[发明专利]流体处理设备

说明书

流体处理设备(10)包括具有第一和第二流体室(14,16)的流体容器(12)。流体入口(26)设定用来将待处理的流体传送到第一流体室(14)。至少一个喷嘴组件(34)布置在第一和第二流体室(14,16)之间，以提供第一流体室(14)到第二流体室(16)的流体连通，其中，所述喷嘴组件(34)适于促进气体与所述流体的混合。

本申请是申请日为2009年4月22日，申请号为200980124891.9，名称为“流体处理设备”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及流体处理设备，尤其但非排它的是，涉及一种用于处理自地下含烃地层所产生的水的设备。本发明也涉及一种处理流体的方法。

背景技术

自地下储液池产生的流体通常是油、水、气体的混合物，通常混有一定量的泥沙。在生产的早期阶段，流体可能是“干的”，即容纳少量水或不含有水，但是随着生产的继续，通常会产生更大量的水。在成熟领域，所产生流体的水的比例可达到90％，并可能在95％左右。储液池并不总是产生大量的泥沙，但是一旦这样的时候，泥沙产量通常随着水产量的增加而增加。从储液池产生的水以术语“采出水”表示。

采出水可喷回到地层或者可排泄到环境中。例如，在近海区域，水可排泄到海中。然而，采出水必须彻底地处理，以便在排泄到环境之前大体上移除所有的油迹或气体，以便满足极度严格的环境法规。

在传统的生产操作中，来自储液池的采出流体被初步处理以将可销售的油和气体从不可销售的水和沙中隔离出来。然而，分离的水通常仍然包含不可接受量的油和气体，这样一来，通常会接受二次处理，进一步将碳氢化合物的浓度减低到可接受的水平，以便于排泄到环境或喷回到地层中。

被称为“浮选”的过程通常用来帮助移除油和来自水的其他污染物。浮选的原理在于：气体的泡沫被引入(例如，诱导气浮选)或容纳在(例如，溶解气浮选)包含污染水的容器中，其中，气泡将更大程度或更低程度低附连到污染物，比如油滴，并将它们拽到水的表面，使大量的水不再含有污染物，而较上层的水富含污染物。在后续的讨论中，气泡所增加或产生的用来隔离污染物的每一体积的水可称为“单元”或“浮选单元”。

浮选通常作为连续的过程操作，其中，污染水连续流入单元中，并且自单元的表面层抽吸的富含污染物的水连续流出，并且来自单元的去掉污染物的水以一定速率连续地流出，以便在容器中保持大体上不变的水位。

通常，漂浮到水表面的污染物以泡沫形式得以保持(当污染物以较高的浓度存在水表面时自然地形成，或在添加到流入流体的化学制品的作用下时)。有浮力的污染物，例如油滴，可以不需要发生泡沫以将其保持在表面处。

水表面上的污染物可以通过不同的方法移除，两种最普通的方法是围堰略微设置在水表面以下，使得富含污染物的表面层优选地流过它们，或者将富含污染物的表面层扫过堰的划桨略微设置在水表面的上方。多个漂浮撇取设备也是已知的，它的优势在于能比采用的前述固定堰方法容忍操作流体水平的更宽范围的变化。

在诱导气浮选(IGF)方法中，气泡通常通过喷射器或机械混合器添加到污染水中。IGF单元必须被混合以使气泡与污染物比如油滴亲密地接触，使得它们能被污染物分离，但是该混合具有副作用，它将使泡沫更难于升到表面，并且引起水包在单元中的驻留时间发生变化。尽管单元内的平均驻留时间可由单元的体积和水的流速确定，混合意味着部分水包以比好的分离所需时间少得多的时间穿越单元，并且相反地是，部分水包可在单元中驻留的时间比平均驻留时间长得多。

在单元中混合以接触气泡和污染物的必要性减少了单元内的分离效率。因为这个理由，IGF容器是普通的水平容器，其包含多个串联的IGF单元，典型地为4个，以便增加分离的总效率。这种类型的已知IGF系统的示例在US4564457，US2006/0213840，US3972815，US3647069和US5348648中示出。