JP6899734B2 - 分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、メタンハイドレート層からのメタンガスの生産に用いられる分離装置に関する。

メタンハイドレート開発を含むガス田開発や油田開発等の資源開発では、生産井内から産出される混合流体には、メタンガス等の回収流体のほかに水や砂も含まれる。
特に大水深での資源開発において、産出される混合流体を洋上の浮遊式プラットホームに上げたり、陸上まで海底パイプラインで移送したりすると、不要な水や砂まで遠方に送ることになる。この場合には、資源開発コストの増大を招く。そこで、海中及び水中で水や砂と回収流体とを分離することが求められる。
下記特許文献１は、海中及び水中で混合流体からメタンガスを分離する分離装置を開示する。特許文献１に開示される分離装置は、混合流体が流入する本体容器と、熱媒体により本体容器内を加熱する加熱部とを備える。混合流体は、本体容器内で、メタンガスと、水や砂とに分離される。さらに、本体容器内に存在するメタンハイドレートを加熱部で加熱することにより、再ハイドレート環境下に陥ることを防止する。メタンガスは、本体容器の上方に設けられる排気管から回収される。水や砂は、一部が海底に排出される。

特開２０１６−２１５１５１号公報

メタンハイドレート層からメタンガスの生産を行う方法として、減圧法を利用することが考えられる。この場合、生産井からの混合流体には、メタンガスの他に水や砂が含まれる。また、生産井から本体容器に流入する混合流体は様々な流動様式（例えば、気泡流、スラグ流、環状流又は層状流、環状噴霧流、噴霧流）を呈する。これは発生する混合ガスが一定ではなく変動する事に起因する。このように混合流体の流動様式が変動したり、流量が変動したりすると、セパレータの分離効率が著しく低下し、排気管へ流体を多く同伴した混合流体が排出される。この場合排気管の圧力損失が増えるばかりでなく、排気管内でメタンハイドレートが再生成し、排気管の管壁などに付着することで圧力損失をさらに増加させる等の問題が発生する。このため、流動様式や流量が変動する混合流体から気体を安定的に分離回収できる分離装置が求められる。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、メタンハイドレート層からのメタンガスの生産において、流動様式が変動する混合流体から、気体を安定的に分離回収できる分離装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る分離装置は、メタンハイドレート層からのメタンガスの生産に用いられ、気体と液体とを含む混合流体から前記気体を分離する分離装置であって、水底に配置される本体容器と、前記本体容器に接続され、前記混合流体が前記本体容器の内部で旋回流を形成するように、前記混合流体を前記本体容器の内部に流入させ、前記混合流体から前記液体の一部が除去された中間生産流体を前記本体容器内に生成する流入管と、前記本体容器の内部に設けられ、前記中間生産流体が供給される供給口を有し、前記中間生産流体から前記気体を分離する複数の分離器と、前記本体容器における前記複数の分離器の上方に設けられ、分離された前記気体を前記本体容器から排気する排気管と、前記排気管に設けられる圧力調整弁と、前記本体容器に接続され、前記混合流体から分離された前記液体を外部に吐出する吐出ポンプと、前記本体容器に貯留された前記液体の液面の位置を測定する液面測定部と、前記液面測定部の測定結果に基づき、前記液面が前記複数の分離器のうち少なくとも一つの分離器の前記供給口よりも低くなるように前記吐出ポンプの吐出量を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

圧力調整弁にて本体容器の内部の圧力制御を行い、吐出ポンプ及び液面測定部にて液面レベル制御を行う。具体的には、圧力調整弁により、本体容器の内部を設定圧まで減圧する。更に吐出ポンプにより本体容器に貯留された液体を外部に排出する。これにより、生産井内の混合流体を容易に吸い上げ、本体容器の内部に安定して流入させることができる。また、生産井内の混合流体を吸い上げることにより、生産井内の減圧状態を維持することができる。
また、生産井からの混合流体がいかなる流動様式であったとしても、分離器へは、混合流体から液体の一部が除去された中間生産流体が供給される。分離器に供給される中間生産流体の流動様式は、混合流体の流動様式によらない一定の様式となるため、分離器により、中間生産流体から気体を安定的に分離できる。したがって、本発明の分離装置によれば、流動様式が変動する混合流体から、気体を安定的に分離回収できる。
また、制御部は、液面測定部の測定結果に基づき、分離器のうち少なくとも一つには中間生産流体が供給可能となるように吐出ポンプの吐出量を制御する。したがって、分離装置を確実に作動させることができる。

本発明に係る分離装置は、メタンハイドレート層からのメタンガスの生産に用いられ、気体と液体とを含む混合流体から前記気体を分離する分離装置であって、水底に配置される本体容器と、前記本体容器に接続され、前記混合流体を前記本体容器の内部に流入させ、前記混合流体から前記液体の一部が除去された中間生産流体を前記本体容器内に生成する流入管と、前記本体容器の内部に設けられ、前記中間生産流体が供給される供給口を有し、前記中間生産流体から前記気体を分離する複数の分離器と、前記本体容器における前記複数の分離器の上方に設けられ、分離された前記気体を前記本体容器から排気する排気管と、前記排気管に設けられる圧力調整弁と、前記本体容器に接続され、前記混合流体から分離された前記液体を外部に吐出する吐出ポンプと、前記本体容器に貯留された前記液体の液面の位置を測定する液面測定部と、前記液面測定部の測定結果に基づき、前記液面が前記複数の分離器のうち少なくとも一つの分離器の前記供給口よりも低くなるように前記吐出ポンプの吐出量を制御する制御部と、を備え、前記本体容器は、上下方向に延びる筒状に形成され、前記流入管は、前記本体容器の上面視において、前記本体容器の内周の接線方向に延びるように前記本体容器に接続されることを特徴とする。

この場合、流入管から本体容器の内部に流入した混合流体は、慣性力により本体容器の内壁に沿って流動し、旋回流を形成する。旋回流により、混合流体から固体と液体のうちの液塊や大きな液滴とが除去（分離）される一次分離が行われ、中間生産流体が生成される。また、中間生産流体が上昇流に従って上昇する間に、中間生産流体中の液滴が重力により自由落下する二次分離が行われる。この結果、分離器には、気体と、微細な霧状の液体とを有する中間生産流体が供給される。すなわち、分離器に供給される二次分離後の中間生産流体の流動様式を、分離器により効果的に分離可能な噴霧流状態とすることができる。したがって、流動様式が変動する混合流体から、気体をより安定的に分離回収できる。
また、混合流体を本体容器の内壁に沿って旋回させるため、中間生産流体は、本体容器内に周方向に均等に分散される。したがって、複数の分離器に、中間生産流体を均等に供給することができる。
また、混合流体は、本体容器の内壁に沿って旋回しつつ、徐々に下降する。したがって、混合流体の向きを下方へ変更するための部材を別途設けることなく、流入管から流入された混合流体をスムーズに下方へ流動させることができる。
さらに、混合流体が旋回することにより、質量が大きい液体は慣性力で本体容器の内壁に押し付けられる。液体が本体容器の内壁と接すると、液体と本体容器の内壁との間で摩擦が生じ、液体は徐々に減速する。液体は減速した状態で液面に衝突するので、衝突による飛沫の生成が抑えられる。

