NO20140992L

NO20140992L - Apparatus for separating oil from oily water

Info

Publication number: NO20140992L
Application number: NO20140992A
Authority: NO
Inventors: Jørn Folkvang
Original assignee: Ts Technology As
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2010-10-04
Also published as: NO335194B1; NO337692B1; NO20091364L

Abstract

Foreliggende oppfinnelse omfatter en apparatur for separasjon av olje fra 5 oljeholdig vann, som omfatter en tank, en gassinjeksjonslinje, og et innløpsrør som strekker seg inn i tanken og er forbundet med gassinjeksjonslinjen. Videre omfatter apparaturen en separasjonsplate som deler tankinteriøret inn i mer enn ett kammer, et dysesett som strekker seg fra innløpsrøret, et utløp i bunnen av tanken og et utløp i toppen av tanken.The present invention comprises an apparatus for separating oil from oily water, comprising a tank, a gas injection line, and an inlet tube extending into the tank and connected to the gas injection line. Furthermore, the apparatus comprises a separation plate dividing the tank interior into more than one chamber, a nozzle set extending from the inlet pipe, an outlet at the bottom of the tank and an outlet at the top of the tank.

Description

Foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann samt apparatur for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann. The present invention includes a method for separating hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water as well as apparatus for separating hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water.

BakgrunnBackground

Globalt er vannproduksjon knyttet til olje & gass produksjon mer enn tre ganger høyere enn oljeproduksjonen. Dette gir en gjennomsnittlig vannandel på rundt 75 % av det som produseres fra brønnene. Vannprosenten fortsetter å øke. For ca ti år siden var det ca. 70 %. Vannandelen øker etter hvert som oljefelt blir eldre og reduseres etter hvert som man utvikler bedre metoder for å håndtere reservoaret og etter hvert som man introduserer nye felt. Samtidig blir miljøkravene strengere og mer kompliserte å møte. Utfordringene blir større for operatørene og behovene bedre, mindre og mer kostnadseffektive teknologier. Kostnadene til vannbehandling er med på å bestemme hvor høyt vanninnhold det er økonomisk lønnsomt å produsere. Dette er også avhengig av oljeprisen. Globally, water production linked to oil & gas production is more than three times higher than oil production. This gives an average water share of around 75% of what is produced from the wells. The water percentage continues to increase. About ten years ago, there were approx. 70%. The proportion of water increases as oil fields get older and decreases as better methods are developed to manage the reservoir and as new fields are introduced. At the same time, environmental requirements are becoming stricter and more complicated to meet. The challenges are getting bigger for the operators and the need for better, smaller and more cost-effective technologies. The costs of water treatment help determine how high a water content it is economically profitable to produce. This also depends on the oil price.

Formålet med foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe et rensesystem for produsertvann med hovedfokus på oljeinstallasjoner på land og til havs World Wide. Produsertvann kommer opp av brønnen med brønnstrømmen, blir skilt fra oljen og gassen, renset og deretter sluppet ut til sjø eller reinjisert i reservoaret. Produsertvann er en blanding av formasjonsvann, rester av produksjonskjemikalier og reinjisert vann (på de installasjonene der dette gjøres). Innhold og sammensetning av produsertvann varierer fra felt til felt og fra brønn til brønn innenfor samme felt. I tillegg varierer også sammensetningen overtid i én og samme brønn. Hvert minutt behandler norske oljeplattformer ca 400 m<3>vann. En stadig mer moden norsk sokkel med mindre olje og mer vann har ført til en kraftig økning av produsertvann. I 2007 ble det behandlet ca. 200 millioner m<3>produsertvann på norsk sokkel. Rundt 90 prosent av dette ble sluppet ut i sjøen. The purpose of the present invention is to provide a purification system for produced water with the main focus on oil installations on land and at sea World Wide. Produced water comes up from the well with the well flow, is separated from the oil and gas, cleaned and then released to sea or reinjected into the reservoir. Produced water is a mixture of formation water, residues of production chemicals and reinjected water (at those installations where this is done). The content and composition of produced water varies from field to field and from well to well within the same field. In addition, the composition of overtime in one and the same well also varies. Every minute, Norwegian oil platforms process about 400 m<3> of water. An increasingly mature Norwegian shelf with less oil and more water has led to a sharp increase in produced water. In 2007, approx. 200 million m<3> of produced water on the Norwegian continental shelf. Around 90 per cent of this was released into the sea.

