[发明专利]用于段塞流控制的系统和方法

权利要求书

1.一种基于立管的段塞流控制系统，包括：

气液分离器，其包括限定内部容积的外壳，和连接至所述外壳并且配置为接收多相流体流并引导流体流进入所述外壳的倾斜入口，使得流体在所述容积中成螺旋形流动并分离，其中，流体中的气体聚集在所述容积的上部，流体中的液体聚集在所述容积的下部；和

至少部分地延伸穿过所述外壳的内部容积的管状通道，所述管状通道限定了位于所述容积中的多个孔口，并且所述管状通道穿过所述外壳的壁延伸至出口，使得所述管状通道配置为接收来自所述容积下部的液体和来自所述容积上部的气体并且将液体和气体的混合物通过所述出口输送。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述分离器是配置为接收多相流体中的段塞流的气液圆柱形旋流分离器。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述分离器紧靠海底定位，并且进一步包括从所述出口向上延伸的立管，使得所述立管配置为将液体和气体的混合物从位于海底的分离器向上输送。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述外壳的内部容积通常为圆柱形并限定了竖直延伸的纵向轴线，并且所述管状通道沿着所述外壳的内部容积的纵向轴线延伸。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述管状通道平行于所述纵向轴线从位于所述容积下部的位置穿过所述外壳的顶侧延伸至出口。

6.如权利要求1所述的系统，其中，由所述管状通道限定的孔口沿着该管状通道布置在多个位置，至少一部分孔口布置在所述外壳的容积下部，使得该孔口配置为接收位于所述下部中的液体。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述外壳进一步限定气体入口，其配置为接收进入所述容积上部的加压气体，从而增大分离器中的气体压力。

8.如权利要求1所述的系统，进一步包括适于接收来自所述外壳的容积下部的液体并且将该液体通过管状通道泵送的泵，并且其中，所述管状通道限定了位于所述外壳的容积上部中的多个孔口，所述孔口配置为接收位于上部的气体，使得气体与通过管状通道泵送的液体混合。

9.如权利要求8所述的系统，进一步包括喷嘴，其布置在所述管状通道内并配置为在接收来自所述外壳上部的气体的位置处降低通过所述管状通道泵送的液体的压力。

10.一种控制流过立管的流体中的段塞流的方法，该方法包括：

经由连接至分离器外壳的倾斜入口提供进入分离器的多相流体流，使得所述流体在所述外壳的内部容积中成螺旋形流动并且分离，其中，流体中的气体聚集在所述容积的上部，流体中的液体聚集在所述容积的下部；

经由所述容积中的管状通道限定的多个孔口，将液体从所述容积的下部且将气体从所述容积的上部接收进入所述管状通道，并因而使管状通道中的液体和气体混合以形成液体和气体的混合物，该管状通道至少部分地延伸穿过所述外壳的内部容积；和

将混合物从管状通道通过立管输送至高于分离器的位置。

11.如权利要求10所述的方法，其中，提供多相流体流的步骤包括提供多相流中的段塞流，并且其中，接收液体和输送混合物的步骤增强了流体的液体和气体的混合，从而减少流体中的段塞流。

12.如权利要求10所述的方法，进一步包括紧靠海底提供所述分离器，和将立管提供为从分离器向上延伸，其中，通过立管输送混合物包括将液体和气体的混合物从位于海底的分离器向上输送至紧靠海面的位置。

13.如权利要求10所述的方法，进一步包括将加压气体流输送到容积上部，从而增大分离器中的气体压力。

14.如权利要求10所述的方法，进一步包括将液体从所述外壳的容积下部通过管状通道进行泵送，并且其中，接收步骤包括将气体经由限定在所述外壳的容积上部中的多个孔口接收进入管状通道，从而使气体和通过管状通道泵送的液体混合。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述泵送步骤包括通过布置在管状通道中的喷嘴泵送液体，从而在配置为接收来自所述外壳上部的气体的位置处降低通过管状通道泵送的液体的压力。