本発明に係る分離装置において、上下方向に延びる筒状に形成され、前記本体容器の内部において前記複数の分離器を囲むように設けられる第１飛散防止部をさらに備え、前記制御部は、前記液面が前記第１飛散防止部の下端よりも低くなるように前記吐出ポンプの吐出量を制御してもよい。

混合流体がスラグ流である場合、混合流体が流入管から本体容器の内部に流入する際に、液塊である液体が後続する気体に押されて飛散し、飛沫が発生する。第１飛散防止部により、飛沫が分離器に直接供給されることを防止する。したがって、特定の分離器の処理負荷が増えることを防止できる。
また、流入管から本体容器の内部に流入した混合流体が、本体容器内で旋回流を形成することで中間生産流体を生成する場合には、流入管から流入した混合流体に含まれる気体が放射状に広がることで旋回流の形成が妨害され、混合流体から液体が効果的に分離されない可能性がある。しかしながら、混合流体は、本体容器と第１飛散防止部との間を通るため、第１飛散防止部により、流入管から流入した混合流体に含まれる気体が放射状に広がって、旋回流の形成を妨害してしまうことを防止できる。したがって、旋回流の形成を効果的に助長させ、旋回流により混合流体から液体を効果的に分離することが可能である。
また、液面を第１飛散防止部の下端よりも低くすることにより、混合流体が液面を潜らずに分離器の供給口に到達できる。

本発明に係る分離装置において、前記第１飛散防止部の下端は、前記複数の分離器の前記供給口より低くてもよい。
この場合、飛沫が、分離器の供給口に供給されてしまうことをより効果的に防止できる。

本発明に係る分離装置において、前記本体容器と前記第１飛散防止部との距離は、前記流入管の内径以下となってもよい。
この場合、飛沫を、本体容器と第１飛散防止部との間により確実に案内できる。したがって、飛沫が、分離器に供給されてしまうことをより効果的に防止できる。

本発明に係る分離装置において、上下方向に延びる筒状に形成され、前記複数の分離器の下方に設けられる第２飛散防止部をさらに備え、前記制御部は、前記液面が前記第２飛散防止部の上端と下端との間に位置するように前記吐出ポンプの吐出量を制御してもよい。

本体容器の内部へ流入した混合流体から除去された液体が液面に衝突する際に、衝突による飛沫が発生する場合がある。第２飛散防止部を設けることにより、液面と、本体容器の内壁と、第２飛散防止部とで３方向が閉ざされた空間に気流の淀みが形成される。衝突による飛沫が発生したとしても、飛沫はこの３方向が閉ざされた空間内に留まるため、飛沫が上昇流に従って上昇することを抑止できる。この結果、飛沫が分離器に供給されることを抑止でき、分離器の処理負荷の増加を抑止できる。

本発明に係る分離装置において、前記複数の分離器のそれぞれは、前記供給口が設けられる本体筒部と、前記本体筒部の下部に接続されて下方に延びる排出筒部と、を有し、前記制御部は、前記液面が前記排出筒部の下端よりも高くなるように前記吐出ポンプの吐出量を制御してもよい。

この場合、分離器により中間生産流体から分離された液体は、排出筒部の内部を通り、本体容器に貯留された液体まで導かれる。排出筒部が水封されることにより、中間生産流体を確実に供給口に導くことができ、また、分離器内に中間生産流体の旋回流を確実に形成することができる。すなわち、排出筒部が水封されていない場合、排出筒部の下端から本体筒部へと気体が侵入し、旋回流の形成を妨害する可能性がある。また、分離器により分離された液体が本体容器の内部で再度飛散することを防止できる。

本発明に係る分離装置において、前記排気管には、前記気体の排気量を測定する気体測定部が設けられ、前記複数の分離器のうち少なくとも２つの前記供給口の上下方向の位置が異なり、前記制御部は、前記液面測定部及び前記気体測定部の測定結果に基づき、前記吐出ポンプの吐出量を制御してもよい。

仮に気体の排気量が少ない場合には、液面を上昇させて下方に位置する分離器を水没させることで、中間生産流体が通過する分離器の個数を減少させる。一方、気体の排気量が多くなった場合には、液面を下げて、中間生産流体が通過する分離器の個数を増やす。これにより、分離器に入る中間生産流体の速度を一定範囲内に設定することができる。このように分離器に入る中間生産流体の速度を一定範囲内に設定することで、分離器により中間生産流体を気体と液体とに精度よく分離することができる。

本発明によれば、メタンハイドレート層からのメタンガスの生産において、流動様式が変動する混合流体から、気体を安定的に分離回収できる。

本発明の第１実施形態に係る分離装置の全体図である。 本発明の第１実施形態に係る本体容器の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る本体容器の（ａ）図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、及び（ｂ）図３（ａ）の斜視図である。 海洋産出試験において、メタンハイドレート層から減圧法を利用して生産された（ａ）ガス生産量、及び（ｂ）水生産量を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る本体容器の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る本体容器の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る本体容器の（ａ）図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図、及び（ｂ）図７（ａ）の斜視図である。 スラグ流の混合流体が本体容器内へ流入する場合の挙動を説明する図である。 本発明の第４実施形態に係る本体容器の断面図である。 本発明に係る分離器の一例としてのサイクロンセパレータの分離効率のシミュレーション結果を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、図１から図３を参照し、本発明の第１実施形態に係る分離装置１について説明する。
本実施形態に係る分離装置１は、海底（水底）Ｅ１よりも下方の地中Ｅ２に存在するメタンハイドレート層Ｅ３からのメタンガスの生産に用いられる。海底Ｅ１から下方に向かって延びる生産井Ｅ４が掘られる。生産井Ｅ４の下端部がメタンハイドレート層Ｅ３に到達するように生産井Ｅ４は形成される。生産井Ｅ４から、気体Ａ（メタンガス）と、液体Ｌ（水）と、固体（砂）とが含まれる混合流体Ｆ１を、分離装置１へ流入させる。分離装置１により、混合流体Ｆ１から気体Ａを分離する。

