EA018549B1

EA018549B1 - Сепарационная система и способ разделения смеси флюидов при использовании разделяющей системы

Info

Publication number: EA018549B1
Application number: EA201001193A
Authority: EA
Inventors: Мир Махмуд Саршар; Мирза Наджам Али Бег; Карл Уордсуорт
Original assignee: Калтек Лимитед
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2009-01-05
Publication date: 2013-08-30
Also published as: EA201001193A1; US20110031194A1; US8747679B2; MY150471A; GB2457012B; EP2247388A1; MX2010007960A; US20140027385A1; BRPI0906771A2; CA2712198A1; WO2009092998A1; EP2247388B1; GB0801045D0; GB2457012A

Abstract

Сепарационная система для разделения смеси флюидов включает одноосный циклонный сепаратор (2), имеющий первое впускное отверстие (16) для приема смеси флюидов, сепарационную камеру (18) для разделения смеси флюидов в результате циклонного действия на плотный первый флюид и менее плотный второй флюид, первое выпускное отверстие (22) для первого флюида и второе выпускное отверстие (26) для второго флюида. Система дополнительно включает противоточный циклонный сепаратор (32), имеющий второе впускное отверстие (30) для приема первого флюида из первого выпускного отверстия (22), сепарационную камеру для разделения первого флюида в результате циклонного действия на плотный третий флюид и менее плотный четвертый флюид, третье выпускное отверстие (34) для третьего флюида и четвертое выпускное отверстие (36) для четвертого флюида.

Description

Данное изобретение относится к сепарационной системе для разделения смеси флюидов и способу разделения смеси флюидов. В частности, но не исключительно, оно относится к системе для отделения основного объема воды от смеси нефть-вода и ее способу.

Уровень техники

Нефть, добываемая на нефтяных месторождениях, зачастую содержит некоторое количество воды. Количество отбираемой воды может варьироваться от близкого к нулю до чрезвычайно высокого значения, например, близкого к 99% от совокупных добываемых флюидов. Количество отбираемой воды обычно приводят в виде процентной доли от совокупной жидкой фазы и называют обводненностью.

Разделение нефти и воды традиционно проводят в несколько стадий. Первая стадия обычно включает использование обычных гравитационных сепараторов. Гравитационные сепараторы при отделении нефти от воды полагаются исключительно на силу тяжести (усилие с кратностью по д единица). Для достижения завершения первой стадии отделения воды зачастую требуется время пребывания, варьирующееся в диапазоне от нескольких минут до тридцати минут и более. Потребность в таком продолжительном времени пребывания в результате приводит к получению очень объемистых сепараторов, содержащих очень большое количество флюидов. Более компактный сепаратор, который мог бы достичь того же самого уровня разделения, обеспечил бы получение множества преимуществ, в частности, на буровых морских платформах, где пространство и масса обходятся очень дорого.

Как продемонстрировали эксперименты по разделению, циклонные сепараторы, которые могут генерировать д-усилие с кратностью по д в диапазоне от нескольких единиц до сотен, могли бы ускорить разделение и исключить потребность в продолжительном времени разделения и объемистых модулях сепараторов.

Гидроциклоны представляют собой хорошо известные противоточные циклонные сепараторы, имеющие коническую форму с крутым уклоном, которые иногда используют для удаления нефти из воды. Примеры описываются в документах ОВ 2263077А и ОВ 1506877. Они называются противоточными циклонами, поскольку разделяемые фазы движутся в противоположных направлениях к выпускным отверстиям на противоположных краях сепаратора. Как продемонстрировали испытания с гидроциклонами, они не могут эффективно отделять нефть от воды в случае чрезмерно высокой концентрации нефти (например, более 1%). Поэтому эксплуатационные характеристики будут неудовлетворительными в случае обводнения в диапазоне от 50 до 99% и еще более ухудшенными в случае обводнения, меньшего чем 50%, или формирования нефтью непрерывной фазы. Гидроциклоны также приводят к большому падению давления, зачастую превышающему 3 бара и более, что может оказаться нежелательным на установке по нефтедобыче. Однако гидроциклоны могут обеспечить хорошее разделение в случае нефтесодержания в смеси нефть-масло, меньшего чем 1%, и превосходное разделение в случае очень низкого нефтесодержания (менее чем приблизительно от 1000 до 2000 частей на миллион (ч./млн)).

Еще один тип циклонного сепаратора представляет собой одноосный циклонный сепаратор, в котором флюиды протекают в одном и том же направлении от впускного отверстия на одном краю устройства до раздельных выпускных камер на противоположном краю устройства. Примеры описываются в европейских патентных заявках ЕР0313197А и ЕР0717818А. Однако, как продемонстрировали испытания, использующие одноосный циклонный сепаратор, данное устройство может отделить нефть от воды только частично, при этом отделенная вода все еще содержит значительное количество нефти. Нефтесодержание варьируется в зависимости от типа и вязкости нефти, но может достигать величины в диапазоне от 2 до 5% от смеси. Это слишком много для возможности ее выпуска в окружающую среду без дополнительной переработки.

Поэтому существует потребность в системе, которая может разделить смесь нефть-вода и доставить все количество или часть отделенной воды, характеризующейся очень низким нефтесодержанием. Предпочтительно система способна удалять из смеси нефть-вода приблизительно 40-70% воды, где удаленная вода характеризуется нефтесодержанием в диапазоне от 2000 до 5000 ч./млн и менее.

Сущность изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается сепарационная система для разделения смеси флюидов, при этом система включает одноосный циклонный сепаратор, имеющий первое впускное отверстие для приема смеси флюидов, сепарационную камеру для разделения смеси флюидов в результате циклонного действия на первый флюид и второй флюид, при этом первый флюид является более плотным в сопоставлении со вторым флюидом, первое выпускное отверстие для первого флюида и второе выпускное отверстие для второго флюида, и противоточный циклонный сепаратор, имеющий второе впускное отверстие для приема первого флюида из первого выпускного отверстия, сепарационную камеру для разделения первого флюида в результате циклонного действия на третий флюид и четвертый флюид, при этом третий флюид является более плотным в сопоставлении с четвертым флюидом, третье выпускное отверстие для третьего флюида и четвертое выпускное отверстие для четвертого флюида.

Как установили заявители, в результате объединения одноосного сепаратора с противоточным сепаратором в двухстадийной сепарационной системе заявители могут удалить существенную часть более

- 1 018549 плотного флюида из менее плотного флюида, где удаленный флюид почти что исключительно состоит из более плотного флюида. Например, в случае отделения воды от смеси нефть-вода с составом 50:50 заявители могут удалить 40-70% воды, где удаленная вода характеризуется нефтесодержанием, равным 5000 ч./млн и менее, а зачастую 2000-1000 ч./млн. Это значительно уменьшает нагрузку на расположенные дальше по ходу технологического потока сепараторы и технологическое оборудование и делает возможными намного более эффективные транспортирование, хранение и переработку отделенного флюида, обогащенного нефтью. Удаленная вода уже характеризуется очень низким нефтесодержанием и поэтому может быть сброшена в окружающую среду либо непосредственно в случае ее достаточной чистоты, либо после дополнительного гравитационного или циклонного разделения в случае необходимости уменьшения нефтесодержания до 25-40 ч./млн при утилизации в море.

