管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法与流程

本发明涉及一种用于开采海底原油或天然气的装置，更详细地说，本发明涉及一种以一体型的管形成(inline)并且在海底接受所流入的混合了原油或天然气与海水的油井流体或油田流体后凭借离心力予以分离而得以从海水分离出原油或天然气地采掘的管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法。

背景技术：

一般来说，为了勘探及开采海底原油或天然气而使用固定式或浮游式钻探船或设备，升降式钻探船(jack-up)与桩架(jacket)等采取了固定于海底面的固定式，半潜水式钻探船(semi-submersibledrillingrig)、张力脚式钻油台(tension-legplatform)及单柱式平台(spar)等则是浮游式钻探船。

随着原油资源的枯竭，勘探及钻探水深日益增加，因此海底固定式钻探船的使用越来越难，如今，浮游式钻探船在全世界范围内形成了主流，浮游式钻探船中特别受到瞩目的类型是单柱式平台型海底原油钻探及生产平台。

而且，现有技术针对浅海上挖掘生产的原油所进行的几乎一切作业都在平台甲板(deck)上进行，但是如大韩民国公开专利公报第10-2014-0129514号(专利文献1,2014.11.07.公开)所示，该专利揭示了原油天然气生产系统，在海底设有低压分离机与原油储存部并且在海底钻探了油井流体(原油海水混合的流体)或油田流体(天然气海水混合的流体)后，在安装于海底的低压分离机把水、原油、天然气成分予以分离并且把区分出来的原油储存到海底原油储存部，该专利采用了在海底针对油井流体或油田流体执行诸如此类的处理的海底低压分离机。

但上述海底低压分离机让油井流体或油田流体流入低压分离机后凭借着基于密度差的浮力把水与原油及天然气予以分离，因此其处理速度较低。

为此，offshore期刊揭示了在管内部让天然气或原油与海水的混合物旋转而凭借天然气或原油与海水的密度差使其互相分离的管一体型天然气/液体分离装置，图1则是示出现有天然气/液体分离装置的图形。

*来源：

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

如图1所示，现有的管一体型油井流体或油田流体分离装置(1)依次配置了涡流转子(14)、提取管(18)及压力补偿管(21)，上述涡流转子(14)凭借涡流转子固定托架(15)可旋转地固定在其一侧形成有具备分散器(11)的流入口(12)的外管(13)内部、上述提取管(18)在内部设有提取管转子(19)并且凭借提取管固定托架(17)被固定，上述压力补偿管(21)形成有排放口(22)，在形成有提取管(18)的外管(3)的位置上连接海水排放管(16)，外管(13)的内径与提取管(18)的外径之间则形成有允许海水移动的游隙。

具备上述结构的管一体型油井流体或油田流体分离装置(1)在通过流入口(12)接受了所流入的混合了天然气或原油与海水的油井流体或油田流体后，涡流转子(14)旋转而使得流入外管(13)内的油井流体或油田流体旋转并形成涡流。此时，密度低的天然气或原油之类的低密度流体形成低密度流体涡流(50)并且位于中心部，密度较高的海水之类的高密度流体则形成高密度流体涡流(60)并且凭借离心力位于低密度流体涡流(50)的外部。凭此，低密度流体涡流(50)通过提取管(18)被提取后凭借提取管(18)的提取管转子(19)加速并且凭借压力补偿管(20)得到适当的压力后通过连接到排放口(22)的管道被供应到钻探装置的天然气或原油储存槽后储存。并且，高密度流体涡流(60)则在外管(13)与提取管(18)之间的领域通过海水排放管(16)被排放而和天然气或原油分离。如前所述的现有管一体型油井流体或油田流体分离装置(1)以一体型管(inline)形成了在油井流体或油田流体里把天然气或原油与海水予以分离的装置并且安装在海底，从而简化钻探船的甲板等上部装置的结构并且增加天然气或原油的提取量而得以显著提升海底资源的钻探效率。

但前述的现有技术在驱使油井流体或油田流体旋转时，低密度流体(50)的漏斗形涡流的直径随着天然气或原油与海水的比率而改变，还会根据其和提取管(18)之间的距离而改变，因此，当低密度流体(50)的涡流直径和提取管(18)的内径不一致时所提取的天然气或原油上会混合海水或者天然气或原油通过海水排放管(16)被排放而降低生产效率。

技术实现要素：

解决的技术课题

本发明旨在解决前述现有的问题，本发明的目的是提供一种管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法，其具备移动提取管，把提取管的入口位置调整到具备提取管入口直径的低密度流体涡流的位置，凭此，不受天然气或原油与海水的混合比率影响并且从油井流体或油田流体把天然气或原油与海水不发生混合地予以分离并提取。

