CN105008841A - 水下换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水下换热器，它包括导管、第一盘管、第一叶轮和第二叶轮。导管构造成接收第一流体。第一盘管在导管内部，并构造成接收通过第一流体来加热或冷却的第二流体。第一叶轮在导管内部，它构造成使得第一流体开始绕第一盘管流动。第二叶轮在导管内部，并沿导管的导管横轴线与第一叶轮基本成直线。

Description

水下换热器
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请61/768,262的优先权，该美国临时专利申请61/768,262的申请日为2013年2月22日，标题为“水下换热器”，该文献整体被本文参引。
技术领域
所公开的实施例总体涉及一种水下换热器。
背景技术
本部分将引入现有技术的多个方面，这些方面可能与一些公开实施例相关联。这样的说明被认为有助于提供构架，以方便更好地理解所公开的实施例的特定方面。因此，应当知道，该部分应当就这一方面来阅读，而不必是对现有技术的认可。
水下传热对于烃生产提供了显著优点，包括但不局限于：(1)降低流量保证顾虑；(2)减小管线长度和/或管线尺寸；(3)更小水上设备；以及(4)减小由管线中的多相流动引起的能量损失。水下传热涉及在水中的传热，其中，水包括但不局限于海水和/或湖水。
已经有多种常规的水下传热结构。一种结构包括箱形和侧部完全敞开的结构，该结构包含多个管或管路(即，盘管或管束)。管或管路与海底平行，并在端部处以及在沿其长度的多个位置处受到支撑。流过管或管路的流体(即处理流体)可以通过进入该结构并流过在相邻管或管路之间的空隙的海水而冷却或加热。
另一常规的水下传热结构在美国专利申请公开No.2010/0252227(“227申请”)中介绍。227申请公开了一种海底冷却单元，该海底冷却单元具有用于热流体的进口和用于冷却后流体的出口。海底冷却单元包括：盘管，该盘管暴露于海水中；以及第一推动器，用于产生经过盘管和通过相邻盘管之间的空隙的海水流。
常规水下传热结构的缺点涉及流过各结构中的空隙的冷却/加热流体的速度。冷却/加热流体的速度强烈地影响结构的热性能和尺寸。结构的热性能是流过空隙的冷却/加热流体的速度的函数。在常规水下传热结构中的冷却/加热流体的速度并不恒定，通常较小。例如，冷却/加热流体速度仅在从0.01至0.20米/秒的范围。冷却/加热流体速度的不恒定特性阻止了结构的有效、稳态性能以及通过冷却/加热流体来冷却/加热的处理流体的出口温度的有效控制。而且，冷却/加热流体的较低速度影响了结构的尺寸。冷却/加热流体速度越低，用于结构的传热面积必须越大，以便获得所需的热性能。增加的冷却/加热流体速度(例如从0.01至1.00米/秒，而不是从0.01至0.20米/秒)能够使得所需的传热面积尺寸减小50％至60％。
当第一推动器由在用于冷却后/加热后流体的出口中的第二推动器间接地驱动时，常规水下传热结构也产生缺点。这种间接连接增加了成本，降低了结构的可靠性。间接连接增加了部件数目和操作该结构所需的能量，并使得结构更易于产生系统故障。
因此需要改进的技术，包括可以解决常规水下传热结构的上述缺点中的一个或多个的技术。例如，需要一种水下换热器，它实现以下至少一种情形：提高(即增加)冷却/加热流体的速度；使得冷却/加热流体以基本恒定速度运动；以及直接地驱动用于辅助冷却/加热处理流体的机构。
发明内容
本发明提供了尤其是提供了一种水下换热器。
根据一个实施例，水下换热器包括导管、第一盘管、第一叶轮和第二叶轮。导管构造成接收第一流体。第一盘管在导管内部，并构造成接收通过第一流体加热或冷却的第二流体。第一叶轮在导管内部，它构造成使得第一流体开始绕第一盘管流动。第二叶轮在导管内部，并沿导管的导管横轴线与第一叶轮基本成直线。
