NO171096B - Fremgangsmaate og apparat for agitering av et vaeskeholdig system - Google Patents
Fremgangsmaate og apparat for agitering av et vaeskeholdig system Download PDFInfo
- Publication number
- NO171096B NO171096B NO862441A NO862441A NO171096B NO 171096 B NO171096 B NO 171096B NO 862441 A NO862441 A NO 862441A NO 862441 A NO862441 A NO 862441A NO 171096 B NO171096 B NO 171096B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- gas
- mixture
- pressure reduction
- tank
- flotation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 51
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 44
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 16
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000009299 dissolved gas flotation Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 3
- 238000009289 induced gas flotation Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 241000257465 Echinoidea Species 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION 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
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/14—Flotation machines
- B03D1/1431—Dissolved air flotation machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0205—Separation of non-miscible liquids by gas bubbles or moving solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION 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
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION 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
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/02—Froth-flotation processes
- B03D1/028—Control and monitoring of flotation processes; computer models therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION 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
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/14—Flotation machines
- B03D1/1412—Flotation machines with baffles, e.g. at the wall for redirecting settling solids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements 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)
Abstract
Fremgangsmåte og apparat for å separere faser i et flerfasesystem, spesielt for å separere olje fra produsert vann ved å bringe gassbobler og små oljedråper i kontakt ved hjelp av en fIotasjonsmetode med dispergert gass.Et flerfasesystem blir delt i minst to deler. Trykket for den ene del reduseres for å danne bobler av en gass, og de to deler blir derefter på ny kombinert med hverandre, hvorved boblene i blandingen forbedrer flotasjon og dermed separering av den dispergerte fase, f.eks. olje, fra den kontinuerlige fase, f.eks. vann.
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for gassfIotasjon-behandling av en produsert vannblanding innbefattende olje og vann slik det nærmere er an-gitt i ingressen til de etterfølgende selvstendige krav.
I henhold til en foretrukken utførelsesform an-
går oppfinnelsen separering av faser i et flerfasesystem,
og oppfinnelsen er spesielt anvendbar for separering av olje fra produsert vann ved kontakt mellom gassbobler og små oljedråper ved hjelp av en såkalt dispergert gass-fIotasjonsmetode.
Det er kjent at en oppløst gass-fIotasjonsmetode kan anvendes for å utvinne fibre og hvitlut fra avløp innen papirindustrien. Denne metode er basert på at det dannes luftbobler med meget liten diameter og som hjelper separeringen.
En slik metode som krever anvendelse av prosessanlegg er også blitt anvendt for å separere olje fra produsert vann, for eksempel fra en første-trinns- eller produksjonsseparator anvendt for å separere råolje fra vann ved på-matning direkte med fluidum fra et brønnhode. Flotasjon med oppløst gass gir imidlertid meget små gassbobler, hvilket innebærer at separeringen av olje blir langsommere. Enheter for flotasjon med oppløst gass må således være store på
grunn av de lave o.ppstigningshastigheter for agglomerater. Dessuten er et vesentlig kraftforbruk nødvendig for gass-metning i den flytende fase, og prosessanlegget er komplisert på grunn av reguleringsutstyr for å regulere konsentrasjoner i en metningsbeholder. Dessuten er sikkerhetsutstyr nød-vendig for å beskytte metningsbeholderen mot brannrisiko og eventuelt overtrykk.
Det er også kjent at en indusert gassfIotasjonsmetode kan anvendes for å utvinne olje fra oljeaktig vann innen petroleumsindustrien. Denne metode er basert på at det dannes forholdsvis store gassbobler som letter separering av olje i vann.
Gassboblene med stor diameter dannet ved hjelp av
denne metode fører imidlertid til dårligere kollisjons- og oppsamlingsutbytter. Dessuten er betydelig kraft nød-
vendig for et pumpesystem for å befordre gassoppfangning for påfølgende gassutbrudd.
I samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte og en anordning av den innledningsvis nevnte art som kjenne-tegnes av de trekk som fremgår av karakteristikken i de etter-følgende selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.