分離装置１は、本体容器２と、流入管３と、複数の分離器４と、排気管５と、排出管６と、圧力調整弁１１と、吐出ポンプ１２と、液面測定部１４と、制御部１５と、気体測定部１６と、圧力計１７と、を備える。

本体容器２は、生産井Ｅ４の近傍において海底Ｅ１に配置される。本体容器２は、上下方向に延びる筒状に形成される。
以下の説明では、容器本体２を上下方向から見た平面視において、本体容器２の中心軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

流入管３は、生産井Ｅ４から産出された混合流体Ｆ１を本体容器２の内部に流入させる。流入管３の一端は本体容器２と接続され、流入管３の他端は生産井Ｅ４と接続されている。なお、図１に示されるように、生産井Ｅ４内において、流入管３と生産井Ｅ４との間は、蓋３０で封止されている。
図３に示されるように、流入管３は、本体容器２の上面視において、本体容器２の内周の接線方向に延びるように本体容器２に接続される。混合流体Ｆ１は、流入管３から本体容器２の内部に、本体容器２の内周の接線方向に沿って流入し、本体容器２の内壁に沿って流動して旋回流Ｐ１を形成する。この結果、混合流体Ｆ１から液体Ｌの一部及び固体が除去された中間生産流体Ｆ２が、本体容器２内に生成される。

分離器４は、中間生産流体Ｆ２から気体Ａを分離する。本体容器２の内部には、複数（図示の例では、４基）の分離器４が設けられる。分離器４として、例えば、呼び径が８０Ａのサイクロンセパレータが用いられる。図１０に、このようなサイクロンセパレータが４基設けられた本体容器２における分離効率のシミュレーション結果を示す。縦軸は、サイクロンセパレータにより分離された液体Ｌの液滴の径の最大値を示す。本体容器２の内部の圧力は２ＭＰａ、本体容器２の内部の温度は３℃とした。図１０に示されるように、１基のサイクロンセパレータにつき一日あたり６２５０Ｓｍ^３の気体Ａが流入した場合、サイクロンセパレータにより分離された液体Ｌの液滴の径の最大値は１１μｍ程度となる。１基のサイクロンセパレータにつき本体容器２の内部に一日あたり２５０００Ｓｍ^３の気体Ａが流入した場合、サイクロンセパレータにより分離された液体Ｌの液滴の径の最大値は７．２μｍ程度となる。

図２及び図３に示されるように、分離器４は、供給口４ａと、本体筒部４ｂと、排出筒部４ｃと、を備える。
本体筒部４ｂは、上下方向に延びる筒状に形成される。本体筒部４ｂの周壁に供給口４ａが設けられる。中間生産流体Ｆ２は、供給口４ａから分離器４の内部に供給される。図３に示されるように、複数の分離器４は、それぞれの供給口４ａが径方向の外側に位置するように配設される。それぞれの供給口４ａは、互いに異なる方向を向いて開口している。複数の分離器４それぞれの供給口４ａは、同じ方向を向いて開口していてもよい。
排出筒部４ｃは、上下方向に延びる筒状に形成される。排出筒部４ｃは、本体筒部４ｂの下方に接続される。排出筒部４ｃの下端部は、後述する液層部Ｓの液面Ｕの下方まで延び、水封状態となっている。
本体筒部４ｂは、排出筒部４ｃよりも大径に形成されており、本体筒部４ｂ及び排出筒部４ｃは、互いに同軸に配置されている。図示の例では、排出筒部４ｃは、本体筒部４ｂよりも上下方向に長く形成されている。なお、排出筒部４ｃは、本体筒部４ｂよりも上下方向に短く形成されていてもよい。排出筒部４ｃは、本体筒部４ｂよりも大径に形成されていてもよい。また、本体筒部４ｂと排出筒部４ｃとの間に、上方から下方に向けて縮径するテーパ筒部が形成されていてもよい。また、本体筒部４ｂ及び排出筒部４ｃは同軸に形成されていなくてもよい。

図２に示されるように、本体容器２は、収容室２ａと、仕切り壁２ｂと、排気室２ｃとを備える。
仕切り壁２ｂは、径方向に沿って延び、複数の分離器４それぞれの上端開口縁と接続されている。仕切り壁２ｂは、複数の分離器４それぞれの内部と外部とを仕切っており、径方向の外端部において、本体容器２の内周面と接続されている。仕切り壁２ｂの下方に、収容室２ａが形成され、仕切り壁２ｂの上方に、排気室２ｃが形成されている。
収容室２ａ内には、同心円上に配置された複数の分離器４が周方向に等間隔に収容されている。混合流体Ｆ１及び中間生産流体Ｆ２から分離された液体Ｌ及び固体は、収容室２ａ（すなわち、本体容器２の下部）に貯留される。これら液体Ｌ及び固体は、収容室２ａ内に液層部Ｓを形成する。なお、収容室２ａ内に、分離器４を径方向に等間隔に収容してもよい。また、収容室２ａ内に収容される分離器４の数量については、４基に限られず、任意に変更することが可能である。
排気室２ｃ内には、分離器４により中間生産流体Ｆ２から分離され、本体筒部４ｂ内を上昇した気体Ａが流入する。この気体Ａは、排気室２ｃ内に気層部Ｒを形成する。

排気管５は、本体容器２における複数の分離器４の上方に設けられる。排気管５は、本体容器２の排気室２ｃに接続されている。排気管５は、分離器４により中間生産流体Ｆ２から分離され、排気室２ｃ内に流入した気体Ａを本体容器２から排気する。排気管５は本体容器２と同軸に配置されている。このため、排気室２ｃ内に流入してきた気体Ａは、排気室２ｃ内に気層部Ｒを形成するとともに、排気管５より排気される。気体Ａは、排気管５から洋上プラットホーム４０へ送られる。なお、排気管５及び本体容器２は同軸に配置されていなくてもよい。

排出管６は、本体容器２における複数の分離器４の下方に設けられる。排出管６は、本体容器２の下端部において、収容室２ａに接続されている。混合流体Ｆ１及び中間生産流体Ｆ２から分離され、収容室２ａ（すなわち、本体容器２の下部）に貯留された液体Ｌ及び固体は、収容室２ａ内に液層部Ｓを形成するとともに、排出管６を通して本体容器２の外部へ排出される。

