NO177613B

NO177613B - Process for producing produced water and apparatus for use in treating water

Info

Publication number: NO177613B
Application number: NO914787A
Authority: NO
Inventors: Tore Kjos
Original assignee: Read Process Engineering As
Priority date: 1991-12-05
Filing date: 1991-12-05
Publication date: 1995-07-10
Also published as: NO914787D0; NO177613C; NO914787L

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av såkalt produsert vann, hvor vann og gass som inngående medium separeres i en flottasjonssyklon. Oppfinnelsen vedrører også en innretning til bruk for behandling av vann, særlig vann som skal injiseres i et hydrokarbonreservoar, såkalt produsert vann, i form av en flottasjonssyklon med en øvre del hvor det er inngangsåpningen som kommuniserer med et tilløp for det medium som skal separeres. The invention relates to a method for producing so-called produced water, where water and gas as an input medium are separated in a flotation cyclone. The invention also relates to a device for use for treating water, in particular water to be injected into a hydrocarbon reservoir, so-called produced water, in the form of a flotation cyclone with an upper part where there is the entrance opening that communicates with an inlet for the medium to be separated.

Vanninjisering i hydrokarbonreservoarer er nødvendig som en følge av redusert reservoartrykk når olje og gass utvinnes. For å opprettholde reservoartrykket og dermed øke utbyttet av hydrokarboner injiseres vann i reservoaret i et volumforhold på 1,3-1,5 ganger den produserte olje, under utnyttelse av høytrykkspumper som driver vannet ned i reservoaret. Vanninjisering krever vann som er fritt for oksygen og partikler. Oksygen er uønsket fordi det bidrar til korrodering, og partikler er uønsket fordi de kan medføre tilstopping av reservoaret. Ved den hittil vanlige behandling av injiseringsvann fjernes oksygen vanligvis ved stripping med en egnet gass i motstrøm-strippetårn eller ved hjelp av vakuum-avlufting. Partikler fjernes ved bruk av siler og filtrer-ingsanordninger. Kravet til partikkelfjerningen er vanligvis 90-98$ fjerning av partikler større enn 2 mikrometer, alt avhengig av forholdene i reservoaret. Andre krav som stilles til injiseringsvannet er at det må steriliseres og tilsettes biocider, avsetnings- og korrosjonsinhibitorer. Water injection into hydrocarbon reservoirs is necessary as a result of reduced reservoir pressure when oil and gas are extracted. In order to maintain the reservoir pressure and thus increase the yield of hydrocarbons, water is injected into the reservoir in a volume ratio of 1.3-1.5 times the produced oil, using high-pressure pumps that drive the water down into the reservoir. Water injection requires water that is free of oxygen and particles. Oxygen is undesirable because it contributes to corrosion, and particles are undesirable because they can lead to clogging of the reservoir. In the hitherto usual treatment of injection water, oxygen is usually removed by stripping with a suitable gas in a counter-flow stripping tower or by means of vacuum deaeration. Particles are removed using sieves and filtering devices. The requirement for the particle removal is usually $90-98 removal of particles larger than 2 micrometers, depending on the conditions in the reservoir. Other requirements for the injection water are that it must be sterilized and biocides, deposit and corrosion inhibitors must be added.

De fleste prosesser som benyttes for fysisk deoksygenering baserer seg på reduksjon av oksygen-partialtrykket. For-skjellen mellom de ulike metoder ligger i hvordan oksygenets partialtrykk reduseres. Partialtrykket kan reduseres ved å anvende vakuum, ved å introdusere en lite løselig gass, eller som en kombinasjon av ulike tiltak. Most processes used for physical deoxygenation are based on reducing the oxygen partial pressure. The difference between the various methods lies in how the oxygen's partial pressure is reduced. The partial pressure can be reduced by applying a vacuum, by introducing a poorly soluble gas, or as a combination of different measures.

En mindre anvendt metode for fjerning av oksygen er å senke oksygenets løselighet ved å øke temperaturen og å senke oksygenets partialtrykk ved å innføre vanndamp i gassrommet. Katalytisk deoksygenering har også vært sett på som en mulig metode for fjerning av oksygen. A less used method for removing oxygen is to lower the solubility of the oxygen by increasing the temperature and to lower the partial pressure of the oxygen by introducing water vapor into the gas space. Catalytic deoxygenation has also been considered as a possible method for oxygen removal.

Suspenderte faststoffer i injiseringsvann fjernes vanligvis ved siling etterfulgt av en filtrering. Under silingen fjernes grove, suspenderte faststoffer, slik at man derved reduserer belastningen på de etterfølgende filtre. Disse kan være av ulike typer granulær-mediafiltre, både med hensyn til det anvendte granulat, kapasitet og virkemåte. Andre filter-typer er kiselgur-påleggsfiltre og patronfiltre. Suspended solids in injection water are usually removed by straining followed by filtration. During the screening, coarse, suspended solids are removed, so that the load on the subsequent filters is thereby reduced. These can be of different types of granular media filters, both with regard to the granules used, capacity and mode of operation. Other filter types are diatomaceous earth overlay filters and cartridge filters.