Den dispergerte fase er fortrinnsvis en væske som er ublandbar med den kontinuerlige fase. Gassen blir, fortrinnsvis før trykkreduksjon, oppløst i systemet. Den kontinuerlige fase kan være vann, og den dispergerte fase kan være råolje, mens gassfasen kan være "naturgass" eller luft. For eksempel kan systemet utgjøres av produsert vann fra en oljebrønn eller fra en produksjonsseparator som mottar avløpet fra en oljebrønn.
Systemet kan settes under et trykk som er høyere enn
det omgivende trykk, og trykket for den første del kan reduseres til omgivelsestrykket for å danne boblene. Før den fornyede kombinasjon kan trykket for den annen del reduseres til omgivelsestrykket i det vesentlige uten regulert dannelse av bobler.
Det har vist seg at en bedre regulert og variert gassboblediameterfordeling (idet gassen er en hvilken som helst gass med egnede oppløselighetskarakteristika) kan
oppnås uten at det er nødvendig med gassovermetningsbe-
holdere, innretninger for å fjerne overskudd av gass, reguleringsutstyr, pumperesirkuleringssystemer og rørled-ninger, hvilke er forutsetninger for metoder for indusert og oppløst gassdannelse.
Ved en foretrukken anvendelse av den foreliggende oppfinnelse innen petroleumsindustrien er overmetningen av injiseringsfluidumet som virker som drivfluidumet som inneholder gassen som er tilgjengelig for flotasjon, et fluidum med den iboende egenskap for et brønnhodefluidum fra et oljereservoar før trykkreduksjon under atmosfæriske betingelser. Fluidumet i en produksjonsseparator som drives ved forhøyet trykk over atmosfæriske betingelser er derfor per definisjon overmettet sammenlignet med normalt atmosfære-trykk. Ved derfor å dirigere det produserte vann fra en produksjonsseparator direkte til en fIotasjonsbeholder er en enkel kilde for overmettet gass tilgjenglig.
Den andel av injiseringsstrrtmmen som anvendes er sammenlignet med den samlede innløpsstrømmengde pr. tidsenhet for renseformål avhengig av en rekke parametre. Disse er knyttet til separatorarbeidstrykk, innløpskonsentrasjon for olje i vann og opprettholdelse av gassutviklingen til konsentrasjoner under de konsentrasjoner som bevirker et pluggstrømningsområde på grunn av en for sterk sammenflyt-ning av gassbobler.
Bobleutviklingen kan oppnås ved hjelp av en to-trinns-prosess. I det første trinn vil primærtrykkreduksjon føre til dannelse av bobler ved delvis utbrudd av gass fra opp-løsning. Disse førstetrinnsbobler blir derefter utsatt for skjærkraft i en skjærinnretning, som en diffusatorplate,
dvs. en platemontasje med flere åpninger. I det annet trinn blir den fullstendige trykkreduksjon utført, og dette fører til at det dannes oppløst gass som bryter ut av oppløsning som følge av kavit as jonsdannelser, hvorved diameteren for - boblene fra det første trinn blir ytterligere redusert. Trykkreduksjonen via munnstykker i det annet trinn kan imidlertid også reguleres slik at boblediameteren kan bli lik eller større enn den som normalt
forekommer ved fIotasjonsmetoder med oppløst gass.
Det er således mulig å produsere en gassboblediameter-størrelsesfordeling efter behov ved å variere trykkreduk-sjonene i de forskjellige trinn, slik at det fås et vidt område av oljeaktige vannstrømmer og konsentrasjoner som skal behandles. Rensede avløp kan derfor produseres for uttømning, for eksempel til sjøen fra en oljeproduksjonsplattform til sjøs, idet avløpet tilfredsstiller forskrifter og andre reguleringsbestemmelser, for eksempel hva gjelder hydrocarbonforurensningsnivåer.
