1.一種海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，與水下管匯和海底管道有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)海底管道在線安裝和運(yùn)行，同時(shí)依據(jù)水下三級(jí)旋流脫水系統(tǒng)和設(shè)備，完成原油和生產(chǎn)污水一體化處理、油氣水高效分離和生產(chǎn)污水快速深度處理，其特征在于：
一第一級(jí)脫水器；所述第一級(jí)脫水器采用柱狀單筒構(gòu)造，依據(jù)渦錐場(chǎng)實(shí)施第一級(jí)軸向高速渦流原油脫水處理，造渦流體的渦流錐和渦流輪由同一材料一體切割成形，渦流輪中渦流齒的齒線采用組合曲線，渦流齒的寬度由上而下逐漸加寬；一級(jí)脫水筒中造渦管、渦錐管和整流管的軸向長度依次增大，整流管和一級(jí)排水管間設(shè)置三通型排油管，并通過排油襯套與一級(jí)排油管進(jìn)行聯(lián)接；一級(jí)集油管位于一級(jí)脫水筒中整流管的中央部位，它采用90°等徑彎管；一級(jí)整流片中各整流片的旋向相同并且分別與渦流輪中各渦流齒的旋向保持一致，各整流片的輪廓線均為弧線段與直線段相組合的旋線，各整流片的厚度沿其輪廓線的弧線段逐漸增大而后沿其輪廓線的直線段保持不變；
一第二級(jí)脫水器；所述第二級(jí)脫水器采用管狀短三筒構(gòu)造，依據(jù)旋流場(chǎng)實(shí)施第二級(jí)軸向分層旋流污水快速處理，二級(jí)脫水筒采用變徑三通筒式結(jié)構(gòu)，其筒體的軸線與一級(jí)脫水筒和三級(jí)脫水筒的軸線處于同一平面且三條軸線相互間垂直布置，整體呈現(xiàn)出類U形的特殊結(jié)構(gòu)；左墊板采用盤狀法蘭，其中央內(nèi)環(huán)面采用螺紋通孔并與二級(jí)軸流筒相聯(lián)接，同時(shí)右隔板中央的通孔與二級(jí)軸流筒外環(huán)面間過盈配合，共同實(shí)現(xiàn)二級(jí)軸流筒在二級(jí)脫水筒內(nèi)的定位；二級(jí)軸流筒采用分體式雙筒結(jié)構(gòu)，其軸線與二級(jí)脫水筒的軸線重合，由此形成由內(nèi)而外三筒同心布置的特殊構(gòu)造；造旋流筒設(shè)計(jì)為內(nèi)外雙筒，造旋外筒和造旋內(nèi)筒相互組合并構(gòu)成環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽內(nèi)容納有螺旋齒，造旋外筒的筒壁上鉆有沿圓周方向均勻排列且分層的射水孔，造旋內(nèi)筒的外環(huán)面采用柱面而內(nèi)表面則采用錐面；螺旋齒采用螺旋形齒條構(gòu)造，整體呈現(xiàn)圓環(huán)外形，螺旋齒的齒線為一條螺距相等的螺旋線，其齒隙間布置分層的射水孔，同時(shí)垂直于螺旋齒齒線的法面端面采用外窄內(nèi)寬的類梯形狀；內(nèi)收油筒和外軸流筒均采用V形厚壁筒體，外軸流筒中寬錐筒段的錐度大于窄錐筒段的錐度，而其錐高則遠(yuǎn)小于窄錐筒段的錐高；
