本發(fā)明涉及一種用于開采海底原油或天然氣的裝置，更詳細地說，本發(fā)明涉及一種以一體型的管形成(inline)并且在海底接受所流入的混合了原油或天然氣與海水的油井流體或油田流體后憑借離心力予以分離而得以從海水分離出原油或天然氣地采掘的管一體型油井流體或油田流體分離裝置及其方法。

背景技術(shù)：

一般來說，為了勘探及開采海底原油或天然氣而使用固定式或浮游式鉆探船或設(shè)備，升降式鉆探船(jack-up)與樁架(jacket)等采取了固定于海底面的固定式，半潛水式鉆探船(semi-submersibledrillingrig)、張力腳式鉆油臺(tension-legplatform)及單柱式平臺(spar)等則是浮游式鉆探船。

隨著原油資源的枯竭，勘探及鉆探水深日益增加，因此海底固定式鉆探船的使用越來越難，如今，浮游式鉆探船在全世界范圍內(nèi)形成了主流，浮游式鉆探船中特別受到矚目的類型是單柱式平臺型海底原油鉆探及生產(chǎn)平臺。

而且，現(xiàn)有技術(shù)針對淺海上挖掘生產(chǎn)的原油所進行的幾乎一切作業(yè)都在平臺甲板(deck)上進行，但是如大韓民國公開專利公報第10-2014-0129514號(專利文獻1,2014.11.07.公開)所示，該專利揭示了原油天然氣生產(chǎn)系統(tǒng)，在海底設(shè)有低壓分離機與原油儲存部并且在海底鉆探了油井流體(原油海水混合的流體)或油田流體(天然氣海水混合的流體)后，在安裝于海底的低壓分離機把水、原油、天然氣成分予以分離并且把區(qū)分出來的原油儲存到海底原油儲存部，該專利采用了在海底針對油井流體或油田流體執(zhí)行諸如此類的處理的海底低壓分離機。

但上述海底低壓分離機讓油井流體或油田流體流入低壓分離機后憑借著基于密度差的浮力把水與原油及天然氣予以分離，因此其處理速度較低。

為此，offshore期刊揭示了在管內(nèi)部讓天然氣或原油與海水的混合物旋轉(zhuǎn)而憑借天然氣或原油與海水的密度差使其互相分離的管一體型天然氣/液體分離裝置，圖1則是示出現(xiàn)有天然氣/液體分離裝置的圖形。

*來源：

http://www.offshore-mag.com/1/volume-75/issue-1/subsea/compact/compact-separation-technology-enhances-subsea-boosting-full.html

如圖1所示，現(xiàn)有的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(1)依次配置了渦流轉(zhuǎn)子(14)、提取管(18)及壓力補償管(21)，上述渦流轉(zhuǎn)子(14)憑借渦流轉(zhuǎn)子固定托架(15)可旋轉(zhuǎn)地固定在其一側(cè)形成有具備分散器(11)的流入口(12)的外管(13)內(nèi)部、上述提取管(18)在內(nèi)部設(shè)有提取管轉(zhuǎn)子(19)并且憑借提取管固定托架(17)被固定，上述壓力補償管(21)形成有排放口(22)，在形成有提取管(18)的外管(3)的位置上連接海水排放管(16)，外管(13)的內(nèi)徑與提取管(18)的外徑之間則形成有允許海水移動的游隙。

具備上述結(jié)構(gòu)的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(1)在通過流入口(12)接受了所流入的混合了天然氣或原油與海水的油井流體或油田流體后，渦流轉(zhuǎn)子(14)旋轉(zhuǎn)而使得流入外管(13)內(nèi)的油井流體或油田流體旋轉(zhuǎn)并形成渦流。此時，密度低的天然氣或原油之類的低密度流體形成低密度流體渦流(50)并且位于中心部，密度較高的海水之類的高密度流體則形成高密度流體渦流(60)并且憑借離心力位于低密度流體渦流(50)的外部。憑此，低密度流體渦流(50)通過提取管(18)被提取后憑借提取管(18)的提取管轉(zhuǎn)子(19)加速并且憑借壓力補償管(20)得到適當?shù)膲毫笸ㄟ^連接到排放口(22)的管道被供應(yīng)到鉆探裝置的天然氣或原油儲存槽后儲存。并且，高密度流體渦流(60)則在外管(13)與提取管(18)之間的領(lǐng)域通過海水排放管(16)被排放而和天然氣或原油分離。如前所述的現(xiàn)有管一體型油井流體或油田流體分離裝置(1)以一體型管(inline)形成了在油井流體或油田流體里把天然氣或原油與海水予以分離的裝置并且安裝在海底，從而簡化鉆探船的甲板等上部裝置的結(jié)構(gòu)并且增加天然氣或原油的提取量而得以顯著提升海底資源的鉆探效率。

但前述的現(xiàn)有技術(shù)在驅(qū)使油井流體或油田流體旋轉(zhuǎn)時，低密度流體(50)的漏斗形渦流的直徑隨著天然氣或原油與海水的比率而改變，還會根據(jù)其和提取管(18)之間的距離而改變，因此，當?shù)兔芏攘黧w(50)的渦流直徑和提取管(18)的內(nèi)徑不一致時所提取的天然氣或原油上會混合海水或者天然氣或原油通過海水排放管(16)被排放而降低生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)課題

本發(fā)明旨在解決前述現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的目的是提供一種管一體型油井流體或油田流體分離裝置及其方法，其具備移動提取管，把提取管的入口位置調(diào)整到具備提取管入口直徑的低密度流體渦流的位置，憑此，不受天然氣或原油與海水的混合比率影響并且從油井流體或油田流體把天然氣或原油與海水不發(fā)生混合地予以分離并提取。