前面广义地概括了本发明一个实施例的特征，以便可以更好地理解下面的详细说明。另外的特征和实施例也将在本文中介绍。
附图说明
通过下面的说明、附加权利要求和附图中所示的所附示例性实施例将清楚所公开实施例的这些和其它特征、方面和优点，这些附图将在下面简要介绍。
图1是水下换热器的局部示意图。
图2是图1的水下换热器的局部示意图。
图3是水下换热器的局部示意图。
图4是比较根据本发明实施例的水下换热器(具有提高的水下速度)与常规水下换热器(具有常规水下速度)的总传热的图表。
图5a示出了常规水下换热器的传热特性。
图5b示出了根据本发明一个实施例的水下换热器的传热性能。
图5c示出了根据本发明一个实施例的水下换热器的传热性能。
图6是生产烃的方法的流程图。
应当知道，附图只是本发明的多个实施例的实例，而不是将限制本发明的范围。而且，附图通常并不按比例画出，而是为了方便和清楚而画的草图，以表示本发明的特定实施例的多个方面。
具体实施方式
为了促进理解本发明原理的目的，下面将介绍附图中所示的实施例，特定语言将用于介绍该实施例。不过应当知道，本发明的范围并不将由该实施例来限制。如本发明所属领域中的技术人员通常知道的，还考虑所述实施例的任意改变和其它变化形式以及本发明原理的任意其它用途。本发明的一些实施例将详细示出，尽管相关领域的技术人员应当知道，为了清楚，与本发明并不相关的一些特征可以并不示出。
如图1-3中所示，水下换热器1包括导管2、第一盘管5、第一叶轮6和第二叶轮7。导管2构造成接收第一流体3(图3)。具体地说，导管2具有至少一个开口25(图3)，该开口25的尺寸构造成接收第一流体3。第一盘管5、第一叶轮6和第二叶轮7在该导管2内部。第一盘管5也构造成接收第二流体4(图3)，该第二流体4由第一流体3来加热或冷却。具体地说，第一盘管5具有开口，该开口的尺寸构造成接收第二流体4。
例如，如图2和3中所示，导管2可以包括第一导管部分9、第二导管部分11和第三导管部分10，该第三导管部分10从第一导管部分9延伸至第二导管部分11。第一、第二和第三导管部分9、11、10可以构造成接收第一流体3。具体地说，第一、第二和第三导管部分9、11、10的尺寸可以构造成接收第一流体3。
第一导管部分9可以具有第一导管部分宽度13，第二导管部分11可以具有第二导管部分宽度14，第三导管部分可以具有第三导管部分宽度12(即中心宽度)。沿与导管横轴线8(图3)基本垂直的方向，第一导管部分宽度13、第二导管部分宽度14和第三导管部分宽度12可以基本相同，如图2中所示，或者第三导管部分宽度12可以比第一导管部分宽度13和第二导管部分宽度14更小，如图3中所示。当第一、第二和第三导管部分宽度13、14、12基本相同时，导管2可以为矩形形状(图2)，当第三导管部分宽度12比第一和第二导管部分宽度13、14更小时，导管2可以包括类似于文氏管槽道的形状(图3)。
与当第一、第二和第三导管部分宽度13、14、12基本相同时相比，当导管2的形状类似于文氏管槽道时，水下换热器1能够具有通过换热器1的更低总压降，且换热器1利用在导管2的增压排出口11(即第二导管部分11)中的压力恢复。
第一盘管5可以在第三导管部分10内部，使得第一盘管5布置在第一流体3的最高速度区域中(由于第三导管部分宽度12相对于第一和第二导管部分宽度13、14的更窄宽度)。这使得第一流体3的速度在第三导管部分10处大于在第一和第二导管部分9、11处。
当导管2类似于文氏管槽道时，第一叶轮6可以在第一导管部分9和/或第三导管部分10内部。而且，第二叶轮7可以在第二导管部分11和/或第三导管部分10内部。