Ни одноосный сепаратор, ни противоточный сепаратор не могут достичь подобной степени разделения в случае функционирования в одиночку. Одноосные сепараторы могут перерабатывать флюиды, характеризующиеся высоким нефтесодержанием, но отделенная вода все еще характеризуется нефтесодержанием, которое является чрезмерно высоким для утилизации. С другой стороны, противоточные сепараторы могут обеспечить очень высокую степень разделения, но не могут эффективно функционировать в случае чрезмерно высокого нефтесодержания у флюида, поступающего в сепаратор. Система, соответствующая настоящему изобретению, устраняет данные проблемы в результате предложения системы, в которой одноосный сепаратор разделяет смесь флюидов на первый флюид и второй флюид на первой стадии разделения, а противоточный сепаратор разделяет первый флюид на третий флюид и четвертый флюид на второй стадии разделения.

В предпочтительном варианте сепарационная система включает второй противоточный циклонный сепаратор, имеющий третье впускное отверстие для приема второго флюида из второго выпускного отверстия, сепарационную камеру для разделения второго флюида в результате циклонного действия на пятый флюид и шестой флюид, при этом пятый флюид является более плотным в сопоставлении с шестым флюидом, пятое выпускное отверстие для пятого флюида и шестое выпускное отверстие для шестого флюида. Второй противоточный циклонный сепаратор устанавливает баланс между давлениями на выпуске на первом и втором выпускных отверстиях одноосного циклонного сепаратора, что делает возможной автоматическую компенсацию системой вариаций расхода и/или состава поступающей смеси флюидов. Он также исполняет функцию разделения второго флюида на пятый флюид и шестой флюид, где пятый флюид является более плотным в сопоставлении с шестым флюидом. В случае достаточной чистоты пятого флюида он может быть сброшен в окружающую среду или отправлен на дополнительную переработку совместно с третьим флюидом.

Четвертое выпускное отверстие и шестое выпускное отверстие могут быть соединены для объединения четвертого и шестого флюидов (то есть, флюидов, обогащенных нефтью). Пятое выпускное отверстие может быть соединено с третьим выпускным отверстием для объединения пятого и третьего флюидов (то есть, флюидов, обогащенных водой). В альтернативном варианте, пятое выпускное отверстие может быть соединено с шестым выпускным отверстием для объединения пятого и шестого флюидов. Предпочтительно пятое выпускное отверстие при использовании средств управления потоком, например отсекающих клапанов, соединяют с третьим выпускным отверстием и шестым выпускным отверстием для выбираемого объединения пятого флюида либо с третьим флюидом, либо с шестым флюидом.

Сепарационная система может включать устройство управления потоком, например регулировочный клапан, для управления потоком через третье выпускное отверстие. Система может включать датчик для определения состава третьего флюида и управляющее устройство для управления функционированием устройства управления потоком в соответствии с определенным датчиком составом третьего флюида. Это делает возможным подстраивание расхода через первый противоточный сепаратор для достижения требуемой степени разделения третьего и четвертого флюидов.

Предпочтительно сепарационная система включает ограничивающую емкость, предназначенную для вмещения одноосного циклонного сепаратора и противоточных циклонных сепараторов, при этом ограничивающая емкость имеет верхнюю камеру, соединенную с четвертым и шестым выпускными отверстиями, для приема четвертого и шестого флюидов и первую нижнюю камеру, соединенную с третьим выпускным отверстием, для приема третьего флюида. Это делает возможным получение интегрированной системы, которую легко устанавливать и присоединять.

Первая нижняя камера может быть соединена с пятым выпускным отверстием для приема пятого флюида. Сепарационная система может включать вторую нижнюю камеру, соединенную с пятым выпускным отверстием, для приема пятого флюида. Вторая нижняя камера также может быть соединена с верхней камерой для приема четвертого и шестого флюидов.

Ограничивающая емкость предпочтительно включает камеру, включающую обогащенный нефтью поток от нескольких одноосных циклонных сепараторов, и камеру, включающую обогащенный водой поток от нескольких противоточных циклонных сепараторов. Камеры делают возможными изоляцию разделенных обогащенного нефтью и обогащенного водой флюидов, а также позволяют объединять обогащенный нефтью или обогащенный водой флюиды из выпускных отверстий противоточных циклонов. Вследствие варьирования количества сепараторов в емкости вместимость емкости по мере надобности

- 2 018549 может быть увеличена или уменьшена.

Сепарационная система может включать устройство кондиционирования потока, расположенное по ходу технологического потока раньше одноосного циклонного сепаратора и имеющее впускное отверстие для флюида-предшественника, сепарационную камеру для разделения флюида-предшественника в результате действия силы тяжести на более плотный флюид и менее плотный флюид, выпускное отверстие для более плотного флюида и выпускное отверстие для менее плотного флюида, где выпускное отверстие для более плотного флюида соединяют с первым впускным отверстием одноосного циклонного сепаратора. Это делает возможным получение предварительной степени разделения, таким образом, уменьшая нагрузку на систему, расположенную по ходу технологического потока дальше, и является идеальными для цели, заключающейся в отделении только части отбираемой воды во избежание возникновения узких мест или уменьшения нагрузки на гравитационные сепараторы.

В предпочтительном варианте устройство кондиционирования потока включает, по существу, горизонтальную сепарационную камеру, имеющую впускное отверстие для флюида-предшественника на одном краю, выпускное отверстие для менее плотного флюида на противоположном краю и выпускное отверстие для более плотного флюида в нижней части сепарационной камеры. Сепарационная камера предпочтительно включает по меньшей мере одну, по существу, вертикальную пластинчатую перегородку для ускорения течения.

Сепарационная система может включать устройство газового сепаратора, расположенное по ходу технологического потока раньше одноосного циклонного сепаратора, которое конструируют и располагают, по меньшей мере, для частичного удаления газа из жидкостей, подаваемых в первое впускное отверстие одноосного циклонного сепаратора. Это делает возможным более эффективное функционирование циклонных сепараторов, распложенных по ходу технологического потока дальше.

Одноосный циклонный сепаратор предпочтительно включает спиралевидную впускную камеру, удлиненную сепарационную камеру и, по меньшей мере, одну спиралевидную выпускную камеру. В выгодном варианте, удлиненная сепарационная камера имеет длину, соответствующую ее минимальному диаметру с кратностью в диапазоне от пяти до десяти.

Противоточный циклонный сепаратор предпочтительно является, по существу, коническим по форме и имеющим длину, соответствующую его максимальному диаметру с кратностью в диапазоне от десяти до двадцати.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предлагается сепарационная система, соответствующая любому одному из предшествующих утверждений изобретения, для отделения воды из смеси нефть/вода.