而且，本發(fā)明的另一個目的是提供一種管一體型油井流體或油田流體分離裝置及其方法，其輕易形成油井流體或油田流體的渦流而得以顯著提高天然氣或原油與海水的分離效率。

而且，本發(fā)明的再一個目的是提供一種管一體型油井流體或油田流體分離裝置及其方法，其具備多重移動提取管，把提取管的入口位置調(diào)整到具備提取管入口直徑的低密度流體渦流的位置，憑此，不受天然氣或原油與海水的混合比率影響并且從油井流體或油田流體把天然氣或原油與海水不發(fā)生混合地予以分離并提取。

而且，本發(fā)明的再一個目的是提供一種管一體型油井流體或油田流體分離裝置及其方法，其具有能夠輕易形成油井流體或油田流體的渦流而得以顯著提高天然氣或原油與海水分離效率的多重移動提取管。

而且，本發(fā)明的再一個目的是提供一種管一體型油井流體或油田流體分離裝置及其方法，其具備可變直徑管，把提取管的入口位置調(diào)整到具備提取管入口直徑的低密度流體渦流的位置，憑此，不受天然氣或原油與海水的混合比率影響并且從油井流體或油田流體把天然氣或原油與海水不發(fā)生混合地予以分離并提取。

而且，本發(fā)明的再一個目的是提供一種管一體型油井流體或油田流體分離裝置及其方法，其具有能輕易形成油井流體或油田流體渦流而得以顯著提高天然氣或原油與海水分離效率的可變直徑管。

解決課題的技術(shù)方案

可達到前述目的的本發(fā)明的管一體型油井流體或油田流體分離裝置包括：外管，形成有流入口；渦流轉(zhuǎn)子，在上述流入口側(cè)安裝于上述外管內(nèi)部；移動提取管，具備小于上述外管內(nèi)徑的外徑，在上述外管的內(nèi)側(cè)中可移動地配置于上述渦流轉(zhuǎn)子的下流；壓力補償管，讓上述移動提取管的下流側(cè)的端部可伸展收縮地結(jié)合并且對上述移動提取管所分離出來的天然氣或原油予以加壓排放；及海水排放管，形成于上述移動提取管所在的外管的位置。

上述管一體型油井流體或油田流體分離裝置在上述渦流轉(zhuǎn)子的下流側(cè)還包括檢測低密度流體渦流的直徑的低密度流體渦流直徑檢測部。

上述管一體型油井流體或油田流體分離裝置還包括：管驅(qū)動部，和上述低密度流體渦流直徑檢測部所檢測出來的低密度流體渦流直徑對應(yīng)地，把上述移動提取管移動到和上述移動提取管的入口直徑一致的上述低密度流體渦流直徑的位置；及軌道，憑借上述管驅(qū)動部所提供的力量讓上述移動提取管位移。

上述移動提取管的內(nèi)側(cè)安裝了讓所分離出來的天然氣或原油的渦流增強的提取管轉(zhuǎn)子。

上述外管與移動提取管的內(nèi)周緣形成有誘發(fā)渦流的膛線。

本發(fā)明管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法可達到前述目的，該油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法安裝了在內(nèi)部具備渦流轉(zhuǎn)子與低密度流體渦流直徑檢測部的外管的內(nèi)側(cè)形成一定游隙地可移動地安裝的移動提取管、驅(qū)使上述移動提取管移動的管驅(qū)動部而從流入的油井流體或油田流體把天然氣或原油與海水予以分離，其特征在于，包括下列過程：移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程，憑借上述渦流轉(zhuǎn)子在上述外管內(nèi)側(cè)的上述移動提取管上流形成了渦流時，上述低密度流體渦流直徑檢測部檢測移動提取管入口直徑所相應(yīng)的低密度流體渦流的直徑位置；及移動提取管移動過程，上述管驅(qū)動部驅(qū)使上述移動提取管位移而使得移動提取管的入口位于所提取出來的對應(yīng)于上述移動提取管入口直徑的低密度流體渦流的直徑位置。

可達到前述目的的本發(fā)明的再一個管一體型油井流體或油田流體分離裝置包括：外管，形成有流入口；渦流轉(zhuǎn)子，在上述流入口側(cè)安裝于上述外管內(nèi)部；固定提取管，具備小于上述外管內(nèi)徑的外徑，在上述外管的內(nèi)側(cè)配置于上述渦流轉(zhuǎn)子的下流；多重移動提取管，在上述固定提取管的上述渦流轉(zhuǎn)子側(cè)的端部相對于上述固定提取管進行伸展收縮而可改變?nèi)肟谖恢玫亟Y(jié)合；壓力補償管，在上述固定提取管的下流側(cè)針對所分離出來的天然氣或原油進行加壓并予以排放；及海水排放管，形成于上述固定提取管所在的外管的位置。

上述管一體型油井流體或油田流體分離裝置在上述渦流轉(zhuǎn)子的下流側(cè)還包括檢測低密度流體渦流的直徑的低密度流體渦流直徑檢測部。

上述管一體型油井流體或油田流體分離裝置還包括：管驅(qū)動部，和上述低密度流體渦流直徑檢測部所檢測出來的低密度流體渦流直徑對應(yīng)地，把上述多重移動提取管移動到上述多重移動提取管的入口和上述低密度流體渦流的直徑一致的位置；及驅(qū)動桿，憑借上述管驅(qū)動部所提供的力量讓上述多重移動提取管位移。

