CN106861294A - 用于分离流体的装置和方法及包含其的油气生产系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于分离流体的装置，其包括：进口；与所述进口流体相通的第一弯曲通道；与所述第一弯曲通道流体相通的第一出口；第二弯曲通道；若干与所述第一、第二弯曲通道流体相通的连接通道；以及，与所述第二弯曲通道流体相通的第二出口。本发明还涉及相应的用于分离流体的方法以及包含前述装置和方法的油气生产系统和方法。

Description

用于分离流体的装置和方法及包含其的油气生产系统和方法
技术领域
本发明涉及用于分离流体的装置和方法及包含其的油气生产系统和方法。
背景技术
流体分离在很多领域都有需求。例如，在油气行业，开采得到的油气常常包含液体(如油和水)、固体及/或气体的组合，需要在生产的过程中将它们分开以得到最终产品。
现有的一些装置和方法的分离效果并不总能满足各种不同需要。
因而，需要新的用于分离流体的装置和方法及包含其的油气生产系统和方法。
发明内容
一方面，本发明的实施例涉及用于分离流体的装置，其包括：进口；与所述进口流体相通的第一弯曲通道；与所述第一弯曲通道流体相通的第一出口；第二弯曲通道；若干与所述第一、第二弯曲通道流体相通的连接通道；以及，与所述第二弯曲通道流体相通的第二出口。
另一方面，本发明的实施例涉及包含本发明实施例所涉及的用于分离流体的装置的油气生产系统。
另一方面，本发明的实施例涉及用于分离流体的方法，其包括：向本发明实施例所涉及用于分离流体的装置的进口输入包括第一物质和第二物质的待分离流，所述第二物质的密度不同于所述第一物质的密度；输出第一产品流；及，输出第二产品流，所述第二产品流与所述第一产品流相比，含有的所述第一物质的浓度不同。
另一方面，本发明的实施例涉及包含本发明实施例所涉及的用于分离流体的方法的油气生产方法。
附图说明
参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本发明的特征、方面及优点，其中：
图1-3所示分别为本发明的实施例涉及的用于分离流体的装置的示意图。
具体实施方式
除非本发明中清楚另行定义，用到的科学和技术术语的含义为本发明所属技术领域的技术人员所通常理解的含义。本发明中使用的“包括”、“包含”、“具有”、或“含有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。
在说明书和权利要求中，除非清楚地另外指出，所有项目的单复数不加以限制。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”、以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的结构、构造、性能参数、元件或实施例等。
除非上下文另外清楚地说明，术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如成分)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。
本发明说明书中提及“一些实施例”等等，表示所述与本发明相关的一种特定要素(例如特征、结构和/或特点)被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能出现于其他实施例中。另外，需要理解的是，所述与本发明相关的特定要素可以任何适合的方式结合。
在下文中，将参照附图说明本发明的实施方式，将不会详细描述众所周知的功能和结构，以避免因不必要的细节而使本发明显得令人费解。
图1至3所示分别为本发明的实施例涉及的用于分离流体的装置100，200，300的示意图。所述装置100，200，300包括：进口101，201，301；与所述进口101，201，301流体相通的第一弯曲通道102，202，302；与所述第一弯曲通道102，202，302流体相通的第一出口103，203，303；第二弯曲通道104，204，304；若干与所述第一、第二弯曲通道102，202，302、104，204，304流体相通的连接通道105，205，305；以及，与所述第二弯曲通道104，204，304流体相通的第二出口106，206，306。
本发明提及的“待分离流”以及类似用语指的是用于分离的物质组合。一些实施例中，所述待分离流包含密度不同的各种物质。一些实施例中，所述待分离流包括固体、液体、气体或其任意组合。一些实施例中，所述待分离流包括两种以上不同液体，例如水和油。
一些实施例中，含有具有不同密度的第一和第二物质的待分离流150，250，350通过所述进口101，201，301输入所述装置100，200，300。一些实施例中，第一物质的密度低于第二物质。
所述待分离流150，250，350通过所述进口101，201，301后沿所述第一弯曲通道102，202，302流动的过程中，在第一个经过的连接通道105，205，305处分成两部分，一部分继续沿所述第一弯曲通道102，202，302流动，另一部分经连接通道105，205，305进入所述第二弯曲通道104，204，304。基于重力和离心力的作用，在第二物质密度高于第一物质密度的情况下，进入位于下方的弯曲通道的部分含有的第二物质的浓度大于进入位于上方的弯曲通道的另一部份。与此同时，进入位于下方的弯曲通道的一部分含有的第一物质的浓度小于进入位于上方的弯曲通道的另一部份。
继续沿第一弯曲通道102，202，302前进的部分在与下一个连接通道105，205，305连接的地方，再基于重力、离心力和密度差异分为继续沿第一弯曲通道102，202，302前进或经所述连接通道105，205，305进入所述第二弯曲通道104，204，304的两部分。同样地，进入位于下方的弯曲通道的部分含有的密度较高的物质的浓度大于进入位于上方的弯曲通道的另一部份。与此同时，进入位于下方的弯曲通道的一部分含有的密度较低的物质的浓度小于进入位于上方的弯曲通道的另一部份。以此类推。
在所述第一出口103，203，303输出的是在所述第一弯曲通道102，202，302经多个连接通道105，205，305多级分离后的含有浓度较高的第一或第二物质的第一产品流160，260，360。相应地，经所述连接通道105，205，305进入第二弯曲通道104，204，304的含有浓度较低的第一或第二物质的第二产品流170，270，370由所述第二出口106，206，306输出。