而且，本发明的另一个目的是提供一种管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法，其轻易形成油井流体或油田流体的涡流而得以显著提高天然气或原油与海水的分离效率。

而且，本发明的再一个目的是提供一种管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法，其具备多重移动提取管，把提取管的入口位置调整到具备提取管入口直径的低密度流体涡流的位置，凭此，不受天然气或原油与海水的混合比率影响并且从油井流体或油田流体把天然气或原油与海水不发生混合地予以分离并提取。

而且，本发明的再一个目的是提供一种管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法，其具有能够轻易形成油井流体或油田流体的涡流而得以显著提高天然气或原油与海水分离效率的多重移动提取管。

而且，本发明的再一个目的是提供一种管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法，其具备可变直径管，把提取管的入口位置调整到具备提取管入口直径的低密度流体涡流的位置，凭此，不受天然气或原油与海水的混合比率影响并且从油井流体或油田流体把天然气或原油与海水不发生混合地予以分离并提取。

而且，本发明的再一个目的是提供一种管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法，其具有能轻易形成油井流体或油田流体涡流而得以显著提高天然气或原油与海水分离效率的可变直径管。

解决课题的技术方案

可达到前述目的的本发明的管一体型油井流体或油田流体分离装置包括：外管，形成有流入口；涡流转子，在上述流入口侧安装于上述外管内部；移动提取管，具备小于上述外管内径的外径，在上述外管的内侧中可移动地配置于上述涡流转子的下流；压力补偿管，让上述移动提取管的下流侧的端部可伸展收缩地结合并且对上述移动提取管所分离出来的天然气或原油予以加压排放；及海水排放管，形成于上述移动提取管所在的外管的位置。

上述管一体型油井流体或油田流体分离装置在上述涡流转子的下流侧还包括检测低密度流体涡流的直径的低密度流体涡流直径检测部。

上述管一体型油井流体或油田流体分离装置还包括：管驱动部，和上述低密度流体涡流直径检测部所检测出来的低密度流体涡流直径对应地，把上述移动提取管移动到和上述移动提取管的入口直径一致的上述低密度流体涡流直径的位置；及轨道，凭借上述管驱动部所提供的力量让上述移动提取管位移。

上述移动提取管的内侧安装了让所分离出来的天然气或原油的涡流增强的提取管转子。

上述外管与移动提取管的内周缘形成有诱发涡流的膛线。

本发明管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法可达到前述目的，该油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法安装了在内部具备涡流转子与低密度流体涡流直径检测部的外管的内侧形成一定游隙地可移动地安装的移动提取管、驱使上述移动提取管移动的管驱动部而从流入的油井流体或油田流体把天然气或原油与海水予以分离，其特征在于，包括下列过程：移动提取管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程，凭借上述涡流转子在上述外管内侧的上述移动提取管上流形成了涡流时，上述低密度流体涡流直径检测部检测移动提取管入口直径所相应的低密度流体涡流的直径位置；及移动提取管移动过程，上述管驱动部驱使上述移动提取管位移而使得移动提取管的入口位于所提取出来的对应于上述移动提取管入口直径的低密度流体涡流的直径位置。

可达到前述目的的本发明的再一个管一体型油井流体或油田流体分离装置包括：外管，形成有流入口；涡流转子，在上述流入口侧安装于上述外管内部；固定提取管，具备小于上述外管内径的外径，在上述外管的内侧配置于上述涡流转子的下流；多重移动提取管，在上述固定提取管的上述涡流转子侧的端部相对于上述固定提取管进行伸展收缩而可改变入口位置地结合；压力补偿管，在上述固定提取管的下流侧针对所分离出来的天然气或原油进行加压并予以排放；及海水排放管，形成于上述固定提取管所在的外管的位置。

上述管一体型油井流体或油田流体分离装置在上述涡流转子的下流侧还包括检测低密度流体涡流的直径的低密度流体涡流直径检测部。

上述管一体型油井流体或油田流体分离装置还包括：管驱动部，和上述低密度流体涡流直径检测部所检测出来的低密度流体涡流直径对应地，把上述多重移动提取管移动到上述多重移动提取管的入口和上述低密度流体涡流的直径一致的位置；及驱动杆，凭借上述管驱动部所提供的力量让上述多重移动提取管位移。