Смесь нефть/вода, принимаемая на первом впускном отверстии одноосного циклонного сепаратора, может содержать по меньшей мере 1% нефти или по меньшей мере 5% нефти или по меньшей мере 10% нефти, вплоть до приблизительно 45% нефти, при расчете на объем. В выгодном варианте третий флюид содержит менее чем 1% нефти, предпочтительно менее чем 0,5% нефти, более предпочтительно менее чем 0,1% нефти, при расчете на объем. Третий флюид предпочтительно содержит 40-70% (об.) смеси флюидов, принимаемой на первом впускном отверстии.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предлагается способ разделения смеси флюидов, при этом способ включает доставку смеси флюидов к одноосному циклонному сепаратору и разделение смеси флюидов в результате циклонного действия на первый флюид и второй флюид, при этом первый флюид является более плотным в сопоставлении со вторым флюидом, доставку первого флюида к противоточному циклонному сепаратору и разделение первого флюида в результате циклонного действия на третий флюид и четвертый флюид, при этом третий флюид является более плотным в сопоставлении с четвертым флюидом.

В другом варианте способ включает доставку второго флюида от одноосного циклона ко второму противоточному циклонному сепаратору и разделение второго флюида в результате циклонного действия на пятый флюид и шестой флюид, при этом пятый флюид является более плотным в сопоставлении с шестым флюидом.

Способ может включать объединение четвертого и шестого флюидов. Способ может включать объединение пятого и третьего флюидов. Способ может включать объединение пятого и шестого флюидов.

Способ может включать определение датчиком состава третьего флюида и управление потоком третьего флюида в соответствии с определенным датчиком составом третьего флюида.

Способ может включать разделение флюида-предшественника в результате действия силы тяжести на более плотный флюид и менее плотный флюид и доставку более плотного флюида к одноосному циклонному сепаратору.

В еще одном варианте способ включает, по меньшей мере, частичное удаление газа из флюидов, подаваемых в одноосный циклонный сепаратор.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предлагается способ, соответствующий любому одному из предшествующих утверждений изобретения, по меньшей мере, для частичного отделения воды из смеси нефть/вода.

Смесь нефть/вода, принимаемая на впускном отверстии одноосного циклонного сепаратора, может

- 3 018549 содержать по меньшей мере 1% нефти или по меньшей мере 5% нефти, или по меньшей мере 10% нефти, вплоть до приблизительно 45% нефти, при расчете на объем.

Третий флюид может содержать менее чем 1% нефти, предпочтительно менее чем 0,5% нефти, более предпочтительно менее чем 0,1% нефти, при расчете на объем. Третий флюид может содержать 4070% (об.) смеси флюидов, принимаемой на первом впускном отверстии.

После отделения части отбираемой воды остаток нефти и воды может быть отправлен в гравитационный сепаратор для дополнительного разделения. Таким образом, эксплуатационные характеристики гравитационного сепаратора могут быть улучшены, поскольку его совокупная нагрузка уменьшится, и больше не возникнет перегрузок. Таким образом, размер гравитационного сепаратора может быть значительно уменьшен.

Краткое описание чертежей

Далее в порядке примера будут описываться определенные варианты реализации изобретения при обращении к прилагаемым чертежам, в числе которых:

фиг. 1 представляет собой схематическое изображение первой сепарационной системы для удаления основного объема воды из смеси нефть-вода;

фиг. 2 представляет собой вид сзади, а фиг. 3 представляет собой вид сбоку для модуля интегрированного сепаратора;

фиг. 4 представляет собой вид сбоку для модуля второго интегрированного сепаратора;

фиг. 5 представляет собой вид сзади для модуля третьего интегрированного сепаратора; фиг. 6 представляет собой вид сверху, фиг. 7 представляет собой вид сзади, а фиг. 8 представляет собой местный вид сбоку для модуля кондиционирования потока и фиг. 9 представляет собой схематическое изображение модуля газо/жидкостного сепаратора.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Фиг. 1 демонстрирует систему для удаления основного объема воды из смеси нефть/вода, например флюидов, добываемых из нефтяной скважины. Система включает одноосный циклонный сепаратор 2, первый противоточный циклонный сепаратор 4 и второй противоточный циклонный сепаратор 6.

Одноосный циклонный сепаратор 2 включает впускную камеру 14, имеющую первое впускное отверстие 16 для приема смеси нефть/вода, сепарационную камеру 18 для разделения смеси нефть/вода на первый флюид и второй флюид, первую выпускную камеру 20, имеющую первое выпускное отверстие 22 для первого флюида, и вторую выпускную камеру 24, имеющую второе выпускное отверстие 26 для второго флюида. Первый флюид является более плотным в сопоставлении со вторым флюидом, характеризуясь повышенным соотношением между количествами воды и нефти.

Одноосный циклонный сепаратор 2 является, по существу, обычным и может, например, быть подобным сепаратору, описывавшемуся в документе СВ 06161012, содержание которого посредством ссылки включается в настоящий документ. Однако размеры и соотношения размеров индивидуальных частей могут отличаться от того, что имеет место для сепаратора, описывавшегося в документе СВ 0616106.2. Впускная камера 14 и выпускные камеры 20, 24 являются спиральными по форме, при этом впускное отверстие 16 и первое и второе выпускные отверстия 22, 26 являются, по существу, тангенциальными по отношению к соответствующей камере. Сепарационная камера 18 является удлиненной, имеющей длину, которая в общем случае соответствует ее внутреннему диаметру с кратностью в диапазоне от пяти до десяти. Камера может иметь, по существу, однородное поперечное сечение, или она может включать узкую горловую часть, подобную той, что и у одноосного циклонного сепаратора, описывавшегося в документе СВ 0616101.2.

Благодаря спиральной форме впускной камеры 14 флюиды, поступающие в одноосный циклонный сепаратор 2 через первое впускное отверстие 16, принуждаются к закручиванию вокруг оси сепарационной камеры 18. Данное закручивающее движение генерирует усилие с высокой кратностью по д, что приводит к разделению первого и второго флюидов в результате циклонного действия. Первый флюид, будучи более плотным, перемещается в радиальном направлении изнутри наружу и перетекает в первую выпускную камеру для выхода через первое выпускное отверстие 22. Второй флюид, будучи менее плотным, принуждается к перемещению в радиальном направлении снаружи внутрь и перетекает через трубу сливной насадки циклона 28 во вторую выпускную камеру 24, из которой он выходит через второе выпускное отверстие 26. Спиральные формы первой и второй выпускных камер восстанавливают давление первого и второго флюидов, так что падение давления на циклонном сепараторе 2 является минимальным.

Первый противоточный циклонный сепаратор 4 включает гидроциклон, имеющий второе впускное отверстие 30, сепарационную камеру 32, третье выпускное отверстие 34 и четвертое выпускное отверстие 36. Впускное отверстие 30 располагают на верхнем краю сепарационной камеры 32 и соединяют с первым впускным отверстием 22 для приема первого флюида из одноосного циклонного сепаратора 2. Сепарационная камера 32 имеет узкую коническую форму, при этом третье выпускное отверстие 34 располагают на нижнем и суженном краю камеры, в то время как четвертое выпускное отверстие 36 включает аксиальную трубу сливной насадки циклона 38, которую располагают на верхнем уширенном краю

- 4 018549 камеры 32. Длина сепарационной камеры предпочтительно соответствует ее максимальному внутреннему диаметру с кратностью в диапазоне от десяти до двадцати.