导管2还可以包括第一导管端部15、第二导管端部16、第三导管端部17、第四导管端部18、第五导管端部19和第六导管端部20。对于第一流体3，第一和第二导管端部15、16可透过。而且，第一导管端部15可以在第一导管部分9的端部处，它可以在导管2的开口25处(图3)，第二导管端部16可以在第二导管部分11的端部处，它可以在导管2的开口26处(图3)。第一导管端部15可以包括第一导管端部15纵向轴线30-30，该纵向轴线30-30基本平行于第二导管端部16的第二导管端部纵向轴线31-31(图2)。第一和第二导管端部纵向轴线30-30、31-31可以基本垂直于第三、第四、第五和第六导管端部17、18、19、20的相应第三、第四、第五和第六导管端部纵向轴线32-32、33-33、34-34、35-35(图2)。
第三导管端部17、第四导管端部18、第五导管端部19和第六导管端部20可以形成围绕第一导管端部15和第二导管端部16的外壳21，使得对于第一流体3，第三、第四、第五和第六导管端部17、18、19、20基本或完全不可透过。与常规的水下换热器不同，水下换热器1的局部封闭特性(由于第一和第二导管端部15、16对于第一流体3基本可透过，第三、第四、第五和第六导管端部17、18、19、20对于第一流体3基本或完全不可透过)产生用于第一流体3的直达线槽道，从而提高了横过盘管的均匀流动。第三、第四、第五和第六导管端部17、18、19、20除了对第一流体3基本或完全不可透过之外，这些端部17、18、19、20还可对所有流体都基本或完全不透过。
当第三、第四、第五和第六导管端部17、18、19、20对第一流体3和其它流体基本不可透过时，第三、第四、第五和第六导管端部17、18、19、20中的一个或多个可以包括一个或多个开口60(图2)。开口60可以将新鲜的第一流体3或其它流体吸入导管2内，从而通过使得已经在导管2中的第一流体3(即通过在第一导管端部15中的开口25而进入导管2的第一流体)与通过开口60进入导管2的新鲜第一流体3或其它流体混合而提高在导管2内和沿该导管2的长度(即沿横轴线8的方向)的传热。
第一盘管5、第一叶轮6和第二叶轮7在导管2内部(图3)。图1-2只示出了水下换热器的局部示意图，没有示出在导管2内部的第一叶轮6和/或第二叶轮7，使得第一叶轮6和/或第二叶轮7的实例是可见的。
第一盘管5构造成接收第二流体4，该第二流体4由第一流体3来加热或冷却。具体地说，第一盘管5包括开口，该开口的尺寸构造成接收第二流体4。第一流体3可以是任意合适流体。例如，第一流体3可以是水，例如海水或湖水。第二流体4可以是与第一流体3不同的任意合适的处理流体。第二流体4的实例包括但不局限于气体(天然气)、冷凝流体或者注入井内的流体。
第一叶轮6构造成启动第一流体3绕第一盘管5的流动。具体地说，第一叶轮6由水下换热器1的驱动器75来驱动(图3)，该驱动器75使得第一叶轮6能够增加第一流体3绕第一盘管5的流体流量。驱动器75可以与第一叶轮6直接连接，以便简化水下换热器1的结构，并增加操作的可靠性。由于在系统中有更少的部件以及没有可能失效的远处固定件和相关连接件，因此操作可靠性能够提高。
驱动器75可以是任意合适的驱动器。例如，驱动器可以是第二流体4、第三流体或磁流体动力驱动系统。当驱动器75包括第二流体4时，该第二流体4与第一流体3不同，且该第二流体4驱动第一叶轮6并行进通过第一盘管5。当驱动器75包括第三流体时，该第三流体与第一和第二流体3、4不同。第三流体并不行进通过第一盘管5，不是通过第一流体3来冷却或加热的第二流体4。
第三流体可以包括不是第一或第二流体3、4的任意合适流体。例如，第三流体可以包括泵送至注射井中的液体(例如水)、泵送至注射井中的气体、压缩机下游的流体、与第四流体(该第四流体在上游分离器中使用)相反相的流体、或者来自分开的生产井的流体。也可选择地，当水下换热器1在压缩机或防喘振(anti-surge)环路的上游时，第三流体可以是在压缩机或防喘振环路下游的更高气体。通常，第三流体可以是作为水下生产系统的一部分的任意流体。