一第三級(jí)脫水器；所述第三級(jí)脫水器采用鼠籠式長筒構(gòu)造，依據(jù)多旋流場(chǎng)實(shí)施第三級(jí)鼠籠式并聯(lián)旋流污水深度處理，三級(jí)脫水筒采用等徑厚壁筒，其下部布置有二級(jí)排水管，三級(jí)脫水筒筒體的上端通過上隔板與三級(jí)集油管進(jìn)行聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)密封，且其筒體下端通過下墊板與三級(jí)排水管進(jìn)行聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)密封；三級(jí)軸流筒采用多筒并聯(lián)的方式而形成鼠籠式多旋流場(chǎng)構(gòu)造，各三級(jí)軸流筒的軸線均與三級(jí)脫水筒的軸線保持平行，每個(gè)三級(jí)軸流筒均采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，其各組成部件的構(gòu)造與二級(jí)軸流筒相似，但三級(jí)軸流筒采用管狀長筒；三級(jí)整流器內(nèi)嵌于三級(jí)軸流筒中外軸流筒下部的出水筒段并與三級(jí)軸流筒一一對(duì)應(yīng)，其整流錐由 錐體和柱體結(jié)合而成，且其各三級(jí)整流片的旋向與三級(jí)整流筒螺旋齒的旋向保持一致；
一原油增壓器；所述原油增壓器的一級(jí)增壓泵采用變頻式四螺桿多相混輸泵，其入口連接一級(jí)進(jìn)油管且出口連接一級(jí)出油管，一級(jí)增壓泵內(nèi)的四螺桿分為兩組，每組螺桿與軸體均一體成型，且每組螺桿上的螺紋沿軸體中心反向?qū)ΨQ布置；二級(jí)增壓泵和三級(jí)增壓泵均采用變頻式雙螺桿原油輸送泵，其入口分別連接二級(jí)進(jìn)油管和三級(jí)進(jìn)油管且出口分別連接二級(jí)出油管和三級(jí)出油管，且二級(jí)增壓泵和三級(jí)增壓泵的兩螺桿與軸體也一體成型并采用同一材質(zhì)；三級(jí)脫水處理后的油氣兩相流、二級(jí)油液和三級(jí)液流分別經(jīng)各級(jí)進(jìn)油管進(jìn)入各級(jí)增壓泵，加壓至相同高壓值后由各級(jí)出油管輸出并匯集于外輸海管內(nèi)，外輸海管的軸線與一級(jí)脫水筒和三級(jí)脫水筒的軸線相互間保持平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，其特征在于：所述第一級(jí)脫水器的造渦流體位于一級(jí)脫水筒的入口處，它由渦流錐和渦流輪組成，渦流錐的上錐體錐度大于下錐體的錐度；渦流輪由16～24個(gè)渦流齒構(gòu)成，每個(gè)渦流齒的軸向長度均等于渦流錐中間柱體的高度，渦流齒齒線頂端的切線與渦流錐的軸線保持平行，且其齒線的斜率由上而下依次減小，齒線底端的斜率為15°～20°；渦流齒的高度等于一級(jí)脫水筒入口處的內(nèi)表面直徑與渦流錐中間柱體外環(huán)面直徑的差值，且渦流齒上部倒角而切割成半圓錐面，所有渦流齒的半圓錐面均處于同一錐面上并與渦流錐上錐體的錐面重合；渦流齒之間所在齒隙的截面面積不斷縮小，流經(jīng)渦流齒齒隙的油井產(chǎn)液流速得以不斷提升并最終形成高速旋流束后射出；
所述第一級(jí)脫水器的一級(jí)脫水筒采用厚壁筒體且其內(nèi)表面采用圓柱面和圓錐面相結(jié)合的形式，一級(jí)脫水筒依次由造渦管、渦錐管、整流管、三通型排油管和一級(jí)排水管組成，渦錐管內(nèi)錐面大端圓面的直徑等于造渦管的內(nèi)徑而渦錐管內(nèi)錐面小端圓面的直徑則等于整流管和一級(jí)排水管的內(nèi)徑；造渦管的管壁與渦流齒的齒頂面之間采用過盈配合而實(shí)現(xiàn)造渦流體的定位，同時(shí)整流管的管壁與各整流片的片頂面間采用過盈配合而實(shí)現(xiàn)一級(jí)整流片的定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