Oppsummering av oppfinnelsenSummary of the invention

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsertvann, hvor trinn 1 det hydrokarbonholdige produserte vannet tilføres en gassholdig komponent, hvoretter en gass- og hydrokarbonholdig produsert vannblanding tilføres et innløpsrør (22, 27) i senter av en tank, hvoretter den nevnte blandingen fordeles tangentielt via minst en dyse (7) og minst en ledeplate(8), hvoretter fraseparerte hydrokarboner føres til minst ett uttak fra tanken og renset vann føres til et utløp (12) av tanken. Videre omfatter foreliggende oppfinnelse et trinn 2 hvor en andel av en gassholdig vannblanding fra utløp (12) resirkuleres via en strøm (15) og tilføres til et annuluskammer og videre tangentielt via minst en dyse og minst en ledeplate motstrøms eller medstrøms en nedadgående vannblanding fra trinn 1. Trinn 3 i foreliggende oppfinnelse omfatter at vannblandingen fra trinn 1 tilføres til minst ett adskilt trinn, via minst en plate (30) og minst et annuluskammer (28), og videre fordeles tangentielt via minst en dyse (32) og minst en ledeplate (8). Videre i foreliggende oppfinnelse omfatter trinn 4 en nedadgående vannblanding som ledes over et sjikt av et pakkemateriale. I foreliggende oppfinnelse kan de ovenfor nevnte trinnene utføres i den rekkefølgen som anses hensiktsmessig for det formål oppfinnelsen skal løse. Videre kan de ulike trinnene gjentas en rekke ganger hvis det anses hensiktsmessig. The present invention relates to a method for separating hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water, where step 1 the hydrocarbon-containing produced water is fed to a gaseous component, after which a gas and hydrocarbon-containing produced water mixture is fed to an inlet pipe (22, 27) in the center of a tank, after which the aforementioned the mixture is distributed tangentially via at least one nozzle (7) and at least one guide plate (8), after which separated hydrocarbons are fed to at least one outlet from the tank and purified water is fed to an outlet (12) of the tank. Furthermore, the present invention comprises a stage 2 where a portion of a gaseous water mixture from outlet (12) is recycled via a stream (15) and supplied to an annulus chamber and further tangentially via at least one nozzle and at least one guide plate upstream or downstream of a descending water mixture from stage 1. Step 3 in the present invention comprises that the water mixture from step 1 is supplied to at least one separate step, via at least one plate (30) and at least one annulus chamber (28), and further distributed tangentially via at least one nozzle (32) and at least one guide plate (8). Furthermore, in the present invention, step 4 comprises a downward water mixture which is directed over a layer of a packaging material. In the present invention, the above-mentioned steps can be carried out in the order that is considered appropriate for the purpose of the invention. Furthermore, the various steps can be repeated a number of times if deemed appropriate.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse omfatteren fremgangsmåte for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann omfattende trinn 1 hvor det hydrokarbonholdige produserte vannet tilføres en gassholdig komponent, hvoretter en gass- og hydrokarbonholdig produsert vannblanding tilføres et innløpsrør (22,27) i en tank, hvoretter den nevnte blandingen fordeles tangentielt via minst en dyse (7) og minst en ledeplate(8), hvoretter fraseparerte hydrokarboner føres til minst ett uttak fra tanken og renset vann føres til et utløp (12) av tanken; og trinn 2 hvor en andel av gassholdig vannblanding fra utløp (12) resirkuleres via en strøm (15) og tilføres til et annuluskammer (23) og videre tangentielt via minst en dyse og minst en ledeplate motstrøms eller medstrøms en nedadgående vannblanding fra trinn 1; og An embodiment of the present invention comprises the method for separating hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water comprising step 1 where the hydrocarbon-containing produced water is fed to a gaseous component, after which a gas and hydrocarbon-containing produced water mixture is fed to an inlet pipe (22,27) in a tank, after which the said mixture is distributed tangentially via at least one nozzle (7) and at least one guide plate (8), after which separated hydrocarbons are fed to at least one outlet from the tank and purified water is fed to an outlet (12) of the tank; and step 2 where a proportion of gaseous water mixture from outlet (12) is recycled via a stream (15) and supplied to an annulus chamber (23) and further tangentially via at least one nozzle and at least one guide plate upstream or downstream of a downward water mixture from step 1; and

trinn 4 hvor den nedadgående vannblanding ledes over et sjikt av et pakkemateriale og renset vann føres til utløp (12). step 4 where the downward water mixture is led over a layer of a packaging material and purified water is led to the outlet (12).

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann omfattende trinnl hvor det hydrokarbonholdige produserte vannet tilføres en gassholdig komponent, hvoretter en gass- og hydrokarbonholdig produsert vannblanding tilføres et innløpsrør (22,27) i en tank, hvoretter den nevnte blandingen fordeles tangentielt via minst en dyse (7) og minst en ledeplate(8), hvoretter fraseparerte hydrokarboner føres til minst ett uttak fra tanken; og An embodiment of the present invention relates to a method for separating hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water comprising step 1 where the hydrocarbon-containing produced water is fed to a gaseous component, after which a gas and hydrocarbon-containing produced water mixture is fed to an inlet pipe (22,27) in a tank, after which the said mixture is distributed tangentially via at least one nozzle (7) and at least one guide plate (8), after which separated hydrocarbons are fed to at least one outlet from the tank; and

trinn 3 hvor vannblandingen fra trinn 1 tilføres til minst ett adskilt trinn, via minst en plate (30) og minst et annuluskammer (28), og videre fordeles tangentielt via minst en dyse (32) og minst en ledeplate (8), hvorpå fraseparerte hydrokarboner føres til minst ett uttak fra tanken (35, 36), og renset vann føres til utløp (12) av tanken. step 3 where the water mixture from step 1 is supplied to at least one separate step, via at least one plate (30) and at least one annulus chamber (28), and further distributed tangentially via at least one nozzle (32) and at least one guide plate (8), whereupon separated hydrocarbons are fed to at least one outlet from the tank (35, 36), and purified water is fed to the outlet (12) of the tank.

I en utførelsesform omfatter foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann omfattende trinn 1 hvor det hydrokarbonholdige produserte vannet tilføres en gassholdig komponent, hvoretter en gass- og hydrokarbonholdig produsert vannblanding tilføres et innløpsrør (22,27) i en tank, hvoretter den nevnte blandingen fordeles tangentielt via minst en dyse (7) og minst en ledeplate(8), hvoretter fraseparerte hydrokarboner føres til minst ett uttak fra tanken; og In one embodiment, the present invention comprises a method for separating hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water comprising step 1 where the hydrocarbon-containing produced water is fed to a gaseous component, after which a gas and hydrocarbon-containing produced water mixture is fed to an inlet pipe (22,27) in a tank, after which said mixture is distributed tangentially via at least one nozzle (7) and at least one guide plate (8), after which separated hydrocarbons are fed to at least one outlet from the tank; and

trinn 3 hvor vannblandingen fra trinn 1 tilføres til minst ett adskilt trinn, via minst en plate (30) og minst et annuluskammer (28), og videre fordeles tangentielt via minst en dyse (32) og minst en ledeplate (8), og fraseparerte hydrokarboner føres til minst ett uttak (35, 36) fra tanken; og trinn4 hvor en nedadgående vannblanding ledes over et sjikt av et pakkemateriale, og renset vann føres til et utløp (12) av tanken. step 3 where the water mixture from step 1 is supplied to at least one separate step, via at least one plate (30) and at least one annulus chamber (28), and further distributed tangentially via at least one nozzle (32) and at least one guide plate (8), and separated hydrocarbons are fed to at least one outlet (35, 36) from the tank; and step 4 where a downward water mixture is directed over a layer of a packing material, and purified water is led to an outlet (12) of the tank.

