1.一种轴流式水下三级分离方法及其控制系统，主要由第一级分离系统、第二级分离系统、第三级分离系统、水下输送系统和分离控制系统组成，实施水下三级轴流式油水分离和水下外输增压的作业流程，其特征在于：

一第一级分离系统；所述第一级分离系统采用单层轴流管体，油井产液经各井水下采油树由水下管汇而汇集至第一级分离系统，实施第一级轴流式油气水分离处理，将大部分的水从油气中分离出来；油井产液在第一级分离管体内形成分股高速旋流束并沿管壁轴向高速旋转，高速轴流场中一级油液经一级油液排出口进入水下输送泵进行加压，而一级生产污水则由一级污水排出口进入第二级分离系统；

一第二级分离系统；所述第二级分离系统采用双层轴流管体，第一级分离处理后含油量较高的一级生产污水进入第二级分离系统，实施第二级轴流式快速分离处理，分离出一级生产污水中大部分的油相；一级生产污水进入第二级分离外层管体充分缓冲，而后在第二级分离内层管体形成分层旋流并逐步汇流为整股高速旋转流，高速轴流场中二级生产污水经二级污水排出口进入第三级分离系统，二级油液则经二级油液排出口进入水下输送泵进行加压；

一第三级脱水器；所述第三级分离系统采用管束式并联轴流管体，第二级分离处理后水中含油量较低的二级生产污水进入第三级分离系统，实施第三级轴流式深度分离处理，脱除二级生产污水中的剩余油相；二级生产污水进入第三级分离管体进行充分缓冲，而后在第三级分离管体内呈管束式均匀布置的各并联轴流管体内形成分层旋流并汇流为整股高速旋转流，管束式多轴流场中净化水经净化水排出口进入输水管汇中，三级油液则经三级油液排出口进入水下输送泵进行加压；

一水下输送系统；所述水下输送系统通过水下输送泵将三级水下分离后的各级油液在水下增压后直接进行外输，一级油液、二级油液和三级油液分别经入口管汇进入各水下增压泵，且加压至相同流压值后由出口管汇汇集于同一输油管汇内并形成整股的含气原油；

一分离控制系统；所述分离控制系统通过各水下压力泄放阀自动释放第二级分离外层管体和第二级分离内层管体、第三级分离管体和各并联轴流管体以及各水下增压泵内的压力，并通过靶式流量计和流量变送器实时测量二级生产污水和净化水的流量，靶式流量计选用SBL系列智能靶式流量计，采用力感应式传感器作为计量和敏感传递元件；第一级水下分离的分离控制系统通过电磁流量计对油井产液进行精确计量，通过水下紧急关断阀自动关闭并停止油井产液和一级油液的供给，同时通过压力变送器、压力转换器和水下控制阀自动调控油井产液的流量，并通过压力变送器、气电转换器、三通电磁阀和气动控制阀自动调整一级生产污水的流量；第二级水下分离的分离控制系统通过压差变送器、压差式气电转换器和压差式气动控制阀自动调整二级油液的流量，同时通过压力变送器、气电转换器、三通电磁阀和气动控制阀自动调整二级生产污水的流量；第三级水下分离的分离控制系统通过压差变送器、压差式气电转换器和压差式气动控制阀自动调整三级油液的流量，同时通过压力变送器、气电转换器、三通电磁阀和气动控制阀自动调整净化水的流量；水下外输增压的分离控制系统通过压力变送器实时掌握各级油液的压力状况，同时通过压力变送器和多向转换器自动控制各变频器的频率以及各水下变频电机和水下增压泵的转速，使各级油液增压后的瞬时压力值始终保持一致，并通过压差变送器、压差式气电转换器和压差式气动控制阀自动调整含气原油的流量。

2.根据权利要求1所述的轴流式水下三级分离方法及其控制系统，其特征在于：所述第一级分离系统的水下分离处理流程为，油井产液在第一级分离管体的入口处首先形成分股高速旋流束并沿管壁切向倾斜射出后产生涡流，然后向前推进流入第一级分离管体的锥管段内并沿管壁继续轴向高速旋转，高速轴流场中主要成分为油气两相流的一级油液逐渐运移至第一级分离管体的中央部位并轴向推进至第一级分离管体下部的一级油液排出口且进入水下输送泵进行加压，而含油量较高的一级生产污水则由第一级分离管体底端的一级污水排出口进入第二级分离系统。

3.根据权利要求1所述的轴流式水下三级分离方法及其控制系统，其特征在于：所述第二级分离系统的水下分离处理流程为，一级生产污水经第二级分离外层管体中部的入口进入第二级分离外层管体的管腔内并进行充分缓冲，然后在第二级分离内层管体的入口处首先形成分层旋流，接着分层旋流短暂加速后沿管段不断轴向推进并逐步汇流为整股高速旋转流，在高速轴流场中一级生产污水的液流截面不断收缩，水中含油量较低的二级生产污水甩向第二级分离内层管体的管壁并轴流至第二级分离外层管体右侧的二级污水排出口后进入第三级分离系统，而二级油液则逐步运移至第二级分离内层管体的中央部位并反向上升，最后轴向推进至第二级分离外层管体左侧的二级油液排出口并进入水下输送泵进行加压。