，其特征在于：所述第一級(jí)脫水器的一級(jí)集油管及時(shí)收集第一級(jí)脫水處理后含少量水的油氣兩相流并將其導(dǎo)入一級(jí)排油管，一級(jí)集油管的起始端所在端面被切割成圓錐狀，且該起始端面的錐度等于一級(jí)脫水筒中渦錐管的錐度，一級(jí)集油管末端的軸線與一級(jí)脫水筒中三通型排油管的軸線重合；排油襯套內(nèi)表面中的柱面直徑等于一級(jí)集油管的內(nèi)徑，而排油襯套內(nèi)表面中的錐面大端圓面直徑則等于一級(jí)脫水筒中的一級(jí)排油管內(nèi)部錐面大端圓面的直徑；
所述第一級(jí)脫水器的一級(jí)整流片由8～16片結(jié)構(gòu)相同的整流片組成，一級(jí)整流片通過圓周焊的方式而內(nèi)接于一級(jí)集油管；各整流片的輪廓線弧線段中的上弧線下凹而下弧線上凸，且弧線段中上弧線起始端的切線和下弧線末端的切線均與一級(jí)脫水筒的軸線間保持平行，各 整流片的厚度在弧線段中上弧線的起始端收縮為一條斜線并在下弧線的末端達(dá)到最大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，其特征在于：所述第二級(jí)脫水器中二級(jí)脫水筒的入口管段位于第二級(jí)脫水器的中間部位，且其入口管段內(nèi)徑小于二級(jí)脫水筒的內(nèi)徑，而等于一級(jí)脫水筒中一級(jí)排水管的內(nèi)徑；
所述第二級(jí)脫水器的二級(jí)軸流筒包括造旋流筒、螺旋齒、內(nèi)收油筒和外軸流筒，造旋流筒的造旋外筒壁厚等于外軸流筒的壁厚，而造旋內(nèi)筒的壁厚則等于內(nèi)收油筒的壁厚，且造旋內(nèi)筒的內(nèi)部錐面小端圓面直徑等于內(nèi)收油筒中出油筒段的內(nèi)徑；造旋外筒筒壁上的每個(gè)射水孔均采用圓柱形孔眼，其軸線均與造旋流筒的軸線相垂直，同時(shí)射水孔的孔壁外側(cè)與造旋外筒的內(nèi)表面相切且射水孔的孔壁內(nèi)側(cè)與造旋內(nèi)筒的外環(huán)面相切。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，其特征在于：所述二級(jí)軸流筒的螺旋齒的內(nèi)柱面與造旋內(nèi)筒的外環(huán)面之間采用過盈配合，而螺旋齒的外柱面則與造旋外筒的內(nèi)表面之間采用間隙配合，同時(shí)螺旋齒的左端面被切割成與二級(jí)軸流筒軸線相垂直的平面并與造旋流筒環(huán)形凹槽的槽底面緊密貼合；垂直于螺旋齒齒線的法面端面右側(cè)邊采用上凸曲線，而其法面端面的左側(cè)邊則采用下凹曲線，該下凹曲線的外側(cè)末端與射水孔的孔壁相切同時(shí)下凹曲線的內(nèi)側(cè)末端與造旋內(nèi)筒的筒壁相切。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，其特征在于：所述二級(jí)軸流筒的內(nèi)收油筒由進(jìn)油筒段、變徑筒段和出油筒段組成，進(jìn)油筒段的內(nèi)錐面不斷收縮，而變徑筒段的內(nèi)錐面截面面積則逐漸增大，且變徑筒段內(nèi)錐面大端圓面的直徑等于出油筒段的內(nèi)徑；
所述二級(jí)軸流筒的外軸流筒依次由直筒段、寬錐筒段、窄錐筒段和出水筒段組成，寬錐筒段的內(nèi)錐面大端圓面直徑等于直筒段的內(nèi)徑而寬錐筒段內(nèi)錐面小端圓面的直徑則等于窄錐筒段內(nèi)錐面大端圓面的直徑，同時(shí)窄錐筒段內(nèi)錐面小端圓面的直徑等于出水筒段的內(nèi)徑；