第二叶轮7可以沿导管横轴线8与第一叶轮6基本成直线。水下换热器1的轴65可以使得第一叶轮6与第二叶轮7连接，使得第二叶轮7沿导管横轴线8与第一叶轮6基本成直线。第二叶轮7能够从离开导管2的第一流体3中回收能量，原因是第二叶轮7与第一叶轮6基本成直线。第二叶轮7能够回收能量的能力降低了驱动器75必须产生以用于驱动第一叶轮6的总能量。尽管第二叶轮7可以在导管2的第二或第三导管部分11、10的内部，但优选是第二叶轮2在第二导管部分11的内部，以使得第二叶轮7处于或靠近导管2的出口。不管哪个导管部分保持第二叶轮7，该第二叶轮7都必须布置在包括导管2的出口的结构的内部，使得第一流体2不能绕过第二叶轮7。当第二叶轮7在包括导管2的出口的结构的外部时，第一流体3可以绕过第二叶轮7，因此使得第二叶轮7不能从离开导管2的第一流体3中回收能量。
第二叶轮7由驱动第一叶轮6的相同元件来驱动。具体地说，与第一叶轮6类似，第二叶轮7由驱动器75来驱动。第二叶轮7必须由驱动第一叶轮6的相同元件来驱动，使得在能量耗散至超出水下换热器1的流体中之前，第二叶轮7能够从第一流体3回收能量。由于第一和第二叶轮6、7由驱动器75来驱动使得第二叶轮7从第一流体3回收能量，因此(与当驱动器75只驱动第一叶轮6时相比)驱动器75使用更少的能量来使得两个推动器结构转动。
水下换热器1还可以包括第二盘管105(图3)。第二盘管105可以在导管2内部，并与第一盘管5分开。第二盘管105构造成接收第三流体(未示出)，该第三流体是与第二流体3相同或不同的流体。具体地说，第二盘管105可以包括开口，该开口的尺寸构造成接收第三流体。第三流体可以是任意合适类型的处理流体，例如海水或湖水。第二盘管105的存在使得水下换热器1能够在分开的盘管中冷却或加热多种处理流体。
水下换热器1还可以包括第三叶轮108，该第三叶轮108在导管2内部并在第一叶轮6和第二叶轮7之间(图3)。第三叶轮108可以包括一个或多个叶轮。第三叶轮108存在于第一叶轮6和第二叶轮7之间将更加帮助增强流动、传热和能量效率(与水下换热器1只包括第一和第二叶轮6、7时的情况相比)。除了在第一和第二叶轮6、7之间，第三叶轮108还可以是在第一盘管5内和在该第一盘管5之间这些情形当中的至少一种。当水下换热器1还包括第二盘管105时，第三叶轮108另外可以在第二盘管105内和在该第二盘管105之间这些情形当中的至少一种。而且，第三叶轮108可以通过轴65而与第一和第二叶轮6、7连接，和/或可以由驱动器75来驱动。
水下换热器1还可以包括多个第一叶轮6和/或多个第二叶轮7。增加量的第一叶轮6帮助进一步增强流动、传热和能量效率。水下换热器1的尺寸可以影响该水下换热器1中的第一和第二叶轮6、7的数目。例如，水下换热器1越大，水下换热器1中的第一和第二叶轮6、7的数目可以越大，以便将增强的流动高效地施加在导管2内部的盘管上。第一叶轮6和/或第二叶轮7中的一个或多个可以具有与另一个或另外多个第一叶轮6和/或第二叶轮7相同或不同的尺寸和/或结构。
而且，水下换热器1可以包括导管进口槽道40和导管出口槽道50(图1-2)。导管进口槽道40可以构造成在第二流体3进入第一盘管5之前接收第二流体3，导管出口槽道50可以构造成在第二流体3离开第一盘管5之后接收第二流体3。具体地说，导管进口槽道40和导管出口槽道50可以各自包括开口，该开口的尺寸构造成接收第二流体3。导管进口槽道40和导管出口槽道50可以从导管2伸出。导管进口槽道40和导管出口槽道50可以是任意合适的出口，例如喷嘴。尽管图1-2示出了在水下换热器1的侧部上的导管进口和出口槽道40、50，但是导管进口和出口槽道40、50可以分别在水下换热器1的顶部和底部，或者在水下换热器1的任意其它部分，如由水下换热器1的最终热和液压设计所规定的那样。
