[发明专利]流体高度控制系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及流体高度的控制，尤其涉及流入流量和/或排出流量不恒定情况下的流体高度控制。

背景技术

美国专利No.4405258号公开了一种用于储存比水更轻的流体（如油）的方法，该流体是离岸的水下井发生井喷所产生的。该方法包括步骤：在浅水靠近海床的位置布置密封的拱顶结构（该拱顶结构将位于所述位置）。密封的拱顶结构具有扩展的拱顶状的不透液上部膜、不透液中空外围环、以及分散的排水装置；中空外围环连接到所述不透液上部膜的外周以提供悬垂的袋状容器；排水装置位于袋状容器内，所述排水装置用于从该容器连接到泵送管道装置。然后将湿沙从海床泵送到袋状容器中，然后通过排水装置从湿沙中排出水，从而提供了布置在袋状容器中的被排掉水的沙体，使中空外围环作为中空外围环面而起到自支撑结构的作用以及起到用于拱顶结构单元的锚固件的作用。然后在拱顶结构中充入使其浮起的量的空气，从而浮起的拱顶结构浮出至将要布置拱顶结构的位置。然后，通过有可控制地释放空气并基本上同时地用水充注拱顶结构而使拱顶结构浸没，从而拱顶结构下沉直到比水更轻的流体被捕获到拱顶结构中为止，这种流体基本上同时将水从拱顶结构内置换出来。美国专利No.4405258号的全部内容引入文中作为参考。

美国专利No.4643612号公开了一种具有凹状底部的储油驳船，所述凹状底部适于被锚固在水下井或正在漏油的管道上方。柔性裙部伸展至海底，在驳船下方被捕集的油可被储存在驳船中，或者然后被输送到另一容器中。美国专利No.4643612号的全部内容引入文中作为参考。

美国专利No.5114273号公开了一种保护装置，该保护装置安装到离岸钻探油或气平台上或安装在其周围。在操作中该保护装置通过浮动容纳装置和附接的围油幕包围或围住该平台，所述围油幕从该保护装置悬垂至海底。污染物容纳装置通常浸入水中，需要时将其致动到海面。该装置将在短时间内花费最少努力俘获离岸钻探平台污染物，从而保持环境清洁。示出了离岸平台污染物容纳装置的其他方法，包括固定不动的油污染物封拦屏障和活动屏障，所述固定不动的油污染物封拦屏障和活动屏障在油平台内部或外部工作以形成从海底至水面上方的全包式屏障，从而将溢油保持在平台区域。美国专利No.5114273号的全部内容引入文中作为参考。

美国专利No.5213444号公开了一种油/气收集器/分离器，其用于回收泄露的油（例如从离岸油井或水下油井泄露的油）。分离器漂浮在泄露位置上方并被限制在合适位置上以接收从破裂或泄漏的油井套管、管线或沉没船只浮向水面的油/气或接收在压力下从破裂或泄漏的油井套管、管线或沉没船只驱向水面的油/气。分离器设置有向下伸展的裙部以容纳漂浮的油/气，或者迫使油/气向上进入拱顶结构中，在该拱顶结构中，通过使气体在拱顶结构顶部燃烧（燃尽）而将气体从油/水中分离，然后使油从水中分离出来并将油泵送到使用位置。因为油的密度小于水的密度，因而可容易地从进入拱顶结构的任何水中分离出油。美国专利No.5213444号的全部内容引入文中作为参考。

美国专利No.6592299号公开了一种检测和定位海上淡水泉的方法，主要通过测定盐度以及通过收集淡水的方法和装置来实现所述检测和定位方法。收集装置包括浸没的钟状储器、以及泵送系统，钟状储器顶部容纳并捕集淡水，泵送系统用于取淡水并通过输送管输送淡水，其特征在于：储器底部周边和/或位于储器内侧、顶端敞开、并且局部（优选全部）包围住再生淡水的流道底部周边严格依照海底地形轮廓形成以使所述周边和海底之间密封。美国专利No.6592299号的全部内容引入文中作为参考。

现有技术存在下述一个或更多个需求：

改进系统和方法来控制容器内的流体高度；

改进系统和方法来收集从海水环境溢出的油和气；

改进系统和方法来收集从水下井溢出的油和气；

改进系统和方法来收集从水体之下的地下地层溢出的油和气；和/或

改进系统和方法来收集从水体之下的地下地层溢出的油和气，并继而防止油、气与水混合。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种流体高度控制系统，其包括容纳油和水的结构；位于所述结构上的流体排出部；与所述流体排出部流体相连的流量控制器；传感器，所述传感器位于所述结构上，适于测量所述油和所述水的属性；以及用于解析来自所述传感器的信号的计算机。

本发明的另一方面提供了一种方法，包括：使至少油和水流入一结构中；测定所述油和水的至少一种属性；解析所测定的测量值以确定所述结构中油-水交界面的高度；以及使用所述测量值来调节所述油从所述结构排出的流量。