具有集砂器的分流式管分离器的制造方法与工艺

具有集砂器的分流式管分离器相关申请的交叉引用本申请要求2014年3月12日提交的题目为“分流式管分离器”的美国专利申请号61/951,891的优先权，其全部内容通过援引结合在此。技术领域本技术提供用于将多相流体生产流管内分离成其组分。在此描述的技术提供用于使用水下多相分离系统将生产流体分离成油相组分和水相组分。

背景技术：
本章节旨在引入本领域中与本技术的示例性实施例相关的各个方面。相信本讨论有助于提供一个框架，以促进更好地理解本技术的特定方面。因此，应当理解的是，应当从这一角度阅读本章节而不必视为对现有技术的认定。可以使用多种水下分离技术中的任意一种来增强从水下井回收的油气量。然而，在水深大于1500米的位置处实施的水下分离因环境条件而尤为具有挑战性。随着水深增加，由静压头在容器上产生的外部压力增加了用于水下处理的容器壁厚度。在水深超过1500米处，这个壁厚增加到不能实施通常的重力分离的程度。另外，具有这种大壁厚的容器对于制造来说是个挑战，并且添加的材料以及增加的重量可能影响项目经济性以及维护容器的可用性。因此，通常不能在这样的深度处使用大直径的分离器。其它信息可以在美国专利No.8,282,711B2(‘711专利)中找到。该专利涉及水下装置以及分离液体和气体的方法。该公开涉及使用管系统从水下生产流体分离液体和气体，所述管系统分流液体流和气态流体流。然而，‘711专利没有公开将流体的油/水混合相流分离成单独的油流和水流。此外，该文献没有提供用于砂分离或者防止砂沉积在管分离器中的方法。该文献也没有提供用于精处理气体流或者水流，使得气体流或者水流可以被再次注入。另外的信息还可以在美国专利No.7,490,671B2中找到。该专利涉及一种管分离器，其改进了油气和水的分离。这种系统利用旋流分离用于气液分离，然后在管分离器中进行油水分离，其必须由静电聚结辅助。进一步的信息还可以在美国专利No.7,516,794B2中找到。虽然这种系统与美国专利No.7,490,671B2类似，但是，这种系统具有“可清除”的新要求。另外的信息还可以在美国申请2008/0116072A1中找到。该系统利用静电聚结器处理油或者乳液流，所述油流或者乳液流从油水分离器中抽取并且返回到同一分离器。这提供了可以采用在此描述的技术的多种分离器配置。上述文献都没有包括控制体或者精处理段，所述控制体或者精处理段用于调节每根管路的出口，从而使基本上是油的流、基本上是水的流以及油/水乳液流动。