Ved at oljeproduksjonen etter hvert forflyttes til stadig større havdyp vil kostnadene for produksjonsplattform-plassen øke betydelig. Det er derfor et vesentlig behov for å kunne redusere både vekt og dimensjoner av samtlige typer prosess-utstyr i den hensikt å kunne redusere den totale plattform-størrelse og- styrke. As oil production gradually moves to ever greater depths, the costs for the production platform space will increase significantly. There is therefore a significant need to be able to reduce both the weight and dimensions of all types of process equipment in order to be able to reduce the total platform size and strength.

Dimensjonene og vekten av avluftingstårn og granulærfiltre vil være betydelige når det dreier seg om behandling av store vannmengder for injisering. Spesielt i forbindelse med avluftingstårn er det en særlig ulempe at deres dimensjoner umuliggjør innpassing i de såkalte moduler. Dette betyr at slike tårn ofte må plasseres på utsiden av plattformen, som et tillegg til denne. The dimensions and weight of deaeration towers and granular filters will be significant when it comes to treating large quantities of water for injection. Especially in connection with deaeration towers, it is a particular disadvantage that their dimensions make it impossible to fit into the so-called modules. This means that such towers often have to be placed on the outside of the platform, as an addition to it.

I NO-PS 160.805 foreslås det en fremgangsmåte for behandling av vann som skal injiseres i et oljereservoar, hvilken fremgangsmåte kan gjennomføres i et anlegg som ikke er altfor plasskrevende og i tillegg også egner seg særlig godt for bruk ombord i flytende installasjoner, dvs. at anlegget er ufølsomt overfor bevegelser. Den fra NO-PS 160.805 kjente fremgangsmåte for behandling av vann som skal injiseres i et ol jereservoar, baserer seg i utgangspunktet på at vann for deoksygener ing føres i medstrømkontakt med en gass i en statisk blander, og at den resulterende blanding av vann og gass skilles, eventuelt i flere trinn. For samtidig fjerning av partikler blir i et første trinn en i vannet lite løselig gass dispergert i vannet i medstrøm i en første statisk blander, hvoretter vannet underkastes en første flotasjons-syklonbehandling, hvor en skumblanding av vann, gass og partikler tas ut som sentralt topprejekt, mens tyngre partikler og små mengder vann tas ut som spissrejekt. Vannet fra den første flotasjonssyklons sideutløp føres i et andre trinn til en andre statisk blander og tilsettes en i vannet lite løselig gass for dispergering i vannet i medstrøm i den andre statiske blander, hvoretter vannet underkastes en andre f lotasjonssyklonsbehandling, hvor en skumblanding av vann, gass og partikler tas ut som sentralt topprejekt, mens tyngre partikler og små mengder vann tas ut som spissrejekt. Vannet fra den andre flotasjonssyklons sideutløp føres til en utjevningstank, eventuelt gjennom flere trinn svarende til det omtalte andre trinn, idet det sentrale topprejekt i det andre trinn syklonsepareres og den derved utskilte gass føres i retur til vannet som går inn i det første trinn, mens gass fra utjevningstanken føres i retur og blandes med ubrukt gass og tilsettes vannet som går inn i det siste trinn før utjevningstanken. Etter utjevningstanken blir vannet om nødvendig filtrert og går til injisering. NO-PS 160.805 proposes a method for treating water to be injected into an oil reservoir, which method can be carried out in a facility that does not require too much space and is also particularly suitable for use on board floating installations, i.e. that the plant is insensitive to movements. The method known from NO-PS 160,805 for the treatment of water to be injected into an oil reservoir is basically based on the fact that water for deoxygenation is brought into cocurrent contact with a gas in a static mixer, and that the resulting mixture of water and gas separate, possibly in several steps. For the simultaneous removal of particles, in a first step a water-insoluble gas is dispersed in the water in co-flow in a first static mixer, after which the water is subjected to a first flotation-cyclone treatment, where a frothy mixture of water, gas and particles is removed as a central top reject , while heavier particles and small amounts of water are taken out as tip rejects. The water from the side outlet of the first flotation cyclone is fed in a second stage to a second static mixer and a water-insoluble gas is added for dispersion in the water in co-flow in the second static mixer, after which the water is subjected to a second flotation cyclone treatment, where a foam mixture of water, gas and particles are taken out as central top reject, while heavier particles and small amounts of water are taken out as tip reject. The water from the side outlet of the second flotation cyclone is led to an equalization tank, possibly through several stages corresponding to the mentioned second stage, with the central top reject in the second stage being cyclone separated and the thereby separated gas being returned to the water that enters the first stage, while gas from the equalization tank is returned and mixed with unused gas and added to the water that enters the last stage before the equalization tank. After the equalization tank, the water is filtered if necessary and goes to injection.