所述二級(jí)軸流筒的外軸流筒中直筒段的軸向長度大于內(nèi)收油筒的出油筒段長度，而外軸流筒中寬錐筒段內(nèi)錐面的錐度則小于內(nèi)收油筒中變徑筒段外錐面的錐度，同時(shí)外軸流筒中窄錐筒段的錐度小于內(nèi)收油筒中進(jìn)油筒段外錐面的錐度，由此分層旋流的流道面積不斷增大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，其特征在于：所述第三級(jí)脫水器的三級(jí)脫水筒實(shí)現(xiàn)水中含油量較低生產(chǎn)污水流的緩沖，三級(jí)脫水筒中二級(jí)排水管的內(nèi)表面由其錐管段的錐面逐漸減小并收縮至直管段的柱面，且二級(jí)排水管的直管段內(nèi)徑小于二級(jí)脫水筒入口管段的內(nèi)徑；
所述第三級(jí)脫水器的上隔板采用盤狀法蘭，上隔板的中部布置有沿圓周方向等間距排列的螺紋通孔，各螺紋通孔分別與三級(jí)軸流筒進(jìn)行聯(lián)接，同時(shí)下墊板相同位置處設(shè)置有帶錐形 凸臺(tái)的通孔，各通孔的孔壁分別與三級(jí)軸流筒外環(huán)面間采用過盈配合，由此通過上隔板和下墊板共同實(shí)現(xiàn)三級(jí)軸流筒在三級(jí)脫水筒內(nèi)的定位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，其特征在于：所述第三級(jí)脫水器的三級(jí)軸流筒用來實(shí)施油井產(chǎn)液的第三級(jí)污水深度處理，三級(jí)軸流筒中造旋流筒射水孔的層數(shù)和每層數(shù)量均多于二級(jí)軸流筒中造旋流筒的射水孔數(shù)，而其造旋流筒射水孔的孔徑則小于二級(jí)軸流筒的射水孔孔徑；三級(jí)軸流筒中螺旋齒的圈數(shù)多于二級(jí)軸流筒的螺旋齒圈數(shù)，而其螺旋齒的螺距則小于二級(jí)軸流筒螺旋齒的螺距；三級(jí)軸流筒中內(nèi)收油筒和外軸流筒各錐面的錐高均大于二級(jí)軸流筒中內(nèi)收油筒和外軸流筒對(duì)應(yīng)錐面的錐高，而其內(nèi)收油筒和外軸流筒各錐面的錐度則小于二級(jí)軸流筒相應(yīng)錐面的錐度；
所述第三級(jí)脫水器的三級(jí)整流器由整流錐和三級(jí)整流片組成，三級(jí)整流器的整流錐上錐體的錐高小于其下錐體的錐高，且整流錐下錐體的錐頂與下墊板的下端面相平齊；三級(jí)整流片內(nèi)焊于整流錐的柱體上且通過過盈配合而外接于三級(jí)軸流筒中外軸流筒的出水筒段，三級(jí)整流片的片數(shù)多于一級(jí)整流片的數(shù)量且其軸向長度大于一級(jí)整流片的軸向長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道在線三級(jí)旋流脫水裝置，其特征在于：所述原油增壓器中的一級(jí)增壓泵的兩組螺桿采用同一材質(zhì)，且兩組螺桿相同位置處的螺紋旋向相反，二級(jí)增壓泵和三級(jí)增壓泵中兩螺桿上的螺紋旋向相反；各級(jí)增壓泵的主動(dòng)螺桿均通過人字形同步齒輪將動(dòng)力傳遞至從動(dòng)螺桿，主動(dòng)螺桿和從動(dòng)螺桿間高精度配合并與泵體間緊密貼合，各級(jí)增壓泵均采用單獨(dú)潤滑的外置軸承構(gòu)造以及整合式密封沖洗系統(tǒng)；
所述原油增壓器的各級(jí)出油管均采用彎管并通過圓周焊的方式而接于外輸海管，外輸海管采用長管且其一端通過法蘭與海底管道進(jìn)行聯(lián)接，而其另一端則采用盲端法蘭。