Det er også mulig å tilveiebringe apparatur som krever mindre kapitalutlegg, ved å eliminere ethvert resirkuleringssystem av den type som anvendes for fIotasjonssystemer med indusert eller oppløst gass. Dette fører til redusert vedlikehold og øket driftssikkerhet på grunn av at middel-tiden mellom svikt øker. Større operasjonsfleksibilitet er mulig på grunn av større tillatelige variasjoner i strøm-ningsmengdene pr. tidsenhet. Dessuten kan en mindre flota-sjonsbeholder anvendes fordi det ikke er behov for hydraulisk belastning som følge av resirkulasjonsstrømningsmengden pir tidsenhet. Sammenlignet med tidligere kjente metoder forekommer ingen energitilknyttede driftsomkostninger for å danne ga s sboblene.
Oppfinnelsen vil nu bli ytterligere beskrevet ved hjelp av et eksempel og under henvisning til de vedføyede tegninger, hvorav Fig. 1 viser et skjematisk diagram av et apparat som ut-gjør en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen, og Fig. 2 viser et skjematisk diagram av et brønnhodeanlegg som innbefatter apparatet ifølge Fig. 1.
Apparatet vist på Fig. 1 er for anvendelse innen petroleumsindustrien for å skille olje fra vann ved et brønn-hode. Apparatet er beregnet å skulle anvendes på en produksjonsplattform til sjøs, men det er også generelt egnet for anvendelse på land.
Apparatet omfatter en ledning 1 som tilfører brønn-hodeprodukt i form av et fluidum eller en oppslemning til en produksjonsseparator 2. Produksjonsseparatoren arbeider ved høyt trykk og gjør det mulig å skille produktet i tre komponenter. En gasskomponent som omfatter "naturgass" avgis og blir fjernet via en ledning 3 for lagring eller for tilførsel til en rørledning eller for å avbrennes som en gassflamme dersom gassen ikke kan utnyttes økonomisk. Pro-duks jonsseparatoren 2 inneholder en skjerm 4 som danner en demning over hvilken en vesentlig andel av oljen i brønn-hodeproduktet strømmer. Oljen blir fjernet via en ledning 5 for lagring eller for overføring til en rørledning. Væske-delen av brønnhodeproduktet i produksjonsseparatoren er fremdeles tilstrekkelig til å gjøre det mulig for en vesentlig del av de ønskede oljekomponenter å flyte til overflaten av den oljeaktige vannblanding, og nivået i separatoren 2 blir regulert slik at oljeaktig vann som strømmer over skjermen 4 blir holdt på et minimum.
Dette oljeaktige vann som herefter er betegnet som produsert vann, blir via en ledning 6 fjernet fra separatoren 2 og derefter delt i to deler. En første del strømmer langs en ledning 7 med en hastighet som kan være mellom 1 og 50% av strømningshastigheten i ledningen 6. Den annen del som omfatter resten av det produserte vann, blir tilført til en nivåreguleringsventil 8 og derefter til en fIotasjonsbeholder 10 via en ledning 9. Ventilen 8 blir betjent slik at den regulerer nivået for olje- og vanngrenseflaten i pro-duks jonsseparatoren 2. Beholderen 10 arbeider ved i det vesentlige brønnhodetemperatur og marginalt over atmosfære-trykk, og trykket i den annen del blir redusert ved hjelp av ventilen 8 på en slik måte at det fås en stabil kontroll med separatorgrenseflatenivået.
Den første del av det produserte vann i ledningen 7
er mettet, ved arbeidstrykket for produksjonsseparatoren 2, med gass og er dermed overmettet i forhold til atmosfære-trykk. Den første del blir tilført til en primær trykkreduks jonsventil 11 i hvilken trykkreduksjonen induserer bobler efterhvert som en del av gassen bryter ut av opp-løsning. Det produserte vann med de oppfangede bobler blir derefter via en skjærinnretning 100, for eksempel i form av en diffusatorplate som omfatter en platemontasje med flere åpninger, tilført til sekundære trykkreduksjons-ventiler 12 og 13 som kan være kombinert med hverandre eller være uavhengig av hverandre. Ventilen 12 gir en fullstendig forbistrømningsbane for direkte injisering i hovedfluidum-strømmen. Forbipasseringsledningen som innbefatter ventilen 12, letter adgang for vedlikehold og kan gjøre det mulig å redusere størrelsen av beholderen 10 ennu mer.