I en utførelsesform av foreliggende fremgangsmåte for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann omfatter trinn 1 det hydrokarbonholdige produserte vannet som tilføres en gassholdig komponent, hvoretter en gass- og hydrokarbonholdig produsert vannblanding tilføres et innløpsrør (22, 27) i en tank, hvoretter den nevnte blandingen fordeles tangentielt via minst en dyse (7) og minst en ledeplate(8), hvoretter fraseparerte hydrokarboner føres til minst ett uttak fra tanken; og trinn 4 hvor en nedadgående vannblanding ledes over et sjikt av et pakkemateriale, og renset vann føres til et utløp (12) av tanken. In an embodiment of the present method for separating hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water, step 1 comprises the hydrocarbon-containing produced water being fed to a gaseous component, after which a gas and hydrocarbon-containing produced water mixture is fed to an inlet pipe (22, 27) in a tank, after which the aforementioned the mixture is distributed tangentially via at least one nozzle (7) and at least one guide plate (8), after which separated hydrocarbons are fed to at least one outlet from the tank; and step 4 where a downward water mixture is directed over a layer of a packing material, and purified water is led to an outlet (12) of the tank.

I foreliggende oppfinnelse fordeles hydrokarbonholdig produsert vann ytterligere via minst en forgreningsanordning (6) i øverste del av innløpsrøret (22,27). En ytterligere gasstilførsel (34) finner sted i annuluskammeret (28). In the present invention, hydrocarbon-containing produced water is further distributed via at least one branching device (6) in the upper part of the inlet pipe (22,27). A further gas supply (34) takes place in the annulus chamber (28).

I oppfinnelsen beskrevet i det foregående tilføres den gassholdige komponenten via en ekstern tilførsel (2) eller resirkuleres fra toppen av tanken (4). Ytterligere gasstilførsel kan velges fra gruppen omfattende som følger: nitrogen, hydrokarbon (brenngass), CO2 . In the invention described above, the gaseous component is supplied via an external supply (2) or recycled from the top of the tank (4). Additional gas supply can be selected from the group comprising the following: nitrogen, hydrocarbon (fuel gas), CO2 .

Videre beskrives en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor vannblandingen fra trinn 1 tilføres/strømmer inn i ett annuluskammer og videre inn i et tilførselsrør forut for tangentiell fordeling via minst en dyse og minst en ledeplate i minst ett adskilt trinn. Furthermore, an embodiment of the present invention is described where the water mixture from step 1 is supplied/flows into an annulus chamber and further into a supply pipe prior to tangential distribution via at least one nozzle and at least one guide plate in at least one separate step.

I en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse kan flokklant tilsettes oppstrøms tanken før innløpsrøret (22, 27) for bedre ytelse. In an embodiment of the present invention, flocculant can be added upstream of the tank before the inlet pipe (22, 27) for better performance.

Foreliggende oppfinnelse beskriver apparatur for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann, hvor apparaturen omfatter følgende: The present invention describes apparatus for the separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water, where the apparatus includes the following:

- en trykktank,- a pressure tank,

- minst et innløpsrør (22, 27) i tanken,- at least one inlet pipe (22, 27) in the tank,

- minst en ytterligere forgreningsanordning (6) i øverste del av innløpsrøret, minst en dyse (7), og minst en ledeplate (8); - minst et utløp av tanken for renset vann (12); - at least one further branching device (6) in the upper part of the inlet pipe, at least one nozzle (7), and at least one guide plate (8); - at least one outlet of the tank for purified water (12);

-minst ett utløp for fraseparerte hydrokarboner (10, 35, 36).- at least one outlet for separated hydrocarbons (10, 35, 36).

Apparatur ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter videre et annuluskammer (23) omsluttende innløpsrøret (22,27) omfattende minst en forgreningsanordning (24), i minst en høyde, videre omfattende minst en dyse (25) og eventuelt omsluttet av en skjermanordning og minst en ledeplate (8). Videre beskrives apparaturen å omfatte minst en plate (30) og minst et annuluskammer (28) omsluttende innløpsrøret (22,27) med minst en forgreningsanordning (31), i minst en høyde, omfattende minst en dyse (32) og minst en ledeplate (8). Et sjikt omfattende et pakkemateriale er også beskrevet ifølge oppfinnelsen. Apparatus according to the present invention further comprises an annulus chamber (23) enclosing the inlet pipe (22,27) comprising at least one branching device (24), in at least one height, further comprising at least one nozzle (25) and possibly surrounded by a shield device and at least one guide plate ( 8). Furthermore, the apparatus is described as comprising at least one plate (30) and at least one annulus chamber (28) surrounding the inlet pipe (22,27) with at least one branching device (31), in at least one height, comprising at least one nozzle (32) and at least one guide plate ( 8). A layer comprising a packaging material is also described according to the invention.

Apparatur for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann omfatter følgende: Apparatus for the separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water includes the following:

- en trykktank,- a pressure tank,

- minst en ytterligere forgreningsanordning (6) i øverste del av innløpsrøret, minst en dyse (7), og minst en ledeplate (8); - minst et utløp av tanken for renset vann (12); -minst ett utløp for fraseparerte hydrokarboner (10, 35, 36); - et annuluskammer (23) omsluttende innløpsrøret (22,27) omfattende minst en forgreningsanordning (24), i minst en høyde, videre omfattende minst en dyse (25) og eventuelt omsluttet av en skjermanordning og minst en ledeplate (8). - at least one further branching device (6) in the upper part of the inlet pipe, at least one nozzle (7), and at least one guide plate (8); - at least one outlet of the tank for purified water (12); -at least one outlet for separated hydrocarbons (10, 35, 36); - an annulus chamber (23) enclosing the inlet pipe (22,27) comprising at least one branching device (24), in at least one height, further comprising at least one nozzle (25) and optionally enclosed by a shield device and at least one guide plate (8).

