[发明专利]用于分离材料流成分的海底机器和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题的实施例一般地涉及将介质流分离成成分，且更具体地说涉及分离来自海底井口的流和压缩流的气体成分。

背景技术

当今在我们社会的许多部分都在使用石油和天然气。例如，石油是用于给大部分当今运输提供燃料的基础，并且是许多产品制造领域，例如塑料制造领域中的成分，而天然气可用作加热源和满足其它能量需求的来源。因为我们的社会随着时间流逝已经消耗了大量的石油和天然气，所以较容易获得的这些碳氢化合物的供给已经减少了，造成对更多石油和天然气的搜寻扩展至更具挑战性的环境。一种此类挑战性的环境是海底环境。

当前在某些深度可以从海底油井提取石油和气体。在图1中显示了此过程的概览。图1显示了海底油井102，混合物流从海底油井流向分离器104。此混合物可包括从海底油井102中流出的物理地混合在一起的石油、气体、泥浆、水以及其它材料。分离器104将混合物分离成各种成分，例如气体以及其它材料。气体然后被传送至压缩机106，其压缩气体并将气体传送给各种设施108，例如储存设施。

目前存在用于分离出流的成分的许多不同类型的分离器104。分离器104的一个示例是如图2中所示的离心分离器104。最初，气体/液体流202进入离心分离器104。气体/液体流202通过涡流元件204并进入分离腔室206，其然后通向气体提取208。此过程的结果是两个分离的流，无液体的气体流210和分离的液体流212。其它类型的分离器104包括挡板式分离器、静电聚结器和磁力分离器。

如之前所述，海底环境是用于获得石油和气体的挑战性的环境。另外，在此类环境中以成本有效的方式使制造设备安全且有效地运转将是持续的挑战。因此，用于改善海底石油开采操作的系统和方法是所期望的。

发明内容

根据一个示例性实施例，有一种用于分离从海底油井接收的混合物的海底机器。该海底机器包括：腔室，其构造成接收并通过重力分离从海底油井接收的混合物。该腔室包括：外壳和活塞，外壳构造成在分离期间容纳从海底油井接收的混合物，活塞设于外壳的内部并且将外壳分成顶部区段和底部区段。活塞构造成在第一方向上沿着轴线移动，以便在顶部区段产生用于从海底油井接收混合物的更多空间，并且在分离已经发生之后在相反的第二方向上沿着轴线移动，以用于从腔室除去混合物。海底机器还包括：流体地连接在顶部区段上的压缩机区段，压缩机区段构造成接收、压缩和朝着陆上设施推动气体。

根据另一示例性实施例，有一种用于在海底机器中分离从海底油井接收的混合物的方法。该方法包括：在腔室中接收和分离从海底油井接收的混合物；在分离期间使从海底油井接收的混合物容纳在外壳中；使活塞在第一方向上沿着轴线移动，以便在腔室中产生用于接收混合物的更多空间，并且在分离已经发生之后使活塞在相反的第二方向上沿着轴线移动，以从腔室中除去混合物；在压缩机区段处接收和压缩气体；并朝着陆上设施推动压缩气体。

根据另一示例性实施例，有一种用于分离从海底油井接收的混合物的海底机器。该海底机器包括腔室，其构造成从海底油井接收混合物，并通过腔室内海水的压力喷出混合物。

附图说明

附图显示了示例性实施例，其中：

图1描绘了用于使混合物从海底油井流向陆上设施的设备；

图2显示了离心分离器；

图3显示了根据示例性实施例的用于使混合物从海底油井流向陆上设施的设备；

图4显示了根据示例性实施例的用于使混合物从海底油井流向陆上设施的一种备选设备选项；

图5显示了根据示例性实施例的海底机器；

图6显示了根据示例性实施例的U形管塔、压缩机和陆上设施；

图7显示了根据示例性实施例的从海底油井接收混合物的海底机器阵列；

图8描述了根据示例性实施例的在分离循环的不同部分操作的海底机器阵列；且

图9显示了根据示例性实施例的用于在海底机器中分离从海底油井接收的混合物的方法的流程图。

具体实施方式

以下参照附图描述示例性实施例。不同图纸中的相同的标号标识相同或相似的元件。另外，图纸并不一定按比例绘制。同样，以下详细描述并不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求来限定。