上述固定提取管的內(nèi)側(cè)可安裝讓所分離出來的天然氣或原油的渦流增強的提取管轉(zhuǎn)子。

上述外管、固定提取管及多重移動提取管的各內(nèi)周緣可形成有誘發(fā)渦流的膛線。

本發(fā)明的再一個管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法可達到前述目的的，該油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法安裝了在內(nèi)部具備渦流轉(zhuǎn)子與低密度流體渦流直徑檢測部的外管的內(nèi)側(cè)形成一定游隙地互相結(jié)合的多重移動提取管與固定提取管及驅(qū)使上述多重移動提取管移動的管驅(qū)動部及驅(qū)動桿而從流入的油井流體或油田流體把天然氣或原油與海水予以分離，其特征在于，包括下列過程：多重移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程，憑借上述渦流轉(zhuǎn)子在上述外管內(nèi)側(cè)的上述多重移動提取管上流形成了渦流時，上述低密度流體渦流直徑檢測部檢測多重移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流的直徑位置；及多重移動提取管移動過程，利用上述管驅(qū)動部與驅(qū)動桿驅(qū)使上述多重移動提取管位移而使得多重移動提取管的入口位于所提取出來的對應(yīng)于上述多重移動提取管入口的低密度流體渦流的直徑位置。

可達到前述目的的本發(fā)明的再一個管一體型油井流體或油田流體分離裝置包括：外管，形成有流入口；渦流轉(zhuǎn)子，在上述流入口側(cè)安裝于上述外管內(nèi)部；固定提取管，具備小于上述外管內(nèi)徑的外徑，在上述外管的內(nèi)側(cè)配置于上述渦流轉(zhuǎn)子的下流；可變直徑管，可調(diào)整直徑地安裝在上述固定提取管的上述渦流轉(zhuǎn)子側(cè)的端部；壓力補償管，在上述固定提取管的下流側(cè)針對所分離出來的天然氣或原油進行加壓并予以排放；及海水排放管，形成于上述固定提取管所在的外管的位置。

上述管一體型油井流體或油田流體分離裝置在上述渦流轉(zhuǎn)子的下流側(cè)還包括檢測低密度流體渦流的直徑的低密度流體渦流直徑檢測部。

上述可變直徑管如下構(gòu)成，一端部鉸接于上述固定提取管的渦流轉(zhuǎn)子側(cè)的端部并且在相鄰區(qū)域互相交替重疊地讓多個翼以管形結(jié)合在上述固定提取管的端部，隨著一個翼的動作而讓多個翼朝同一方向動作并且憑此調(diào)整端部直徑。

上述管一體型油井流體或油田流體分離裝置還包括：管驅(qū)動部，和上述低密度流體渦流直徑檢測部所檢測出來的低密度流體渦流直徑相應(yīng)地調(diào)整上述可變直徑管的直徑；及驅(qū)動桿，憑借上述管驅(qū)動部所提供的力量調(diào)整上述可變直徑管的直徑。

上述固定提取管的內(nèi)側(cè)安裝了讓所分離出來的天然氣或原油的渦流增強的提取管轉(zhuǎn)子。

上述外管、固定提取管及可變直徑管的各內(nèi)周緣形成有誘發(fā)渦流的膛線。

本發(fā)明的再一個管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法可達到前述目的，該油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法安裝了其內(nèi)部具備渦流轉(zhuǎn)子與低密度流體渦流直徑檢測部的外管、形成一定游隙地配置在上述外管內(nèi)側(cè)的可變直徑管與固定提取管、調(diào)整上述可變直徑管的直徑的管驅(qū)動部及驅(qū)動桿而從流入的油井流體或油田流體把天然氣或原油與海水予以分離，其特征在于，包括下列過程：對應(yīng)于可變直徑管入口位置的低密度流體渦流直徑的檢測過程，憑借上述渦流轉(zhuǎn)子在上述外管內(nèi)側(cè)的上述可變直徑管上流形成了渦流時，上述低密度流體渦流直徑檢測部檢測對應(yīng)于上述可變直徑管入口位置的低密度流體渦流的直徑位置；及可變直徑管直徑變更過程，利用上述管驅(qū)動部與驅(qū)動桿把上述可變直徑管的直徑調(diào)整成所提取出來的對應(yīng)于上述可變直徑管入口的低密度流體渦流的直徑。

有益效果

如前所述地構(gòu)成的本發(fā)明的具備移動提取管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置及其方法隨著天然氣或原油與海水的比率差調(diào)整低密度流體渦流與高密度流體渦流的直徑而得以通過移動提取管的位移顯著地提高了從海水提取天然氣或原油的效率。

而且，本發(fā)明輕易形成油井流體的渦流而得以顯著提高天然氣或原油與海水的分離效率。

而且，本發(fā)明隨著天然氣或原油與海水的比率差調(diào)整低密度流體渦流與高密度流體渦流的直徑而得以通過多重移動提取管的位移動顯著地提高了從海水提取天然氣或原油的效率。

而且，本發(fā)明隨著天然氣或原油與海水的比率差調(diào)整低密度流體渦流與高密度流體渦流的直徑而得以通過調(diào)整可變直徑管的直徑顯著地提高了從海水提取天然氣或原油的效率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的具備移動提取管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(1)的剖視圖。

圖2是基于本發(fā)明實施例的具備移動提取管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)的剖視圖。

圖3是示出基于本發(fā)明實施例的具備移動提取管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法的處理過程的順序圖。

圖4示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑減小而為了讓移動提取管(182)的入口位于和移動提取管(182)的入口內(nèi)徑一致的低密度流體渦流位置而使得移動提取管(182)朝渦流轉(zhuǎn)子(140)側(cè)移動的狀態(tài)。

圖5示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑增加而為了讓移動提取管(182)的入口位于和移動提取管(182)的入口內(nèi)徑一致的低密度流體渦流位置而使得移動提取管(182)朝壓力補償管(200)側(cè)移動的狀態(tài)。

圖6是本發(fā)明第二實施例的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)的剖視圖。

圖7是示出本發(fā)明第二實施例的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法的處理過程的順序圖。

圖8示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑減小而為了讓多重移動提取管(182a)的入口位于和多重移動提取管(182a)的入口內(nèi)徑一致的低密度流體渦流位置而使得多重移動提取管(182a)從固定提取管(180)伸展的狀態(tài).