Во время использования первый флюид (более плотный флюид, обогащенный водой) перетекает от первого выпускного отверстия 22 через второе впускное отверстие 30 в верхний край сепарационной камеры 32. Второе впускное отверстие 30 располагают тангенциально по отношению к камере, что вызывает закручивание первого флюида вокруг продольной оси камеры 32. Это подвергает флюид воздействию усилия с высокой кратностью по д, что приводит к циклонному разделению первого флюида на третий флюид и четвертый флюид, где плотность третьего флюида является большей в сопоставлении с плотностью четвертого флюида.

Третий флюид перемещается в радиальном направлении изнутри наружу к окружающей стенке сепарационной камеры 32 и постепенно перетекает сверху вниз к третьему выпускному отверстию 34 на нижнем краю камеры. Четвертый флюид, будучи менее плотным, принуждается к перемещению в радиальном направлении снаружи внутрь и выходит из камеры 32 через аксиальную трубу сливной насадки циклона 38 и четвертое выпускное отверстие 36 на верхнем краю камеры 32.

Третий флюид, будучи более плотным в сопоставлении с четвертым флюидом, характеризуется высоким водосодержанием и очень низким нефтесодержанием, обычно в диапазоне 0,2-0,5% (2000-5000 ч./млн) и менее. Данный флюид перед тем, как он станет пригодным для утилизации в море, все еще может потребовать проведения одной или двух дополнительных стадий переработки для того, чтобы достичь приемлемого нефтесодержания, например, в диапазоне 40-20 ч./млн. Данная последняя стадия разделения может быть проведена при использовании обычных методик разделения, например, при использовании гидроциклонов и/или ловушек из гофрированных пластин (которые не образуют часть данной патентной заявки). Третий флюид, будучи менее плотным, характеризуется повышенным нефтесодержанием и может быть отправлен в обычный гравитационный сепаратор на дополнительную переработку.

Второй противоточный циклонный сепаратор 6 также включает гидроциклон, который является подобным первому противоточному циклонному сепаратору 4 и включает третье впускное отверстие 40, сепарационную камеру 42, пятое выпускное отверстие 44 и шестое выпускное отверстие 46. Третье впускное отверстие 40 располагают на верхнем краю сепарационной камеры 42 и соединяют со вторым выпускным отверстием 26 для приема второго флюида из одноосного циклонного сепаратора 2.

Сепарационная камера 42 имеет узкую коническую форму, при этом пятое выпускное отверстие 44 располагают на нижнем суженном краю камеры, в то время как шестое выпускное отверстие 46 включает аксиальную трубу сливной насадки циклона 48, которую располагают на верхнем уширенном краю камеры 42.

Во время использования второй флюид (содержащий менее плотный флюид, обогащенный нефтью) перетекает от второго выпускного отверстия 26 одноосного сепаратора 2 через третье впускное отверстие 40 в верхний край сепарационной камеры 42. Третье впускное отверстие 40 располагают тангенциально по отношению к камере 42, что вызывает закручивание второго флюида вокруг продольной оси камеры. Это приводит к циклонному разделению второго флюида на пятый флюид и шестой флюид, где плотность пятого флюида является большей в сопоставлении с плотностью шестого флюида. Поэтому пятый флюид перемещается в радиальном направлении изнутри наружу к окружающей стенке сепарационной камеры и постепенно перетекает сверху вниз к пятому выпускному отверстию на нижнем краю камеры. Шестой флюид, будучи менее плотным, принуждается к перемещению в радиальном направлении снаружи внутрь, а после этого выходит из камеры 42 через аксиальную трубу сливной насадки циклона 48 на верхнем краю камеры 42.

Пятый флюид, будучи более плотным в сопоставлении с шестым флюидом, характеризуется большим водосодержанием и меньшим нефтесодержанием в сопоставлении с пятым флюидом.

Третий флюид характеризуется наибольшим водосодержанием и наименьшим нефтесодержанием. Обычно, например, третий флюид будет характеризоваться нефтесодержанием в диапазоне от 0,2 до 0,5% и менее. Пятый флюид также будет характеризоваться низким нефтесодержанием, хотя в некоторых случаях оно может и не оказаться настолько же низким, как и у третьего флюида. Как четвертый флюид, так и шестой флюид характеризуются высоким нефтесодержанием, при этом шестой флюид характеризуется наибольшим нефтесодержанием.

Третье выпускное отверстие 34 через первый клапан управления потоком (или регулировочный клапан) 50 соединяют с седьмой выпускной линией 42 для воды, характеризующейся очень низким нефтесодержанием. Данный клапан может быть использован для регулирования системы в результате дросселирования потока флюида через выпускное отверстие 34 в целях увеличения степени разделения, достигаемой при использовании первого противоточного сепаратора 4, и уменьшения количества масла, содержащегося в воде, протекающей через седьмую выпускную линию 42.

Пятое выпускное отверстие 44 соединяют либо через первый изолирующий клапан 52 с седьмой выпускной линией 42, либо через второй изолирующий клапан 54 с линей восьмого выпускного отверстия 56 для воды, характеризующейся повышенным нефтесодержанием, в случае ее нефтесодержания, чрезмерно высокого или отличного от того, что имеет место для плотной фазы из третьего выпускного отверстия 34, и не позволяющего провести перемешивание с флюидами из данного выпускного отвер

- 5 018549 стия 34.

Благодаря работе первого и второго изолирующих клапанов 52, 54 можно управлять тем, будет ли пятый флюид из пятого выпускного отверстия 44 перетекать либо в седьмую выпускную линию 42, либо в восьмую выпускную линию 56. Это будет зависеть от того, будет ли нефтесодержание пятого флюида достаточно низким для того, чтобы сделать возможным его объединение с третьим флюидом.

Четвертое выпускное отверстие 36 через второй клан управления потоком 58 соединяют с девятой выпускной линией 60 для флюида, характеризующегося высоким нефтесодержанием. Шестое выпускное отверстие 46 через третий клапан управления потоком 62 и десятую выпускную линию 64 также соединяют с девятой выпускной линией 60. Поэтому четвертый флюид и шестой флюид объединяют в девятой выпускной линии 60. Восьмую выпускную линию 56 также соединяют с девятой выпускной линией 60. Поэтому в случае открытого второго изолирующего клапана 54 пятый флюид, протекающий через пятое выпускное отверстие 44, также объединяют с четвертым флюидом и шестым флюидом в девятой выпускной линии 60.

Во время использования одноосный циклонный сепаратор 2 обеспечивает проведение первой стадии разделения, разделяющей смесь нефть/вода, протекающую через первое впускное отверстие 16, на первый флюид, обогащенный водой, и второй флюид, обогащенный нефтью. После этого первый флюид, обогащенный водой, при использовании первого противоточного сепаратора 4 дополнительно разделяют до получения третьего флюида, содержащего воду и характеризующегося очень низким нефтесодержанием, и четвертого флюида, характеризующегося повышенным нефтесодержанием.