En bærende idé er å behandle vannet på forhånd, dvs. før separeringen, som foretas ved hjelp av sykloner. Med andre ord, separasjonen søkes påvirket (bedret) med en forutgående behandling (blanding/koalesens/reaksjon). Med den foran beskrevne teknologi oppnås flere fordeler, og en særlig fordel er at det kan benyttes små dispergeringsenheter (statiske blandere) med mulighet for modul-oppbygging av disse for derved på gjøre vedlikeholdsarbeider og repara-sjonsarbeider lettere. De statiske blanderne kan også monteres eller installeres på fleksible måter, idet de eksempelvis kan monteres vertikalt (strømningsretningen oppover eller nedover) eller horisontalt. I de statiske blanderne går gass og vann i medstrøm. Dette betyr at man kan oppnå betraktelige besparelser ved å benytte flere slike reaktorer i serie. Jo flere statiske blandere eller reaktorer som benyttes i serie, desto mer vil prosessen nærme seg en motstrøm-reaktor, som representerer den mest effektive prosessform for gass-stripping. A key idea is to treat the water in advance, i.e. before the separation, which is carried out with the help of cyclones. In other words, the separation is sought to be influenced (improved) with a prior treatment (mixing/coalescence/reaction). With the technology described above, several advantages are achieved, and a particular advantage is that small dispersing units (static mixers) can be used with the possibility of modular construction of these, thereby making maintenance work and repair work easier. The static mixers can also be mounted or installed in flexible ways, as they can for example be mounted vertically (flow direction upwards or downwards) or horizontally. In the static mixers, gas and water flow together. This means that considerable savings can be achieved by using several such reactors in series. The more static mixers or reactors that are used in series, the more the process will approach a counter-flow reactor, which represents the most efficient form of process for gas stripping.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det en fremgangsmåte ved fremstilling av såkalt produsert vann, hvor vann og gass som inngående medium separeres i en flotasjonssyklon, kjennetegnet ved at det inngående medium føres til kollisjon mot en vegg i et ringkammer rundt inngangsåpninger i flotasjonssyklonens øverste del. According to the invention, a method is proposed for the production of so-called produced water, where water and gas as input medium are separated in a flotation cyclone, characterized by the input medium being brought into collision against a wall in an annular chamber around entrance openings in the upper part of the flotation cyclone.

Det foreslås også en innretning til bruk for behandling av vann, særlig vann som skal injiseres i et hydrokarbonreservoar, såkalt produsert vann, i form av en flotasjonssyklon med en øvre del hvor det er inngangsåpninger som kommuniserer med et tilløp for det medium som skal separeres, kjennetegnet ved et ringkammer rundt inngangsåpningene, hvilket ringkammer er utformet som et gassflotasjons- og prekoalesenskammer, idet tilløpet munner slik i ringkammeret at det tilførte medium bringes til kollisjon med en vegg i ringkammeret. It is also proposed a device for use for the treatment of water, in particular water to be injected into a hydrocarbon reservoir, so-called produced water, in the form of a flotation cyclone with an upper part where there are entrance openings that communicate with an inlet for the medium to be separated, characterized by an annular chamber around the entrance openings, which annular chamber is designed as a gas flotation and precoalescence chamber, with the inlet opening into the annular chamber in such a way that the supplied medium is brought into collision with a wall in the annular chamber.

Fordelaktig kan flotasjonssyklonens øverste del være utformet som et segment av en roterende ellipse, idet den nedre del av flotasjonssyklonen går over fra et elliptisk segment til et hyperbolisk segment, samt at et utløp i fIotasjonssyklonens nederste del er tangensialt med en vinkel 1-10" mot rotasjonsaksen. Advantageously, the upper part of the flotation cyclone can be designed as a segment of a rotating ellipse, with the lower part of the flotation cyclone transitioning from an elliptical segment to a hyperbolic segment, and that an outlet in the lower part of the flotation cyclone is tangential with an angle of 1-10" to the axis of rotation.

For å oppnå øket fleksibilitet og mer effektive prosess-forhold kan den foran skisserte behandling av vann gjennom-føres i enhetstrinn som hvert består av blanding/koalesens/- reaksjon og separering med fIotasjonssykloner. In order to achieve increased flexibility and more efficient process conditions, the treatment of water outlined above can be carried out in unit steps, each of which consists of mixing/coalescence/reaction and separation with flotation cyclones.

Et slikt enhetstrinn kan sammen med andre enhetstrinn, i prinsippet like, men eventuelt med forskjellig geometrisk utførelse, settes sammen til en multibehandling. Such a unit stage can, together with other unit stages, similar in principle, but possibly with a different geometric design, be put together to form a multi-treatment.

Et enhetstrinn består som nevnt av to komponenter, nemlig et blande/koalesens/reaksjonsdeltrinn og et flotasjonssyklon-deltrinn. As mentioned, a unit stage consists of two components, namely a mixing/coalescence/reaction substage and a flotation cyclone substage.

