CN106474828A - 用于重力分离的装置和方法及包含其的石油和天然气生产系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于重力分离的装置，其包括：若干重力分离模组，每个所述重力分离模组包括进口、第一出口、连接所述进口和所述第一出口的第一通道、竖直方向上不同于所述第一出口的第二出口、与所述第二出口相通的第二通道、以及若干连接所述第一通道和所述第二通道的第三通道。本发明还涉及相应的用于重力分离的方法以及包含前述装置和方法的石油和天然气生产系统和方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于重力分离的装置和方法及包含其的石油和天然气生产系统和方法。
背景技术
物质分离在很多领域都有需求。例如，在石油和天然气工业，开采得到的油气常常包含液体(如油和水)、固体及/或气体的组合，需要在生产的过程中将它们分开以得到最终产品。
现有的一些装置和方法利用重力来进行物质的分离，但这些装置和方法的分离效果并不总能满足各种不同需要。
因而，需要新的用于重力分离的装置和方法及包含其的石油和天然气生产系统和方法。
发明内容
一方面，本发明的实施例涉及用于重力分离的装置，其包括：若干重力分离模组，每个所述重力分离模组包括进口、第一出口、连接所述进口和所述第一出口的第一通道、竖直方向上不同于所述第一出口的第二出口、与所述第二出口相通的第二通道、以及若干连接所述第一通道和所述第二通道的第三通道。
另一方面，本发明的实施例涉及包含本发明实施例所涉及的用于重力分离的装置的石油和天然气生产系统。
另一方面，本发明的实施例涉及用于重力分离的方法，其包括：向本发明的实施例所涉及的装置的进口输入包括第一物质和第二物质的待分离流，所述第二物质的密度高于所述第一物质的密度；输出第一产品流；及输出第二产品流，所述第二产品流与所述第一产品流相比，含有的所述第一物质的浓度不同。
另一方面，本发明的实施例涉及包含本发明实施例所涉及的用于重力分离的方法的石油和天然气生产方法。
附图说明
参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本发明的特征、方面及优点，其中：
图1-7所示为本发明的实施例涉及的用于重力分离的装置的示意图。
具体实施方式
除非本发明中清楚另行定义，用到的科学和技术术语的含义为本发明所属技术领域的技术人员所通常理解的含义。本发明中使用的“包括”、“包含”、“具有”、或“含有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。
本发明中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于所述具体数量，还包括与所述数量接近的、可接受的、不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”、“左右”等修饰一个数值，意为本发明不限于所述精确数值。一些实施例中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。
在说明书和权利要求中，除非清楚地另外指出，所有项目的单复数不加以限制。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的结构、构造、性能参数、元件或实施例等。
除非上下文另外清楚地说明，术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如成分)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。
本发明说明书中提及“一些实施例”等等，表示所述与本发明相关的一种特定要素(例如特征、结构和/或特点)被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能出现于其他实施例中。另外，需要理解的是，所述发明要素可以任何适合的方式结合。
在下文中，将参照附图说明本发明的实施方式，将不会详细描述众所周知的功能和结构，以避免因不必要的细节而使本发明显得令人费解。