圧力調整弁１１は、排気管５に設けられる。圧力調整弁１１は、排気管５に取り付けられた圧力計１７の測定結果に基づき、本体容器２の内部の圧力を設定圧に調整する。すなわち、圧力調整弁１１及び圧力計１７にて、本体容器２の内部の圧力制御を行う。
吐出ポンプ１２は、排出管６を介して、本体容器２の下端部に接続される。吐出ポンプ１２は、混合流体Ｆ１から分離された液体Ｌを外部に吐出する。

本体容器２の周壁には、計測管１３が接続されている。計測管１３の一方の端部は本体容器２の上端部に、他方の端部は本体容器２の下端部に、それぞれ接続されている。計測管１３の一方の端部は、収容室２ａの上端部に接続されていてもよいし、排気室２ｃに接続されていてもよい。計測管１３には、計測管１３の液面の位置を検出することにより液層部Ｓの液面Ｕの位置を測定する液面測定部１４が設けられている。すなわち、液面測定部１４により、収容室２ａ内の液層部Ｓの貯留量が測定される。液面測定部１４として、例えば、超音波液面計や、光センサ液面計を用いてもよい。

制御部１５は、吐出ポンプ１２及び液面測定部１４と接続される。本実施形態において、制御部１５は、液面測定部１４の測定結果に基づき、吐出ポンプ１２の吐出量を制御する。具体的には、制御部１５は、液面Ｕが複数の分離器４のうち少なくとも一つの分離器の供給口４ａよりも低くなり、かつ、液面Ｕが排出筒部４ｃの下端よりも高くなるように吐出ポンプ１２の吐出量を制御する。

気体測定部１６は、排気管５に設けられる。気体測定部１６は、排気管５を流通する気体Ａの排気量を測定する。

圧力計１７は、排気管５に取り付けられ、排気管５の内部の圧力を測定する。なお、圧力計１７は、液面Ｕよりも上方において本体容器２に取り付けられ、液面Ｕよりも上方における本体容器２の内部の圧力を測定してもよい。

次に、以上のように構成された分離装置１を用いて、混合流体Ｆ１から気体Ａを分離する方法について説明する。

本実施形態においては、減圧法を利用して、メタンハイドレート層Ｅ３からメタンガスが生産される。減圧法とは、生産井Ｅ４内の圧力をメタンハイドレートの分解が生じる圧力レベルまで下げることにより、メタンハイドレート層Ｅ３からメタンガスを生産する方法である。なお、海底Ｅ１の水深は、例えば１０００ｍ程度であり、海底Ｅ１付近の圧力は、例えば１０ＭＰａ程度である。生産井Ｅ４の深さは、例えば３００ｍ程度であり、生産井Ｅ４の底部付近の圧力は、例えば１３ＭＰａ程度である。

まず、生産井Ｅ４内の混合流体Ｆ１を、流入管３を介して本体容器２の内部に流入させる。この際、圧力調整弁１１の圧力（設定圧）を３ＭＰａに設定することにより、本体容器２の内部の圧力を３ＭＰａに減圧することができ、生産井Ｅ４内の混合流体Ｆ１を容易に吸い上げ、本体容器２の内部に安定して流入させることができる。なお、生産井Ｅ４からの混合流体Ｆ１には、気体Ａ（メタンガス）と、液体Ｌ（水）と、固体（砂）とが含まれる。
また、生産井Ｅ４内の混合流体Ｆ１を吸い上げることにより、蓋３０で密閉された生産井Ｅ４内の圧力が下がる。したがって、生産井Ｅ４内の減圧状態を維持することができる。また、この減圧の効果が、地中Ｅ２の地盤に伝わる。これにより、メタンハイドレート層Ｅ３の周辺の圧力も下がるため、メタンハイドレートの分解が促され、メタンガスの生産につながる。

図２に示されるように、流入管３は本体容器２の内周の接線方向に延びるため、混合流体Ｆ１は、流入管３から本体容器２の内部に、本体容器２の内周の接線方向に沿って流入する。混合流体Ｆ１は、慣性力により本体容器２の内壁に沿って流動し、旋回流Ｐ１を形成するとともに、徐々に下降する。旋回流Ｐ１により、混合流体Ｆ１に遠心力が加えられる。これにより、比重の大きい液体Ｌが、次第に本体容器２の径方向の外側に移動し、比重の小さい気体Ａが、次第に本体容器２の径方向の内側に移動する。この結果、混合流体Ｆ１から固体と液体Ｌのうちの液塊や大きな液滴とが除去（分離）される一次分離が行われる。一次分離により除去される液体Ｌは、例えば数ｍｍ程度の径の液塊や大きな液滴である。
一次分離により除去された固体と液体Ｌのうちの液塊や大きな液滴とは、本体容器２の内壁に沿って旋回しつつ下降し、分離器４内に供給されることなく、収容室２ａ内の液層部Ｓに貯留される。

一次分離により、混合流体Ｆ１から固体と液体Ｌのうちの液塊や大きな液滴とが除去された中間生産流体Ｆ２が生成される。中間生産流体Ｆ２は、収容室２ａ内の上昇流Ｐ２に従って上昇し、いずれかの分離器４の供給口４ａに至ることで、分離器４内に供給される。中間生産流体Ｆ２が上昇流Ｐ２に従って上昇する間に、中間生産流体Ｆ２における、例えば数百μｍ程度の径の液滴が重力により自由落下する二次分離が行われる。二次分離後の中間生産流体Ｆ２は、気体Ａと、微細な霧状の液体Ｌとを有する。すなわち、分離器４に供給される二次分離後の中間生産流体Ｆ２の流動様式は、分離器４により分離可能な噴霧流状態となっている。

分離器４内に供給された二次分離後の中間生産流体Ｆ２は、本体筒部４ｂの内周面に沿って流動し、旋回流を形成する。この結果、中間生産流体Ｆ２に遠心力が加えられる。比重の大きい液体Ｌが、次第に本体筒部４ｂの径方向の外側に移動し、比重の小さい気体Ａが、次第に本体筒部４ｂの径方向の内側に移動する。これにより、中間生産流体Ｆ２における気体Ａと液体Ｌとが分離器４により分離される三次分離が行われる。三次分離により分離される液体Ｌは、例えば数μｍ〜数十μｍ程度の径の液滴である。
三次分離により分離された液体Ｌは本体筒部４ｂの内周面に沿って流下してゆき、排出筒部４ｃを通して、収容室２ａ内の液層部Ｓに貯留される。また、気体Ａは、本体筒部４ｂ内を上昇して排気室２ｃ内に流入し、排気室２ｃ内に気層部Ｒを形成するとともに、排気管５より排気される。気体Ａは、排気管５から洋上プラットホーム４０へ送られる。これにより、メタンハイドレート層Ｅ３からメタンガスが生産される。