如图4中所示，在本发明中所述的水下换热器1所需的总传热面积小于常规水下换热器所需的总传热面积。在图4所示的全部实例中，常规水下换热器只能有0.01米/秒的速度，而水下换热器1能够产生更大速度，例如1.03米/秒的速度。水下换热器1的更大速度可以大于或小于1.03米/秒。水下换热器1能够达到的最大速度通过平衡驱动该驱动器75所需的可用功率来限制，该可用功率来自于从流体捕获的能量。由于通过水下换热器1获得的提高的速度，用于水下换热器1的总传热面积明显小于常规的水下换热器。例如，单元A表示用于常规水下换热器的传热面积为319m2，而对于相同冷凝处理，水下换热器1的传热面积为149m2，单元B表示用于常规水下换热器的传热面积为7310m2，而对于相同冷凝处理，水下换热器1的传热面积为1959m2，单元C表示用于常规水下换热器的传热面积为365m2，而对于相同冷凝处理，水下换热器1的传热面积为231m2，单元D表示用于常规水下换热器的传热面积为536m2，而对于相同冷凝处理，水下换热器1的传热面积为273m2，单元E表示用于常规水下换热器的传热面积为346m2，而对于相同冷凝处理，水下换热器1的传热面积为122m2，单元F表示用于常规水下换热器的传热面积为2176m2，而对于相同冷却处理，水下换热器1的传热面积为824m2。用于单元A-E的负载分别为936kW、58827kW、893kW、1601kW、1146kW和11227kW。
图4还示出了EMTD，该EMTD表示有效平均温度差。有效平均温度差表示通过沿水下换热器的宽度、长度和高度经过水下换热器的传热的递增分析来确定的计算值。EMTD与LMTD不同。LMTD基于通过水下换热器处理的流体(即处理流体)的总体进口和出口温度。
如图5a-5c中所示，对于水下换热器1，水下换热器的处理表面温度和第一流体表面温度低于常规水下换热器的。图5a示出了常规水下换热器的传热效果，图5b示出了用于水下换热器1(该水下换热器1没有在第三、第四、第五和第六导管端部17、1、19、20中的一个或多个中的开口60)的传热效果，而图5c示出了用于水下换热器1(具有在第三、第四、第五和第六导管端部17、1、19、20中的一个或多个中的开口60)的传热效果。图5a-5c中所示的各水下换热器的面积和处理率相同，分别为2176m2和400kg/秒。但是在图5a中第一流体的速度与图5b-5c中不同，从而导致不同的处理表面温度和第一流体表面温度。在图5a中第一流体的速度只为0.01米/秒，而图5b和5c中第一流体的速度为1.0米/秒。因此，图5a中的常规水下换热器的处理表面温度和第一流体表面温度的范围分别为47至59℃和38至48℃，在图5b中的水下换热器的处理表面温度和第一流体表面温度的范围分别为17至35℃和4至7℃，而在图5c中的水下换热器的处理表面温度和第一流体表面温度的范围分别为16至33℃和2.3至2.5℃。处理表面温度是盘管的内表面处的温度，第一流体表面温度是在盘管的外表面处的温度。
公开的这些方面可以用于烃管理活动。这里使用的“烃管理”或“管理烃”包括烃抽取、烃生产、烃勘探、识别可能的烃源、识别井位置、确定井注射和/或抽取速率、识别储藏的连通性、烃源的获取、处置和/或放弃、检查在先的烃管理决定以及任意其它与烃相关的动作或活动。术语“烃管理”还用于烃或CO2的注射或储存，例如CO2的封存，例如储藏评估、开发计划和储藏管理。在一个实施例中，公开的方法和技术可以用于从地下区域抽取烃。在这样的实施例中，从水下换热器1中的一个或多个传感器接收输入。至少部分根据所接收的输入，能够降低抽取烃的流量保证顾虑，能够减小用于接收烃的管的管线长度和/或管线尺寸，能够有用于烃系统的更小水面设备，或者能够降低在接收烃的管线中的多相流的能量损失。烃抽取然后可以进行以从地下区域取出烃，这可以通过使用石油钻探设备来钻井而实现。用于钻井和/或抽取烃的设备和技术为相关领域的技术人员公知。其它烃抽取动作和(更通常地)其它烃管理动作可以根据已知原理来执行。