Den primære trykkreduksjon, for eksempel fra 5 bar manometertrykk til 2,5 bar manometertrykk, via ventilen 11 forårsaker at gassen bryter ut av oppløsning og omdannes til store bobler. Skjærinnretningen 10 0 skjærer derefter de store bobler til mindre bobler som ikke desto mindre fremdeles er store sammenlignet med de bobler som dannes ved fIotasjonsmetoden med oppløst gass. Skjærinnretningen 100 kan gi en ytterligere trykkreduksjon, for eksempel av 0,5 bar manometertrykk, og utgjør således et trykkreduksjons-"undertrinn".
Efter den primære trykkreduksjon er den første del av produsert vann fremdeles mettet med gass i oppløsning, men ved et lavere trykk. Ventilen 12 og/eller 13 gir en sekundær trykkreduksjon til hydrostatisk væsketrykk i beholderen 10, og den første del av produsert vann blir (i tilfellet med ventilen 13 via munnstykker) tilført til en nedre del av beholderen 10 godt under fluidumnivået i beholderen, for å blande de små oljedråper og gassbobler.
En "oppløst gassfIotasjonsvirkning" finner således sted ved et lavere trykk enn ved standard utførte flotas^onssystemer med oppløst gass. Mer av gassen bryter ut av oppløsning som følge av kavitasjonsdannelse og danner bobler med en diameter som er større enn for bobler som produseres ved den kjente fIotasjonsmetode med oppløst gass, fordi trykkreduks jonen via ventilen 12 og/eller 13 er mindre. Ved egnet regulering av strømningsmengden pr. tidsenhet og trykkoppdelingen mellom ventilene 11 og 13 eller 11 og 12 er det mulig å oppnå en størrelsesfordeling for bobler fra såvel den primære som den sekundære trykkreduksjon med en optimal boblediameter. Disse bobler stiger opp til væskeoverflaten i beholderen og befordrer således separering av olje fra vann i beholderen ved kontakt av olje og gass med en forsterket stigningshastighet for agglomerater. Boble-diameterfordelingen kan optimaliseres slik at en liten oljedråpe kan fjernes til væskeoverflaten før den føres vekk som avløp.
Den separerte olje blir fjernet fra beholderen ved hjelp av en kombinasjon av et oljeuttak som strekker seg over beholderens hele lengde, via en ledning 14, og av en med skår forsynt dam via en ledning 104. En ventil 101 anvendes for å regulere væskenivået i beholderen 10. Lav-trykksgass fra over væskenivået blir fjernet via en ledning 15 og blir enten utvunnet, dersom dette er økonomisk for-svarlig, eller den blir avbrent. Rent vann blir fjernet fra en nedre del av beholderen via en ledning 16 og blir uttømt, for eksempel i sjøen. En ventileringsledning 103 står over demningen 102 i forbindelse med ledningen 15 for å unngå trykkoppbygning.
Fig. 2 viser anvendelse av apparatet ifølge Fig. 1 for en installasjon på en oljeproduksjonsplattform til sjøs. Like henvisningstall betegner like deler og vil ikke på
ny bli beskrevet.
Installasjonen omfatter en oljeaktig vannseparatorbe-holder 17 som mottar oljeaktig vann fra dreneringer via en ledning 18, kondensatprodukter via en ledning 19 og arbeids-fluidum via en ledning 20. Dessuten kan produsert vann fra separatoren 2 tilføres til beholderen 17 via en ledning 21.
Beholderen 17 er forsynt med en ledning 22 som leder gass fra beholderen til en lavtrykksventil, enten for utvinning eller for avbrenning. Oljeaktig vann fra den nedre del av beholderen 17 blir via en ledning 23 og ledningen 9 tilført til fIotasjonsbeholderen 10 for rensing. Olje fra de øvre nivåer av fluidum i beholderen 17 blir fjernet, for eksempel via en demning, og via en ledning 24 tilført til en tank 25 for utvunnet olje.