液層部Ｓに貯留された液体Ｌと固体とは、排出管６から本体容器２の外部へ排出される。この際、液層部Ｓに貯留された液体Ｌと固体とは、吐出ポンプ１２により吸い出される。

本実施形態に係る分離装置１は、海底Ｅ１に配置される本体容器２と、本体容器２に接続され、混合流体Ｆ１を本体容器２の内部に流入させ、混合流体Ｆ１から液体Ｌの一部が除去された中間生産流体Ｆ２を本体容器２内に生成する流入管３と、本体容器２の内部に設けられ、中間生産流体Ｆ２が供給される供給口４ａを有し、中間生産流体Ｆ２から気体Ａを分離する複数の分離器４と、本体容器２における複数の分離器４の上方に設けられ、分離器４により中間生産流体Ｆ２から分離された気体Ａを本体容器２から排気する排気管５と、排気管５に設けられる圧力調整弁１１と、本体容器２の下端部に接続され、混合流体Ｆ１から分離された液体Ｌを外部に吐出する吐出ポンプ１２と、液層部Ｓの液面Ｕの位置を測定する液面測定部１４と、液面測定部１４の測定結果に基づき、液面Ｕが複数の分離器４のうち少なくとも一つの分離器４の供給口４ａよりも低くなるように吐出ポンプ１２の吐出量を制御する制御部１５と、を備える。

圧力調整弁１１にて本体容器２の内部の圧力制御を行い、吐出ポンプ１２及び液面測定部１４にて液面レベル制御を行う。具体的には、圧力調整弁１１により、本体容器２の内部を設定圧まで減圧する。更に吐出ポンプ１２により本体容器２に貯留された液体Ｌを外部に排出する。これにより、生産井Ｅ４内の混合流体Ｆ１を容易に吸い上げ、本体容器２の内部に安定して流入させることができる。また、生産井Ｅ４内の混合流体Ｆ１を吸い上げることにより、生産井Ｅ４内の圧力が下がる。したがって、生産井Ｅ４内の減圧状態を維持することができる。

ここで、図４に、２０１３年３月１２日から１８日に行われた海洋産出試験において、メタンハイドレート層Ｅ３から減圧法を利用して生産されたガス生産量及び水生産量を示す（出典：２０１４年１１月２５日に開催されたメタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム主催のメタンハイドレートフォーラム２０１４の“海洋産出試験：成果の概要と今後の計画”の講演資料）。図４（ａ）において、縦軸はガス生産レートであり、横軸は時刻である。図４（ｂ）において、縦軸は水生産レートであり、横軸は時刻である。図４（ｂ）に示されるように、水生産量は、試験開始後と試験終了前の一部において変動しているが、試験期間中ほぼ一定である。一方、図４（ａ）に示されるように、ガス生産量は試験期間中に亘って大きく変動していることが分かる。すなわち、生産井Ｅ４からの混合流体Ｆ１においても気体Ａの量は時刻により大きく変動するため、混合流体Ｆ１における気液の体積比は大きく変動する。この結果、生産井Ｅ４から本体容器２に流入する混合流体Ｆ１は、様々な流動様式（例えば、気泡流、スラグ流、環状流又は層状流、環状噴霧流、噴霧流）を呈することが予測される。
本実施形態においては、混合流体Ｆ１が流入管３から本体容器２へ流入し、本体容器２の内部を流動することにより、混合流体Ｆ１から液体Ｌの一部が除去された中間生産流体Ｆ２を本体容器２内に生成する。生産井Ｅ４からの混合流体Ｆ１がいかなる流動様式であったとしても、分離器４へは、混合流体Ｆ１から液体Ｌの一部が除去された中間生産流体Ｆ２が供給される。すなわち、分離器４に供給される中間生産流体Ｆ２の流動様式は、混合流体Ｆ１の流動様式によらない一定の様式となるため、分離器４により、中間生産流体Ｆ２から気体Ａを安定的に分離できる。したがって、本実施形態に係る分離装置１によれば、流動様式が変動する混合流体Ｆ１から、気体Ａを安定的に分離回収できる。

また、液面Ｕが分離器４の供給口４ａよりも高くなると、その分離器４に中間生産流体Ｆ２を供給することができず、その分離器４が作動しないこととなる。制御部１５は、液面測定部１４の測定結果に基づき、分離器４のうち少なくとも一つには中間生産流体Ｆ２が供給可能となるように吐出ポンプ１２の吐出量を制御する。したがって、分離装置１を確実に作動させることができる。

また、本実施形態においては、本体容器２は、上下方向に延びる筒状に形成され、流入管３は、本体容器２の上面視において、本体容器２の内周の接線方向に延びるように本体容器２に接続されている。

流入管３から本体容器２の内部に流入した混合流体Ｆ１は、慣性力により本体容器２の内壁に沿って流動し、旋回流Ｐ１を形成する。旋回流Ｐ１により、混合流体Ｆ１から固体と液体Ｌのうちの液塊や大きな液滴とが除去（分離）される一次分離が行われ、中間生産流体Ｆ２が生成される。また、中間生産流体Ｆ２が上昇流Ｐ２に従って上昇する間に、中間生産流体Ｆ２中の液滴が重力により自由落下する二次分離が行われる。この結果、分離器４には、気体Ａと、微細な霧状の液体Ｌとを有する中間生産流体Ｆ２が供給される。すなわち、分離器４に供給される二次分離後の中間生産流体Ｆ２の流動様式を、分離器４により効果的に分離可能な噴霧流状態とすることができる。したがって、流動様式が変動する混合流体Ｆ１から、気体Ａをより安定的に分離回収できる。