图1至7所示为本发明的实施例涉及的用于重力分离的装置100，200，300，400，500，600，700的示意图。所述装置100，200，300，400，500，600，700包括：若干重力分离模组110，210，310，410，510，610，710，每个所述重力分离模组110，210，310，410，510，610，710包括进口111，211，311，411，511，611，711、第一出口112，212，312，412，512，612，712、连接所述进口111，211，311，411，511，611，711和所述第一出口112，212，312，412，512，612，712的第一通道113，213，313，413，513，613，713、竖直方向上不同于所述第一出口112，212，312，412，512，612，712的第二出口114，214，314，414，514，614，714、与所述第二出口114，214，314，414，514，614，714相通的第二通道115，215，315，415，515，615，715、以及若干连接所述第一通道113，213，313，413，513，613，713和所述第二通道115，215，315，415，515，615，715的第三通道116，216，316，416，516，616，716。
本发明提及的“待分离流”以及类似用语指的是用于重力分离的物质组合。一些实施例中，所述待分离流包括固体、液体、气体或其任意组合。一些实施例中，所述待分离流包括两种以上不同液体，例如水和油。
一些实施例中，含有具有不同密度的第一和第二物质的待分离流150，250，350，450，550，650，750通过所述进口111，211，311，411，511，611，711输入所述装置100，200，300，400，500，600，700。一些实施例中，第一物质的密度低于第二物质。
在重力分离模组110，210，310，410，510，610，710中，待分离流150，250，350，450，550，650，750沿第一通道113，213，313，413，513，613，713前进，在第一通道113，213，313，413，513，613，713与第三通道116，216，316，416，516，616，716连接的地方，分为两部分。一部分继续沿第一通道113，213，313，413，513，613，713前进，另一部分进入第三通道116，216，316，416，516，616，716。由于密度的不同，基于重力，所述第一物质和第二物质分别倾向于进入继续沿第一通道113，213，313，413，513，613，713前进的部分或进入第三通道116，216，316，416，516，616，716的部分。继续沿第一通道113，213，313，413，513，613，713前进的部分在下一个与第三通道116，216，316，416，516，616，716连接的地方，再基于重力和密度差异分为继续沿第一通道113，213，313，413，513，613，713前进或进入第三通道116，216，316，416，516，616，716的两部分。以此类推。在所述第一出口112，212，312，412，512，612，712得到的是在所述第一通道113，213，313，413，513，613，713多级重力分离的含有浓度较高的第一或第二物质的产品流151，251，351，451，551，651，751。进入第三通道116，216，316，416，516，616，716的含有浓度较高的第二或第一物质的产品流152，252，352，452，552，652，752经所述第二通道115，215，315，415，515，615，715、由所述第二出口114，214，314，414，514，614，714输出。
只要能满足对于分离效果的要求以及适应具体待分离流中的物质组合，本发明实施例所涉及的用于重力分离的装置可包括任何方式组合的重力分离模组。所述用于重力分离的装置可包括先后顺序相连的重力分离模组。一些实施例中，如图1-6所示，在先的重力分离模组110，210，310，410，510，610的第二出口114，214，314，414，514，614与随后的重力分离模组110，210，310，410，510，610的进口111，211，311，411，511，611连接。在这种情况下，在先的重力分离模组110，210，310，410，510，610的第二出口114，214，314，414，514，614输出的产品流152，252，352，452，552，652，752为随后的重力分离模组110，210，310，410，510，610的待分离流，在随后的重力分离模组110，210，310，410，510，610以前述方式得到进一步分离。
所述用于重力分离的装置可包括先后顺序相连的若干重力分离模组。一些实施例中，如图1-2所示，在先的重力分离模组110，210的第二出口114，214与随后的重力分离模组110，210的进口111，211分别逐一连接，所有的第一通道113，213从相应进口111，211平行延伸而出。此种情况下，所有在先的重力分离模组110，210的第二出口114，214输出的产品流152，252为随后的重力分离模组110，210的待分离流，在随后的重力分离模组110，210得到进一步分离。