Второй флюид, обогащенный нефтью, также подвергают вторичной стадии разделения до получения пятого флюида, характеризующегося низким нефтесодержанием, и шестого флюида, характеризующегося очень высоким нефтесодержанием. Обогащенные нефтью четвертый и шестой флюиды объединяют в девятой выпускной линии и отправляют на дополнительную переработку, в то время как третий флюид, содержащий воду, характеризующуюся очень низким нефтесодержанием, либо непосредственно сбрасывают в окружающую среду в случае достаточно низкого нефтесодержания, либо перед сбрасыванием отправляют на дополнительную очистку, например, в обычном гравитационном сепараторе.

Пятый флюид может быть объединен либо с третьим флюидом в случае достаточно низкого нефтесодержания флюида, либо с четвертым и шестым флюидами и отправлен на дополнительную переработку. Таким образом, система удаляет большую часть (обычно 40-70%) воды в смеси нефть/вода, тем самым, делая возможным значительное уменьшение совокупного объема обогащенного нефтью флюида, отправляемого на дополнительную переработку.

Второй противоточный сепаратор 6 имеет две функции: при этом первая заключается в дополнительном разделении обогащенных нефтью флюидов, выходящих через второе выпускное отверстие 26 одноосного сепаратора 2, в то время как вторая заключается в автоматическом установлении баланса между давлениями на первом и втором выпускных отверстиях 22, 26 одноосного сепаратора при варьирующихся расходах. Разбаланс давлений на выпускных отверстиях будет приводить к появлению неудовлетворительных эксплуатационных характеристик и избыточному уходу флюида в линию того выпускного отверстия, которая демонстрирует меньшее сопротивление (то есть, меньшее противодавление). Вследствие подобия конструкции первого и второго противоточных сепараторов они обеспечивают получения пассивного управления потоком, что гарантирует достижение баланса между потоками даже при варьирующихся расходах и режимах.

В альтернативном варианте второй противоточный сепаратор 6 может быть опущен, в случае чего второй флюид, протекающий через второе выпускное отверстие 26, будет доставляться непосредственно через третий клапан управления потоком 62 и десятую выпускную линию 64 в девятую выпускную линию 60, где он будет объединен с четвертым флюидом. В данном случае пятое выпускное отверстие 44, второй и третий клапаны управления потоком 52, 54 и восьмая выпускная линия 56 будут опущены. Однако второй противоточный сепаратор предпочтительно включить, поскольку это будет автоматически устанавливать баланс между потоками флюидов через первое и второе выпускные отверстия одноосного циклонного сепаратора 2 и, таким образом, компенсировать флуктуации расхода и состава смеси нефть/вода, протекающей через первое впускное отверстие 16.

Предпочтительно система включает датчик (не показан) для определения состава третьего флюида, протекающего через третье выпускное отверстие 34, и управляющее устройство для управления функционированием первого клапана управления потоком 50 в соответствии с определенным датчиком составом третьего флюида. Это делает возможными пошаговые открытие или закрытие клапана 50 для управления степенью разделения, обеспечиваемой системой. Таким образом, можно управлять нефтесодержанием третьего флюида для того, чтобы выдерживать его в рамках предварительно определенных пределов.

Система также может включать датчик (не показан) для определения состава пятого флюида, протекающего через пятое выпускное отверстие 44, и управления функционированием второго и третьего клапанов управления потоком 52, 54 в соответствии с определенным датчиком составом пятого флюида. Данная система управления в зависимости от нефтесодержания пятого флюида может определять то, будут ли пятый флюид объединять с третьим флюидом или с четвертым и шестым флюидами.

- 6 018549

Фиг. 2 и 3 демонстрируют один вариант реализации изобретения, в котором компоненты сепарационной системы приведены в модуле интегрированного сепаратора. Модуль сепаратора включает удлиненный трубчатый корпус 100, имеющий на одном краю торцевую стенку 102 и на другом краю съемную крышку 104, которую приболчивают к фланцу 106. Смещенное от центра впускное отверстие 108 для смеси нефть/вода проходит через боковую стенку корпуса 100, выпускное отверстие 110 для флюида, обогащенного водой, проходит в аксиальном направлении через торцевую стенку 102, а выпускное отверстие 112 для флюида, обогащенного нефтью, проходит в аксиальном направлении в противоположную сторону через торцевую крышку 104. Корпус 100 удерживают в горизонтальном положении при использовании пары лап 114.

В корпусе 100 предусматриваются одноосный циклонный сепаратор 116, первый противоточный циклонный сепаратор 118 и второй противоточный циклонный сепаратор 120. Три циклонных сепаратора являются, по существу, подобными тем, что и у системы сепараторов, описывавшейся ранее и продемонстрированной на фиг. 1.

Впускную камеру одноосного циклонного сепаратора 116 соединяют с впускным отверстием 108 для приема смеси нефть/вода. Впускная камера доставляет данную смесь в сепарационную камеру одноосного циклонного сепаратора, который разделяет смесь на первый флюид и второй флюид, при этом первый флюид является более плотным в сопоставлении со вторым флюидом. Поэтому первый флюид является обогащенным водой, в то время как второй флюид является сравнительно обогащенным нефтью.

Первый флюид через первую выпускную камеру доставляют в первую перепускную камеру 122, а второй флюид через вторую выпускную камеру доставляют во вторую перепускную камеру 124. Первую и вторую перепускные камеры определяют стенки-перемычки 126, которые проходят через внутреннее пространство корпуса 100 в направлении его фланцевого края.

Первый противоточный циклонный сепаратор (или гидроциклон) 118 опирают на стенкиперемычки 126 и соединяют с первой перепускной камерой 122 для приема на его впускном отверстии первого флюида, обогащенного водой. Первый гидроциклон 118 является коническим по форме и проходит параллельно продольной оси корпуса 100, при этом суженный край 128 сепаратора раскрывается в выпускную камеру 130 для флюидов, обогащенных водой, в направлении торцевой стенки 102. На своем противоположном краю первый противоточный циклонный сепаратор 118 имеет аксиальное выпускное отверстие 132 для обогащенных нефтью флюидов низкой плотности. Данное аксиальное выпускное отверстие 132 доставляет флюиды во вторую выпускную камеру 134 на фланцевом краю корпуса 100.

Второй противоточный циклонный сепаратор (или гидроциклон) 120 также опирают на стенкиперемычки 126 и соединяют со второй перепускной камерой 124 для приема на его впускном отверстии второго флюида, обогащенного нефтью. Сепаратор 120 является коническим по форме и проходит параллельно продольной оси корпуса 100, при этом суженный край 138 камеры раскрывается в первую выпускную камеру 130. На своем противоположном краю второй противоточный сепаратор 120 имеет аксиальное выпускное отверстие 140, которое также раскрывается во вторую выпускную камеру 134 на фланцевом краю корпуса 100.