混合流体Ｆ１の流動様式による一次分離の挙動について、以下により詳細に説明する。
混合流体Ｆ１が噴霧流である場合、気体Ａと液滴である液体Ｌとが混然となった状態の混合流体Ｆ１が本体容器２の内部に流入する。旋回流Ｐ１による遠心力によって、気体Ａより比重の大きい液体Ｌは本体容器２の内壁へ向けて押し出され、本体容器２の内壁に接することで捕捉される。この結果、噴霧流の混合流体Ｆ１から液滴である液体Ｌが除去される。
混合流体Ｆ１がスラグ流である場合、気体Ａと液塊である液体Ｌとが本体容器２の内部に交互に流入する。この液塊は、自身の質量による慣性力で本体容器２の内壁に押し付けられ、そのまま本体容器２の内壁に沿って旋回しつつ重力により下降し、収容室２ａ内の液層部Ｓに貯留される。気体Ａ中には液滴である液体Ｌが混合されているが、この液滴は噴霧流の場合と同じ挙動により除去される。
混合流体Ｆ１が気泡流である場合、液体Ｌ内に気体Ａが気泡として内包された状態の混合流体Ｆ１が本体容器２の内部に流入する。旋回流Ｐ１による遠心力によって、比重の大きい液体Ｌは本体容器２の径方向の外側に移動し、比重の小さい気体Ａは本体容器２の径方向の内側に移動する。これにより、気泡流の混合流体Ｆ１から気体Ａと液体Ｌとを分離することができる。

また、混合流体Ｆ１を本体容器２の内壁に沿って旋回させるため、中間生産流体Ｆ２は、本体容器２内に周方向に均等に分散される。したがって、複数の分離器４に、中間生産流体Ｆ２を均等に供給することができる。
また、混合流体Ｆ１は、本体容器２の内壁に沿って旋回しつつ、徐々に下降する。したがって、混合流体Ｆ１の向きを下方へ変更するための部材を別途設けることなく、流入管３から流入された混合流体Ｆ１をスムーズに下方へ流動させることができる。

さらに、混合流体Ｆ１が旋回することにより、質量が大きい液体Ｌは慣性力で本体容器２の内壁に押し付けられる。液体Ｌが本体容器２の内壁と接すると、液体Ｌと本体容器２の内壁との間で摩擦が生じ、液体Ｌは徐々に減速する。液体Ｌは減速した状態で液面Ｕに衝突するので、衝突による飛沫の生成が抑えられる。

また、本実施形態においては、複数の分離器４のそれぞれは、供給口４ａが設けられた本体筒部４ｂと、本体筒部４ｂの下部に接続されて下方に延びる排出筒部４ｃと、を有し、制御部１５は、液面Ｕが排出筒部４ｃの下端よりも高くなるように吐出ポンプ１２の吐出量を制御する。

分離器４により中間生産流体Ｆ２から分離された液体Ｌは、排出筒部４ｃの内部を通り、液層部Ｓまで導かれる。排出筒部４ｃが水封されることにより、中間生産流体Ｆ２を確実に供給口４ａに導くことができ、また、分離器４内に中間生産流体Ｆ２の旋回流を確実に形成することができる。すなわち、排出筒部４ｃが水封されていない場合、排出筒部４ｃの下端から本体筒部４ｂへと気体Ａが侵入し、旋回流の形成を妨害する可能性がある。また、分離器４により分離された液体Ｌが本体容器２の内部で再度飛散することを防止できる。

（第２実施形態）
次に、図５を参照し、本発明の第２実施形態に係る分離装置１０１について説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

図５に示されるように、本実施形態における分離装置１０１では、複数の分離器４のうち少なくとも２つが、収容室２ａ内に、それぞれの供給口４ａの高さを異ならせて配設されている。また分離器４は、互いに径方向の位置を異ならせて複数配設されるとともに、径方向の内側に位置するものほど下方に位置している。

複数の分離器４は、供給口４ａの高さを互いに異ならせて、複数ずつ配置されている。複数の分離器４のうち、供給口４ａの高さが互いに同等の分離器４同士は、本体容器２の中心軸線Ｏから同等の距離に位置するように配設され、複数の分離器４のうち、供給口４ａの高さが互いに異なる分離器４同士は、本体容器２の中心軸線Ｏから異なる距離に位置するように配設されている。
例えば、複数の分離器４は、径方向の外側に位置するものが上方に位置するように、上下方向に沿って３段に、周方向に沿って４列に配設されることにより、合計１２基が収容されている。複数の分離器４のうち、中心軸線Ｏからの径方向の距離が同等のものは、それぞれ互いに同等の高さに配設されている。

なお、複数の分離器４は、少なくとも一部が、互いにそれぞれの供給口４ａの高さを異ならせて配設されていればよく、径方向の内側に位置するものが上方に位置していてもよい。また、収容室２ａ内に収容される分離器４の数量については、１２基に限られず任意に変更することが可能である。

また、分離器４は、仕切り壁７ａに接続されている。仕切り壁７ａは、上下方向の中間部分で下部が縮径する有底筒状に形成されており、その上端縁から径方向の外側に向けて延びるフランジ部７ｂを備えている。仕切り壁７ａの上下方向の中間部分には、径方向に沿って延在する平坦面７ｃが形成されている。複数の分離器４のうち、最上段に配設された各分離器４の上端開口縁と、仕切り壁７ａのフランジ部７ｂと、がそれぞれ接続されている。また、中段に配設された各分離器４の上下方向の中間部分と、仕切り壁７ａの平坦面７ｃと、がそれぞれ接続されている。さらに、最下段に配設された各分離器４の上下方向の中間部分と、仕切り壁７ａの底部７ｄと、がそれぞれ接続されている。

本実施形態における分離装置１０１では、制御部１５は、吐出ポンプ１２及び液面測定部１４に加え、気体測定部１６と接続される。液面測定部１４により液層部Ｓの液面Ｕの位置を測定し、気体測定部１６により排気管５内の気体Ａの排気量を測定する。制御部１５は、液面測定部１４及び気体測定部１６の測定結果に基づき、吐出ポンプ１２の吐出量を制御することで、液層部Ｓの液面Ｕの高さを調整する。
具体的には、仮に気体Ａの排気量が少ない場合には、液面Ｕを上昇させて下方に位置する分離器４を水没させることで、中間生産流体Ｆ２が通過する分離器４の個数を減少させる。一方、気体Ａの排気量が多くなった場合には、液面Ｕを下げて、中間生産流体Ｆ２が通過する分離器４の個数を増やす。これにより、分離器４に入る中間生産流体Ｆ２の速度を一定範囲内に設定することができる。このように分離器４に入る中間生産流体Ｆ２の速度を一定範囲内に設定することで、分離器４により中間生産流体Ｆ２を気体Ａと液体Ｌとに精度よく分離することができる。