Videre beskriver foreliggende apparatur for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann følgende: Furthermore, the present apparatus for the separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water describes the following:

- en trykktank,- a pressure tank,

- minst en ytterligere forgreningsanordning (6) i øverste del av innløpsrøret, minst en dyse (7), og minst en ledeplate (8); - minst et utløp av tanken for renset vann (12); -minst ett utløp for fraseparerte hydrokarboner (10, 35, 36); - et annuluskammer (23) omsluttende innløpsrøret (22,27) omfattende minst en forgreningsanordning (24), i minst en høyde, videre omfattende minst en dyse (25) og eventuelt omsluttet av en skjermanordning og minst en ledeplate (8), - at least one further branching device (6) in the upper part of the inlet pipe, at least one nozzle (7), and at least one guide plate (8); - at least one outlet of the tank for purified water (12); -at least one outlet for separated hydrocarbons (10, 35, 36); - an annulus chamber (23) enclosing the inlet pipe (22,27) comprising at least one branching device (24), in at least one height, further comprising at least one nozzle (25) and possibly surrounded by a shield device and at least one guide plate (8),

- et sjikt omfattende et pakkemateriale.- a layer comprising a packaging material.

I foreliggende oppfinnelse beskrives videre apparatur for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann omfattende følgende: The present invention further describes apparatus for the separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water comprising the following:

- en trykktank,- a pressure tank,

- minst en ytterligere forgreningsanordning (6) i øverste del av innløpsrøret, minst en dyse (7), og minst en ledeplate (8); - minst et utløp av tanken for renset vann (12); -minst ett utløp for fraseparerte hydrokarboner (10, 35, 36); - minst en plate (30) og minst et annuluskammer (28) omsluttende innløpsrøret (22,27) med minst en forgreningsanordning (31), i minst en høyde, omfattende minst en dyse (32) og minst en ledeplate (8). - at least one further branching device (6) in the upper part of the inlet pipe, at least one nozzle (7), and at least one guide plate (8); - at least one outlet of the tank for purified water (12); -at least one outlet for separated hydrocarbons (10, 35, 36); - at least one plate (30) and at least one annulus chamber (28) enclosing the inlet pipe (22,27) with at least one branching device (31), in at least one height, comprising at least one nozzle (32) and at least one guide plate (8).

Apparatur for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann ifølge oppfinnelse omfatter videre følgende: Apparatus for the separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water according to the invention further comprises the following:

- en trykktank,- a pressure tank,

-minst ett utløp for fraseparerte hydrokarboner (10, 35, 36),-at least one outlet for separated hydrocarbons (10, 35, 36),

Foreliggende oppfinnelse omfatter følgende:The present invention includes the following:

Fremgangsmåte for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann i en tre trinns fremgangmåte, hvor -hydrokarbonholdig produsert vann tilføres en gassholdig komponent hvoretter den gass- og hydrokarbonholdige produserte vannblandingen tilføres et innløpsrør tangentielt via bunnen i en tank, hvoretter den nevnte blandingen fordeles via minst en dyse; -en gassholdig vannblanding tilføres tangentielt motstrøms eller medstrøms og fordeles via minst en dyse; - den nedadgående væskestrømmen ledes over et sjikt av pakkematerialer. Videre blir hydrokarbonholdig produsert vann ytterligere fordelt via minst en dyseanordning på toppen av innløpsrøret. Process for the separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water in a three-stage process, where -hydrocarbon-containing produced water is fed to a gaseous component, after which the gas and hydrocarbon-containing produced water mixture is fed to an inlet pipe tangentially via the bottom of a tank, after which the aforementioned mixture is distributed via at least one nozzle; - a gaseous water mixture is supplied tangentially countercurrently or cocurrently and distributed via at least one nozzle; - the downward flow of liquid is directed over a layer of packaging materials. Furthermore, hydrocarbon-containing produced water is further distributed via at least one nozzle device on top of the inlet pipe.

Foreliggende oppfinnelse omfatter apparatur for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann, omfattende en trykktank The present invention comprises apparatus for the separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water, comprising a pressure tank

minst et senterrør i bunnen av tankenat least one central tube at the bottom of the tank

annuluskammer/rør utenpå senterrøret med en fordelingsanordning omfattende minst en dyse annulus chamber/tube outside the center tube with a distribution device comprising at least one nozzle

pakkemateriale.packing material.

Apparatur ifølge oppfinnelsen omfatter ytterligere fordelingsanordning på toppen av senterrøret. Apparatus according to the invention comprises a further distribution device on top of the center pipe.

Kort beskrivelse av figureneBrief description of the figures

Utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med referanse til de følgende figurene: Embodiments of the invention will now be described with reference to the following figures:

Figur 1 viser rensesystem for produsert vann.Figure 1 shows the purification system for produced water.

Figur 2 viser detalj vedrørende dysetoppFigure 2 shows detail regarding the nozzle tip

Figur 3 viser et rensesystem med tre trinn hvor trinn (37) vist i figur 4 er et adskilt trinn som her er gjentatt to ganger. Figur 4 viser et adskilt trinn (37) som kan gjentas så mange ganger som ønskelig. Figure 3 shows a cleaning system with three stages, where stage (37) shown in Figure 4 is a separate stage which is repeated here twice. Figure 4 shows a separate step (37) which can be repeated as many times as desired.

Detaljert beskrivelseDetailed description

Formålet ved foreliggende oppfinnelse kan oppnås ved de karakteristiske egenskaper som vist i den følgende beskrivelse av oppfinnelsen. The purpose of the present invention can be achieved by the characteristic properties as shown in the following description of the invention.