Den ene komponenten i enhetstrinnet, altså blande/koalesens/- reaksjonsdeltrinnet, er et deltrinn hvor inngangsmedium-gass, partikler, oljedråper og tilse.tningskjemikalier blandes. Her kan en reaksjon foregå som gassutdriving av oksygen, hydrogensulfid og lignende. Det kan også foregå en utfellingsprosess samtidig av uønskede komponenter, dvs. komponenter man ikke ønsker i hydrokarbonreservoaret, når det dreier seg om behandling av vann for slik injisering. One component of the unit stage, i.e. the mixing/coalescence/reaction sub-stage, is a sub-stage where input medium gas, particles, oil droplets and additive chemicals are mixed. Here, a reaction can take place as gaseous expulsion of oxygen, hydrogen sulphide and the like. There can also be a simultaneous precipitation process of unwanted components, i.e. components you do not want in the hydrocarbon reservoir, when it concerns the treatment of water for such injection.

I enhetstrinnets første deltrinn vil en fnokking av små gassbobler og små oljedråper/partikler dannes og brytes ned til sterke forbindelser som lar seg separere dynamisk. Kollisjon av små oljedråper vil føre til sammensmelting til nye større oljedråper gjennom koalesens. Det starter her den første del av en flotasjonsprosess, med dannelse av mikro-bobler som kolliderer med små partikler/oljedråper og dannelse av sterke gass/partikkel/oljedråpe-sammenbindinger. Gasser som ikke ønskes sluppet til atmosfæren, eksempelvis CO2, kan blandes inn. Om nødvendig kan desinfeksjonsgass tilsettes slik at det oppnås desinfeksjon. In the unit stage's first sub-stage, a mass of small gas bubbles and small oil droplets/particles will form and break down into strong compounds that can be separated dynamically. Collision of small oil droplets will lead to coalescence into new larger oil droplets through coalescence. The first part of a flotation process starts here, with the formation of micro-bubbles that collide with small particles/oil droplets and the formation of strong gas/particle/oil droplet connections. Gases that do not want to be released into the atmosphere, for example CO2, can be mixed in. If necessary, disinfection gas can be added so that disinfection is achieved.

I enhetstrinnets andre komponent, flotasjonssyklon-deltrinnet, vil separasjonen være sterkt preget av den forutgående behandling i blander/koalesens/reaksjons-deltrinnet. Flotasjonssyklonens inngangsmedium vil være gassbobler, partikler og oljedråper som ekspanderer i inngangsdyser. In the second component of the unit stage, the flotation cyclone sub-stage, the separation will be strongly influenced by the previous treatment in the mixer/coalescence/reaction sub-stage. The flotation cyclone's input medium will be gas bubbles, particles and oil droplets that expand in input nozzles.

Særlig fordelaktig er som nevnt en geometrisk utforming av-fIotasjonssyklonens øverste del som et segment av en roterende ellipse for å få en ekspansjon med separasjon og ny dannelse av mikrofnokker-gass/olje/partikler og en kompresjon mot topp og den resterende nedre del av fIotasjonssyklonen, som går over fra et elliptisk segment til et hyperbolisk segment for å oppnå optimale koalesenseffekter, dvs. kollisjon-mikrooljedråper/-mikrogassbobler slik at separasjon oppnås. As mentioned, a geometric design of the upper part of the flotation cyclone as a segment of a rotating ellipse is particularly advantageous, in order to obtain an expansion with separation and new formation of microflocs-gas/oil/particles and a compression towards the top and the remaining lower part of the flotation cyclone , which transitions from an elliptical segment to a hyperbolic segment to achieve optimal coalescence effects, i.e. collision-micro-oil-droplets/-micro-gas-bubbles so that separation is achieved.

Særlig hensiktsmessig kan som nevnt utløpet i nederste del av syklonen være tangensialt med en vinkel på 1°-10° mot rotasjonsaksen. I utløpet i bunnen av syklonen kan tunge partikler tas ut. Det utgående topprejekt i flotasjonssyklonen vil være en blanding av gass/partikler/olje/vann. Sammensetningen vil være avhengig av enhetstrinnets funksjon med hensyn til deoksygenering, desinfeksjon, partikkel-fjerning, oljefjerning og lignende i forbindelse med behandlingen av vann. Det utgående topprejekt inneholder partikler, oljedråper, vann og overskuddsgasser. Particularly appropriate, as mentioned, the outlet in the lower part of the cyclone can be tangential with an angle of 1°-10° to the axis of rotation. In the outlet at the bottom of the cyclone, heavy particles can be removed. The outgoing top reject in the flotation cyclone will be a mixture of gas/particles/oil/water. The composition will depend on the function of the unit stage with regard to deoxygenation, disinfection, particle removal, oil removal and the like in connection with the treatment of water. The outgoing top reject contains particles, oil droplets, water and excess gases.