上述固定提取管的内侧可安装让所分离出来的天然气或原油的涡流增强的提取管转子。

上述外管、固定提取管及多重移动提取管的各内周缘可形成有诱发涡流的膛线。

本发明的再一个管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法可达到前述目的的，该油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法安装了在内部具备涡流转子与低密度流体涡流直径检测部的外管的内侧形成一定游隙地互相结合的多重移动提取管与固定提取管及驱使上述多重移动提取管移动的管驱动部及驱动杆而从流入的油井流体或油田流体把天然气或原油与海水予以分离，其特征在于，包括下列过程：多重移动提取管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程，凭借上述涡流转子在上述外管内侧的上述多重移动提取管上流形成了涡流时，上述低密度流体涡流直径检测部检测多重移动提取管入口所相应的低密度流体涡流的直径位置；及多重移动提取管移动过程，利用上述管驱动部与驱动杆驱使上述多重移动提取管位移而使得多重移动提取管的入口位于所提取出来的对应于上述多重移动提取管入口的低密度流体涡流的直径位置。

可达到前述目的的本发明的再一个管一体型油井流体或油田流体分离装置包括：外管，形成有流入口；涡流转子，在上述流入口侧安装于上述外管内部；固定提取管，具备小于上述外管内径的外径，在上述外管的内侧配置于上述涡流转子的下流；可变直径管，可调整直径地安装在上述固定提取管的上述涡流转子侧的端部；压力补偿管，在上述固定提取管的下流侧针对所分离出来的天然气或原油进行加压并予以排放；及海水排放管，形成于上述固定提取管所在的外管的位置。

上述管一体型油井流体或油田流体分离装置在上述涡流转子的下流侧还包括检测低密度流体涡流的直径的低密度流体涡流直径检测部。

上述可变直径管如下构成，一端部铰接于上述固定提取管的涡流转子侧的端部并且在相邻区域互相交替重叠地让多个翼以管形结合在上述固定提取管的端部，随着一个翼的动作而让多个翼朝同一方向动作并且凭此调整端部直径。

上述管一体型油井流体或油田流体分离装置还包括：管驱动部，和上述低密度流体涡流直径检测部所检测出来的低密度流体涡流直径相应地调整上述可变直径管的直径；及驱动杆，凭借上述管驱动部所提供的力量调整上述可变直径管的直径。

上述固定提取管的内侧安装了让所分离出来的天然气或原油的涡流增强的提取管转子。

上述外管、固定提取管及可变直径管的各内周缘形成有诱发涡流的膛线。

本发明的再一个管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法可达到前述目的，该油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法安装了其内部具备涡流转子与低密度流体涡流直径检测部的外管、形成一定游隙地配置在上述外管内侧的可变直径管与固定提取管、调整上述可变直径管的直径的管驱动部及驱动杆而从流入的油井流体或油田流体把天然气或原油与海水予以分离，其特征在于，包括下列过程：对应于可变直径管入口位置的低密度流体涡流直径的检测过程，凭借上述涡流转子在上述外管内侧的上述可变直径管上流形成了涡流时，上述低密度流体涡流直径检测部检测对应于上述可变直径管入口位置的低密度流体涡流的直径位置；及可变直径管直径变更过程，利用上述管驱动部与驱动杆把上述可变直径管的直径调整成所提取出来的对应于上述可变直径管入口的低密度流体涡流的直径。

有益效果

如前所述地构成的本发明的具备移动提取管的管一体型油井流体或油田流体分离装置及其方法随着天然气或原油与海水的比率差调整低密度流体涡流与高密度流体涡流的直径而得以通过移动提取管的位移显著地提高了从海水提取天然气或原油的效率。

而且，本发明轻易形成油井流体的涡流而得以显著提高天然气或原油与海水的分离效率。

而且，本发明随着天然气或原油与海水的比率差调整低密度流体涡流与高密度流体涡流的直径而得以通过多重移动提取管的位移动显著地提高了从海水提取天然气或原油的效率。

而且，本发明随着天然气或原油与海水的比率差调整低密度流体涡流与高密度流体涡流的直径而得以通过调整可变直径管的直径显著地提高了从海水提取天然气或原油的效率。

附图说明

图1是现有的具备移动提取管的管一体型油井流体或油田流体分离装置(1)的剖视图。

图2是基于本发明实施例的具备移动提取管的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)的剖视图。

图3是示出基于本发明实施例的具备移动提取管的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法的处理过程的顺序图。

图4示出了随着低密度流体涡流(50)的直径减小而为了让移动提取管(182)的入口位于和移动提取管(182)的入口内径一致的低密度流体涡流位置而使得移动提取管(182)朝涡流转子(140)侧移动的状态。

图5示出了随着低密度流体涡流(50)的直径增加而为了让移动提取管(182)的入口位于和移动提取管(182)的入口内径一致的低密度流体涡流位置而使得移动提取管(182)朝压力补偿管(200)侧移动的状态。

图6是本发明第二实施例的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)的剖视图。

图7是示出本发明第二实施例的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法的处理过程的顺序图。

图8示出了随着低密度流体涡流(50)的直径减小而为了让多重移动提取管(182a)的入口位于和多重移动提取管(182a)的入口内径一致的低密度流体涡流位置而使得多重移动提取管(182a)从固定提取管(180)伸展的状态.