I figur 1 kan produsertvann fra olje/ vann separator eller annet renseutstyr som hydrosykloner, avgassingstank eller lignende fødes inn gjennom innløp (1) Dette vannet tilsettes gass via gassinjeksjonspunkt (2) og mikses sammen med innkommende vann i en gassmikser (3). Alternativt erstattes gassmikser (3) med en ejektor med innkommende vann som drivende kraft og suger gass fra toppen av tanken (4). Typisk gassmengde tilsatt eller sirkulert vil være fra 0,02 til 0,2 Sm<3>pr. m<3>vann. Dette vil variere med hvor mye restgass som er i innkommende vann. Denne blandingen av gass og oljeholdig vann blir ført inn i et indre senterrør (22) i tanken via bunn(5). I toppen av det indre senterrøret (22) er det en forgreningsanordning (6) som fordeler vannet til ett eller flere rør med utløpsdyser(7) for kontroll av hastighet på gass/vannblanding inn i tanken. Disse ender tangentielt langs tankveggen. På grunn av den tangentielle avslutning på rør/dyser i tanken oppnås det en sirkulasjon i tanken som gir en miksing av vann, gass og olje. Dette medfører god kontakt mellom gassbobler og oljedråper. For å unngå at vannet fra dysene ikke skal gå direkte nedover i tanken, men mikses med innkommende vann/gass er det en ledeplate (8) montert under hvert av innløpene. Denne leder vannet over neste innløp slik at vann hvor store gassbobler er frigjort blir mikset sammen med innkommende vann for bedre miksing/kontakt mellom gass og oljedråpene. For å få god miksing også i senter av tanken er en regulerbar dyseanordning (26) montert på toppen av innløpsrøret (senterrøret, føderøret), se figur 2. Denne sprer væske/ gassblandingen fra senter og utover og mikses med væske/ gassblandingen fra dyserør (7). Gass med påhengte oljedråper vil stige til væskeoverflaten i tanken og sammen med noe vann bli tatt ut i et neddykket utløp i toppen av tanken (9). Dette avdraget blir kontrollert med en ventil (10). Blandingsforholdet olje/vann i denne strømmen er avhengig av ventilåpningen. In figure 1, produced water from an oil/water separator or other cleaning equipment such as hydrocyclones, degassing tank or similar can be fed in through inlet (1). This water is added to gas via gas injection point (2) and mixed together with incoming water in a gas mixer (3). Alternatively, the gas mixer (3) is replaced with an ejector with incoming water as the driving force and sucks gas from the top of the tank (4). Typical amount of gas added or circulated will be from 0.02 to 0.2 Sm<3>per. m<3>water. This will vary with how much residual gas is in the incoming water. This mixture of gas and oily water is fed into an inner central pipe (22) in the tank via the bottom (5). At the top of the inner center pipe (22) there is a branching device (6) which distributes the water to one or more pipes with outlet nozzles (7) for controlling the speed of the gas/water mixture into the tank. These end tangentially along the tank wall. Due to the tangential closure of the pipes/nozzles in the tank, a circulation is achieved in the tank which results in a mixing of water, gas and oil. This results in good contact between gas bubbles and oil droplets. To prevent the water from the nozzles from going directly down into the tank, but mixing with incoming water/gas, a guide plate (8) is fitted under each of the inlets. This leads the water over the next inlet so that water where large gas bubbles have been released is mixed with incoming water for better mixing/contact between gas and the oil droplets. In order to achieve good mixing also in the center of the tank, an adjustable nozzle device (26) is mounted on top of the inlet pipe (centre pipe, feed pipe), see figure 2. This spreads the liquid/gas mixture from the center outwards and mixes with the liquid/gas mixture from the nozzle pipe ( 7). Gas with suspended oil droplets will rise to the liquid surface in the tank and, together with some water, will be taken out in a submerged outlet at the top of the tank (9). This installment is controlled with a valve (10). The oil/water mixing ratio in this flow depends on the valve opening.