一些实施例中，如图1所示，所有的第一通道113从相应进口111斜向上延伸而出。一些实施例中，所有的第三通道116从相应第一通道113向下延伸。一些实施例中，所有的第三通道116从相应第一通道113斜向下延伸。所述重力分离模组110的产品流152含有的第一物质的浓度低于相应的产品流151。
一些实施例中，如图2所示，所有的第二通道213从相应进口211斜向下延伸而出。一些实施例中，所有的第三通道216从相应第一通道213向上延伸。一些实施例中，所有的第三通道216从相应第一通道213斜向上延伸。所述重力分离模组210的产品流252含有的第一物质的浓度高于相应的产品流251。
所述用于重力分离的装置可包括先后顺序连接且对称的方式排列的重力分离模组。前后顺序连接且对称的可为相邻的两个重力分离模组。前后顺序连接且对称的可为相邻的两组重力分离模组，其中每组重力分离模组可包括若干先后顺序相连且同向排列的重力分离模组。所述用于重力分离的装置可包括先后顺序连接但不对称及/或不平行的方式排列的重力分离模组。
一些实施例中，如图3所示，两个相邻重力分离模组310中在先一个的第二出口314与随后一个的进口311连接。两个相邻重力分离模组310相互对称。两个相邻重力分离模组310之一的第一通道313从相应进口311沿第一方向延伸而出，所述两个相邻重力分离模组310另一的第一通道313从相应进口311沿与第一方向不同的第二方向延伸而出。以此类推。第一方向可为向上的，第二方向可为向下的。反之亦然。第一通道313从相应进口311向上延伸而出的重力分离模组310的产品流352含有的第一物质的浓度低于相应产品流351。第一通道313从相应进口311向下延伸而出的重力分离模组310的产品流352含有的第一物质的浓度高于相应产品流351。
一些实施例中，如图4所示，相邻的两组重力分离模组410中每个在先一个的第二出口414与随后一个的进口411连接。相邻的两组重力分离模组410相互对称。一组相邻重力分离模组410的第一通道414从相应进口411沿第一方向平行延伸而出，另一组相邻重力分离模组410的第一通道414从相应进口411沿不同于所述第一方向的第二方向平行延伸而出。以此类推。第一方向可为向上的，第二方向可为向下的。反之亦然。第一通道413从相应进口411向上延伸而出的重力分离模组410的产品流452含有的第一物质的浓度低于相应产品流451。第一通道413从相应进口411向下延伸而出的重力分离模组410的产品流452含有的第一物质的浓度高于相应产品流451。
所述用于重力分离的装置可包括两两连接并组合的的重力分离模组。所述两两连接并组合的重力分离模组的进口、第一通道、第二出口以及第二通道可分别相通。所述两两连接并组合的重力分离模组可共用进口及/或第二出口。所述两两连接并组合的重力分离模组可合称为组合重力分离模组。
一些实施例中，如图5-7所示，两个重力分离模组510，610，710的进口511，611，711各自相通并与相应第一通道514，614，714相通。
一些实施例中，如图5-7所示，所述两个重力分离模组510，610，710的第二出口514，614，714各自相通并与相应第二通道515，615，715相通。
一些实施例中，如图5所示，所述两两连接并组合的重力分离模组510，分别共用进口511和第二出口514，可合称为组合重力分离模组590。在先的组合重力分离模组590的第二出口514与随后的组合重力分离模组590的进口511相通。以此类推。所述组合重力分离模组590中，两个第一通道513分别沿不同方向延伸，例如分别上下方向。待分离流550在共用的进口511(组合重力分离模组的进口)与相应两个第一通道513连接的地方分成两部分，分别进入两个重力分离模组510的第一通道513，进入向上延伸的第一通道513的部分含有的第一物质的浓度高于进入向下延伸的第一通道513的部分。所述两部分再分别在相应的重力分离模组510中以前述方式进一步分离。第一通道513向上延伸的重力分离模组510的产品流552含有的第一物质的浓度低于相应产品流551。第一通道513向下延伸的重力分离模组510的产品流552含有的第一物质的浓度高于相应产品流551。在先的组合重力分离模组590的产品流552流经两个第二通道515和第二出口514，为随后组合重力分离模组590的待分离流，输入随后的进口511，以前述方式进一步分离。不同实施例中，如果串联的每个组合重力分离模组590为一级的话，串联的级数可根据需要改变。