Kjemisk vil man kunne få kuttet svake fnokkbindinger ned til sterke bindinger som lar seg separere. Det har vist seg at hydrokarbongassen lar seg vaske ut av produksjonsvannet og at man dermed reelt kan senke innhold av hydrokarbon med ca. 50%. Chemically, it will be possible to cut weak flake bonds down to strong bonds that can be separated. It has been shown that the hydrocarbon gas can be washed out of the production water and that you can thus effectively lower the hydrocarbon content by approx. 50%.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 rent skjematisk viser et anlegg for The invention will now be described in more detail with reference to the drawings, where: Fig. 1 schematically shows a plant for

behandling av vann, treatment of water,

fig. 2 anskueliggjør fordelaktige parametre for en flotasjonssyklon i forbindelse med oppfinnelsen, idet fig. 2 illustrates advantageous parameters for a flotation cyclone in connection with the invention, as

fig. 3 rent skjematisk viser den skisserte flotasjonssyklon i fig. 2, sett i grunnriss. fig. 3 schematically shows the sketched flotation cyclone in fig. 2, seen in ground plan.

Det i fig. 1 viste anlegg innbefatter et forbehandlingstrinn 1, et første enhetstrinn 2 og et andre enhetstrinn 3. Anlegget er beregnet for behandling av vann som skal benyttes for reinjeksjon i et hydrokarbonreservoar. That in fig. The plant shown in 1 includes a pre-treatment stage 1, a first unit stage 2 and a second unit stage 3. The plant is intended for the treatment of water to be used for reinjection into a hydrocarbon reservoir.

Forbehandlingstrinnet 1 innbefatter en statisk blander 4, en pumpe 5 og er tilknyttet en statisk blander 6 og en statisk blander 7, hvilke inngår i det første enhetstrinn. Den første statiske blander 4 kan tilføres sjøvann gjennom en sjøvanninntaksledning 8, og kan også tilføres gass, gjennom en gasstilføringsledning 9. Hensikten med innføringen av gassen er å redusere oksygeninnholdet, dvs. at det dreier seg om en strippegass. Fra den statiske blander 4 går det en ledning 10 til pumpen 5, hvorfra det går en trykkledning 11 opp til en avgreningsledning 12 som er tilknyttet sjøvann-inntaks-ledningen 8 såvel som en vanninntaksledning 13, som går til den statiske blander 6, hvorfra det videre går en ledning 14 til den statiske blander 7. The pre-treatment stage 1 includes a static mixer 4, a pump 5 and is associated with a static mixer 6 and a static mixer 7, which are included in the first unit stage. The first static mixer 4 can be supplied with seawater through a seawater intake line 8, and can also be supplied with gas, through a gas supply line 9. The purpose of introducing the gas is to reduce the oxygen content, i.e. that it is a stripping gas. From the static mixer 4, a line 10 runs to the pump 5, from which a pressure line 11 runs up to a branch line 12 which is connected to the seawater intake line 8 as well as a water intake line 13, which goes to the static mixer 6, from which further, a line 14 goes to the static mixer 7.

Kjemikalier kan tilsettes som vist ved 15, og ved 16 er det også vist en gasstilsettingsmulighet. Tilsettingen av kjemikalier, organiske eller uorganiske, kan eksempelvis skje for å bedre vedhefting mellom gassbobler og partikler. Sterke bindinger mellom gassbobler og partikler er i og for seg ønskelig, fordi bindingskreftene bør kunne motstå de skjær-krefter som oppstår i en flotasjonssyklon. Gass tilsettes ut fra praktiske kriterier. Fordelaktig kan det benyttes nitro-gengass, hydrogengass eller også meget fordelaktig hydrokar-bongass, fordi sistnevnte gass vil være tilgjengelig på stedet. Chemicals can be added as shown at 15, and at 16 a gas addition option is also shown. The addition of chemicals, organic or inorganic, can for example take place to improve adhesion between gas bubbles and particles. Strong bonds between gas bubbles and particles are in and of themselves desirable, because the bond forces should be able to withstand the shear forces that occur in a flotation cyclone. Gas is added based on practical criteria. Advantageously, nitrogen gas, hydrogen gas or also very advantageous hydrocarbon gas can be used, because the latter gas will be available on site.

I forbehandlingstrinnet dannes det fine dråper for maksimal stoffovergang under optimale trykkforhold. Kjemikalietilsett-ingen gir utfelling og dannelse av sterke gass/olje/partik-kel-systemer. In the pretreatment step, fine droplets are formed for maximum material transfer under optimal pressure conditions. The addition of chemicals results in precipitation and the formation of strong gas/oil/particle systems.

Fra den statiske blander 7 går mediumstrømmen videre til flotasjonssyklonene 17,18, gjennom ledningen 16. From the static mixer 7, the medium flow continues to the flotation cyclones 17,18, through the line 16.

Disse flotasjonssykloner befinner seg inne i en beholder 19, som er delt opp i flere rom ved hjelp av skillebunner 20,21 og 22. These flotation cyclones are located inside a container 19, which is divided into several rooms by means of separators 20, 21 and 22.