Olje som fremdeles er delvis forurenset med vann, blir fra fIotasjonsbeholderen 10 og via ledningen 14 tilført til en tyngdesepareringstank 26. Tanken 26 er forsynt med en ledning for å fjerne gass til en lavtrykksventil. Fluidumet i tyngdesepareringstanken 2 6 holdes i denne i en tilstrekkelig tid til at ytterligere separering av olje fra vann vil finne sted, og det øvre lag av olje blir fjernet, for eksempel ved hjelp av en demning, og via en ledning 28 til-ført til tanken 25 for utvunnet olje. Oljeaktig vann fra den nedre del av tanken 26 blir fjernet og via en ledning 29 og ledningen 9 tilbakeført til fIotasjonsbeholderen 10 for ytterligere rensning.
Tanken 25 for utvunnet olje er forsynt med en ned-dykket pumpe 30 for under trykk å tilføre olje fra tanken til en ledning 31. Tanken 25 for utvunnet olje er forsynt med en ledning 32 som leder gass til en lavtrykksventilasjons-samletank for utvinning eller for avbrenning. Oljen som befinner seg under trykk, blir derefter tilført til ledningen 5. Om nødvendig kan en del av den utvundne olje
fra tanken 3 0 tilbakeføres til produksjonsseparatoren 2
via en ledning 33.
En sjøkum 34 for oljeaktig vann er anordnet for motta fluidum fra tanken 25, typisk i en opprettstående stilling,
og fra forskjellige andre kilder. Denne sjøkum er av vanlig type og vil ikke bli videre beskrevet.
Under bruk mottar produksjonsseparatoren 2 brønnhode-flmdum og anvendes for å utføre tre eller fire faseseparer-inger, dvs. olje, gass, produsert vann og av og til sand. Oljen er tilstede som en primær dispersjon i brønnhode-fluidumet, og en vesentlig separeringsgrad oppnås i separatoren 2. En sekundær dispersjon av olje blir imidlertid tilbake i det produserte vann i form av små dråper med en diameter som typisk er 5-100^um. Tyngdeseparasjonsmetoder er ikke effektive for det produserte vann på grunn av kravet til lange oppholdstider, hvorved kreves store beholdere, som ville ha vært nødvendig for at separering skal kunne finne sted. Slike store beholdere er upraktiske og uøkonomiske, spesielt for omgivelsene på produksjonsplattformer - til sjøs.
Den første del av det produserte vann hvis trykk reduseres i ventilene 11 og 13 og som strømmer gjennom diffusatorplaten umiddelbart nedstrøms i forhold til ventilen 11, gir bobler i fIotasjonsbeholderen 10 med en boblediameter av 30-1000^um. Området kan reguleres ved å
styre ventilene 11-13 og ved hjelp av konstruksjonen av diffusatorplaten, slik at det fås bobler innenfor et spesielt ønsket diameterunderområde. Apparatet forårsaker bobledannelse innen området fra 0 til 20 volum% gass ved standard temperatur og trykk (STP) av innstrømmende volum uten at det er nødvendig med et resirkuleringssystem rundt
fIotasjonsbeholderen 10. Dette står i motsetning til den kjente fIotasjonsmetode med indusert gass som gir bobler med et typisk diameterområde av 500-2000^um, men som krever en resirkuleringsmengde av 25-100% i forhold til innstrømnings-mengden, og også i motsetning til kjente fIotasjonsmetoder med oppløst gass som normalt gir bobler med et diameterområde av 30-120yUm og krever en resirkulering på 5-10%.
Oljen som er blitt utvunnet fra fIotasjonsbeholderen blir fjernet, for eksempel ved kombinasjon av med skår for-synte demninger, faste skjermer og skjermer med variabelt nivå eller nivåreguleringsventiler, og har en høyere konsentrasjon enn det produserte vann fra produksjonsseparatoren 2. Denne utvundne olje blir tilført under innvirkning av tyngdekraften eller pumpet til tyngdesepareringstanken 2 6 hvori den rikere oljefase lett fraskilles fordi flotasjons-beholderen, ved hjelp av flotasjon med dispergert gass, allerede har lettet en slik separering ved at den er til-bøyelig til å omvandle sekundære dispersjoner til en slik som er karakterisert som en primærdispersjon. Oljedråpe-dispersjonene vil typisk ha diametere som ligger nær eller er større enn lOOyUm.