（第３実施形態）
次に、図６から図８を参照し、本発明の第３実施形態に係る分離装置２０１について説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態に係る分離装置２０１は、本体容器２の内部において複数の分離器４を囲むように設けられる第１飛散防止部２１をさらに備える。第１飛散防止部２１は、上下方向に延びる筒状に形成される。
第１飛散防止部２１の上端２１ａは、仕切り壁２ｂと接続している。第１飛散防止部２１の下端２１ｂは下方に開口している。第１飛散防止部２１の下端２１ｂは、複数の分離器４の供給口４ａより低くなっている。第１飛散防止部２１の下端２１ｂは、液面Ｕよりも上方に位置する。すなわち、制御部１５は、液面Ｕが第１飛散防止部２１の下端２１ｂよりも低くなるように吐出ポンプ１２の吐出量を制御する。
図７（ａ）に示されるように、流入管３の内径Ｄ１と、本体容器２の内壁と第１飛散防止部２１の外壁との距離Ｄ２とは、同等となっている。本体容器２の内壁と第１飛散防止部２１の外壁との距離Ｄ２は、流入管３の内径Ｄ１以下となっていてもよい。

図８に示されるように、混合流体Ｆ１がスラグ流である場合、流入管３から本体容器２の内部に、気体Ａと液塊である液体Ｌとが交互に流入する。液体Ｌの慣性力は大きいため、液塊である液体Ｌは、流入管３から本体容器２の内部に流入すると、そのまま本体容器２の内壁に沿って流動し、旋回流Ｐ１を形成する。一方、気体Ａの慣性力は小さいため、気体Ａは、流入管３から本体容器２の内部に流入すると、本体容器２の内部にて放射状に広がろうとする。この結果、図８（ｃ）に示されるように、スラグ流の混合流体Ｆ１が流入管３から本体容器２の内部に流入する際に、液塊である液体Ｌが後続する気体Ａに押されて飛散し、飛沫Ｈが発生する。この結果、流入管３に近い分離器４の周辺には、中間生産流体Ｆ２に加え、飛沫Ｈが存在することとなる。飛沫Ｈが流入管３に近い分離器４に供給されると、この分離器４の処理負荷が増えてしまう。

本実施形態に係る分離装置２０１は、上下方向に延びる筒状に形成され、本体容器２の内部において複数の分離器４を囲むように設けられる第１飛散防止部２１を備え、制御部１５は、液面Ｕが第１飛散防止部２１の下端２１ｂよりも低くなるように吐出ポンプ１２の吐出量を制御する。
第１飛散防止部２１により、飛沫Ｈが分離器４に直接供給されることを防止する。したがって、特定の分離器４の処理負荷が増えることを防止できる。

また、流入管３から本体容器２の内部に流入した混合流体Ｆ１が、本体容器２内で旋回流Ｐ１を形成することで中間生産流体Ｆ２を生成する場合には、流入管３から流入した混合流体Ｆ１に含まれる気体Ａが放射状に広がることで旋回流Ｐ１の形成が妨害され、混合流体Ｆ１から液体Ｌが効果的に分離されない可能性がある。しかしながら、混合流体Ｆ１は、本体容器２と第１飛散防止部２１との間を通る。第１飛散防止部２１により、流入管３から流入した混合流体Ｆ１に含まれる気体Ａが放射状に広がって、旋回流Ｐ１の形成を妨害してしまうことを防止できる。したがって、旋回流Ｐ１の形成を効果的に助長させ、旋回流Ｐ１により混合流体Ｆ１から液体Ｌを効果的に分離することが可能である。
また、液面Ｕを第１飛散防止部２１の下端２１ｂよりも低くすることにより、混合流体Ｆ１が液面Ｕを潜らずに分離器４の供給口４ａに到達できる。

また、本実施形態においては、第１飛散防止部２１の下端２１ｂは、複数の分離器４の供給口４ａより低い。
これにより、飛沫Ｈが、分離器４の供給口４ａに供給されてしまうことをより効果的に防止できる。

また、本実施形態においては、本体容器２の内壁と第１飛散防止部２１の外壁との距離Ｄ２は、流入管３の内径Ｄ１以下となる。
これにより、飛沫Ｈを、本体容器２と第１飛散防止部２１との間により確実に案内できる。したがって、飛沫Ｈが、分離器４に供給されてしまうことをより効果的に防止できる。

（第４実施形態）
次に、図９を参照し、本発明の第４実施形態に係る分離装置３０１について説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態及び第３実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態に係る分離装置３０１は、複数の分離器４の下方に設けられる第２飛散防止部２２をさらに備える。第２飛散防止部２２は、上下方向に延びる筒状に形成される。
第２飛散防止部２２は、第１飛散防止部２１の下方に設けられる。第２飛散防止部２２の外径は、第１飛散防止部２１の外径よりも小さい。
第２飛散防止部２２の上端２２ａは上方に開口している。第２飛散防止部２２の下端２２ｂは、液層部Ｓの液面Ｕの下方まで延びる。すなわち、制御部１５は、液面Ｕが第２飛散防止部２２の上端２２ａと下端２２ｂとの間に位置するように吐出ポンプ１２の吐出量を制御する。

本体容器２の内部へ流入した混合流体Ｆ１から除去された液体Ｌは、本体容器２の内壁に沿って旋回しつつ下降し、液層部Ｓの液面Ｕに衝突する。液体Ｌは、液体Ｌと本体容器２の内壁との間の摩擦により減速した状態で液面Ｕに衝突するが、衝突時にもある程度の速度を保っている。したがって、衝突による飛沫が発生する場合がある。衝突による飛沫が本体容器２内の上昇流Ｐ２に従って上昇すると、飛沫が分離器４へ供給されてしまい、分離器４の処理負荷が増える。

本実施形態に係る分離装置３０１は、上下方向に延びる筒状に形成され、複数の分離器４の下方に設けられる第２飛散防止部２２を備え、制御部１５は、液面Ｕが第２飛散防止部２２の上端２２ａと下端２２ｂとの間に位置するように吐出ポンプ１２の吐出量を制御する。
この場合、液層部Ｓの液面Ｕと、本体容器２の内壁と、第２飛散防止部２２とで３方向が閉ざされた空間に気流の淀みが形成される。衝突による飛沫が発生したとしても、飛沫はこの３方向が閉ざされた空間内に留まるため、飛沫が上昇流Ｐ２に従って上昇することを抑止できる。この結果、飛沫が分離器４に供給されることを抑止でき、分離器４の処理負荷の増加を抑止できる。