一些实施例中，如图6所示，在先的两两连接并组合的重力分离模组610的第二出口614与随后的两两连接并组合的重力分离模组610的互相相通的进口611相通，而且与另两个连接并组合的重力分离模组610的第二出口614相通。
一些实施例中，如图6所示，若干重力分离模组610的进口611彼此相通。所述待分离流650输入到彼此相通的进口611在各个重力分离模组610中分离。第一通道613向上延伸的重力分离模组610的产品流652含有的第一物质的浓度低于相应产品流651。第一通道613向下延伸的重力分离模组610的产品流652含有的第一物质的浓度高于相应产品流651。在先的重力分离模组610的产品流652流经各自的第二通道615和共用/相通的第二出口614，为随后连接并组合的重力分离模组610的待分离流，输入随后的共用进口611，以前述方式进一步分离。图6中所示的为两个在先组合重力分离模组690并联后与后一个组合重力分离模组690串联，即，上级为两个并联的组合重力分离模组690、下级为一个组合重力分离模组690的两级串联。其他实施例中，串联的级数可以不同，而且，每级中并联的组合重力分离模组的个数也可能不一样，每级中还可包括串联的组合重力分离模组。如果考虑到在先级的组合重力分离模组仅有部分进入随后级的组合重力分离模组，可让后面级的组合重力分离模组的个数少于前面级的组合重力分离模组的个数，这样可以进一步提高重力分离装置的效率。
一些实施例中，如图7所示，两两连接并组合的重力分离模组710的第二出口714与其进口711相通。所述待分离流750经所述两两连接并组合的重力分离模组710分离得到的产品流752经共用的第二出口714返回到共用的进口711，再次循环分离。可视需要决定循环的次数。一些实施例中，借助泵780等辅助设施将所述产品流752返回到所述进口711。
本发明实施例所涉及的用于重力分离的装置中的若干重力分离模组的若干第一出口可相互连通。一些实施例中，如图1-6所示，所述装置100，200，300，400，500，600包括第一产品出口117，217，317，417，517，617和与所述第一出口112，212，312，412，512，612及所述第一产品出口117，217，317，417，517，617相通的第四通道118，218，318，418，518，618。
一些实施例中，如图1-2所示，所述第一产品出口117，217与所有的第一出口112，212相通。所有重力分离模组110，210的产品流151，251经所述第四通道118，218汇集为由所述第一产品出口117，217输出的第一产品流160，260。
一些实施例中，如图3-6所示，所述第一产品出口317，417，517，617与一些第一出口312，412，512，612相通。第一出口312，412与所述第一产品出口317，417相通的那些重力分离模组310，410的产品流351，451经所述第四通道318，418汇集为由所述第一产品出口317，417输出的第一产品流360，460。
一些实施例中，如图5-6所示，所述用于重力分离的装置500，600包括与最后重力分离模组510，610的第二出口514，614相通的分离进口519，619和与所述分离进口519，619及所述第一产品出口517，617相通的第一分离出口520，620。所述最后重力分离模组510，610的产品流652经第二出口514，614输入所述分离进口519，619，在所述分离进口519，619与所述第一分离出口520，620连接的地方分成两部分，其中一部分进入所述第一分离出口520，620。第一出口512，612与所述第一产品出口517，617相通的那些重力分离模组510，610的产品流551，651与所述第一分离出口520，620流出的部分经所述第四通道318，418汇集为由所述第一产品出口317，417输出的第一产品流360，460。
一些实施例中，如图1-6所示，所述装置100，200，300，400，500，600包括与最后重力分离模组110，210，310，410，510，610的第二出口114，214，314，414，514，614相通的第二产品出口121，221，321，421，521，621。
一些实施例中，如图1-2所示，所述第二产品出口121，221为最后重力分离模组110，210的第二出口114，214，输出的第二产品流170，270为最后重力分离模组110，210的产品流152，252。所述第二产品流170含有的第一物质的浓度低于所述第一产品流160，含有的第二物质的浓度高于所述第一产品流160。所述第二产品流270含有的第一物质的浓度高于所述第一产品流260，含有的第二物质的浓度低于所述第一产品流260。
一些实施例中，如图3-6所示，所述第二产品出口321，421，521，621与一些第一出口312，412，512，612相通。