Sand og andre partikler vil gå ut i utløpet i bunnen i spiss av syklonen, mens resten av nedre utløp går opp gjennom de to statiske blanderne 23,24, som utgjør det første deltrinn i det andre enhetstrinn 3. Strippegass kan tilføres gjennom en ledning 25. Fra utløpet til den statiske blander 24 går fluidumstrømmen på ikke nærmere vist måte (antydet med piler) til respektive fIotasjonssykloner 26. Flotasjonssyklonen 26 er anordnet i et større antall rundt omkretsen. Sand and other particles will go out in the outlet at the bottom at the tip of the cyclone, while the rest of the lower outlet goes up through the two static mixers 23,24, which form the first partial stage in the second unit stage 3. Stripping gas can be supplied through a line 25 From the outlet of the static mixer 24, the fluid flow goes in a manner not further shown (indicated by arrows) to respective flotation cyclones 26. The flotation cyclone 26 is arranged in a larger number around the circumference.

Som topprejekt fra flotasjonssyklonene 17,18 i det første enhetstrinn kommer det ut en skumblanding bestående av vann, partikler og gass. I beholderen 19 er det her som vist sørget for et væskeoverløp 27 og et gassoverløp 28. Topprejektet fra flotasjonssyklonen 26 går til en syklon 29 øverst i beholderen, hvorfra det går ut et topprejekt som gass og et bunnrejekt bestående av olje/partikler. Topprejektet går ut gjennom ledningen 30, og dessuten er beholderen forsynt med en uttaksledning 31 for olje/- partikler. As top reject from the flotation cyclones 17,18 in the first unit stage, a foam mixture consisting of water, particles and gas emerges. In the container 19, as shown, provision is made for a liquid overflow 27 and a gas overflow 28. The top reject from the flotation cyclone 26 goes to a cyclone 29 at the top of the container, from which a top reject comes out as gas and a bottom reject consisting of oil/particles. The top projectile exits through line 30, and the container is also provided with an outlet line 31 for oil/particles.

Fra bunnen av flotasjonssyklonen 26 går det ut behandlet vann, som går ut fra beholderen 19 gjennom uttaksledningen 32. Treated water exits from the bottom of the flotation cyclone 26, which exits from the container 19 through the outlet line 32.

Anlegget i fig. 1 er som man vil forstå bygget opp av enhetstrinn, som i prinsippet er like, men har forskjellig geometrisk utførelse. Et deltrinn av det første enhetstrinn er på fordelaktig måte samlet med et andre enhetstrinn i en felles beholder, av konstruksjonsmessige og driftsmessige årsaker. The plant in fig. 1 is, as you will understand, made up of unit steps, which in principle are the same, but have different geometric designs. A partial stage of the first unit stage is advantageously combined with a second unit stage in a common container, for constructional and operational reasons.

Anlegg kan som man vil forstå realiseres som enklere og mindreplasskrevende anlegg enn tidligere kjent. Anleggene og deres komponenter er også bevegelsesufølsomme, slik at de uten videre kan benyttes ombord i flytende plattformer, og man opererer også med lave vekter. I realiteten vil det kunne dreie seg om vekt- og volumbesparelser ned til 10$ av dagens i og for seg kjente systemer. Installations can, as you will understand, be realized as simpler and less space-requiring installations than previously known. The plants and their components are also insensitive to movement, so that they can be used without further ado on board floating platforms, and they also operate with low weights. In reality, it could be a matter of weight and volume savings down to $10 of today's well-known systems.

Flotasjonssyklonenes geometriske utforming er påvirket med oppfinnelsen. Et typiske eksempel på den geometriske utforming av en flotasjonssyklon ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 2 og 3. Flotasjonssyklonens øverste del er utformet som et segment av en roterende ellipse 25 for å få en ekspansjon med en separasjon og ny dannelse av mikrofnokker gass/olje/partikler og en kompresjon mot topp og resterende nedre del av flotasjonssyklonen som går over fra et elliptisk segment til et hyperbolisk segment 36 for å oppnå optimale koaliseringseffekter, dvs. kollisjon mikrooljedråper/mikrogassbobler slik at separasjon oppnås. The geometric design of the flotation cyclones is influenced by the invention. A typical example of the geometric design of a flotation cyclone according to the invention is shown in fig. 2 and 3. The upper part of the flotation cyclone is designed as a segment of a rotating ellipse 25 to have an expansion with a separation and re-formation of microflakes gas/oil/particles and a compression towards the top and remaining lower part of the flotation cyclone which transitions from an elliptical segment to a hyperbolic segment 36 to achieve optimal coalescence effects, i.e. collision of micro-oil droplets/micro-gas bubbles so that separation is achieved.

Utløpet i nederste del av syklonen er tangensialt med en vinkel på mellom 1° og 10" mot rotasjonsaksen (vinkel a). I utløpet i bunnen i spiss av syklonen kan tunge partikler tas ut. The outlet in the lower part of the cyclone is tangential with an angle of between 1° and 10" to the axis of rotation (angle a). In the outlet at the bottom at the tip of the cyclone, heavy particles can be removed.