一些实施例中，所述第二出口106，206，306与所述进口101，201，301相邻。
一些实施例中，所述进口和所述第一出口分别位于所述第一弯曲通道的上部和下部。一些实施例中，如图1所示，所述进口101位于所述第一弯曲通道102的下部107，所述第一出口103位于所述第一弯曲通道102的上部108。所述第一出口103输出的第一产品流160中的密度较低的物质的浓度大于所述第二出口106输出的第二产品流170。
一些实施例中，如图2所示，所述第一出口203位于所述第一弯曲通道202的下部207，所述进口201位于所述第一弯曲通道202的上部208。所述第一出口203输出的第一产品流260中的密度较高的物质的浓度大于所述第二出口206输出的第二产品流270。
一些实施例中，如图3所示，所述进口301位于所述第一弯曲通道302的中部309。所述装置300包括与所述第一弯曲通道302流体相通的第三出口310。所述待分离流350经所述进口301进入所述第一弯曲通道302后先被分成向上和向下弯曲流动的两部分，然后分别经连接通道305多级分离，成为从分别位于上部308、中部309和下部307的第一、第二和第三出口303、306、310输出的第一、第二和第三产品流360、370、380。所述第一产品流360里含有的密度较低的物质的浓度高于所述第二产品流370和所述第三产品流380。所述第三产品流380中包含的密度较高的物质的浓度高于所述第一产品流360和所述第二产品流370。
一些实施例中，本发明涉及包含本发明实施例所涉及的用于分离流体的装置的油气生产系统。将待分离的油、气、水、及/或固体的组合输入本发明实施例所涉及的装置，基于重力、离心力，根据各物质密度的不同，分别分离为主要或全为某种物质的油、气、水、及/或固体产品流。
一些实施例中，本发明涉及一种用于分离流体的方法，其包括：向本发明的实施例所涉及的装置100，200，300的进口101，201，301输入包括第一物质和第二物质的待分离流150，250，350，所述第一物质的密度不同于所述第二物质的密度；输出第一产品流160，260，360；及输出第二产品流170，270，370，所述第二产品流170，270，370与所述第一产品流160，260，360相比，含有的所述第一物质的浓度不同。
一些实施例中，本发明的实施例涉及包含本发明实施例所涉及的用于分离流体的方法的油气生产方法。
本发明实施例涉及的用于分离流体的装置可为任何满足应用需求的材料制得，例如不锈钢等合金及塑料等。
本发明实施例所涉及的弯曲通道、进口、出口可以为管道，也可以为所述待分离流、产品流进入、输出及/或通过的任何其它渠道。所述弯曲通道、进口、出口的形状和/或横截面可以为圆形、弧形、椭圆形、方形、菱形、不规则形状、或其任意组合。所述弯曲通道可以全部为弯的，也可以部分弯、部分直，还可以是全部直通道但全部或部分曲折连接的集合。一些实施例中，所述弯曲通道为沿轴延伸但维持与轴间距不变的螺旋构造。
本发明实施例所涉及的进口、出口可与弯曲通道相连接，也可以是相应弯曲通道的一部分、或者可以与弯曲通道一体成形。
一些实施例中，所述第一弯曲通道102，202，302可与所述第二弯曲通道104，204，304形状一致，二者可纵向堆叠。与所述第一、第二弯曲通道102，202，302、104，204，304流体相通的连接通道105，205，305可纵向延伸。这样构造的装置100，200，300结构紧凑，可节省占地空间，并可同时利用重力和离心力来进行流体分离。
本发明实施例涉及的用于分离流体的装置和方法通过弯曲流道配合连接通道等分形结构或其变形结构的分离效果的叠加实现整体分离效果，可用于气液分离、液固分离、油水分离等两相或多相分离场合。本发明实施例涉及的用于分离流体的装置和方法可使分离效果和分离的总量大大提高，待分离流的停留时间、装置的体积和占地可以大幅度减少。另外，本发明实施例涉及的用于分离流体的装置和方法具有很好的耐压效果，可应用在深海水下分离等高压分离场合，例如深海及/或近海油气生产工艺中。而且，本发明实施例涉及的用于分离流体的装置可先行模组化，之后再进行各种组合，可提高装置的生产效率和灵活性。
虽然结合特定的实施例对本发明进行了表明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (10)

1.一种用于分离流体的装置，其包括：
进口；
与所述进口流体相通的第一弯曲通道；
与所述第一弯曲通道流体相通的第一出口；
第二弯曲通道；
若干与所述第一、第二弯曲通道流体相通的连接通道；以及，
与所述第二弯曲通道流体相通的第二出口。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述进口和所述第一出口分别位于所述第一弯曲通道的下部和上部。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述进口位于所述第一弯曲通道的中部。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二出口与所述进口相邻。
5.如权利要求1所述的装置，其包括与所述第一弯曲通道流体相通的第三出口。
6.一种包含如权利要求1-5中任何一项权利要求所述的装置的油气生产系统。
7.一种用于分离流体的方法，其包括：
向如权利要求1-5中任何一项权利要求所述的装置的进口输入包括第一物质和第二物质的待分离流，所述第二物质的密度不同于所述第一物质的密度；
输出第一产品流；及，
输出第二产品流，所述第二产品流与所述第一产品流相比，含有的所述第一物质的浓度不同。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一物质为油，所述第二物质为水。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述待分离流包括固体、液体、气体或其任意组合。
10.一种包含如权利要求7所述的方法的油气生产方法。
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