一些实施例中，如图3-4所示，所述第二产品出口321，421与最后重力分离模组310，410的第二出口314，414相通。第一出口312，412与所述第二产品出口321，421相通的重力分离模组310，410的产品流351，451和最后重力分离模组310，410的产品流352，452经第五通道323，423汇集为所述第二产品出口321，421输出的第二产品流370，470。所述第二产品流370，470含有的第一物质的浓度高于所述第一产品流360，460，含有的第二物质的浓度低于所述第一产品流360，460。
一些实施例中，如图5-6所示，所述装置500，600包括与所述分离进口519，619及所述第二产品出口521，621相通的第二分离出口522，622。所述最后重力分离模组510，610的产品流652经第二出口514，614输入所述分离进口519，619，在所述分离进口519，619与所述第一分离出口520，620连接的地方分成的两部分中的一部分进入所述第二分离出口522，622。
第一出口512，612与所述第二产品出口521，621相通的重力分离模组510，610的产品流551，651和所述第二分离出口522，622输出的部分经第五通道523，623汇集为所述第二产品出口521，621输出的第二产品流570，670。所述第二产品流570，670含有的第一物质的浓度低于所述第一产品流560，660，含有的第二物质的浓度高于所述第一产品流560，660。
一些实施例中，包括串联及/或并联的组合重力分离模组的重力分离装置可不包含分离进口、第一分离出口和第二分离出口，最后组合分离模组的第二出口输出的产品流可回到某(些)级的一个或多个组合重力分离模组进行循环分离，排放，或用其他装置/方法进一步处理。
一些实施例中，如图7所示，所述第一通道713向上延伸的重力分离模组710的第一出口712为所述用于重力分离的装置700的第一产品出口717，其所输出的产品流751为所述用于重力分离的装置700的第一产品流760，所述第一通道713向下延伸的重力分离模组710的第一出口712为所述用于重力分离的装置700的第二产品出口721，其所输出的的产品流751为所述用于重力分离的装置700的第二产品流770。所述第二产品流770含有的第一物质的浓度低于所述第一产品流760，含有的第二物质的浓度高于所述第一产品流760。
一些实施例中，不需要循环，待分离流750流经组合重力分离模组790后直接输出第一产品流760、第二产品流770。第二出口714输出的为产品流752的集合，可用其他方式/装置进一步分离，排放，或储存。
一些实施例中，所述第一物质为油，所述第二物质为水。
一些实施例中，所述第一产品出口117，217，317，417，517，617，717位于竖直方向上不同于所述第二产品出口121，221，321，421，521，621，721的位置。相较而言，竖直方向上处于高位的产品出口117，217，317，417，517，617，717、121，221，321，421，521，621，721输出的产品流160，260，360，460，560，660，760、170，270，370，470，570，670，770比处于低位的产品输出的产品流含有的第一物质的浓度高、第二物质的浓度低。
一些实施例中，所述用于重力分离的装置100，200，300，400，500，600，700包括一个或多个其他出口(未图示)，其用于输出一种或多种其它产品流(未图示)。一些实施例中，所述待分离流150，250，350，450，550，650，750包括第一、第二物质外的其它物质，各个所述其它产品流中含有的其它物质的一种多于其它种物质。
一些实施例中，每个所述重力分离模组110，210，310，410，510，610，710内第一通道113，213，313，413，513，613，713与相应第三通道116，216，316，416，516，616，716分别沿不同方向延伸，从而在其连接的地方形成基于重力、根据密度的不同进行物质分离的分离节点。
一些实施例中，本发明涉及包含本发明实施例所涉及的用于重力分离的装置的石油和天然气生产系统。将待分离的油、气、水、及/或固体的组合输入本发明实施例所涉及的装置，基于重力、根据各物质密度的不同，分别分离为主要或全为某种物质的油、气、水、及/或固体产品流。