Ifølge ett eksempel på et apparat og et anlegg av de typer som er vist på tegningene, ble produksjonsseparatoren 2 drevet med en gjennomstrømning over 620 m 3/h og ga over 390 m 3 /h råolje, over 230 m 3/h produsert vann og ca. 7,5 tonn gass for brenselsformål. Konsentrasjonen av innkom-mende olje i vann i forhold til den samlede hydrocarbon-konsentrasjon var gjennomsnittlig 100 mg/l. Konsentrasjonen av avgående oljeaktig vann var ca. 25 mg/l sammen med et oppløselig innhold av ca. 10 mg/l, hvilket utgjorde et samlet oljefjernelsesutbytte for apparatet av ca. 83%. Dessuten var forurensningen av vannet som strømmet ut fra fIotasjonsbeholderen, under de for tiden gjeldende reguler-ingsgrenser på 40 mg/l, slik at vannet var egnet for ut-tømning direkte i sjøen.
Erfaring har vist at gjennomstrømninger av produsert vann på over 130 m 3/h under anvendelse av et indusert gass-system ikke opprettholder konsentrasjonen av forurensninger i uttømt vann under den forskriftsmessig fastsatte grense på 40 mg/l. Det var således ikke mulig å øke belastningen av enheter for indusert gassfIotasjon. Det har dessuten vist seg at grunnleggende systemer for flotasjon ved hjelp av oppløst gass og som arbeider ved strømningsmengder av over 200 m 3/h ikke kan opprettholde forurensningen under 40 mg/l på grunn av at dette system ikke er istand til å ta hånd om forbigående konsentrasjonsvariasjoner av olje i vann, hvilket er tilbøyelig til å forekomme ved oljeproduksjon.
Apparatet er således istand til å tilfredsstille de eksisterende krav hva gjelder konsentrasjon av forurensninger i vann som skal uttømmes, og det kan reguleres for om nød-vendig å tilfredsstille ennu strengere betingelser. Apparatet representerer en vesentlig forenkling og gir en vesentlig omkostningsbesparelse i forhold til tidligere kjente fIotasjonssystemer og muliggjør større gjennom-strømninger enn vanlige systemer med lignende størrelse. Apparatet er spesielt egnet for anvendelser hvor stabile skum ikke lett kan produseres.
Claims (16)
1.
Fremgangsmåte for gassfIotasjon-behandling av en produsert vannblanding innbefattende olje og vann for å redusere oljeinneholdet i vannet, der blandingen produseres kontinuerlig ved et høyt trykk og har en gass naturlig tilstede i oppløsningen, hvilken fremgangsmåte innbefatter trinnene: blandingen transporteres fra en første tank (2) med det høye trykk i en første rørledning (6,9) til en flotasjonstank (10) ved omgivelsestrykket ved hjelp av første styrbare trykkreduks jonsinnretninger (8) anordnet i den første rørledning (6,9); den første styrbare trykkreduksjonsinnretning (8) manøvreres valgvis for å overføre blandingen fra den første tank (2) til fIotasjonstanken (10) i samsvar med en produksjonshastighet for blandingen, karakterisert veden andre rørledning (7) med andre styrbare trykkreduksjons-innretninger (11,12,13,100), hvilken andre rørledning (7) transporterer blandingen fra et innstrømningssted oppstrøms av den første styrbare trykkreduksjonsinnretning til et utgangssted i kommunikasjon med fIotasjonstanken (10), og den andre styrbare trykkreduksjonsinnretning (11,12,13,100) valgvis manøvreres for å etablere på utgangsstedet en strømning av blandingen ladet med bobler av den naturlig tilstedeværende gass frigjort fra oppløsningen og bevirkes ved kavitasjon for gassfIotasjonsbehandling av blandingen i fIotasjonstanken (10).