如图6中所示，生产烃的方法可以包括使用钻探设备来钻井201、从井中抽取烃202以及冷却抽取的烃203。冷却抽取的烃203可以包括使用驱动器75和第一叶轮6而至少以显著增大并且恒定的速度206围绕导管2内的盘管直接驱动第一流体3。冷却抽取的烃203还可以包括从第一流体3中部分回收能量205，以便降低驱动器75驱动第一叶轮6需要产生的能量。第二叶轮7可以部分回收能量。另外，方法可以包括在至少以基本恒定的速度围绕导管2内的盘管直接驱动第一流体3(204)之前增加第一流体3的速度206。
本领域技术人员应当容易意识到，在生产烃的所公开方法的实际应用中，一个或多个步骤必须在计算机，通常是适当编程的数字计算机上进行。而且，下面的详细说明的一些部分将以程序、步骤、逻辑块、工艺以及在计算机存储器内针对对数据位的操作的其它符号的形式呈现。这些说明和符号表示是数据处理领域的技术人员使用的意思，以便最有效地向本领域技术人员传达他们的工作的实质。在本申请中，程序、步骤、逻辑块、工艺等设想为导致合适结果的步骤或指令的自适应序列。步骤是需要物理量的物理操纵的步骤。通常，尽管并不必须，这些量采取能够在计算机系统中储存、传递、组合、比较和其它方式操纵的电或磁信号的形式。
不过，应当记住，所有这些和类似术语将与合适物理量相关联，只是用于这些量的方便标记。除非由下面的说明以其它方式特别指出，否则应当知道，在这个说明书中，使用术语例如“处理”或“计算”、“确定”、“显示”、“复制”、“生产”、“储存”、“积累”、“添加”、“应用”、“识别”、“加强”、“等待”、“包括”、“执行”、“保持”、“更新”、“创建”、“实施”、“产生”等的说明是指计算机系统或类似电子计算装置的动作和处理，计算机系统或类似电子计算装置操纵在计算机系统的寄存器和存储器内表示物理(电子)量的数据并将所述数据转变成在计算机系统的寄存器和存储器或者其它这样的信息存储、发送或显示装置内类似地表示物理量的其它数据。
重要的是应当知道，在图6中示出的步骤只是为了示例性说明目的，特定步骤可能并不是执行本发明方法所必须。权利要求(并且只有权利要求)确定了本发明的系统和方法。
本发明的实施例还涉及用于执行这里的操作的装置。该装置可以特别构造以用于所需目的，或者它可以包括通用计算机，该通用计算机通过储存在计算机中的计算机程序而选择性地激活或重新设置。这样的计算机程序可以储存在计算机可读介质中。计算机可读介质包括用于储存或发送呈机器(例如计算机)可读形式的信息。例如但并不限于，计算机可读(例如机器可读)介质包括机器(例如计算机)可读储存介质(例如只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置等)以及机器(例如计算机)可读传送介质(电、光、声音或其它形式的传播信号(例如载波、红外线信号、数字信号等)。计算机可读介质可以是非暂时的。
而且，如相关领域常规技术人员可知，本发明的模块、特征、属性、方法和其它方面能够实施为软件、硬件、固件或者三者的任意组合。当然，不管本发明的组成部分在哪里实施为软件，该组成部分都能够实施为独立程序、更大程序的一部分、多个分开的程序、静态或动态连接的库、可内核装载的模块、装置驱动器和/或以计算机编程领域的普通技术人员目前或将来已知的任意其它方式。也可选择地，本发明绝不局限于在任意专门操作系统或环境中实施。
下面标记的段表示了本发明所述实施例的非排他方式。
A：一种水下换热器包括：导管，该导管构造成接收第一流体；第一盘管，所述第一盘管在导管内部，并构造成接收通过第一流体来加热或冷却的第二流体；第一叶轮，该第一叶轮在导管内部，构造成使得第一流体开始绕第一盘管流动；以及第二叶轮，第二叶轮在导管内部，并沿导管的导管横轴线与第一叶轮基本成直线。
A1：根据A的水下换热器，其中：导管包括：第一导管部分，该第一导管部分构造成接收第一流体；第二导管部分，该第二导管部分构造成接收第一流体；以及第三导管部分，该第三导管部分从第一导管部分延伸至第二导管部分，并且在大致垂直于导管横轴线的方向上具有中心宽度，该中心宽度与第一导管部分的第一导管部分宽度和第二导管部分的第二导管部分宽度基本相同或更小，其中，第一盘管在第三导管部分内部。