4.根据权利要求1所述的轴流式水下三级分离方法及其控制系统，其特征在于：所述第三级分离系统的水下分离处理流程为，二级生产污水经第三级分离管体下部的入口进入第三级分离管体的管腔内并进行充分缓冲，然后在第三级分离管体内呈管束式均匀布置的各并联轴流管体入口处首先形成分层旋流，接着各分层旋流沿并联轴流管体的管壁加速轴向推进后汇流为整股高速旋转流，在管束式多轴流场中三级分离后合格的净化水甩向各并联轴流管体的管壁并调整为轴向稳定流，然后汇集至第三级分离管体底端的净化水排出口并进入输水管汇中，而三级油液则逐步运移至各并联轴流管体的中央部位并反向上升，最后轴向推进至第三级分离管体顶端的三级油液排出口并进入水下输送泵进行加压。

5.根据权利要求1所述的轴流式水下三级分离方法及其控制系统，其特征在于：所述水下输送系统的水下外输增压流程为，三级水下分离处理后的一级油液、二级油液和三级油液分别经水下输送系统的入口管汇进入各水下增压泵，在水下输送泵中各级油液均加压至相同流压值且达到外输压力要求，然后三股高压液流由水下输送系统的出口管汇而汇集于同一输油管汇内并形成整股的含气原油，最后含气原油通过输油海底管道一起外输。

6.根据权利要求1或2所述的轴流式水下三级分离方法及其控制系统，其特征在于：所述第一级水下分离的分离控制系统中，井口处的水下管汇中设置电磁流量计，并经流量变送器将测量到的油井产液流量信号传送至中控室的累积流量显示仪表上，从而对油井产液进行精确计量；

所述第一级水下分离的分离控制系统中，第一级分离管体的一级污水排出口和第三级分离管体的净化水排出口的管壁上均设置有压力变送器，通过监测一级污水排出口和净化水排出口内的压力状况，并依次经压力指示控制器和压力转换器完成压力信号与电信号间的转换和数据处理，最后由水下管汇上的水下控制阀自动调控油井产液的流量；第一级分离管体的一级污水排出口的管壁上设置三通电磁阀和气动控制阀，通过第一级分离管体上的压力表和压力变送器监测其管腔上部和下部的压力状况，并依次经压力指示控制器和气电转换器将第一级分离管体管腔上部和下部之间的压力信号转换成气信号，再由三通电磁阀自动控制气动控制阀的气动量，进而自动调整一级污水排出口的一级生产污水流量。

7.根据权利要求1或3所述的轴流式水下三级分离方法及其控制系统，其特征在于：所述第二级水下分离的分离控制系统中，第二级分离外层管体的二级污水排出口处设置有球阀、闸阀和靶式流量计，并经流量变送器将靶式流量计实时测量到的二级生产污水流量信号传送至中控室的瞬时流量显示仪表和累积流量显示仪表上；

所述第二级水下分离的分离控制系统中，第二级分离外层管体入口与二级油液排出口和二级污水排出口的管壁上均设置有压差变送器，通过分别监测第二级分离外层管体与二级油液排出口以及第二级分离外层管体与二级污水排出口之间的压差状况，并依次经压差指示控制器和压差式气电转换器完成压差信号与气信号间的转换和数据处理，自动控制二级油液排出口管壁上压差式气动控制阀的气动量，进而自动调整二级油液的流量；二级污水排出口的管壁上还设置有三通电磁阀和气动控制阀，通过一级污水排出口处的压力变送器监测一级污水排出口内的压力状况，并经气电转换器将压力信号转换成气信号，再由三通电磁阀自动控制气动控制阀的气动量，进而自动调整二级污水排出口内的二级生产污水流量。

8.根据权利要求1或4所述的轴流式水下三级分离方法及其控制系统，其特征在于：所述第三级水下分离的分离控制系统中，第三级分离管体的净化水排出口处设置有球阀、闸阀和SBL系列智能靶式流量计，实时监测净化水的流量，并经流量变送器将测量到的净化水流量信号传送至中控室的瞬时流量显示仪表和累积流量显示仪表上；

所述第三级水下分离的分离控制系统中，第三级分离管体入口与三级油液排出口和净化水排出口的管壁上均设置有压差变送器，通过分别监测第三级分离管体与三级油液排出口以及第三级分离管体与净化水排出口之间的压差状况，并依次经压差指示控制器和压差式气电转换器完成压差信号与气信号间的转换和数据处理，自动控制三级油液排出口管壁上压差式气动控制阀的气动量，进而自动调整三级油液的流量；净化水排出口的管壁上还设置有三通电磁阀和气动控制阀，通过二级污水排出口处的压力变送器监测二级污水排出口内的压力状况，并经气电转换器将压力信号转换成气信号，再由三通电磁阀自动控制气动控制阀的气动量，进而自动调整净化水排出口内的净化水流量。

9.根据权利要求1或5所述的轴流式水下三级分离方法及其控制系统，其特征在于：所述水下外输增压的分离控制系统中，水下输送系统的入口管汇上设置有压力变送器，其测量到的各级油液在水下增压泵入口处的压力信号传送至中控室的瞬时压力显示仪表上，从而实时掌握各级油液的压力状况；

所述水下外输增压的分离控制系统中，水下输送系统的出口管汇上设置有压力变送器，其测量到的水下增压泵出口处各级油液的压力信号传送至中控室的瞬时压力显示仪表上，并经多向转换器完成各级油液增压后的压力信号与电信号间的转换和数据处理，自动控制各变频器的频率，进而自动调整各水下变频电机和水下增压泵的转速，使出口管汇中各级油液增压后的瞬时压力值始终保持一致；输油管汇上设置有压差变送器，通过分别监测油井产液与净化水以及油井产液与增压后各级油液之间的压差状况，并依次经压差指示控制器和压差式气电转换器完成压差信号与气信号间的转换和数据处理，自动控制输油管汇上压差式气动控制阀的气动量，进而自动调整含气原油的流量并保证含气原油输送至输油海底管道液量的稳定。