2.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den valgvise manøvrering av den første (8) og andre (11,12,13,100) styrbare trykkreduksjonsinnretning er slik at blandingens midlere strømningsmengde i den andre rørledning (7) er mellom 156 og 50# av den midlere strømnings-mengde i den første rørledning (6,9).
3.
Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den andre styrbare trykkreduksjonsinnretning (11,12,13,100) innbefatter flertrinns trykkreduk-sj onsinnretninger.
4.
Fremgangsmåte ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at den andre styrbare trykkreduksjonsinnretning (11,12,13,100) innbefatter gassboble-skjærinn-retninger.
5.
Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at trinnet for valgvis manøvrering av den andre styrbare trykkreduksjonsinnretning er en flertrinns operasjon, i hvilken blandingsstrømmen i den andre rørledning (7) er utsatt oppstrøms av utslippsstedet for en første trykkreduksjon til et mellomtrykk ved hvilket bobler danner seg i blandingen på grunn av at den naturlige tilstedeværende gass bryter løs fra oppløsningen, og ved utgangsstedet utsettes blandingen og boblene i denne for et endelig trykkfall til det omgivende trykk i fIotasjonstanken (10).
6.
Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at mellom den første trykksenkning og utgangsstedet avskjæres boblene dannet ved det første trykksenkningstrinnet til å redusere deres størrelse.
7.
Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foranstående krav,
karakterisert ved at utgangsstedet er plassert inne i fIotasjonstanken (10).
8.
Fremgangsmåte for gassfIotasjonsbehandling av en produsert vannblanding innbefattende olje og vann for å redusere oljeinneholdet i vannet, hvilken blanding blir kontinuerlig produsert ved et høyt trykk og har en gass naturlig tilstede i oppløsningen, karakterisert ved at den innbefatter trinnene: den produserte vannblanding deles i første og andre deler; den første del modifiseres ved å redusere trykket i denne i et enkelt trinn; den modifiserte første del leveres til en flotasjonstank (10); den andre del modifiseres ved å redusere trykket i denne for å effektuere en styrt dannelse av gassbobler med en ønsket middelstørrelse, hvilke gassbobler frigjøres fra oppløsningen og bevirkes ved kavitasjon; og injisering av den modifiserte andre del i fIotasjonstanken (10) for å effektuere gassfIotasjonsbehandling av den sammenførte første og andre modifiserte del.
9.
Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at trinnet av å modifisere den andre del av den produserte vannblanding utføres ved å redusere trykket i denne over minst to trinn av trykkreduksjonen.
10.
Fremgangsmåte ifølge - krav 9, karakterisert ved at ett av de sistnevnte trinn for trykkreduks jon innbefatter en bobleskjæringsoperasjon.
11.
Anordning for bruk 1 behandling av en produsert vannblanding innbefattende olje og vann for å redusere oljeinneholdet i vannet, hvilken blanding blir kontinuerlig produsert ved et høyt trykk og har en gass naturlig tilstede 1 oppløsningen, innbef attende: en første tank (2) for å holde den produserte vannblanding ved høyt trykk, en fIotasjonstank (10), første rørledninger (6,9) som forløper mellom den første tank (2) og flotasjons-tanken (10), første styrbare trykkreduksjons Innretninger (8) anordnet i den første rørledning (6,9), karakterisert ved andre rørledningsinnretninger (7) som forløper fra et innstrømningssted oppstrøms av den første styrbare trykkreduksjonsinnretning (8) og på en nedstrøms side av den første tank (2) til et utgangssted 1 kommunikasjon med fIotasjonstanken (10), og en andre styrbar trykkreduks jonsinnretning (11,12,13,100) for å etablere ved utgangsstedet en strømning av blandingen ladet med bobler av den naturlig tilstedeværende gass fra oppløsningen og bevirkes ved kavitasjon for gassflotasjon6behandling av blandingen i fIotasjonstanken (10) anordnet 1 den andre rørledning (7).
12.
Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at den første styrbare trykkreduksjonslnnretning er en ventilinnretning (8) manøvrerbar til å styre nivået av produsert vannblanding i den første tank (2).
13.