图9示出了随着低密度流体涡流(50)的直径增加而为了让多重移动提取管(182a)的入口位于和多重移动提取管(182a)的入口内径一致的低密度流体涡流位置而使得多重移动提取管(182a)插入固定提取管(180)地收缩的状态。

图10是基于本发明第三实施例的具备可变直径管的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)的剖视图。

图11是示出本发明第三实施例的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法的处理过程的顺序图。

图12示出了随着低密度流体涡流(50)的直径增加而为了具备对应于可变直径管(182b)的入口侧的低密度流体涡流(50)的直径而使得可变直径管(182b)的入口直径扩展的状态。

图13示出了随着低密度流体涡流(50)的直径减小而为了具备对应于可变直径管(182b)的入口侧的低密度流体涡流(50)的直径而使得可变直径管(182b)的入口直径缩小的状态。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明的实施例。

在说明本发明之前，如果认为公知结构或功能的相关说明可能会非必要地混淆本发明的主旨，将省略其详细说明。说明时，相同的构成要素将使用相同的图形标记。

基于本发明概念的实施例可以实现多样化的修改，也能具有各种形态，将把特定实施例例示于附图并且在本说明书或申请书给于详细说明。然而，不能因此把基于本发明概念的实施例局限在所公开的实施形态，应该理解为在本发明的技术及思想范畴内所进行的一切置换、变形及修改都包含在内。

某一构成要素被记载为“连接”或“接入”其它构成要素时，虽然可以被理解为直接连接或接入该其它构成要素，也可以被理解为中间存在着其它的构成要素。与此相反的是，某一构成要素被记载为“直接连接”或“直接接入”其它构成要素时，应该被理解为中间不存在其它的构成要素。诸如“在～之间”与“即在～之间”或“邻接～”与“直接邻接～”等说明构成要素之间关系的其它表现方式也应当按照该方案解释。

本申请中使用的术语仅为说明特定实施例而使用，不得因此局限本发明。除非在句子的脉理中可以明显地加以区分，否则单数表现方式也包括复数的情形。本申请的“包括”或“具有”等术语只是指定说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、零件或它们的组合的存在，不得视为事先排除了一个或一个以上的其它特征、数字、步骤、动作、构成要素、零件或它们的组合的存在或附加可能性的存在。

图2是基于本发明实施例的具备移动提取管的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)的剖视图。

如图2所示，上述具备移动提取管的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)依次配置了：外管(130)，一侧形成有具备分散器(110)的流入口(120)；涡流转子(140)，凭借涡流转子固定托架(115)可旋转地固定在外管(130)内部；移动提取管(182)，内部安装提取管转子(190)并且凭借提取管固定托架(170)可移动地被支持并安装；及压力补偿管(200)，具备压力补偿器(210)并且形成有排放口(220)，该压力补偿管(200)可伸展地结合在移动提取管(182)的下流侧的端部；在形成有移动提取管(182)的外管(130)的位置上连接海水排放管(160)，外管(130)的内径与移动提取管(182)的外径之间则形成有允许海水移动的游隙。

在上述配置中，上述分散器(110)的功能是为了在外管(130)内部形成均匀的涡流而把流入的油井流体或油田流体予以均匀分散后使其流入外管(130)内部，可以由蜂窝结构之类的格子状构成。

而且，上述压力补偿管(200)为了把分离出来的天然气或原油轻易地输送到海上的钻探船的储存所而对所分离出来的天然气或原油赋予压力。

并且，上述外管(130)的内侧设有驱使上述移动提取管(182)相对于压力补偿管(200)进行位移的管驱动部(300)、凭借管驱动部(300)的驱动力引导移动提取管(182)移动的轨道(310)。

而且，上述外管(130)与移动提取管(182)内部形成有用于诱发油井流体或油田流体的涡流的螺旋形膛线。此时，形成于上述外管(130)的内周面的螺旋形膛线称为外管膛线(131)，形成于移动提取管(182)的内周面的螺旋形膛线则称为移动提取管膛线(183)。

并且，上述外管(130)内部中，上述涡流转子(140)的下流侧安装了检测低密度流体涡流的直径的低密度流体涡流直径检测部(400)。上述低密度流体涡流直径检测部(400)配置成能够在外管(130)的内侧面沿着长度方向移动而在检测了漏斗状低密度流体涡流(50)的长度方向的各个直径后向管驱动部(300)输出。此时，上述低密度流体涡流直径检测部(400)可以适用镜子检测方式、超声波检测方式等。