圖9示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑增加而為了讓多重移動提取管(182a)的入口位于和多重移動提取管(182a)的入口內(nèi)徑一致的低密度流體渦流位置而使得多重移動提取管(182a)插入固定提取管(180)地收縮的狀態(tài)。

圖10是基于本發(fā)明第三實施例的具備可變直徑管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)的剖視圖。

圖11是示出本發(fā)明第三實施例的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法的處理過程的順序圖。

圖12示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑增加而為了具備對應(yīng)于可變直徑管(182b)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)的直徑而使得可變直徑管(182b)的入口直徑擴展的狀態(tài)。

圖13示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑減小而為了具備對應(yīng)于可變直徑管(182b)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)的直徑而使得可變直徑管(182b)的入口直徑縮小的狀態(tài)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步詳細說明本發(fā)明的實施例。

在說明本發(fā)明之前，如果認為公知結(jié)構(gòu)或功能的相關(guān)說明可能會非必要地混淆本發(fā)明的主旨，將省略其詳細說明。說明時，相同的構(gòu)成要素將使用相同的圖形標記。

基于本發(fā)明概念的實施例可以實現(xiàn)多樣化的修改，也能具有各種形態(tài)，將把特定實施例例示于附圖并且在本說明書或申請書給于詳細說明。然而，不能因此把基于本發(fā)明概念的實施例局限在所公開的實施形態(tài)，應(yīng)該理解為在本發(fā)明的技術(shù)及思想范疇內(nèi)所進行的一切置換、變形及修改都包含在內(nèi)。

某一構(gòu)成要素被記載為“連接”或“接入”其它構(gòu)成要素時，雖然可以被理解為直接連接或接入該其它構(gòu)成要素，也可以被理解為中間存在著其它的構(gòu)成要素。與此相反的是，某一構(gòu)成要素被記載為“直接連接”或“直接接入”其它構(gòu)成要素時，應(yīng)該被理解為中間不存在其它的構(gòu)成要素。諸如“在～之間”與“即在～之間”或“鄰接～”與“直接鄰接～”等說明構(gòu)成要素之間關(guān)系的其它表現(xiàn)方式也應(yīng)當按照該方案解釋。

本申請中使用的術(shù)語僅為說明特定實施例而使用，不得因此局限本發(fā)明。除非在句子的脈理中可以明顯地加以區(qū)分，否則單數(shù)表現(xiàn)方式也包括復(fù)數(shù)的情形。本申請的“包括”或“具有”等術(shù)語只是指定說明書上記載的特征、數(shù)字、步驟、動作、構(gòu)成要素、零件或它們的組合的存在，不得視為事先排除了一個或一個以上的其它特征、數(shù)字、步驟、動作、構(gòu)成要素、零件或它們的組合的存在或附加可能性的存在。

圖2是基于本發(fā)明實施例的具備移動提取管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)的剖視圖。

如圖2所示，上述具備移動提取管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)依次配置了：外管(130)，一側(cè)形成有具備分散器(110)的流入口(120)；渦流轉(zhuǎn)子(140)，憑借渦流轉(zhuǎn)子固定托架(115)可旋轉(zhuǎn)地固定在外管(130)內(nèi)部；移動提取管(182)，內(nèi)部安裝提取管轉(zhuǎn)子(190)并且憑借提取管固定托架(170)可移動地被支持并安裝；及壓力補償管(200)，具備壓力補償器(210)并且形成有排放口(220)，該壓力補償管(200)可伸展地結(jié)合在移動提取管(182)的下流側(cè)的端部；在形成有移動提取管(182)的外管(130)的位置上連接海水排放管(160)，外管(130)的內(nèi)徑與移動提取管(182)的外徑之間則形成有允許海水移動的游隙。

在上述配置中，上述分散器(110)的功能是為了在外管(130)內(nèi)部形成均勻的渦流而把流入的油井流體或油田流體予以均勻分散后使其流入外管(130)內(nèi)部，可以由蜂窩結(jié)構(gòu)之類的格子狀構(gòu)成。

而且，上述壓力補償管(200)為了把分離出來的天然氣或原油輕易地輸送到海上的鉆探船的儲存所而對所分離出來的天然氣或原油賦予壓力。

并且，上述外管(130)的內(nèi)側(cè)設(shè)有驅(qū)使上述移動提取管(182)相對于壓力補償管(200)進行位移的管驅(qū)動部(300)、憑借管驅(qū)動部(300)的驅(qū)動力引導(dǎo)移動提取管(182)移動的軌道(310)。

而且，上述外管(130)與移動提取管(182)內(nèi)部形成有用于誘發(fā)油井流體或油田流體的渦流的螺旋形膛線。此時，形成于上述外管(130)的內(nèi)周面的螺旋形膛線稱為外管膛線(131)，形成于移動提取管(182)的內(nèi)周面的螺旋形膛線則稱為移動提取管膛線(183)。