Первая выпускная камера 130 доставляет флюиды, обогащенные водой, к первому выпускному отверстию 110, а вторая выпускная камера 134 доставляет флюиды, обогащенные нефтью, ко второму выпускному отверстию 112.

Во время использования смесь нефти и воды через впускное отверстие 108 доставляют во впускную камеру одноосного циклонного сепаратора 116. Это разделяет смесь нефти и воды в результате циклонного действия на первый флюид, который доставляют к впускному отверстию первого противоточного циклонного сепаратора 118, и второй флюид, который доставляют к впускному отверстию второго противоточного циклонного сепаратора 120. После этого противоточные циклонные сепараторы 118, 120 дополнительно разделяют первый и второй флюиды таким образом, чтобы обогащенные водой флюиды высокой плотности протекали бы в выпускную камеру 130 на одном краю сепаратора, в то время как обогащенные нефтью флюиды низкой плотности протекали бы во вторую выпускную камеру 134 на противоположном краю корпуса. После этого разделенные флюиды покидают модуль интегрированного сепаратора через первое и второе выпускные отверстия 110, 112.

Давлением на выпуске у каждого модуля циклонного сепаратора можно пассивно управлять в соответствии с конструкцией модулей, или в альтернативном варианте для оптимизации эксплуатационных характеристик модуля могут быть предусмотрены регулировочные клапаны, как у первой системы, продемонстрированной на фиг. 1. Данными клапанами можно манипулировать в ручном режиме, или они могут представлять собой клапаны, приводимые в действие сервомеханизмом, которыми можно манипулировать дистанционно и/или автоматически для получения предварительно определенных противодавлений в выпускных линиях модулей сепараторов согласно определению при использовании измерительных преобразователей давления в выпускных линиях.

Интегрированный сепарационный модуль обеспечивает достижение нескольких преимуществ, включающих нижеследующие:

легкость установки на буровой площадке или на шельфе, поскольку все монтажные работы могут

- 7 018549 быть проведены заранее, внутренние компоненты, включающие одноосные и противоточные сепараторы, не требуется разрабатывать выдерживающими полное расчетное давление производственной системы, поскольку давление выдерживает внешний корпус. Поэтому каждый внутренний модуль необходимо разрабатывать выдерживающим только относительно небольшую разность давлений между его впускным отверстием и выпускным отверстием, которая в общем случае составляет не более чем приблизительно 1-2 бар (100200 кПа), одноосный и противоточный сепараторы могут иметь один стандартный размер, при этом количество таких модулей, выбираемое для каждого модуля, определяют в соответствии с пропускной способностью, указанной для данного модуля.

Фиг. 4 демонстрирует модуль второго интегрированного сепаратора, который во многих отношениях подобен модулю первого интегрированного сепаратора, описывавшемуся ранее и продемонстрированному на фиг. 2 и 3. Интегрированный сепаратор устанавливают вертикально, и все впускные отверстия и выпускные отверстия исходят из корпуса 100 приблизительно в радиальном направлении. Корпус 100 вмещает одноосный циклонный сепаратор 116, первый противоточный циклонный сепаратор 118 и второй противоточный циклонный сепаратор 120.

Смесь нефти и воды через впускное отверстие 108 доставляют во впускную камеру одноосного циклонного сепаратора 116, который разделяет смесь на плотный первый флюид, обогащенный водой, и менее плотный второй флюид, обогащенный нефтью. Первый флюид через первую перепускную камеру 122 перепускают во впускное отверстие первого противоточного циклонного сепаратора 118, который дополнительно разделяет флюид на третий флюид, обогащенный водой, и четвертый флюид, обогащенный нефтью. Третий флюид через суженный нижний край 128 сепаратора 118 доставляют в первую выпускную камеру 130 на нижнем краю корпуса 100, из которой он выходит через выпускное отверстие 110. Четвертый флюид, обогащенный нефтью, через аксиальное выпускное отверстие 132 на верхнем краю сепаратора 118 доставляют во вторую выпускную камеру 134, из которой он выходит через выпускное отверстие 112.

Второй флюид, обогащенный нефтью, через вторую перепускную камеру 124 доставляют от одноосного сепаратора 116 к впускному отверстию второго противоточного сепаратора 120, который дополнительно разделяет флюид на пятый флюид, обогащенный водой, и шестой флюид, обогащенный нефтью. Пятый флюид через суженный нижний край 138 сепаратора доставляют в третью выпускную камеру 150, а оттуда к третьему выпускному отверстию 152. Шестой флюид, обогащенный нефтью, через осевое аксиальное отверстие 140 на верхнем краю сепаратора доставляют во вторую выпускную камеру 134, а оттуда к выпускному отверстию 112.

Функционирование модуля подобно функционированию описывавшегося ранее модуля первого интегрированного сепаратора за исключением того, что пятый флюид удерживается отдельно от третьего флюида и покидает модуль через третье выпускное отверстие 152. Поэтому данная компоновка является предпочтительной в случае содержания в пятом флюиде значительно большего количества нефти в сопоставлении с третьим флюидом и поэтому необходимости дополнительной переработки перед тем, как его можно будет сбросить в окружающую среду. Однако в случае отсутствия в пятом флюиде нефти в степени, достаточной для обеспечения его возможного объединения с третьим флюидом, нижний край 138 может быть продлен в первую выпускную камеру 130, как это продемонстрировано пунктирными линями.

Еще одна опция заключается в объединении пятого флюида с обогащенными нефтью четвертым и шестым флюидами, протекающими через аксиальные выпускные отверстия на верхних краях противоточных сепараторов 118, 120. Это может быть достигнуто в результате соединения второй выпускной камеры 134 на верхнем краю модуля сепаратора с третьей выпускной камерой 150 при использовании трубы 154 и опущения верхнего выпускного отверстия для флюида 112, обогащенного нефтью. После этого четвертый и шестой флюиды перетекают из верхней выпускной камеры 134 через трубу 154 в нижнюю выпускную камеру для флюида 150, обогащенного нефтью, и покидают модуль через второе выпускное отверстие для флюида 152, обогащенного нефтью.

Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном сечении для модуля третьего интегрированного сепаратора, который включает несколько одноосных и противоточных сепараторов, что делает возможным переработку повышенных количеств флюидов. В других отношениях модуль сепаратора подобен модулю первого интегрированного сепаратора, описывавшегося ранее и продемонстрированного на фиг. 2 и 3.

Модуль сепаратора включает внешний цилиндрический корпус 100 и внутренний цилиндрический корпус 160, который является, по существу, соосным с внешним корпусом 100. Внутренний корпус 160 разделяет модуль сепаратора на внешнюю камеру 162 и внутреннюю камеру 164. Внешняя камера 162 вмещает комплект одноосных циклонных сепараторов 116 (в данном случае восемь одноосных сепараторов), а внутренняя камера 164 вмещает три первых противоточных циклонных сепаратора 118 и три вторых противоточных циклонных сепаратора 120 (при этом вторые противоточные сепараторы на чертеже опущены в интересах ясности). Модуль интегрированного сепаратора также включает впускное отверстие 108 для смеси воды и нефти и перепускные отверстия 166 для обеспечения перетекания первого и

- 8 018549 второго флюидов из одноосных циклонных сепараторов 116 в соответствующие впускные отверстия первого и второго противоточных сепараторов 118, 120. Выпускные отверстия противоточных сепараторов и интегрированного модуля на чертеже опущены в интересах ясности.