镜子检测方式通过导压孔把涡流生成体两侧的压力变动诱导到薄金属体的镜子表面而使得镜子振动。让一双发光元件接近该振动的镜子并且以该反射光为信号检测涡流(vortex)。

超声波检测方式利用涡流(vortex)所致空气密度变化接收管路内连续发信的一定超声波时，密度变化使得收信信号按照涡流数量分散并且凭此检测涡流(vortex)的发生频率。

如前所述地构成的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)通过流入口(120)接受所流入的混合了天然气或原油与海水的油井流体或油田流体后，涡流转子(140)旋转并形成涡流。此时，密度低的天然气或原油之类的低密度流体形成低密度流体涡流(50)并且位于中心部，密度较高的海水之类的高密度流体形成高密度流体涡流(60)并且凭借离心力位于低密度流体涡流(50)的外部。

凭此，低密度流体涡流(50)通过移动提取管(182)被提取后凭借提取管转子(190)增大涡流力并加速，由压力补偿管(200)赋予适当压力后通过连接到排放口(220)的管道被供应到钻探装置的天然气或原油储存槽并储存。并且，高密度流体涡流(60)通过外管(130)与移动提取管(182)之间的领域经由海水排放管(160)排放而得以和天然气或原油分离。

在如前所述的油井流体或油田流体的分离过程中，低密度流体涡流(50)与高密度流体涡流(60)的直径会随着天然气或原油与海水的比率差而变化。因此，移动提取管(182)的入口侧的内径与位于移动提取管(182)入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径不同时，分离效率会降低。具体地说，移动提取管(182)的入口侧的内径大于位于移动提取管(182)入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径时，所分离出来的天然气或原油里会包含海水。与此不同地，移动提取管(182)的入口侧的内径小于位于移动提取管(182)入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径时，所分离出来的天然气或原油的一部分被排放到移动提取管(182)的外部而导致分离效率降低。

为此，执行本申请的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法而防止所分离出来的天然气或原油泄漏或所分离出来的天然气或原油中混入海水。

图3是示出基于本发明实施例的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法的处理过程的顺序图，图4示出了随着低密度流体涡流(50)的直径减小而为了让移动提取管(182)的入口位于和移动提取管(182)的入口内径一致的低密度流体涡流位置而使得移动提取管(182)从压力补偿管(200)伸展的状态，图5示出了随着低密度流体涡流(50)的直径增加而为了让移动提取管(182)的入口位于和移动提取管(182)的入口内径一致的低密度流体涡流位置而使得移动提取管(182)插入压力补偿管(200)地收缩的状态。

下面结合图3到图5详细说明本申请的油井流体或油田流体分离方法的处理过程。

首先，如图3所示，由于涡流转子(140)旋转而使得油井流体或油田流体流入外管(130)内部时，外管(130)内侧的移动提取管(182)上流形成涡流。此时，上述涡流中，天然气或原油之类的低密度流体涡流(50)位于中心部，海水之类的高密度流体涡流(60)形成于外部。

如前所述地形成涡流的话，低密度流体涡流直径检测部(400)执行移动提取管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程(s10)检测对应于移动提取管(182)入口的低密度流体涡流(50)的直径位置。

执行了移动提取管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程(s10)后执行移动提取管移动过程(s20)让移动提取管(182)移动而使得移动提取管(182)的入口位于对应于移动提取管(182)的入口内径的低密度流体涡流(50)的直径位置。

上述移动提取管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程(s20)的检测结果为移动提取管(182)的入口侧的内径比位于移动提取管(182)入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径大的话，如图4所示，上述移动提取管移动过程(s20)成为让移动提取管(182)从压力补偿管(200)伸展的处理过程，亦即，管驱动部(400)驱使移动提取管(182)朝涡流转子(140)侧移动而使得移动提取管(182)的入口位于具备移动提取管(182)入口内径的低密度流体涡流的直径位置。

与此不同地，移动提取管(182)的入口侧的内径比位于移动提取管(182)入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径小时，上述移动提取管移动过程(s20)成为让移动提取管(182)相对于压力补偿管(200)收缩的处理过程，亦即，如图5所示，管驱动部(400)让移动提取管(182)的入口从涡流转子(140)隔离而使得移动提取管(182)的入口位于具备移动提取管(182)入口内径的低密度流体涡流的直径位置。

图6是本发明第二实施例的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)的剖视图。

如图6所示，上述管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)依次配置了：外管(130)，一侧形成有具备分散器(110)的流入口(120)；涡流转子(140)，凭借涡流转子固定托架(15)可旋转地固定在外管(130)内部；固定提取管(180)，内部安装提取管转子(190)并且凭借提取管固定托架(170)被固定；多重移动提取管(182a)，在上述固定提取管(180)的上述涡流转子(140)侧的端部相对于上述固定提取管(180)进行伸展收缩而可改变入口位置地结合；及压力补偿管(200)，具备压力补偿器(210)并且形成有排放口(220)；在形成有固定提取管(180)的外管(130)的位置上连接海水排放管(160)，外管(130)的内径与固定提取管(180)的外径之间则形成有允许海水移动的游隙。