I fig. 2 og 3 er det første deltrinn tatt med. Det dreier seg om et innløp 37, en gass/medium/tilføringsledning 38 og en statisk blander 39. In fig. 2 and 3 are the first partial steps included. This concerns an inlet 37, a gas/medium/supply line 38 and a static mixer 39.

Sjøvann eller produsert vann går inn i innløpet 37. Gjennom ledningen 38 tilsettes en gass/medium med funksjon som strippegass, desinfeksjonsgass, eller en kjemisk reaktant med det formål å fjerne oksygen fra sjøvann, fjerne uønskede gasser såsom E2S, COg eller tilsvarende, desinfisere vannet ved bruk av desinfeksjonsgasser Cl, brom eller lignende, tilsetter gass under trykk for å få flotasjonsvirkning med det formål å rense vannet for olje og partikler, tilsettes CO2 eller annen gass som skal injiseres i et reservoar, med det formål å hindre utslipping til atmosfæren eller å øke utvinningen, og/eller foreta en utfelling av en uønsket komponent før injisering i et reservoar. Vannet og tilsatt gass/medium går videre til den statiske blander 3 som representerer en blander/koalesens-reaksjons-delenhet hvor gass og i dette tilfelle vann mikses hele tiden slik at bobler ikke vokser, men får optimal størrelse og stoff-overgangsflate. Seawater or produced water enters the inlet 37. Through the line 38, a gas/medium is added with a function such as stripping gas, disinfection gas, or a chemical reactant with the purpose of removing oxygen from seawater, removing unwanted gases such as E2S, COg or equivalent, disinfecting the water when using disinfection gases Cl, bromine or the like, adding gas under pressure to achieve a flotation effect with the aim of cleaning the water of oil and particles, adding CO2 or other gas to be injected into a reservoir, with the aim of preventing discharge into the atmosphere or to increase the recovery, and/or carry out a precipitation of an unwanted component before injection into a reservoir. The water and added gas/medium go on to the static mixer 3 which represents a mixer/coalescence reaction sub-unit where gas and in this case water are constantly mixed so that bubbles do not grow, but get an optimal size and substance-transition surface.

Fra den statiske blander 39 går fluidumstrømmen til separasjon i flotasjonssyklonen. Flotasjonssyklonens separasjon er anskueliggjort med symbolene 40,41,42,43,44 og 45. Separasjonen er avhengig av de større og sterkere dråper, dråper/- gassbobler, partikler/gassbobler som er dannet i det fore-gående deltrinn. Inngangsmediet fra den statiske blander 39 entrer flotasjonssyklonens øverste del, som er utformet som et segment i en ellipse med avstand 11 til den negative y-akse og en avstand 12 til den positive y-akse. Den elliptiske banens utforming bevirker kompresjon av gass/væske/partikkel-systemet mot topprejektet og ekspanderer samme system mot bunnrejektet, hvor radienes forhold R/r er 20-50, og som senere går over til en roterende hyperbel 45, for å oppnå maksimal koalesenseffekt og dermed separasjon. From the static mixer 39, the fluid flow goes to separation in the flotation cyclone. The flotation cyclone's separation is visualized with the symbols 40,41,42,43,44 and 45. The separation depends on the larger and stronger droplets, droplets/gas bubbles, particles/gas bubbles that are formed in the previous sub-step. The input medium from the static mixer 39 enters the upper part of the flotation cyclone, which is designed as a segment in an ellipse with distance 11 to the negative y-axis and a distance 12 to the positive y-axis. The elliptical path design causes compression of the gas/liquid/particle system towards the top projectile and expands the same system towards the bottom projectile, where the radii ratio R/r is 20-50, and which later transitions to a rotating hyperbola 45, to achieve maximum coalescence effect and thus separation.

Det er en sammenheng mellom den forutgående behandling i blande/reaksjon-deltrinnet og separasjonen. Gass løses opp i inngangsmediet (her vann) for å drive ut oksygen og/eller drive ut uønskede gasser, såsom E2S og/eller for å få fIotasjonsvirkning ved at små gassbobler bringes i kontakt med motsatt ladede partikler/oljedråper, slik at de danner sterke nok bindinger til å motstå påvirkningen gjennom flotasjonssyklonen, og/eller oljedråper kolliderer og danner store nok oljedråper gjennom koalesens til å bli separert. Gjennom en ledning 46 kan kjemikalier tilsettes for derved å øke affinitet og styrke på bindinger partikler/partikler, partikler/gassbobler og oljedråper/gassbobler, hvor blande-, reaksjons- og koalesenselementet virker slik at store multifnokker kuttes ned igjen til sterke mikrofnokker, men med styrke og størrelse som lar seg separere i flotasjonssyklonen . There is a connection between the previous treatment in the mixing/reaction sub-step and the separation. Gas is dissolved in the input medium (here water) to expel oxygen and/or expel unwanted gases, such as E2S and/or to achieve a flotation effect by bringing small gas bubbles into contact with oppositely charged particles/oil droplets, so that they form strong enough bonds to resist the impact through the flotation cyclone, and/or oil droplets collide and form large enough oil droplets through coalescence to be separated. Through a line 46, chemicals can be added to thereby increase the affinity and strength of bonds particles/particles, particles/gas bubbles and oil droplets/gas bubbles, where the mixing, reaction and coalescence element works so that large multiflocks are cut back down to strong microflocks, but with strength and size that can be separated in the flotation cyclone.