A2：根据A1的水下换热器，其中：第一叶轮在第一导管部分和第三导管部分中的至少一个的内部，第二叶轮在第二导管部分和第三导管部分中的至少一个的内部。
A3：根据A1或A2的水下换热器，其中：导管还包括：对第一流体可透过的第一导管端部和第二导管端部，第一导管端部在第一导管部分的端部处，第二导管端部在第二导管部分的端部处；以及第三导管端部、第四导管端部、第五导管端部和第六导管端部，所述第三导管端部、第四导管端部、第五导管端部和第六导管端部形成围绕第一导管端部和第二导管端部的外壳。
A4：根据A3的水下换热器，其中：第一导管端部的第一导管端部纵向轴线基本平行于第二导管端部的第二导管端部纵向轴线，第一导管端部纵向轴线和第二导管端部纵向轴线大致垂直于第三、第四、第五和第六导管端部的第三、第四、第五和第六导管端部纵向轴线。
A5：根据A3或A4的水下换热器，其中：第三、第四、第五和第六导管端部中的至少一个包括接收第一流体的开口。
A6：根据A3或A4的水下换热器，其中：第三、第四、第五和第六导管端部中的至少一个包括接收第一流体的多个开口。
A7：根据前述任意一项所述的水下换热器，还包括：在导管内部的第二盘管，该第二盘管与第一盘管分离。
A8：根据A7的水下换热器，其中：第二盘管构造成接收第三流体，该第三流体是与第二流体相同或不同的流体。
A9：根据前述任意一项所述的水下换热器，其中：第一流体包括水。
A10：根据A8的水下换热器，其中：其中，第二流体和第三流体包括处理流体。
A11：根据前述任意一项所述的水下换热器，还包括：轴，该轴使得第一叶轮与第二叶轮连接。
A12：根据前述任意一项所述的水下换热器，还包括：第三叶轮，该第三叶轮在管道内部并在第一叶轮和第二叶轮之间。
A13：根据A12的水下换热器，其中：轴使得第三叶轮连接到第一叶轮和第二叶轮。
A14：根据A12或A13的水下换热器，其中：第三叶轮包括多个第三叶轮。
A15：根据A12、A13或A14的水下换热器，其中：第三叶轮在第一盘管内或在第一盘管之间。
A16：根据前述任意一项所述的水下换热器，还包括：驱动器，该驱动器驱动第一叶轮和第二叶轮中的至少一个，其中该驱动器直接连接到第一叶轮。
A17：根据A16的水下换热器，其中：驱动器包括第二流体，第一流体与第二流体不同。
A18：根据A16或A17的水下换热器，其中：驱动器包括与第一流体不同的第三流体和第二流体中的一种。
A19：根据A8、A9、A10或A18的水下换热器，其中：第三流体包括以下中的一种：(a)泵送至注射井内的液体；(b)泵送至注射井内的气体；(c)压缩机下游的流体；以及(d)与在上游分离器中使用的第四流体相反的相。
A20：根据A19的水下换热器，其中：液体包括水。
A21：根据A16、A17、A18、A19或A20的水下换热器，其中：驱动器包括磁流体动力系统。
A22：根据前述任意一项所述的水下换热器，还包括：导管进口槽道和导管出口槽道，其中，导管进口槽道构造成在第二流体进入第一盘管之前接收第二流体，导管出口槽道构造成在第二流体离开第一盘管之后接收第二流体。
B：一种生产烃的方法，包括：使用钻探设备来钻井；从井中抽取烃；通过使用驱动器和第一叶轮至少以基本恒定的速度直接驱动第一流体围绕导管内的盘管而冷却抽取的烃；以及从第一流体中回收能量，以便降低由驱动器产生的能量。
B1：根据权利要求B的方法，还包括：在至少以基本恒定的速度驱动第一流体围绕导管内的盘管之前增加第一流体的速度。
这里使用的术语“大致”、“大约”、“基本”和类似术语将具有与本发明主题所属技术领域的常规技术人员通常和可接受的使用相协调的广义含义。看到本发明的本领域技术人员应当知道，这些术语将能够说明所述和要求保护的某些特征，而并不将这些特征限制为提出的精确数字范围。因此，术语应当解释为表示所述主题的非实质或无关紧要的变化或改变，并认为在本发明的范围内。