在上述配置中，上述多重移动提取管(182a)可以是两个以上的管(182a、182b、182c)如同套筒管(telescopicpipe)一样地可伸展收缩地结合的结构。

而且，上述分散器(110)的功能是为了在外管(130)内部形成均匀的涡流而把流入的油井流体或油田流体予以均匀分散后使其流入外管(130)内部，可以由蜂窝结构之类的格子状构成。

而且，上述压力补偿管(200)为了把分离出来的天然气或原油轻易地输送到海上的钻探船的储存所而对所分离出来的天然气或原油赋予压力。

并且，上述外管(130)的内侧设有驱使上述多重移动提取管(182a)相对于固定提取管(180)进行位移的管驱动部(300)、为了把管驱动部(300)的驱动力传递到多重移动提取管(182a)而连接管驱动部(300)与多重移动提取管(182a)的驱动杆(310)。

而且，上述外管(130)、固定提取管(180)及多重移动提取管(182a)内部形成有用于诱发油井流体或油田流体的涡流的螺旋形膛线。此时，形成于上述外管(130)的内周面的螺旋形膛线称为外管膛线(131)，形成于固定提取管(180)的内周面的螺旋形膛线称为固定提取管膛线(181)，形成于多重移动提取管(182a)的内周面的螺旋形膛线则称为多重移动提取管膛线(183a)。

并且，上述外管(130)内部中，上述涡流转子(150)的下流侧安装了检测低密度流体涡流的直径的低密度流体涡流直径检测部(400)。上述低密度流体涡流直径检测部(400)配置成能够在外管(130)的内侧面沿着长度方向移动而在检测了漏斗状低密度流体涡流(50)的长度方向的各个直径后向管驱动部(300)输出。此时，上述低密度流体涡流直径检测部(400)可以适用镜子检测方式、超声波检测方式等。

镜子检测方式通过导压孔把涡流生成体两侧的压力变动诱导到薄金属体的镜子表面而使得镜子振动。让一双发光元件接近该振动的镜子并且以该反射光为信号检测涡流(vortex)。

超声波检测方式利用涡流(vortex)所致空气密度变化接收管路内连续发信的一定超声波时，密度变化使得收信信号按照涡流数量分散并且凭此检测涡流(vortex)的发生频率。

如前所述地构成的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)通过流入口(120)接受所流入的混合了天然气或原油与海水的油井流体或油田流体后，涡流转子(140)旋转并形成涡流。此时，密度低的天然气或原油之类的低密度流体形成低密度流体涡流(50)并且位于中心部，密度较高的海水之类的高密度流体形成高密度流体涡流(60)并且凭借离心力位于低密度流体涡流(50)的外部。

凭此，低密度流体涡流(50)通过固定提取管(180)被提取后凭借提取管(180)的提取管转子(190)增大涡流力并加速，由压力补偿管(200)赋予适当压力后通过连接到排放口(220)的管道被供应到钻探装置的天然气或原油储存槽并储存。并且，高密度流体涡流(60)通过外管(130)与固定提取管(180)之间的领域经由海水排放管(160)排放而得以和天然气或原油分离。

在如前所述的油井流体或油田流体的分离过程中，低密度流体涡流(50)与高密度流体涡流(60)的直径会随着天然气或原油与海水的比率差而变化。因此，多重移动提取管(182a)的入口侧的内径和位于多重移动提取管(182a)的入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径不同时，分离效率会降低。具体地说，多重移动提取管(182a)的入口侧的内径比位于多重移动提取管(182a)的入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径大时，所分离出来的天然气或原油里会包含海水。与此不同地，多重移动提取管(182a)的入口侧的内径比位于多重移动提取管(182a)的入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径小时，所分离出来的天然气或原油的一部分被排放到多重移动提取管(182a)的外部而导致分离效率降低。

为此，执行本申请的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法而防止所分离出来的天然气或原油泄漏或所分离出来的天然气或原油中混入海水。

图7是示出本发明第二实施例的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法的处理过程的顺序图，图8示出了随着低密度流体涡流(50)的直径减小而为了让多重移动提取管(182a)的入口位于和多重移动提取管(182a)的入口内径一致的低密度流体涡流位置而使得多重移动提取管(182a)从固定提取管(180)伸展的状态，图9示出了随着低密度流体涡流(50)的直径增加而为了让多重移动提取管(182a)的入口位于和多重移动提取管(182a)的入口内径一致的低密度流体涡流位置而使得多重移动提取管(182a)插入固定提取管(180)地收缩的状态。