Vannet med gassbobler som har mindre stigehastighet enn vannhastigheten nedover i tanken vil passere en "seng" av pakkematerialer valgt fra gruppen omfattende bl.a. Rasch ringer(11) eller lignende som gassbobler med påhengt olje henger seg på for så å vokse sammen og dermed oppnå en oppdrift som overstiger den nedadgående vannhastigheten og flyte opp til overflaten. Rent vann som kommer ut under denne "sengen" vil gå ut i utløpet i bunn av tanken (12) og videre til utslipp (13) eller eventuelt injeksjon i reservoaret som trykkstøtte. Denne mengden måles på mengdemåler (14). En delstrøm (15) fra vannutløpet fra tanken vil ved hjelp av en pumpe (16) bli sirkulert tilbake til tanken. Mengden som resirkuleres styres av en ventil (17). Denne strømmen blir tilsatt gass via et injeksjonspunkt (18) og føres deretter gjennom en mikser (19) som mikser gassen inn i vannet. Alternativt kan det suges gass fra toppen av tanken (20) med en ejektor som erstatter mikser(19). Typisk gassmengde vil være 0,05 til 0,3 Sm<3>pr. m<3>vann. Typisk resirkulasjonsmengde vil være 30 til 70 % av maksimum designrate for tanken. Mengde resirkulasjon vil bli avlest på mengdemåler (21). Utenpå det indre røret i tanken er det et ytre rør (22) som er tett mot det indre røret i begge ender. Det dannes dermed et kammer (23) mellom disse rørene som resirkuleringsstrømmen (15) går inn i. I toppen av dette kammeret er det en forgreningsanordning (24) som fordeler vannet til 2 eller flere rør med utløpsdyser (25) for kontroll av hastighet på gass/vannblanding inn i tanken. Disse ender tangentielt langs tankveggen. For å unngå at vannet fra dysene ikke skal gå direkte nedover i tanken, men mikses med innkommende vann/gass er det minst en ledeplate montert under hvert av innløpene. Denne leder vannet over neste innløp slik at vann hvor store gassbobler er frigjort blir mikset sammen med innkommende vann for bedre miksing/kontakt mellom gass og oljedråpene. Alternativt kan denne strømmen fordeles tangentielt i hvilken som helst avstand fra senterrøret (innløpsrøret, føderøret) med ledeplate under og en ytre vertikal vegg. Alternativt kan denne strømmen også fordeles vertikalt oppover fra utløpet av senterrøret. Alternativt kan de ovenfor nevnte strømmer rettes motstrøms avstrømmen fra utløpsdysene (7). På denne måten blir vann som er separert ut fra det øvre dysesett/miksing tilført rent vann/ gassblanding og olje som måtte følge dette vannet vil på ny komme i kontakt med gassbobler som blir mikset inn i vannet og dermed oppnå en ny kontaktsone for olje/gass som medfører bedre rensing. Alternativt kan en delstrøm av innkommende vann fødes gjennom samme innløp. Vannet som blir tilført via resirkuleringen følger vannfasen ut i bunn av tanken (12). For å øke oljedråpestørrelsen i innkommende vann kan det tilsettes kjemikalier, som for eksempel flokkulant, oppstrøms anlegget. The water with gas bubbles that have a lower rise speed than the water speed downwards in the tank will pass a "bed" of packing materials selected from the group comprising, among other things, Rasch rings (11) or the like as gas bubbles with suspended oil hang on and then grow together and thus achieve a buoyancy that exceeds the downward water speed and float to the surface. Clean water that comes out from under this "bed" will go out into the outlet at the bottom of the tank (12) and on to discharge (13) or possibly injection into the reservoir as pressure support. This quantity is measured on the quantity meter (14). A partial flow (15) from the water outlet from the tank will be circulated back to the tank by means of a pump (16). The amount that is recycled is controlled by a valve (17). Gas is added to this stream via an injection point (18) and then passed through a mixer (19) which mixes the gas into the water. Alternatively, gas can be sucked from the top of the tank (20) with an ejector that replaces the mixer (19). Typical gas quantity will be 0.05 to 0.3 Sm<3>per. m<3>water. Typical recirculation rate will be 30 to 70% of the maximum design rate for the tank. The amount of recirculation will be read on the quantity meter (21). Outside the inner tube in the tank there is an outer tube (22) which is tight against the inner tube at both ends. A chamber (23) is thus formed between these pipes into which the recycling flow (15) enters. At the top of this chamber there is a branching device (24) which distributes the water to 2 or more pipes with outlet nozzles (25) for controlling the speed of gas/water mixture into the tank. These end tangentially along the tank wall. To prevent the water from the nozzles from going directly down into the tank, but mixing with incoming water/gas, at least one guide plate is fitted under each of the inlets. This leads the water over the next inlet so that water where large gas bubbles have been released is mixed with incoming water for better mixing/contact between gas and the oil droplets. Alternatively, this flow can be distributed tangentially at any distance from the center pipe (inlet pipe, feed pipe) with baffle plate below and an outer vertical wall. Alternatively, this flow can also be distributed vertically upwards from the outlet of the center pipe. Alternatively, the above-mentioned currents can be directed against the outflow from the outlet nozzles (7). In this way, water that is separated from the upper nozzle set/mixing is added to clean water/gas mixture and oil that may follow this water will again come into contact with gas bubbles that are mixed into the water and thus achieve a new contact zone for oil/ gas which leads to better cleaning. Alternatively, a partial flow of incoming water can be fed through the same inlet. The water that is supplied via the recirculation follows the water phase to the bottom of the tank (12). To increase the oil droplet size in incoming water, chemicals, such as flocculant, can be added upstream of the plant.

For ytterligere rensing kan det kobles flere tanker i serie.For further purification, several tanks can be connected in series.

Alternativt kan hver enkel dyse ha en ejektor som suger gass via et rør fra toppen av tanken. Dette røret kan være utvendig eller innvendig i tanken. Alternatively, each single nozzle can have an ejector that sucks gas via a tube from the top of the tank. This pipe can be outside or inside the tank.

