no) Fremgangsmaate og anlegg for behandling av vann og kloakk
EA015894B1 (ru) Флотационное устройство
NL8100927A (nl) Werkwijze en inrichting voor het zuiveren van een vloeistof.
PL241087B1 (pl) Sposób obróbki strumienia wody zasilającej aparat wyparny w procesie odzyskiwania ropy z odwiertów
NO152616B (no) Fremgangsmaate til dispergering av olje omfattende utlegning av en lense paa vann som er forurenset med olje og lense til utfoerelse av fremgangsmaaten
CN117836206A (zh) 浮体设备
CN107381851A (zh) 一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器及其分离方法
WO1993016779A1 (fr) Procede et dispositif d'elimination des hydrocarbures contenus a l'etat dissous et/ou emulsionne dans une eau residuaire par stripage a la vapeur d'eau
WO2024013510A1 (en) Gas flotation apparatus & method
NO177613B (no) Fremgangsmåte ved fremstilling av produsert vann og innretning til bruk for behandling av vann
WO2021183604A1 (en) Improvements in the gas saturation of liquids with application to dissolved gas flotation and supplying dissolved gases.
Twijnstra Effluent Discharge Limits and How Have They Been Met
NO774424L (no) Fremgangsmaate for behandling av vaesker med en daarlig opploesbar gass

Legal Events

Date Code Title Description
B1 Patent granted (law 1993)
PBP Patent lapsed

Country of ref document: DK