并且，上述外管(130)內(nèi)部中，上述渦流轉(zhuǎn)子(140)的下流側(cè)安裝了檢測低密度流體渦流的直徑的低密度流體渦流直徑檢測部(400)。上述低密度流體渦流直徑檢測部(400)配置成能夠在外管(130)的內(nèi)側(cè)面沿著長度方向移動而在檢測了漏斗狀低密度流體渦流(50)的長度方向的各個直徑后向管驅(qū)動部(300)輸出。此時，上述低密度流體渦流直徑檢測部(400)可以適用鏡子檢測方式、超聲波檢測方式等。

鏡子檢測方式通過導(dǎo)壓孔把渦流生成體兩側(cè)的壓力變動誘導(dǎo)到薄金屬體的鏡子表面而使得鏡子振動。讓一雙發(fā)光元件接近該振動的鏡子并且以該反射光為信號檢測渦流(vortex)。

超聲波檢測方式利用渦流(vortex)所致空氣密度變化接收管路內(nèi)連續(xù)發(fā)信的一定超聲波時，密度變化使得收信信號按照渦流數(shù)量分散并且憑此檢測渦流(vortex)的發(fā)生頻率。

如前所述地構(gòu)成的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)通過流入口(120)接受所流入的混合了天然氣或原油與海水的油井流體或油田流體后，渦流轉(zhuǎn)子(140)旋轉(zhuǎn)并形成渦流。此時，密度低的天然氣或原油之類的低密度流體形成低密度流體渦流(50)并且位于中心部，密度較高的海水之類的高密度流體形成高密度流體渦流(60)并且憑借離心力位于低密度流體渦流(50)的外部。

憑此，低密度流體渦流(50)通過移動提取管(182)被提取后憑借提取管轉(zhuǎn)子(190)增大渦流力并加速，由壓力補償管(200)賦予適當壓力后通過連接到排放口(220)的管道被供應(yīng)到鉆探裝置的天然氣或原油儲存槽并儲存。并且，高密度流體渦流(60)通過外管(130)與移動提取管(182)之間的領(lǐng)域經(jīng)由海水排放管(160)排放而得以和天然氣或原油分離。

在如前所述的油井流體或油田流體的分離過程中，低密度流體渦流(50)與高密度流體渦流(60)的直徑會隨著天然氣或原油與海水的比率差而變化。因此，移動提取管(182)的入口側(cè)的內(nèi)徑與位于移動提取管(182)入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑不同時，分離效率會降低。具體地說，移動提取管(182)的入口側(cè)的內(nèi)徑大于位于移動提取管(182)入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑時，所分離出來的天然氣或原油里會包含海水。與此不同地，移動提取管(182)的入口側(cè)的內(nèi)徑小于位于移動提取管(182)入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑時，所分離出來的天然氣或原油的一部分被排放到移動提取管(182)的外部而導(dǎo)致分離效率降低。

為此，執(zhí)行本申請的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法而防止所分離出來的天然氣或原油泄漏或所分離出來的天然氣或原油中混入海水。

圖3是示出基于本發(fā)明實施例的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法的處理過程的順序圖，圖4示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑減小而為了讓移動提取管(182)的入口位于和移動提取管(182)的入口內(nèi)徑一致的低密度流體渦流位置而使得移動提取管(182)從壓力補償管(200)伸展的狀態(tài)，圖5示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑增加而為了讓移動提取管(182)的入口位于和移動提取管(182)的入口內(nèi)徑一致的低密度流體渦流位置而使得移動提取管(182)插入壓力補償管(200)地收縮的狀態(tài)。

下面結(jié)合圖3到圖5詳細說明本申請的油井流體或油田流體分離方法的處理過程。

首先，如圖3所示，由于渦流轉(zhuǎn)子(140)旋轉(zhuǎn)而使得油井流體或油田流體流入外管(130)內(nèi)部時，外管(130)內(nèi)側(cè)的移動提取管(182)上流形成渦流。此時，上述渦流中，天然氣或原油之類的低密度流體渦流(50)位于中心部，海水之類的高密度流體渦流(60)形成于外部。

如前所述地形成渦流的話，低密度流體渦流直徑檢測部(400)執(zhí)行移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程(s10)檢測對應(yīng)于移動提取管(182)入口的低密度流體渦流(50)的直徑位置。

執(zhí)行了移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程(s10)后執(zhí)行移動提取管移動過程(s20)讓移動提取管(182)移動而使得移動提取管(182)的入口位于對應(yīng)于移動提取管(182)的入口內(nèi)徑的低密度流體渦流(50)的直徑位置。

上述移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程(s20)的檢測結(jié)果為移動提取管(182)的入口側(cè)的內(nèi)徑比位于移動提取管(182)入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑大的話，如圖4所示，上述移動提取管移動過程(s20)成為讓移動提取管(182)從壓力補償管(200)伸展的處理過程，亦即，管驅(qū)動部(400)驅(qū)使移動提取管(182)朝渦流轉(zhuǎn)子(140)側(cè)移動而使得移動提取管(182)的入口位于具備移動提取管(182)入口內(nèi)徑的低密度流體渦流的直徑位置。

與此不同地，移動提取管(182)的入口側(cè)的內(nèi)徑比位于移動提取管(182)入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑小時，上述移動提取管移動過程(s20)成為讓移動提取管(182)相對于壓力補償管(200)收縮的處理過程，亦即，如圖5所示，管驅(qū)動部(400)讓移動提取管(182)的入口從渦流轉(zhuǎn)子(140)隔離而使得移動提取管(182)的入口位于具備移動提取管(182)入口內(nèi)徑的低密度流體渦流的直徑位置。