Во время использования смесь масла и воды перетекает через впускное отверстие 108 во впускные камеры одноосных циклонных сепараторов 116 и разделяется на первый и второй флюиды. После этого данные первый и второй флюиды доставляют к соответствующим впускным отверстиям первого и второго противоточных сепараторов 118, 120. Сразу после завершения второй стадии разделения при использовании противоточных сепараторов разделенные флюиды доставляют из модуля интегрированного сепаратора через соответствующие выпускные отверстия. Флюиды данных выпускных отверстий при необходимости могут быть повторно объединены и/или дополнительно переработаны, как это описывалось ранее.

Необязательно флюиды, добываемые с нефтяного месторождения, перед доставкой в описывавшуюся ранее систему разделения нефть/вода могут быть переработаны при использовании системы кондиционирования флюида. Система кондиционирования флюида способствует уменьшению турбулентности смеси флюидов и обеспечивает коалесценцию и разделение капель нефти и воды, что делает возможным более эффективное функционирование сепарационной системы, расположенной по ходу технологического потока дальше. Подходящая система кондиционирования продемонстрирована на фиг. 6-8.

Система кондиционирования потока включает горизонтальную цилиндрическую сепарационную камеру 200, имеющую на одном краю аксиальное впускное отверстие 202 и на противоположном краю аксиальное выпускное отверстие 204. Камера 200 имеет диаметр, который соответствует диаметру впускного отверстия 202 с кратностью в диапазоне от двух до четырех, и длину, которая соответствует ее диаметру с кратностью в диапазоне от десяти до пятнадцати. Камеру 200 на ее краю, расположенном по ходу технологического потока раньше, соединяют с аксиальным впускным отверстием 202 при помощи концентрической (или в альтернативном варианте эксцентрической) конической переходной секции 205. Расположенный по ходу технологического потока дальше край камеры 200 соединяют с выпускным отверстием 204 при использовании неконцентрической конической переходной секции 206. Радиальное выпускное отверстие 207 проходит сверху вниз от самой нижней части трубы 200, по ходу технологического потока непосредственно перед выпускным отверстием 204. Расположенная по ходу технологического потока раньше часть трубы 200 между аксиальным впускным отверстием 202 и радиальным выпускным отверстием 207 вмещает комплект вертикально установленных пластин 208, которые проходят по высоте трубы 200 для уменьшения турбулентности флюида во время его протекания через трубу при одновременном все еще обеспечении вертикального разделения в результате действия силы тяжести обогащенного нефтью и обогащенного водой флюидов, содержащихся в смеси нефть/вода. Данные пластины 208 проходят от окрестности впускного отверстия 202 вдоль приблизительно трех четвертей длины камеры 200.

Во время использования смесь нефти и воды доставляется к впускному отверстию 202 и непрерывно перетекает через систему кондиционирования, выходя через аксиальное и радиальное выпускные отверстия 204, 206. Во время перетекания смеси нефть/вода в камеру 200 ее скорость уменьшается с коэффициентом в диапазоне от 4 до 16 вследствие увеличения площади поперечного сечения камеры. Это обеспечивает достижение определенной степени разделения между более плотными флюидами, обогащенными водой, которые протекают вдоль нижней части трубы, и менее плотными флюидами, обогащенными нефтью, которые протекают вдоль верхней части трубы 200.

Часть флюида, обогащенного водой, через радиальное выпускное отверстие 207 отбирают из нижней части трубы, при этом остаток флюидов выходит через аксиальное выпускное отверстие 204 на краю системы кондиционирования потока. После этого флюиды, обогащенные водой и отбираемые через радиальное выпускное отверстие 207, доставляют в модуль разделения нефть/вода для дополнительного разделения, как это описывалось ранее. Таким образом, нефтесодержание смеси нефть/вода, доставленной в сепарационную систему, может быть значительно уменьшено, что, тем самым, делает возможным функционирование при повышенном уровне эффективности. Обогащенные нефтью флюиды, выходящие через аксиальное выпускное отверстие 204, после этого могут быть объединены с обогащенными нефтью флюидами, отделенными при использовании сепарационной системы.

Система разделения нефть/вода может и не функционировать эффективно в случае содержания во флюидах, добываемых из нефтяной скважины, избыточного количества газа. В данном случае система может включать газожидкостную сепарационную систему для удаления газа из добываемых жидкостей перед их доставкой в сепарационную систему. Подходящая система отделения газа схематически продемонстрирована на фиг. 9. Она включает впускное отверстие 220 для флюидов, добываемых из нефтяной/газовой скважины, газожидкостной сепаратор 222, первое выпускное отверстие для газа 224 и второе выпускное отверстие для жидкости 226. В выпускных линиях 224, 226 предусматриваются клапаны 228 для управления потоком флюидов через данные линии. Сепаратор газа 222 не продемонстрирован подробно, но может быть использован любой подходящий модуль сепаратора. Например, это может быть циклонный сепаратор, относящийся либо к одноосному, либо противоточному типам. Предпочтительно система отделения газа уменьшает газосодержание флюидов, доставляемых в систему разделения