一些实施例中，本发明涉及一种用于重力分离的方法，其包括：向本发明的实施例所涉及的装置100，200，300，400，500，600，700的进口111，211，311，411，511，611，711输入包括第一物质和第二物质的待分离流150，250，350，450，550，650，750，所述第一物质的密度低于所述第二物质的密度；输出第一产品流160，260，360，460，560，660，760；及输出第二产品流170，270，370，470，570，670，770，所述第二产品流170，270，370，470，570，670，770与所述第一产品流160，260，360，460，560，660，760相比，含有的所述第一物质的浓度不同。
一些实施例中，本发明涉及包含本发明实施例所涉及的用于重力分离的方法的石油和天然气生产方法。
本发明实施例涉及的用于重力分离的装置可为任何满足应用需求的材料制得，例如不锈钢等合金及塑料等。
本发明实施例涉及的通道、进口、出口可以为管道，也可以为所述待分离流、产品流进入及/或通过的任何其它渠道。
本发明实施例涉及的用于重力分离的装置和方法通过重力分离模组内/间的分形结构或其变形结构的分离效果的叠加实现整体分离效果，可用于气液分离、液固分离、油水分离等两相或多相分离场合。重力分离模组的组合可使分离效果和分离的总量大大提高，待分离流的停留时间、装置的体积和占地可以大幅度减少。另外，重力分离模组的组合可使装置具有很好的耐压效果，可应用在深海水下分离等高压分离场合，例如深海及/或近海石油和天然气生产工艺中。而且，将重力分离的结构进行模组化，之后再进行各种组合，可提高装置的生产效率和灵活性。
实验示例
以下实验示例可以为本领域中具有一般技能的人实施本发明提供参考。这些例子并不限制权利要求的范围。
例1
在一块厚度为大约20毫米的有机玻璃底板上加工出流道网络，该流道网络由2条长约350毫米、间距50毫米左右的平行流道与夹角大约为120度的另外2条等长等间距平行流道组成的网络组成，其中所有流道均为宽约10毫米、深约6毫米的矩形流道，两条平行流道之间有6条50毫米左右的连接流道，连接流道均为宽约3毫米、深约6毫米的矩形流道。用另一块同样厚度的有机玻璃作为盖板重叠覆盖于其流道侧，并在两块有机玻璃板之间衬以透明聚乙烯薄膜辅助密封，再用螺栓将盖板与底板压紧，使底板上的流道形成密闭流道进而在盖板对应底板流道结构上、下、左、右四个末端位置上各开一直径大约为6毫米的孔，与外部管路连接作为流体的进口和出口。将该装置竖直放置，作为重力分离装置使用。该重力分离装置的流道总体积大约为83毫升。
该重力分离装置为包含一个组合重力分离模组时的示例，与共用的进口直接相连的有120度夹角的流道为分别斜上、斜下延伸的第一通道，另两条有120度夹角的流道为与共用的第二出口直接相连的第二通道，连接流道为第三通道，上出口为第一产品出口，下出口为第二产品出口，共用的进口在左边，共用的第二出口在右边。
例2
把Exxsol D60和Primol 352按照40.4％体积比混合得到大约30升模拟油，将模拟油和大约30升水分别用离心泵抽出然后在同一个管路混合作为待分离流，模拟油和水的流量比例为1:1。将该待分离流在重力作用下从例1所制备的重力分离装置进口进入重力分离装置，在重力作用下通过流道网络后形成第一产品流(上流液)，第二产品流(下流液)和第三股流，其中含水量降低的上流液从重力分离装置的上出口(第一产品出口)引出，而含水量升高的下流液从重力分离装置的下连接口(第二产品出口)引出，第三股流从右边的连接口(共用的第二出口)引出。调节上流液、下流液的流量，做了三组实验，其主要操作条件和结果如下表1所示。
表1
| 实验编号 | 1 | 2 | 3 |
| 进料流量，毫升/秒 | 8.3 | 8.3 | 8.3 |
| 停留时间，秒 | 10 | 10 | 10 |
| 上流液流量，毫升/秒 | 1.7 | 2.075 | 3 |
| 上流液中含有的油的重量浓度，％ | >99 | >99 | >99 |
| 下流液流量，毫升/秒 | 1.7 | 2.075 | 3 |
| 下流液中含有的油的浓度，毫克/千克 | 42.7 | 87.1 | 159.1 |
| 第三股流流量，毫升/秒 | 4.9 | 4.15 | 2.3 |
从上表1可以看出，在全部三组实验中，上流液中的油浓度均大于99％，在第1和第2组实验中，下流液中的油浓度均小于100毫克/升，在第3组实验中，下流液中的油浓度小于200毫克/升，该重力分离装置对该油水混合物实现了较为完全的分离。这样短的停留时间表明此重力分离装置为紧凑和高效的油水分离器。
例3
如果以类似于图6所示的方式，把两个组合重力分离模组并联后与另一个组合重力模组串联，得到一个两级串联的重力分离装置。与图6所示实施例不同的是，该随后的组合重力分离模组的第二出口引出的液体不再进一步分离。竖直方向上位于上边的出口引出的液体的集合为第一产品流(上流液)，竖直方向上位于下边的出口引出的液体的集合为第二产品流(下流液)，随后的组合重力分离模组的第二出口引出的液体为第三股流。如果该重力分离装置的运行工况与例2中第2组实验条件相同，计算出重力分离装置的相关参数如下表2所示。