圖6是本發(fā)明第二實施例的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)的剖視圖。

如圖6所示，上述管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)依次配置了：外管(130)，一側(cè)形成有具備分散器(110)的流入口(120)；渦流轉(zhuǎn)子(140)，憑借渦流轉(zhuǎn)子固定托架(15)可旋轉(zhuǎn)地固定在外管(130)內(nèi)部；固定提取管(180)，內(nèi)部安裝提取管轉(zhuǎn)子(190)并且憑借提取管固定托架(170)被固定；多重移動提取管(182a)，在上述固定提取管(180)的上述渦流轉(zhuǎn)子(140)側(cè)的端部相對于上述固定提取管(180)進行伸展收縮而可改變?nèi)肟谖恢玫亟Y(jié)合；及壓力補償管(200)，具備壓力補償器(210)并且形成有排放口(220)；在形成有固定提取管(180)的外管(130)的位置上連接海水排放管(160)，外管(130)的內(nèi)徑與固定提取管(180)的外徑之間則形成有允許海水移動的游隙。

在上述配置中，上述多重移動提取管(182a)可以是兩個以上的管(182a、182b、182c)如同套筒管(telescopicpipe)一樣地可伸展收縮地結(jié)合的結(jié)構(gòu)。

而且，上述分散器(110)的功能是為了在外管(130)內(nèi)部形成均勻的渦流而把流入的油井流體或油田流體予以均勻分散后使其流入外管(130)內(nèi)部，可以由蜂窩結(jié)構(gòu)之類的格子狀構(gòu)成。

而且，上述壓力補償管(200)為了把分離出來的天然氣或原油輕易地輸送到海上的鉆探船的儲存所而對所分離出來的天然氣或原油賦予壓力。

并且，上述外管(130)的內(nèi)側(cè)設(shè)有驅(qū)使上述多重移動提取管(182a)相對于固定提取管(180)進行位移的管驅(qū)動部(300)、為了把管驅(qū)動部(300)的驅(qū)動力傳遞到多重移動提取管(182a)而連接管驅(qū)動部(300)與多重移動提取管(182a)的驅(qū)動桿(310)。

而且，上述外管(130)、固定提取管(180)及多重移動提取管(182a)內(nèi)部形成有用于誘發(fā)油井流體或油田流體的渦流的螺旋形膛線。此時，形成于上述外管(130)的內(nèi)周面的螺旋形膛線稱為外管膛線(131)，形成于固定提取管(180)的內(nèi)周面的螺旋形膛線稱為固定提取管膛線(181)，形成于多重移動提取管(182a)的內(nèi)周面的螺旋形膛線則稱為多重移動提取管膛線(183a)。

并且，上述外管(130)內(nèi)部中，上述渦流轉(zhuǎn)子(150)的下流側(cè)安裝了檢測低密度流體渦流的直徑的低密度流體渦流直徑檢測部(400)。上述低密度流體渦流直徑檢測部(400)配置成能夠在外管(130)的內(nèi)側(cè)面沿著長度方向移動而在檢測了漏斗狀低密度流體渦流(50)的長度方向的各個直徑后向管驅(qū)動部(300)輸出。此時，上述低密度流體渦流直徑檢測部(400)可以適用鏡子檢測方式、超聲波檢測方式等。

鏡子檢測方式通過導(dǎo)壓孔把渦流生成體兩側(cè)的壓力變動誘導(dǎo)到薄金屬體的鏡子表面而使得鏡子振動。讓一雙發(fā)光元件接近該振動的鏡子并且以該反射光為信號檢測渦流(vortex)。

超聲波檢測方式利用渦流(vortex)所致空氣密度變化接收管路內(nèi)連續(xù)發(fā)信的一定超聲波時，密度變化使得收信信號按照渦流數(shù)量分散并且憑此檢測渦流(vortex)的發(fā)生頻率。

如前所述地構(gòu)成的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)通過流入口(120)接受所流入的混合了天然氣或原油與海水的油井流體或油田流體后，渦流轉(zhuǎn)子(140)旋轉(zhuǎn)并形成渦流。此時，密度低的天然氣或原油之類的低密度流體形成低密度流體渦流(50)并且位于中心部，密度較高的海水之類的高密度流體形成高密度流體渦流(60)并且憑借離心力位于低密度流體渦流(50)的外部。

憑此，低密度流體渦流(50)通過固定提取管(180)被提取后憑借提取管(180)的提取管轉(zhuǎn)子(190)增大渦流力并加速，由壓力補償管(200)賦予適當壓力后通過連接到排放口(220)的管道被供應(yīng)到鉆探裝置的天然氣或原油儲存槽并儲存。并且，高密度流體渦流(60)通過外管(130)與固定提取管(180)之間的領(lǐng)域經(jīng)由海水排放管(160)排放而得以和天然氣或原油分離。

在如前所述的油井流體或油田流體的分離過程中，低密度流體渦流(50)與高密度流體渦流(60)的直徑會隨著天然氣或原油與海水的比率差而變化。因此，多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的內(nèi)徑和位于多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑不同時，分離效率會降低。具體地說，多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的內(nèi)徑比位于多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑大時，所分離出來的天然氣或原油里會包含海水。與此不同地，多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的內(nèi)徑比位于多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑小時，所分離出來的天然氣或原油的一部分被排放到多重移動提取管(182a)的外部而導(dǎo)致分離效率降低。

為此，執(zhí)行本申請的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法而防止所分離出來的天然氣或原油泄漏或所分離出來的天然氣或原油中混入海水。