Alternativt kan innløpsrøret gå fra toppen av tanken og nedover. Alternativt kan vannet renses i flere trinn internt i tanken ved at vann fra innløp 27 går vi et annuluskammer 28 mellom føderør 27 og et utenpå liggende rør 28 og hvor øvre kammer 29 er adskilt med en plate 30. Vannet fødes derfra via forgreningsanordning 31 som fordeler vannet til ett eller flere rør med utløpsdyser 32 for kontroll av hastighet på gass/vannblanding inn i et nytt kammer 33. Disse ender tangentielt langs tankveggen. Alternativt kan det tilsettes gass til denne strømmen via gasstilsats 34. Typisk gass vil være nitrogen , hydokarbongass ( brenngass) CO2, men er ikke begrenset til disse. Olje og gass som skilles ut i dette kammeret tas ut via rejektutløp 35 og går sammen men rejekt utløp 36 fra øvre kammer. Alternativt kan det installeres flere adskilte trinn (37) som beskrevet ovenfor under hverandre hvor disse adskilte trinnene har samme funksjon. Alternatively, the inlet pipe can run from the top of the tank downwards. Alternatively, the water can be purified in several stages internally in the tank by having water from inlet 27 pass through an annulus chamber 28 between feed pipe 27 and an external pipe 28 and where upper chamber 29 is separated by a plate 30. The water is fed from there via branching device 31 which distributes the water to one or more pipes with outlet nozzles 32 for controlling the speed of the gas/water mixture into a new chamber 33. These end tangentially along the tank wall. Alternatively, gas can be added to this flow via gas additive 34. Typical gas will be nitrogen, hydrogen carbon gas (fuel gas) CO2, but is not limited to these. Oil and gas separated in this chamber are taken out via reject outlet 35 and join but reject outlet 36 from the upper chamber. Alternatively, several separate steps (37) can be installed as described above under each other, where these separate steps have the same function.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en løsning som gjør at installasjonen blir mer kompakt og mer effektiv. Dagens kjente teknologi innenfor dette område bruker flere rensetrinn i serie. Denne løsningen har flere rensetrinn i samme tank. Videre skal det presiseres at foreliggende oppfinnelse kan utøves med de ovenfor omtalte rensetrinnene i den rekkefølgen og i det antallet som anses hensiktsmessig. Dette vil redusere kostnadene, gjøre anleggene mindre og derfor være aktuelle forflere kunder. Pga dens design vil det være enklere å bygge og også tilpasse kundens tilgjengelige plass enn tanker med f.eks utvendig tangentielt innløp. Foreliggende fremgangsmåte og apparatur omfattende følgende: Fremgangsmåte og apparatur for separasjon av olje/ hydrokarboner i væske eller gassform fra produsert vann i oljeproduksjon, separasjon av andre væsker /gasser med egenvekt forskjell som ikke er oppløst i hverandre som består av: a. En vertikal trykktank med forskjellig høyde/ diameter forhold avhengig av det som skal separeres. b. Hvor innløpsstrømmen, bestående av det som skal separeres, fødes i et senterrør (innløpsrør, føderør) i bunnen av tanken med mulighet for tilsetting av gass via resirkulering fra topp av tanken via en ejektor eller ekstern gasstilsats som f.eks nitrogen, karbondioksid, hydrokarbongass som f.eks separeres ut fra produksjonsseparatorer, men ikke begrenset til disse. c. En fordelingsanordning i toppen av beskrevet innløpsrør i punkt b ovenfor som fordeler føden i ett eller flere føderør som ender opp parallelt med rørveggen i øvre del av tanken og minst en ledeplate under disse som styrer strømmen fra minst ett fordelingsrør over neste for å få et spinn i tanken og en homogen strøm som gir god miksing av gass/ væske i denne del av tanken. d. En regulerbar dyseanordning montert på toppen av innløpsrøret beskrevet i punkt b ovenfor. Denne sprer væske/gassblandingen fra senter og utover i tanken og mikses med væske/ gassblandingen fra dyserør beskrevet i punkt c. The present invention thus provides a solution which makes the installation more compact and more efficient. Today's known technology in this area uses several cleaning steps in series. This solution has several cleaning stages in the same tank. Furthermore, it should be specified that the present invention can be practiced with the above-mentioned cleaning steps in the order and in the number that is considered appropriate. This will reduce costs, make the facilities smaller and therefore be relevant to more customers. Due to its design, it will be easier to build and also adapt the customer's available space than tanks with, for example, an external tangential inlet. Present method and apparatus comprising the following: Method and apparatus for separation of oil/hydrocarbons in liquid or gaseous form from produced water in oil production, separation of other liquids/gases with specific gravity difference that are not dissolved in each other, consisting of: a. A vertical pressure tank with different height/diameter ratios depending on what is to be separated. b. Where the inlet stream, consisting of what is to be separated, is fed into a center pipe (inlet pipe, feed pipe) at the bottom of the tank with the possibility of adding gas via recirculation from the top of the tank via an ejector or external gas additive such as nitrogen, carbon dioxide , hydrocarbon gas which, for example, is separated from, but not limited to, production separators. c. A distribution device at the top of the inlet pipe described in point b above which distributes the feed into one or more feed pipes which end up parallel to the pipe wall in the upper part of the tank and at least one guide plate below these which directs the flow from at least one distribution pipe over the next to get a spin in the tank and a homogeneous flow that provides good mixing of gas/liquid in this part of the tank. d. An adjustable nozzle device mounted on top of the inlet pipe described in point b above. This spreads the liquid/gas mixture from the center outwards in the tank and is mixed with the liquid/gas mixture from the nozzle tube described in point c.

e. Et rør utenpå beskrevet føderør i punkt c som er tett i begge ender mot beskrevet føderør i c og danner et annuluskammer hvor en resirkulert strøm fra rentvannsutløpet kan resirkuleres med gass tilsatt i en mikser eller resirkulert gass fra topp av tank via en ejektor. Alternativt kan en del av fødestrømmen fødes i beskrevet annulusrør. e. A pipe outside the described feed pipe in point c which is closed at both ends against the described feed pipe in c and forms an annulus chamber where a recycled stream from the clean water outlet can be recycled with gas added in a mixer or recycled gas from the top of the tank via an ejector. Alternatively, part of the feed stream can be fed into the annular tube described.

f. Hvor beskrevet annulusrør har en fordelingsanordning som beskrevet i punkt c, men plassert lavere enn fordeling beskrevet i c der fødestrømmen kan fordeles tangentielt i hvilken som helst avstand fra senterrør mot tankvegg retningsstyrt medstrøms eller motstrøms fordelingsstrømmen beskrevet i punkt c. Hvor ved fordeling nærmere enn tankvegg ledeplaten har en ytre vertikal vegg som er 2 til 10 ganger høyere enn fordelingsrøret. Alternativt kan fordelingsrørene rettes horisontalt oppover. f. Where described annulus pipe has a distribution device as described in point c, but located lower than distribution described in c where the feed flow can be distributed tangentially at any distance from the center pipe to the tank wall directionally controlled with or against the distribution flow described in point c. Where in the case of distribution closer than tank wall baffle plate has an outer vertical wall that is 2 to 10 times higher than the distribution pipe. Alternatively, the distribution pipes can be directed horizontally upwards.

g. Hvor renset væskeutløp er i bunn av tanken.g. Where the cleaned liquid outlet is at the bottom of the tank.