下面结合图7到图9详细说明本申请的油井流体或油田流体分离方法的处理过程。

首先，如图7所示，由于涡流转子(140)旋转而使得油井流体或油田流体流入外管(130)内部时，外管(130)内侧的多重移动提取管(182a)上流形成涡流。此时，上述涡流中，天然气或原油之类的低密度流体涡流(50)位于中心部，海水之类的高密度流体涡流(60)形成于外部。

如前所述地形成涡流的话，低密度流体涡流直径检测部(400)执行多重移动提取管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程(s30)检测对应于多重移动提取管(182a)入口的低密度流体涡流(50)的直径位置。

并且，执行了多重移动提取管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程(s30)后执行多重移动提取管移动过程(s40)让多重移动提取管(182a)移动而使得多重移动提取管(182a)的入口位于对应于多重移动提取管(182a)的入口内径的低密度流体涡流(50)的直径位置。

上述多重移动提取管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程(s30)的检测结果为多重移动提取管(182a)的入口侧的内径比位于多重移动提取管(182a)的入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径大的话，如图8所示，上述多重移动提取管移动过程(s40)成为让多重移动提取管(182a)从固定提取管(180)伸展的处理过程，亦即，管驱动部(400)驱使多重移动提取管(182a)的入口朝涡流转子(150)侧移动而使得多重移动提取管(182a)的入口位于具备多重移动提取管(182a)入口内径的低密度流体涡流的直径位置。

与此不同地，多重移动提取管(182a)的入口侧的内径比位于多重移动提取管(182a)的入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径小时，上述多重移动提取管移动过程(s40)成为让多重移动提取管(182a)相对于固定提取管(180)收缩的处理过程，亦即，如图9所示，管驱动部(400)让多重移动提取管(182a)的入口从涡流转子(150)隔离而使得多重移动提取管(182a)的入口位于具备多重移动提取管(182a)入口内径的低密度流体涡流的直径位置。

图10是本发明第三实施例的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)的剖视图。

如图10所示，上述管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)依次配置了：外管(130)，一侧形成有具备分散器(110)的流入口(120)；涡流转子(140)，凭借涡流转子固定托架(15)可旋转地固定在外管(130)内部；固定提取管(180)，内部安装提取管转子(190)并且凭借提取管固定托架(170)被固定；可变直径管(182b)，在上述固定提取管(180)的上述涡流转子(140)侧的端部可改变直径地结合；及压力补偿管(200)，具备压力补偿器(210)并且形成有排放口(220)；在形成有固定提取管(180)的外管(130)的位置上连接海水排放管(160)，外管(130)的内径与固定提取管(180)的外径之间则形成有允许海水移动的游隙。

在上述配置中，上述分散器(110)的功能是为了在外管(130)内部形成均匀的涡流而把流入的油井流体或油田流体予以均匀分散后使其流入外管(130)内部，可以由蜂窝结构之类的格子状构成。

而且，上述压力补偿管(200)为了把分离出来的天然气或原油轻易地输送到海上的钻探船的储存所而对所分离出来的天然气或原油赋予压力。

并且，上述可变直径管(182b)在固定提取管(180)的入口侧可旋转地结合于多个铰链(185)并且包括构成圆筒形的多个翼(184)。上述多个翼(184)和相邻的翼(184)在一定领域朝同一方向重叠地构成，并且能够凭借下面说明的管驱动部(300)与驱动杆(310)调整直径。

上述外管(130)的内侧设有调整上述可变直径管(182b)的入口侧直径的管驱动部(300)、为了把管驱动部(300)的驱动力传递到可变直径管(182b)而连接管驱动部(300)与可变直径管(182b)的驱动杆(310)。而且，在上述外管(130)、固定提取管(180)及可变直径管(182b)内部形成有用于诱发油井流体或油田流体的涡流的螺旋形膛线。

此时，形成于上述外管(130)的内周面的螺旋形膛线称为外管膛线(131)，形成于固定提取管(180)的内周面的螺旋形膛线称为固定提取管膛线(181)，形成于可变直径管(182b)的内周面的螺旋形膛线则称为可变直径管膛线(183b)。

并且，上述外管(130)内部中，在上述涡流转子(150)的下流侧安装了在可变直径管(182b)的入口侧检测低密度流体涡流的直径的低密度流体涡流直径检测部(400)。上述低密度流体涡流直径检测部(400)配置成能够在外管(130)的内侧面沿着长度方向移动而在检测了漏斗状低密度流体涡流(50)的长度方向的各个直径后向管驱动部(300)输出。此时，上述低密度流体涡流直径检测部(400)可以适用镜子检测方式、超声波检测方式等。