圖7是示出本發(fā)明第二實施例的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法的處理過程的順序圖，圖8示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑減小而為了讓多重移動提取管(182a)的入口位于和多重移動提取管(182a)的入口內(nèi)徑一致的低密度流體渦流位置而使得多重移動提取管(182a)從固定提取管(180)伸展的狀態(tài)，圖9示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑增加而為了讓多重移動提取管(182a)的入口位于和多重移動提取管(182a)的入口內(nèi)徑一致的低密度流體渦流位置而使得多重移動提取管(182a)插入固定提取管(180)地收縮的狀態(tài)。

下面結(jié)合圖7到圖9詳細說明本申請的油井流體或油田流體分離方法的處理過程。

首先，如圖7所示，由于渦流轉(zhuǎn)子(140)旋轉(zhuǎn)而使得油井流體或油田流體流入外管(130)內(nèi)部時，外管(130)內(nèi)側(cè)的多重移動提取管(182a)上流形成渦流。此時，上述渦流中，天然氣或原油之類的低密度流體渦流(50)位于中心部，海水之類的高密度流體渦流(60)形成于外部。

如前所述地形成渦流的話，低密度流體渦流直徑檢測部(400)執(zhí)行多重移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程(s30)檢測對應(yīng)于多重移動提取管(182a)入口的低密度流體渦流(50)的直徑位置。

并且，執(zhí)行了多重移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程(s30)后執(zhí)行多重移動提取管移動過程(s40)讓多重移動提取管(182a)移動而使得多重移動提取管(182a)的入口位于對應(yīng)于多重移動提取管(182a)的入口內(nèi)徑的低密度流體渦流(50)的直徑位置。

上述多重移動提取管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程(s30)的檢測結(jié)果為多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的內(nèi)徑比位于多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑大的話，如圖8所示，上述多重移動提取管移動過程(s40)成為讓多重移動提取管(182a)從固定提取管(180)伸展的處理過程，亦即，管驅(qū)動部(400)驅(qū)使多重移動提取管(182a)的入口朝渦流轉(zhuǎn)子(150)側(cè)移動而使得多重移動提取管(182a)的入口位于具備多重移動提取管(182a)入口內(nèi)徑的低密度流體渦流的直徑位置。

與此不同地，多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的內(nèi)徑比位于多重移動提取管(182a)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑小時，上述多重移動提取管移動過程(s40)成為讓多重移動提取管(182a)相對于固定提取管(180)收縮的處理過程，亦即，如圖9所示，管驅(qū)動部(400)讓多重移動提取管(182a)的入口從渦流轉(zhuǎn)子(150)隔離而使得多重移動提取管(182a)的入口位于具備多重移動提取管(182a)入口內(nèi)徑的低密度流體渦流的直徑位置。

圖10是本發(fā)明第三實施例的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)的剖視圖。

如圖10所示，上述管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)依次配置了：外管(130)，一側(cè)形成有具備分散器(110)的流入口(120)；渦流轉(zhuǎn)子(140)，憑借渦流轉(zhuǎn)子固定托架(15)可旋轉(zhuǎn)地固定在外管(130)內(nèi)部；固定提取管(180)，內(nèi)部安裝提取管轉(zhuǎn)子(190)并且憑借提取管固定托架(170)被固定；可變直徑管(182b)，在上述固定提取管(180)的上述渦流轉(zhuǎn)子(140)側(cè)的端部可改變直徑地結(jié)合；及壓力補償管(200)，具備壓力補償器(210)并且形成有排放口(220)；在形成有固定提取管(180)的外管(130)的位置上連接海水排放管(160)，外管(130)的內(nèi)徑與固定提取管(180)的外徑之間則形成有允許海水移動的游隙。

在上述配置中，上述分散器(110)的功能是為了在外管(130)內(nèi)部形成均勻的渦流而把流入的油井流體或油田流體予以均勻分散后使其流入外管(130)內(nèi)部，可以由蜂窩結(jié)構(gòu)之類的格子狀構(gòu)成。

而且，上述壓力補償管(200)為了把分離出來的天然氣或原油輕易地輸送到海上的鉆探船的儲存所而對所分離出來的天然氣或原油賦予壓力。

并且，上述可變直徑管(182b)在固定提取管(180)的入口側(cè)可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合于多個鉸鏈(185)并且包括構(gòu)成圓筒形的多個翼(184)。上述多個翼(184)和相鄰的翼(184)在一定領(lǐng)域朝同一方向重疊地構(gòu)成，并且能夠憑借下面說明的管驅(qū)動部(300)與驅(qū)動桿(310)調(diào)整直徑。

上述外管(130)的內(nèi)側(cè)設(shè)有調(diào)整上述可變直徑管(182b)的入口側(cè)直徑的管驅(qū)動部(300)、為了把管驅(qū)動部(300)的驅(qū)動力傳遞到可變直徑管(182b)而連接管驅(qū)動部(300)與可變直徑管(182b)的驅(qū)動桿(310)。而且，在上述外管(130)、固定提取管(180)及可變直徑管(182b)內(nèi)部形成有用于誘發(fā)油井流體或油田流體的渦流的螺旋形膛線。

此時，形成于上述外管(130)的內(nèi)周面的螺旋形膛線稱為外管膛線(131)，形成于固定提取管(180)的內(nèi)周面的螺旋形膛線稱為固定提取管膛線(181)，形成于可變直徑管(182b)的內(nèi)周面的螺旋形膛線則稱為可變直徑管膛線(183b)。

并且，上述外管(130)內(nèi)部中，在上述渦流轉(zhuǎn)子(150)的下流側(cè)安裝了在可變直徑管(182b)的入口側(cè)檢測低密度流體渦流的直徑的低密度流體渦流直徑檢測部(400)。上述低密度流體渦流直徑檢測部(400)配置成能夠在外管(130)的內(nèi)側(cè)面沿著長度方向移動而在檢測了漏斗狀低密度流體渦流(50)的長度方向的各個直徑后向管驅(qū)動部(300)輸出。此時，上述低密度流體渦流直徑檢測部(400)可以適用鏡子檢測方式、超聲波檢測方式等。