Blandingen av inngangsmedium, gassbobler, partikler og oljedråper entrer flotasjonssyklonens inngangsdyser 42, som er geometrisk utformet med en konveks tangerende ytter- side til syklonens øverste del. Utgående topprejekt 41 i flotasjonssyklonen vil være en blanding av gass/partikler/væske, med hovedkomponent gass som er byttet ut med en annen uønsket gass gjennom en strippeprosess. The mixture of input medium, gas bubbles, particles and oil droplets enters the flotation cyclone's input nozzles 42, which are geometrically designed with a convex outer side tangential to the upper part of the cyclone. Outgoing top reject 41 in the flotation cyclone will be a mixture of gas/particles/liquid, with the main component gas having been exchanged for another unwanted gas through a stripping process.

Uønsket stoff, som man ønsker tatt ut før injisering i reservoaret, tas ut i den nedre spiss, hvor flotasjonssyklonen utmerker seg ved at den dens nedre del mot spiss-rejektet har en form som en parabel som tangerer ellipsen og har et utløp 44 med en vinkel a = 1°-10° mot y-aksen. Unwanted material, which you want removed before injection into the reservoir, is removed in the lower tip, where the flotation cyclone is distinguished by the fact that its lower part towards the tip reject has a shape like a parabola tangent to the ellipse and has an outlet 44 with a angle a = 1°-10° to the y-axis.

Fordelen man oppnår med oppfinnelsen, da særlig med bruk av enhetstrinnet i en vanninjeksjonsprosess, er at alt vann, både sjøvann, produsert vann fra brønn, drenasjevann fra plattform, ballastvann fra ballasttanker og spillvann fra slambehandling kan behandles i en operasjon som kan utføre følgende: fjerne uønskede gasser som H2S, O2 og lignende fra inj eksj onsvannet The advantage achieved with the invention, especially with the use of the unit stage in a water injection process, is that all water, including seawater, produced water from a well, drainage water from a platform, ballast water from ballast tanks and waste water from sludge treatment can be treated in one operation which can perform the following: remove unwanted gases such as H2S, O2 and the like from the injection water

fjerne partikler og oljedråper fra vannet som skal fjernes fjerne uønskede komponenter i vannet som kan felles ut i blande/reaksjonsdelen, med separering i flotasjonssyklonen remove particles and oil droplets from the water to be removed remove unwanted components in the water that can precipitate out in the mixing/reaction section, with separation in the flotation cyclone

fjerne uønskede utslipp til atmosfæren ved tilsetting av eksempelvis forbrenningsgasser som CO2 som strippegass og injisere dette i reservoaret, eventuelt med det formål å oppnå økt oljeutvinning (CO2) remove unwanted emissions into the atmosphere by adding, for example, combustion gases such as CO2 as stripping gas and injecting this into the reservoir, possibly with the aim of achieving increased oil recovery (CO2)

fleksibilitet, slik at dersom reinjeksjon ikke kan flexibility, so that if reinjection cannot

gjennomføres kan vannet behandles slik at det kan foretas uslipp til resipient - det oppnås vekt- og volumbesparelser ned til 10% av dagens systemer. carried out, the water can be treated so that no discharge to the recipient can be carried out - weight and volume savings of up to 10% are achieved from current systems.

Claims

1. Method for producing so-called produced water, where water and gas as input medium are separated in a flotation cyclone, characterized in that the input medium is brought into collision against a wall in an annular chamber (43) around entrance openings (42) in the upper part of the flotation cyclone.

2. Device for use for treating water, in particular water to be injected into a hydrocarbon reservoir, so-called produced water, in the form of a flotation cyclone with an upper part where there are inlet openings (42) which communicate with an inlet (37-39) for the medium which is to be separated, characterized by an annular chamber (43) around the entrance openings, which annular chamber is designed as a gas flotation and precoalescence chamber, with the inlet (37-39) opening into the annular chamber in such a way that the supplied medium is brought into collision with a wall in the annular chamber (43 ).

3. Device according to claim 2, characterized in that the upper part of the flotation cyclone is designed as a segment of a rotating ellipse, and that the lower part of the flotation cyclone transitions from an elliptical segment to a hyperbolic segment, and that an outlet in the lower part of the flotation cyclone is tangential with an angle of 1-10° to the axis of rotation.