- 9 018549 нефть/вода до менее чем 3% (об.), при давлении и температуре переработки.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сепарационная система для разделения смеси флюидов, содержащая одноосный циклонный сепаратор, включающий спиралевидную впускную камеру, имеющую первое впускное отверстие для приема смеси флюидов, сепарационную камеру для разделения смеси флюидов в результате циклонного действия на первый флюид и второй флюид, при этом первый флюид является более плотным в сопоставлении со вторым флюидом, первую спиралевидную выпускную камеру, имеющую первое выпускное отверстие для первого флюида, и вторую спиралевидную выпускную камеру, имеющую второе выпускное отверстие для второго флюида, а также противоточный циклонный сепаратор, имеющий второе впускное отверстие для приема первого флюида из первого выпускного отверстия, сепарационную камеру для разделения первого флюида в результате циклонного действия на третий флюид и четвертый флюид, при этом третий флюид является более плотным в сопоставлении с четвертым флюидом, третье выпускное отверстие для третьего флюида и четвертое выпускное отверстие для четвертого флюида.
2. Сепарационная система по п.1, включающая второй противоточный циклонный сепаратор, имеющий третье впускное отверстие для приема второго флюида из второго выпускного отверстия, сепарационную камеру для разделения второго флюида в результате циклонного действия на пятый флюид и шестой флюид, при этом пятый флюид является более плотным в сопоставлении с шестым флюидом, пятое выпускное отверстие для пятого флюида и шестое выпускное отверстие для шестого флюида.
3. Сепарационная система по п.2, в которой четвертое выпускное отверстие и шестое выпускное отверстие соединяют для объединения четвертого и шестого флюидов.
4. Сепарационная система по п.2 или 3, в которой пятое выпускное отверстие соединяют с третьим выпускным отверстием для объединения пятого и третьего флюидов.
5. Сепарационная система по п.2 или 3, в которой пятое выпускное отверстие соединяют с шестым выпускным отверстием для объединения пятого и шестого флюидов.
6. Сепарационная система по п.2 или 3, в которой пятое выпускное отверстие при использовании средств управления потоком соединяют с третьим выпускным отверстием и шестым выпускным отверстием для выбираемого объединения пятого флюида либо с третьим флюидом, либо с шестым флюидом.
7. Сепарационная система по любому из пп.1-6, включающая устройство управления потоком для управления потоком через третье выпускное отверстие.
8. Сепарационная система по п.7, включающая датчик для определения состава третьего флюида и управляющее устройство для управления функционированием устройства управления потоком в соответствии с определенным датчиком составом третьего флюида.
9. Сепарационная система по любому из пп.2-8, включающая ограничивающую емкость, предназначенную для вмещения одноосного циклонного сепаратора и противоточных циклонных сепараторов, при этом ограничивающая емкость имеет верхнюю камеру, соединенную с четвертым и шестым выпускными отверстиями, для приема четвертого и шестого флюидов и первую нижнюю камеру, соединенную с третьим выпускным отверстием, для приема третьего флюида.
10. Сепарационная система по п.9, в которой первую нижнюю камеру соединяют с пятым выпускным отверстием для приема пятого флюида.
11. Сепарационная система по п.9, включающая вторую нижнюю камеру, соединенную с пятым выпускным отверстием, для приема пятого флюида.
12. Сепарационная система по п.11, в которой вторую нижнюю камеру соединяют с верхней камерой для приема четвертого и шестого флюидов.
13. Сепарационная система по любому из пп.9-12, в которой ограничивающая емкость включает внешнюю камеру, включающую несколько одноосных циклонных сепараторов, и внутреннюю камеру, включающую несколько противоточных циклонных сепараторов.
14. Сепарационная система по любому из пп.1-13, включающая устройство кондиционирования потока, расположенное по ходу технологического потока раньше одноосного циклонного сепаратора и имеющее впускное отверстие для флюида-предшественника, сепарационную камеру для разделения флюида-предшественника в результате действия силы тяжести на более плотный флюид и менее плотный флюид, выпускное отверстие для более плотного флюида и выпускное отверстие для менее плотного флюида, где выпускное отверстие для более плотного флюида соединяют с первым впускным отверстием одноосного циклонного сепаратора, при этом более плотный флюид содержит смесь флюидов.
15. Сепарационная система по п.14, в которой устройство кондиционирования потока включает, по существу, горизонтальную сепарационную камеру, имеющую впускное отверстие для флюидапредшественника на одном краю, выпускное отверстие для менее плотного флюида на противоположном краю и выпускное отверстие для более плотного флюида в нижней части сепарационной камеры.
16. Сепарационная система по п.14 или 15, в которой сепарационная камера включает по меньшей мере одну, по существу, вертикальную пластинчатую перегородку.
17. Сепарационная система по любому из пп.1-16, включающая устройство газового сепаратора,

- 10 018549 расположенное по ходу технологического потока раньше одноосного циклонного сепаратора, которое конструируют и располагают, по меньшей мере, для частичного удаления газа из смеси флюидов, подаваемых в первое впускное отверстие одноосного циклонного сепаратора.
18. Сепарационная система по любому из пп.1-17, в которой удлиненная сепарационная камера имеет длину, соответствующую ее минимальному диаметру с кратностью в диапазоне от пяти до десяти.
19. Сепарационная система по любому из пп.1-18, в которой противоточный циклонный сепаратор предпочтительно является, по существу, коническим по форме и имеющим длину, соответствующую его максимальному диаметру с кратностью в диапазоне от десяти до двадцати.
20. Сепарационная система по любому из пп.1-19, предназначенная для отделения воды из смеси нефть/вода.
21. Сепарационная система по п.20, в которой смесь нефть/вода, принимаемая на первом впускном отверстии одноосного циклонного сепаратора, содержит по меньшей мере 1% нефти, или по меньшей мере 5% нефти, или по меньшей мере 10% нефти, вплоть до приблизительно 45% нефти при расчете на объем.
22. Сепарационная система по п.20 или 21, в которой третий флюид содержит менее чем 1% нефти, предпочтительно менее чем 0,5% нефти, более предпочтительно менее чем 0,1% нефти при расчете на объем.
23. Сепарационная система по любому из пп.1-22, в которой третий флюид содержит 40-70% (об.) смеси флюидов, принимаемой на первом впускном отверстии.
24. Способ разделения смеси флюидов, включающий доставку смеси флюидов к одноосному циклонному сепаратору, содержащему спиралевидную впускную камеру, сепарационную камеру, первую спиралевидную выпускную камеру и вторую спиралевидную выпускную камеру, и разделение смеси флюидов в результате циклонного действия на первый флюид и второй флюид, при этом первый флюид является более плотным в сопоставлении со вторым флюидом, доставку первого флюида к противоточному циклонному сепаратору и разделение первого флюида в результате циклонного действия на третий флюид и четвертый флюид, при этом третий флюид является более плотным в сопоставлении с четвертым флюидом.
25. Способ по п.24, включающий доставку второго флюида ко второму противоточному циклонному сепаратору и разделение второго флюида в результате циклонного действия на пятый флюид и шестой флюид, при этом пятый флюид является более плотным в сопоставлении с шестым флюидом.
26. Способ по п.25, включающий объединение четвертого и шестого флюидов.
27. Способ по п.25 или 26, включающий объединение пятого и третьего флюидов.
28. Способ по п.25 или 26, включающий объединение пятого и шестого флюидов.
29. Способ по любому из пп.24-28, включающий определение датчиком состава третьего флюида и управление потоком третьего флюида в соответствии с определенным датчиком составом третьего флюида.
30. Способ по любому из пп.24-29, включающий разделение флюида-предшественника в результате действия силы тяжести на более плотный флюид и менее плотный флюид и доставку более плотного флюида к одноосному циклонному сепаратору, при этом более плотный флюид содержит смесь флюидов.
31. Способ по любому из пп.24-30, включающий, по меньшей мере, частичное удаление газа из флюидов, подаваемых в одноосный циклонный сепаратор.
32. Способ по любому из пп.24-31, по меньшей мере, для частичного отделения воды из смеси нефть/вода.
33. Способ по п.32, в котором смесь нефть/вода, принимаемая на впускном отверстии одноосного циклонного сепаратора содержит по меньшей мере 1% нефти, или по меньшей мере 5% нефти, или по меньшей мере 10% нефти, вплоть до приблизительно 45% нефти при расчете на объем.
34. Способ по п.32 или 33, в котором третий флюид содержит менее чем 1% нефти, предпочтительно менее чем 0,5% нефти, более предпочтительно менее чем 0,1% нефти при расчете на объем.
35. Способ по любому из пп.24-34, в котором третий флюид содержит 40-70% (об.) смеси флюидов, принимаемой на первом впускном отверстии.