h. Hvor nedovergående væskestrøm passerer en "seng" av gass-koaliserende materiale hvor små gassbobler med påhengte dråper/partikler bygger seg opp til større og får oppdrift til å stige til overflaten. i. Hvor gass olje som er separert tas ut i toppen av tanken via et neddykket rør i en høyde mellom 5 og 20 % av tankhøyde fra toppen av tanken. Der mengden som tas av reguleres med en ventil. h. Where downward liquid flow passes a "bed" of gas-coalizing material where small gas bubbles with suspended droplets/particles build up to larger ones and cause buoyancy to rise to the surface. i. Where gas oil that has been separated is taken out at the top of the tank via a submerged pipe at a height between 5 and 20% of the tank height from the top of the tank. Where the amount taken off is regulated with a valve.

j. Hvor, på grunn av rør beskrevet i punkt (i) dannes en gass pute i toppen av tanken som er buffer for resirkulering av gass k. Hvor trykket i tanken kontrolleres ved hjelp en ventil i utløpsrøret. j. Where, due to the pipes described in point (i), a gas cushion is formed at the top of the tank which is a buffer for recirculation of gas k. Where the pressure in the tank is controlled using a valve in the outlet pipe.

Eksempel 1:Example 1:

Eksempel 1 viser rensing av vann fra avgassingstank hvor de øverste kurvene viser hydrokarboninnhold som føres inn i tanken. Figuren viser effekten av fremgangsmåten for separasjon av hydrokarboner fra hydrokarbonholdig produsert vann hvor vannet har blitt tilført en gassholdig komponent, og hvor den gass- og hydrokarbonholdige produserte vannblandingen har blitt tilført et innløpsrør i senter av en tank. Videre har den nevnte blandingen blitt fordelt tangentielt via minst en dyse og minst en ledeplate, og de fraseparerte hydrokarboner har blitt ført til et uttak fra tanken og renset vann har blitt ført til et utløp av tanken. Kurvene nederst viser det gjenværende innholdet av hydrokarboner som har blitt ført til et utløp for renset vann i tre ulike tanker. Example 1 shows the purification of water from a degassing tank where the top curves show the hydrocarbon content that is fed into the tank. The figure shows the effect of the method for separating hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water where a gaseous component has been added to the water, and where the gas and hydrocarbon-containing produced water mixture has been added to an inlet pipe in the center of a tank. Furthermore, said mixture has been distributed tangentially via at least one nozzle and at least one guide plate, and the separated hydrocarbons have been led to an outlet from the tank and purified water has been led to an outlet of the tank. The curves at the bottom show the remaining content of hydrocarbons that have been led to an outlet for purified water in three different tanks.

Det er viktig å merke seg at ytterligere rensetrinn kan utføres i henhold til de ulike trinnene og utførelsesformene som beskrevet i det foregående. It is important to note that additional purification steps can be performed according to the various steps and embodiments as described above.

Når vi har beskrevet foretrukne utførelsesformer ved foreliggende oppfinnelse vil det være åpenbart for fagfolk at andre utførelsesformer som inkorporerer konseptene kan anvendes. Disse og eksempel ifølge oppfinnelsen illustrert i det foregående er tenkt bare som eksempel og det faktiske omfang av oppfinnelsen skal bestemmes fra de følgende krav. When we have described preferred embodiments of the present invention, it will be obvious to those skilled in the art that other embodiments incorporating the concepts may be used. These and the example according to the invention illustrated in the foregoing are intended only as an example and the actual scope of the invention is to be determined from the following claims.

Claims

1. Apparatus for the separation of oil from oily water, which includes: -a tank (12), - a gas injection line (2); - an inlet pipe (22, 27) which extends into the tank and is connected to the gas injection line; - a separation plate (30) which divides the tank interior into more than one chamber; - nozzle set (7) extending from the inlet pipe; - an outlet (12) at the bottom of the tank; and - an outlet (9) at the top of the tank.

2. Apparatus according to claim 1, in which the nozzle set (7) comprises: a first nozzle extending from the inlet pipe into the first tank chamber; and a second nozzle extending from the separation plate into a second tank chamber.

3. Apparatus according to claim 1, which further comprises a guide plate (8) in a first tank chamber.

4. Apparatus according to claim 1, which further comprises a guide plate (8) in a second tank chamber.

5. Apparatus according to claim 1, which further comprises that the tank side wall is configured to allow gas with suspended oil droplets to be separated from the water flowing down the tank side wall.

6. Apparatus according to claim 1, which further comprises an outlet pipe (13) connected to the outlet at the bottom of the tank.

7. Apparatus according to claim 1 which further comprises that the outlet at the top of the tank is configured to allow the separated gas and oil to flow out of the tank.

8. Apparatus according to claim 1, which further comprises more than one set of nozzles placed apart from each other along the inlet pipe.

9. Apparatus according to claim 1, in which the inlet pipe extends from the bottom of the tank.

10. Apparatus according to claim 1, wherein the inlet pipe extends from the top of the tank.

11. Apparatus according to claim 1, which further comprises a layer of gas coalescing material (11) at the bottom of the tank configured so that the water flows through the layer before it flows out of the outlet at the bottom of the tank.

12. Apparatus according to claim 1, which further comprises: an outer tube surrounding a portion of the inlet tube within the tank to form a chamber (23); a recirculation line (15) connecting the outlet pipe and the chamber in the tank; a second set of nozzles (25) extending from the outer tube; and a guide plate (8).

13. Apparatus according to claim 12, in which the flow from the nozzle set (7) is in the opposite direction to the flow from the second nozzle set (25).

14. Apparatus according to claim 12, which further comprises a layer of gas coalescing material (11) at the bottom of the tank configured so that the water flows through the layer before it flows out of the outlet at the bottom of the tank.

15. Apparatus according to claim 2, which further comprises: the separation plate (30) which divides the tank interior into more than one chamber, the separation plate comprises a central part which forms an annulus chamber (28) around the inlet pipe, separation plate nozzles (32) in fluid communication with the annulus chamber; and a guide plate (8).

16. Apparatus according to claim 15, which further comprises a layer of gas coalescing material (11) at the bottom of the tank configured so that the water flows through the layer before it flows out of the outlet at the bottom of the tank.