镜子检测方式通过导压孔把涡流生成体两侧的压力变动诱导到薄金属体的镜子表面而使得镜子振动。让一双发光元件接近该振动的镜子并且以该反射光为信号检测涡流(vortex)。

超声波检测方式利用涡流(vortex)所致空气密度变化接收管路内连续发信的一定超声波时，密度变化使得收信信号按照涡流数量分散并且凭此检测涡流(vortex)的发生频率。

具备了如前所述地构成的可变直径管的管一体型油井流体或油田流体分离装置(100)通过流入口(120)接受所流入的混合了天然气或原油与海水的油井流体或油田流体后，涡流转子(140)旋转并形成涡流。此时，密度低的天然气或原油之类的低密度流体形成低密度流体涡流(50)并且位于中心部，密度较高的海水之类的高密度流体形成高密度流体涡流(60)并且凭借离心力位于低密度流体涡流(50)的外部。

凭此，低密度流体涡流(50)通过固定提取管(180)被提取后凭借提取管(180)的提取管转子(190)增大涡流力并加速，由压力补偿管(200)赋予适当压力后通过连接到排放口(220)的管道被供应到钻探装置的天然气或原油储存槽并储存。并且，高密度流体涡流(60)通过外管(130)与固定提取管(180)之间的领域经由海水排放管(160)排放而得以和天然气或原油分离。

在如前所述的油井流体或油田流体的分离过程中，低密度流体涡流(50)与高密度流体涡流(60)的直径会随着天然气或原油与海水的比率差而变化。因此，可变直径管(182b)的入口侧的内径和位于可变直径管(182b)的入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径不同时，分离效率会降低。具体地说，可变直径管(182b)的入口侧的内径比位于可变直径管(182b)的入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径大时，海水流入可变直径管(182b)内部而使得所分离出来的天然气或原油里会包含海水。与此不同地，可变直径管(182b)的入口侧的内径比位于可变直径管(182b)的入口侧的低密度流体涡流(50)部位的直径小时，所分离出来的天然气或原油的一部分被排放到可变直径管(182b)的外部而导致分离效率降低。

为此，执行本申请的具备可变直径管的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法而防止所分离出来的天然气或原油泄漏或者所分离出来的天然气或原油中混入海水。

图11是示出本发明第三实施例的具备可变直径管的管一体型油井流体或油田流体分离装置的油井流体或油田流体分离方法的处理过程的顺序图，图12示出了随着低密度流体涡流(50)的直径增加而为了具备对应于可变直径管(182b)的入口侧的低密度流体涡流(50)的直径而使得可变直径管(182b)的入口直径扩展的状态，13示出了随着低密度流体涡流(50)的直径减小而为了具备对应于可变直径管(182b)的入口侧的低密度流体涡流(50)的直径而使得可变直径管(182b)的入口直径缩小的状态。

下面结合图11到图13详细说明本申请的油井流体或油田流体分离方法的处理过程。

首先，如图11所示，由于涡流转子(140)旋转而使得油井流体或油田流体流入外管(130)内部时，外管(130)内侧的可变直径管(182b)上流形成涡流。此时，上述涡流中，天然气或原油之类的低密度流体涡流(50)位于中心部，海水之类的高密度流体涡流(60)形成于外部。

如前所述地形成涡流的话，低密度流体涡流直径检测部(400)执行对应于可变直径管入口位置的低密度流体涡流直径的检测过程(s50)检测可变直径管(182b)入口位置的低密度流体涡流(50)的直径。

并且，执行了对应于可变直径管入口位置的低密度流体涡流直径的检测过程(s50)后执行可变直径管直径变更过程(s60)进行调整而让可变直径管(182b)的入口直径(内径)成为可变直径管(182b)的入口位置的低密度流体涡流(50)的直径。

上述可变直径管入口所相应的低密度流体涡流直径位置的检测过程(s50)的检测结果为可变直径管(182b)的入口位置相应的低密度流体涡流直径比可变直径管(182b)的入口直径大的话，如图12所示，上述可变直径管直径变更过程(s60)成为下列处理过程，亦即，管驱动部(400)扩展可变直径管(182b)的入口直径而使其和可变直径管(182b)的入口位置所相应的低密度流体涡流直径一致。

与此不同地，可变直径管(182b)的入口位置相应的低密度流体涡流直径比可变直径管(182b)的入口直径小时，上述可变直径管直径变更过程(s60)则下列处理过程，亦即，如图12所示，管驱动部(400)缩小可变直径管(182b)的入口直径而使其和可变直径管(182b)的入口位置所相应的低密度流体涡流直径一致。

产业上的用途

本发明可应用于海上油井流体或油田流体的开发领域。