表2
| 模组/装置 | 每个组合重力分离模组 | 重力分离装置 |
| 进料流量，毫升/秒 | 8.3 | 16.6 |
| 停留时间，秒 | 10 | 20 |
| 上流液流量，毫升/秒 | 2.075 | 6.225 |
| 上流液中含有的油的重量浓度，％ | >99 | >99 |
| 下流液流量，毫升/秒 | 2.075 | 6.225 |
| 下流液中含油量，毫克/千克 | 87.1 | 87.1 |
| 第三股流流量，毫升/秒 | 4.15 | 4.15 |
整个重力分离装置相对于只有单个组合重力分离模组而言，在第三股流流量一致和维持分离品质的情况下，处理的待分离流量增加了一倍。
虽然结合特定的实施例对本发明进行了表明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
Claims (23)
1.一种用于重力分离的装置，其包括：
若干重力分离模组，每个所述重力分离模组包括
进口；
第一出口；
连接所述进口和所述第一出口的第一通道；
竖直方向上不同于所述第一出口的第二出口；
与所述第二出口相通的第二通道；以及
若干连接所述第一通道和所述第二通道的第三通道。
2.如权利要求1所述的装置，其中，在先的重力分离模组的第二出口与随后的重力分离模组的进口连接。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所有的第一通道从相应进口平行延伸而出。
4.如权利要求1所述的装置，其中，两个相邻重力分离模组之一的第一通道从相应进口沿第一方向延伸而出，所述两个相邻重力分离模组另一的第一通道从相应进口沿与第一方向不同的第二方向延伸而出。
5.如权利要求1所述的装置，其中，一些相邻重力分离模组的第一通道从相应进口沿第一方向平行延伸而出，一些相邻重力分离模组的第一通道从相应进口沿不同于所述第一方向的第二方向平行延伸而出。
6.如权利要求1所述的装置，其中，若干重力分离模组的进口各自相通并与相应第一通道相通。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述若干重力分离模组的第二出口各自相通并与相应第二通道相通。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述若干重力分离模组的第二出口与随后的若干互相相通的重力分离模组的进口相通。
9.如权利要求7所述的装置，其中，所述若干重力分离模组的第二出口与随后的若干互相相通的重力分离模组的进口相通，而且与另外的若干重力分离模组的第二出口相通。
10.如权利要求7所述的装置，其中，所述若干重力分离模组的第二出口与其进口相通。
11.如权利要求1所述的装置，其中，若干重力分离模组的进口彼此相通。
12.如权利要求1所述的装置，其包括：第一产品出口和与所述第一出口及所述第一产品出口相通的第四通道。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述第一产品出口与所有的第一出口相通。
14.如权利要求12所述的装置，其中，所述第一产品出口与一些第一出口相通。
15.如权利要求14所述的装置，其包括与最后重力分离模组的第二出口相通的分离进口和与所述分离进口及所述第一产品出口相通的第一分离出口。
16.如权利要求12所述的装置，其包括与最后重力分离模组的第二出口相通的第二产品出口。
17.如权利要求16所述的装置，其中，所述第二产品出口与一些第一出口相通。
18.如权利要求17所述的装置，其包括与最后重力分离模组的第二出口相通的分离进口，和与所述分离进口及所述第二产品出口相通的第二分离出口。
19.一种包含如权利要求1-18中任何一项权利要求所述的装置的石油和天然气生产系统。
20.一种用于重力分离的方法，其包括：
向如权利要求1-18中任何一项权利要求所述的装置的进口输入包括第一物质和第二物质的待分离流，所述第二物质的密度高于所述第一物质的密度；
输出第一产品流；及
输出第二产品流，所述第二产品流与所述第一产品流相比，含有的所述第一物质的浓度不同。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述第一物质为油，所述第二物质为水。
22.如权利要求20所述的方法，其中，所述待分离流包括固体、液体、气体或其任意组合。
23.一种包含如权利要求20所述的方法的石油和天然气生产方法。
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