鏡子檢測方式通過導(dǎo)壓孔把渦流生成體兩側(cè)的壓力變動誘導(dǎo)到薄金屬體的鏡子表面而使得鏡子振動。讓一雙發(fā)光元件接近該振動的鏡子并且以該反射光為信號檢測渦流(vortex)。

超聲波檢測方式利用渦流(vortex)所致空氣密度變化接收管路內(nèi)連續(xù)發(fā)信的一定超聲波時，密度變化使得收信信號按照渦流數(shù)量分散并且憑此檢測渦流(vortex)的發(fā)生頻率。

具備了如前所述地構(gòu)成的可變直徑管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置(100)通過流入口(120)接受所流入的混合了天然氣或原油與海水的油井流體或油田流體后，渦流轉(zhuǎn)子(140)旋轉(zhuǎn)并形成渦流。此時，密度低的天然氣或原油之類的低密度流體形成低密度流體渦流(50)并且位于中心部，密度較高的海水之類的高密度流體形成高密度流體渦流(60)并且憑借離心力位于低密度流體渦流(50)的外部。

憑此，低密度流體渦流(50)通過固定提取管(180)被提取后憑借提取管(180)的提取管轉(zhuǎn)子(190)增大渦流力并加速，由壓力補償管(200)賦予適當壓力后通過連接到排放口(220)的管道被供應(yīng)到鉆探裝置的天然氣或原油儲存槽并儲存。并且，高密度流體渦流(60)通過外管(130)與固定提取管(180)之間的領(lǐng)域經(jīng)由海水排放管(160)排放而得以和天然氣或原油分離。

在如前所述的油井流體或油田流體的分離過程中，低密度流體渦流(50)與高密度流體渦流(60)的直徑會隨著天然氣或原油與海水的比率差而變化。因此，可變直徑管(182b)的入口側(cè)的內(nèi)徑和位于可變直徑管(182b)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑不同時，分離效率會降低。具體地說，可變直徑管(182b)的入口側(cè)的內(nèi)徑比位于可變直徑管(182b)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑大時，海水流入可變直徑管(182b)內(nèi)部而使得所分離出來的天然氣或原油里會包含海水。與此不同地，可變直徑管(182b)的入口側(cè)的內(nèi)徑比位于可變直徑管(182b)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)部位的直徑小時，所分離出來的天然氣或原油的一部分被排放到可變直徑管(182b)的外部而導(dǎo)致分離效率降低。

為此，執(zhí)行本申請的具備可變直徑管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法而防止所分離出來的天然氣或原油泄漏或者所分離出來的天然氣或原油中混入海水。

圖11是示出本發(fā)明第三實施例的具備可變直徑管的管一體型油井流體或油田流體分離裝置的油井流體或油田流體分離方法的處理過程的順序圖，圖12示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑增加而為了具備對應(yīng)于可變直徑管(182b)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)的直徑而使得可變直徑管(182b)的入口直徑擴展的狀態(tài)，13示出了隨著低密度流體渦流(50)的直徑減小而為了具備對應(yīng)于可變直徑管(182b)的入口側(cè)的低密度流體渦流(50)的直徑而使得可變直徑管(182b)的入口直徑縮小的狀態(tài)。

下面結(jié)合圖11到圖13詳細說明本申請的油井流體或油田流體分離方法的處理過程。

首先，如圖11所示，由于渦流轉(zhuǎn)子(140)旋轉(zhuǎn)而使得油井流體或油田流體流入外管(130)內(nèi)部時，外管(130)內(nèi)側(cè)的可變直徑管(182b)上流形成渦流。此時，上述渦流中，天然氣或原油之類的低密度流體渦流(50)位于中心部，海水之類的高密度流體渦流(60)形成于外部。

如前所述地形成渦流的話，低密度流體渦流直徑檢測部(400)執(zhí)行對應(yīng)于可變直徑管入口位置的低密度流體渦流直徑的檢測過程(s50)檢測可變直徑管(182b)入口位置的低密度流體渦流(50)的直徑。

并且，執(zhí)行了對應(yīng)于可變直徑管入口位置的低密度流體渦流直徑的檢測過程(s50)后執(zhí)行可變直徑管直徑變更過程(s60)進行調(diào)整而讓可變直徑管(182b)的入口直徑(內(nèi)徑)成為可變直徑管(182b)的入口位置的低密度流體渦流(50)的直徑。

上述可變直徑管入口所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑位置的檢測過程(s50)的檢測結(jié)果為可變直徑管(182b)的入口位置相應(yīng)的低密度流體渦流直徑比可變直徑管(182b)的入口直徑大的話，如圖12所示，上述可變直徑管直徑變更過程(s60)成為下列處理過程，亦即，管驅(qū)動部(400)擴展可變直徑管(182b)的入口直徑而使其和可變直徑管(182b)的入口位置所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑一致。

與此不同地，可變直徑管(182b)的入口位置相應(yīng)的低密度流體渦流直徑比可變直徑管(182b)的入口直徑小時，上述可變直徑管直徑變更過程(s60)則下列處理過程，亦即，如圖12所示，管驅(qū)動部(400)縮小可變直徑管(182b)的入口直徑而使其和可變直徑管(182b)的入口位置所相應(yīng)的低密度流體渦流直徑一致。

產(chǎn)業(yè)上的用途

本發(fā)明可應(yīng)用于海上油井流體或油田流體的開發(fā)領(lǐng)域。