また、本実施形態においては、第２飛散防止部２２の外径は、第１飛散防止部２１の外径よりも小さい。
この場合、飛沫が上昇流Ｐ２に乗って上昇して分離器４に供給されることをより効果的に防止できる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上記実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上述の実施形態において、流入管３は、本体容器２の上面視において、本体容器２の内周の接線方向に延びるように本体容器２に接続されている。しかしながら、流入管３は、流入管３から本体容器２の内部に流入した混合流体Ｆ１が旋回流Ｐ１を形成するように本体容器２と接続された他の形態を適宜採用することが可能であり、流入管３が本体容器２の内周の接線方向に延びていなくてもよい。
上述の実施形態においては、液面測定部１４として、例えば、超音波液面計や、光センサ液面計を用いた。しかしながら、本体容器２の上端部の圧力と、本体容器２の下端部の圧力との差圧を測定し、この差圧に基づいて液層部Ｓの液面Ｕの位置を計測してもよい。
また、第３実施形態に係る分離装置２０１において、第１飛散防止部２１により飛沫Ｈが分離器４の供給口４ａに供給されてしまうこと防止できれば、第１飛散防止部２１の下端２１ｂは、複数の分離器４の供給口４ａより高くてもよい。
また、第３実施形態に係る分離装置２０１において、本体容器２の内壁と第１飛散防止部２１の外壁との距離Ｄ２は、流入管３の内径Ｄ１より大きくてもよい。
また、第４実施形態に係る分離装置３０１において、第１飛散防止部２１が省略されてもよい。
また、第４実施形態に係る分離装置３０１において、第１飛散防止部２１と第２飛散防止部２２とが一体に形成され、第１飛散防止部２１と第２飛散防止部２２との間に開口が形成されていてもよい。この場合、第２飛散防止部２２の上方に第１飛散防止部２１が連続して設けられるため、衝突による飛沫が上昇流Ｐ２に乗ってしまうことをより確実に防止できる。
また、第４実施形態に係る分離装置３０１において、第１飛散防止部２１の下端２１ｂが、第２飛散防止部２２の上端２２ａよりも低くなる、ラビリンス構造としてもよい。この場合、第２飛散防止部２２の上端２２ａの内側に第１飛散防止部２１が配置されるため、衝突による飛沫が上昇流Ｐ２に乗ってしまうことをより確実に防止できる。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１、１０１、２０１、３０１…分離装置 ２…本体容器 ３…流入管 ４…分離器 ４ａ…供給口 ４ｂ…本体筒部 ４ｃ…排出筒部 ５…排気管 １１…圧力調整弁 １２…吐出ポンプ １４…液面測定部 １５…制御部 １６…気体測定部 ２１…第１飛散防止部 ２２…第２飛散防止部 Ｆ１…混合流体 Ｆ２…中間生産流体 Ａ…気体 Ｌ…液体 Ｕ…液面

Claims (8)

1. メタンハイドレート層からのメタンガスの生産に用いられ、気体と液体とを含む混合流体から前記気体を分離する分離装置であって、
   水底に配置される本体容器と、
   前記本体容器に接続され、前記混合流体が前記本体容器の内部で旋回流を形成するように、前記混合流体を前記本体容器の内部に流入させ、前記混合流体から前記液体の一部が除去された中間生産流体を前記本体容器内に生成する流入管と、
   前記本体容器の内部に設けられ、前記中間生産流体が供給される供給口を有し、前記中間生産流体から前記気体を分離する複数の分離器と、
   前記本体容器における前記複数の分離器の上方に設けられ、分離された前記気体を前記本体容器から排気する排気管と、
   前記排気管に設けられる圧力調整弁と、
   前記本体容器に接続され、前記混合流体から分離された前記液体を外部に吐出する吐出ポンプと、
   前記本体容器に貯留された前記液体の液面の位置を測定する液面測定部と、
   前記液面測定部の測定結果に基づき、前記液面が前記複数の分離器のうち少なくとも一つの分離器の前記供給口よりも低くなるように前記吐出ポンプの吐出量を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする分離装置。
2. メタンハイドレート層からのメタンガスの生産に用いられ、気体と液体とを含む混合流体から前記気体を分離する分離装置であって、
   水底に配置される本体容器と、
   前記本体容器に接続され、前記混合流体を前記本体容器の内部に流入させ、前記混合流体から前記液体の一部が除去された中間生産流体を前記本体容器内に生成する流入管と、
   前記本体容器の内部に設けられ、前記中間生産流体が供給される供給口を有し、前記中間生産流体から前記気体を分離する複数の分離器と、
   前記本体容器における前記複数の分離器の上方に設けられ、分離された前記気体を前記本体容器から排気する排気管と、
   前記排気管に設けられる圧力調整弁と、
   前記本体容器に接続され、前記混合流体から分離された前記液体を外部に吐出する吐出ポンプと、
   前記本体容器に貯留された前記液体の液面の位置を測定する液面測定部と、
   前記液面測定部の測定結果に基づき、前記液面が前記複数の分離器のうち少なくとも一つの分離器の前記供給口よりも低くなるように前記吐出ポンプの吐出量を制御する制御部と、
   を備え、
   前記本体容器は、上下方向に延びる筒状に形成され、
   前記流入管は、前記本体容器の上面視において、前記本体容器の内周の接線方向に延びるように前記本体容器に接続されることを特徴とする分離装置。
3. 上下方向に延びる筒状に形成され、前記本体容器の内部において前記複数の分離器を囲むように設けられる第１飛散防止部をさらに備え、
   前記制御部は、前記液面が前記第１飛散防止部の下端よりも低くなるように前記吐出ポンプの吐出量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の分離装置。
4. 前記第１飛散防止部の下端は、前記複数の分離器の前記供給口より低いこと特徴とする請求項３に記載の分離装置。
5. 前記本体容器と前記第１飛散防止部との距離は、前記流入管の内径以下となることを特徴とする請求項３または４に記載の分離装置。
6. 上下方向に延びる筒状に形成され、前記複数の分離器の下方に設けられる第２飛散防止部をさらに備え、
   前記制御部は、前記液面が前記第２飛散防止部の上端と下端との間に位置するように前記吐出ポンプの吐出量を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の分離装置。
7. 前記複数の分離器のそれぞれは、前記供給口が設けられる本体筒部と、前記本体筒部の下部に接続されて下方に延びる排出筒部と、を有し、
   前記制御部は、前記液面が前記排出筒部の下端よりも高くなるように前記吐出ポンプの吐出量を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の分離装置。
8. 前記排気管には、前記気体の排気量を測定する気体測定部が設けられ、
   前記複数の分離器のうち少なくとも２つの前記供給口の上下方向の位置が異なり、
   前記制御部は、前記液面測定部及び前記気体測定部の測定結果に基づき、前記吐出ポンプの吐出量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の分離装置。

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