Anordning ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at den andre styrbare trykkreduksjonslnnretning innbefatter en primær trykkreduksjonsventil (11) anordnet i den andre rørinnretning (7) oppstrøms av utgangsstedet, og en endelig trykkreduksjonsventil (13) anordnet nedstrøms av den første ventil (11).
14.
Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at den siste reduksjonsventil (13) er anordnet nær utgangsstedet.
15.
Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at gassboble-avskjæringsinnretninger (100) er anordnet i den andre rørledning (7) mellom den første (11) og den siste (13) reduksjonsventil.
16.
Anordning ifølge krav 11-15, karakterisert ved at utgangsstedet er plassert inne i fIotasjonstanken (10).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB858515454A GB8515454D0 (en) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | Agitation/separation to dispersed gas flotation |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO862441D0 NO862441D0 (no) | 1986-06-18 |
NO862441L NO862441L (no) | 1986-12-22 |
NO171096B true NO171096B (no) | 1992-10-19 |
NO171096C NO171096C (no) | 1993-01-27 |
Family
ID=10580944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO862441A NO171096C (no) | 1985-06-19 | 1986-06-18 | Fremgangsmaate og apparat for agitering av et vaeskeholdig system |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4889638A (no) |
EP (1) | EP0211492B1 (no) |
AU (1) | AU5898386A (no) |
CA (1) | CA1286613C (no) |
DK (1) | DK170761B1 (no) |
GB (1) | GB8515454D0 (no) |
NO (1) | NO171096C (no) |
Families Citing this family (37)
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)
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 |
-
1985
- 1985-06-19 GB GB858515454A patent/GB8515454D0/en active Pending
-
1986
- 1986-06-18 NO NO862441A patent/NO171096C/no unknown
- 1986-06-18 AU AU58983/86A patent/AU5898386A/en not_active Abandoned
- 1986-06-18 DK DK285186A patent/DK170761B1/da not_active IP Right Cessation
- 1986-06-18 EP EP86304694A patent/EP0211492B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-19 CA CA000511904A patent/CA1286613C/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-08-12 US US07/232,565 patent/US4889638A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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 |
DK170761B1 (da) | 1996-01-15 |
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 |
---|---|---|
NO171096B (no) | Fremgangsmaate og apparat for agitering av et vaeskeholdig system | |
US6875351B2 (en) | Methods and apparatus for oil demulsification and separation of oil and suspended solids from produced water | |
EP1284800B1 (en) | A method and a system for separating a mixture | |
EP0537330B1 (en) | Hydrocyclone separator | |
US6749757B2 (en) | Method and apparatus for removing hydrocarbons from water | |
US5900154A (en) | Method and equipment for the purification of a liquid | |
CN103209929B (zh) | 从海水中除去氧的方法和装置 | |
US5298167A (en) | Method for separating immiscible liquid | |
NO881285L (no) | Fremgangsmaate og anlegg for separering av gass, olje og vann. | |
CA2349872C (en) | Method and apparatus for removing foaming contaminants from hydrocarbon processing solvents | |
US9238585B2 (en) | Method for treatment of water comprising non-polar compounds | |
NO793730L (no) | Fremgangsmaate og anlegg for behandling av vann og kloakk | |
RU2135886C1 (ru) | Способ и устройство для предварительного сброса воды в системах сбора продукции нефтедобывающих скважин | |
EA015894B1 (ru) | Флотационное устройство | |
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 | |
NL8100927A (nl) | Werkwijze en inrichting voor het zuiveren van een vloeistof. | |
WO2023058097A1 (ja) | 浮体設備 | |
US20120298588A1 (en) | Removal of contaminants from water systems | |
US20230097250A1 (en) | Flotation separation unit | |
RU2131285C1 (ru) | Способ подготовки нефти и воды | |
RU2069071C1 (ru) | Аппарат для обезвоживания нефти | |
RU2232133C1 (ru) | Установка флотационной очистки сточных вод от эмульгированной нефти и нефтепродуктов | |
RU1801864C (ru) | Судова установка дл очистки нефтесодержащих вод | |
WO2005123213A1 (en) | Method and apparatus for extracting contaminants from water | |
WO2024013510A1 (en) | Gas flotation apparatus & method |