技术实现要素：
示例性实施例提供一种分流式分离系统，其包括入口管路，多相流体构造成流动通过所述入口管路。该系统包括在入口之后的分隔件，并且该分隔件将入口管路分成具有类似直径的两根或更多根分离管路，所述两根或更多根分离管路基本相互平行并且构造成分离多相流体的组分。该系统还包括控制体，所述控制体连接到具有类似直径的两根或更多根分离管路。控制体具有大于具有类似直径的分离管路的直径，并且控制体包括一根或多根出口管路。出口管路构造成使油基本上从上部出口管路流出以及使水基本上从下部出口管路流出。分离系统还包括除砂筒，所述除砂筒连接到具有类似直径的分离管路。除砂筒布置在具有类似直径的分离管路下方，并且除砂筒构造成收集和移除积聚在分流式分离系统中的砂。另一个示例性实施例提供了一种用于分离多相流体内的油、气体、水和固体颗粒的方法，所述方法包括使多相流体流入到多相管分离器的分配入口中。所述方法还包括：在水平定向的分隔件处分开分配入口，并且使多相流体流入到位于分隔件下游且处于平行于分隔件的平面中的单独的管分离器管路。所述方法包括：在管分离器管路中将多相流体分成油相和水相，并且使用下降管和筒分离固体颗粒，其中，所述筒在固体颗粒积聚时打开。所述方法还包括使每根管路流入到控制体中，其中，对每根管路的流率进行控制。所述方法构造成使水基本上流动通过控制体的下端处的出口并且使油基本上流动通过控制体的上端处的出口。另一个示例性实施例公开了多相分离系统，所述多相分离系统包括入口管路，所述入口管路构造成通过分流式分离系统内的分隔件供给多相流体，其中，分隔件将多相流体分流到多根管分离器管路中，所述多根管分离器管路基本上相互平行。该系统在多根管分离器管路内包括精处理段。该系统还包括控制体，所述控制体连接到每根管分离器管路，所述控制体具有大于管分离器管路的直径，其中，所述控制体包括多个出口。该系统包括控制阀和控制系统，所述控制系统用于控制分流式管分离系统内的流动和从分流式管分离系统出来的流动。附图说明参照以下详细描述和附图更好地理解本技术的优点，其中：图1是用于将生产流体分离成组分流的多相分离系统的方框图；图2示出了多相分离系统100的正视图；图3示出了多相分离系统200的俯视透视图；图4是用于分离多相流体的各相的方法400的工艺流程图；图5是示出了具有用于除砂旋流分离器504的注入部位502的分离系统500的示意性侧视图；和图6是示出了结合到图2的多相分离系统的控制系统的示意性方框图。具体实施方式在下文详细描述的章节中，描述了本技术的具体实施例。然而，就以下描述特定于本技术的特定实施例或者特定用途而言，其仅仅是为了示例性目的，而且仅仅提供了示例性实施例的描述。因此，本技术并不局限于下文所述的具体实施例，而是包括落在附带权利要求的精神和范围内的所有替代、修改和等同。如上文所讨论的那样，传统大直径分离器在深水中(例如，在大于大约1500米的深度处)面临技术挑战。因此，在此描述的实施例提供了非常规的分离系统，所述分离系统能够实现可接受的油水分离并且能够阻尼潜在的流动波动，同时满足强加于深水处理单元的尺寸和重量限制。此外，分离系统可以针对管码而非容器码设计，这可以提供成本和重量节约。在许多情况下，对于给定的压力等级，管的所要求的壁厚小于对应容器的所要求的壁厚。根据在此描述的实施例，使用紧凑的水下多相分离系统增强水下井生产，尤其是增强深水环境和北极环境中的水下井生产。在各种实施例中，分离系统是可以构造成将生产流体分离成油相、水相和固相的分离器。在一些实施例中，上游液气分离器可以用于从生产流体基本上移除气体。换言之，当前分离技术的示例可以用于产生单相流。这可以允许使用单相泵，较之多相泵，所述单相泵更为有效并且可以实现更大的压差。为了泵送单相流，一个单相泵可能就足够了。相比之下，为了泵送多相流，可能使用一系列多相泵以实现相同的压差，尤其是对于高增压(highboosting)应用而言更是如此。所描述的分离工艺可以用于至少部分地从生产流体(例如油)实现水性流体和固体砂颗粒的分离。移除水性流体在此称作除水，不过可以理解为包括带有其它污染物(诸如，盐或其它易混溶流体)的水。这种除水可以减轻流动保障问题，从而允许将浓度更大的油流送达地表。这些分离流将形成更少量的氢氧化物，诸如甲烷笼合物，从而降低堵塞或流动限制的风险。此外，能够减少或消除腐蚀问题。砂和水副产品流能够向上(topsides)被处置于专用处置区、容器、海床等等。除水还可以引起作用在容器上的静压头的降低，从而既增加容器驱动又增加产量。分离工艺还可以减少流动管路基础设施，减少上方水处理设备的数量，减小功率和泵送要求并且排除现有设备遇到的瓶颈，所述现有设备因含水率增大而面临生产率下降的风险。图1示出了将生产流体102分离成组分流的多相分离系统100的方框图。可以从水下井104获得生产流体102。生产流体102可以是烃流体，所述烃流体包括天然气、油、海水和固体杂质(诸如，砂)的混合物。可以借助于任何类型的构造成从水下位置生产烃的水下生产系统(未示出)从水下井104获得生产流体102。可选地，可以在所公开的技术的上游使用气液分离系统(未示出)，以分离气体流和液体流。所述气体流可以由下游设备进一步处理。下游设备(未示出)可以包括例如任何类型的下游气体处理设备(诸如气体压缩机、气体处理设施、气体精处理装置等等)或者气体管线。在方框106处，基本上为液体的流106流入到分流式管分离器108中。分流式管分离器108构造成从生产流体102分离油和水以及固体砂颗粒。分流式管分离器108将生产流体102的处理流分成两个或更多个流，...