应当知道，这里用于介绍多个实施例的术语“示例性”将表示该实施例是可行实施例的可能实例、代表和/或示例(该术语并不意味着该实施例必须是特别或最高级的实例)。
应当知道，前面只是本发明特定实施例的详细说明，根据这里的公开，在不脱离本发明范围的情况下能够对公开的实施例进行多种变化、改变和改进。因此，前面的说明并不意味着限制本发明的范围。而是，本发明的范围将只由附加权利要求和它们的等效物来确定。还可以预见，在本实例中实施的结构和特征能够进行变化、重新布置、代替、省略、复制、组合或者相互添加。
冠词“该”、“一”和“一个”并不必须限制为意思是只有一个，而是包括性的和开放性的，以便可选地包括多个这些元件。

Claims (25)

1.一种水下换热器，包括：
导管，所述导管构造成接收第一流体；
第一盘管，所述第一盘管在导管内部，并构造成接收通过第一流体加热或冷却的第二流体；
第一叶轮，所述第一叶轮在导管内部，它构造成使得第一流体开始绕第一盘管流动；以及
第二叶轮，第二叶轮在导管内部，并沿导管的导管横轴线与第一叶轮基本成直线。
2.根据权利要求1所述的水下换热器，其中：导管包括：
第一导管部分，所述第一导管部分构造成接收第一流体；
第二导管部分，所述第二导管部分构造成接收第一流体；以及
第三导管部分，所述第三导管部分从第一导管部分延伸至第二导管部分，并且在与所述导管横轴线基本垂直的方向上具有中心宽度，所述中心宽度与第一导管部分的第一导管部分宽度和第二导管部分的第二导管部分宽度基本相同或更小，其中，第一盘管在第三导管部分内部。
3.根据权利要求2所述的水下换热器，其中：
第一叶轮在第一导管部分和第三导管部分中的至少一个的内部，
所述第二叶轮在第二导管部分和第三导管部分中的至少一个的内部。
4.根据权利要求2所述的水下换热器，其中：导管还包括：
对第一流体可透过的第一导管端部和第二导管端部，第一导管端部在第一导管部分的端部处，第二导管端部在第二导管部分的端部处；以及
第三导管端部、第四导管端部、第五导管端部和第六导管端部，它们形成围绕第一导管端部和第二导管端部的外壳。
5.根据权利要求4所述的水下换热器，其中：
第一导管端部的第一导管端部纵向轴线基本平行于第二导管端部的第二导管端部纵向轴线，
第一和第二导管端部纵向轴线基本垂直于第三、第四、第五和第六导管端部的第三、第四、第五和第六导管端部纵向轴线。
6.根据权利要求4所述的水下换热器，其中：第三、第四、第五和第六导管端部中的至少一个包括接收第一流体的开口。
7.权利要求4所述的水下换热器，其中：第三、第四、第五和第六导管端部中的至少一个包括接收第一流体的多个开口。
8.根据权利要求1所述的水下换热器，还包括：在导管内部的第二盘管，所述第二盘管与第一盘管分离。
9.根据权利要求8所述的水下换热器，其中：第二盘管构造成接收第三流体，所述第三流体是与第二流体相同或不同的流体。
10.根据权利要求1所述的水下换热器，其中：第一流体包括水。
11.根据权利要求9所述的水下换热器，其中：其中，第二流体和第三流体包括处理流体。
12.根据权利要求1所述的水下换热器，还包括：轴，所述轴使得第一叶轮连接到第二叶轮。
13.根据权利要求12所述的水下换热器，还包括：第三叶轮，所述第三叶轮在导管内部并在第一叶轮和第二叶轮之间。
14.根据权利要求13所述的水下换热器，其中：轴将第三叶轮连接到第一叶轮和第二叶轮。
15.根据权利要求13所述的水下换热器，其中：第三叶轮包括多个第三叶轮。
16.根据权利要求13所述的水下换热器，其中：第三叶轮是以下情形中的至少一种：在第一盘管内和在第一盘管之间。
17.根据权利要求1所述的水下换热器，还包括：驱动器，所述驱动器驱动第一叶轮和第二叶轮中的至少一个，其中所述驱动器直接连接到第一叶轮。
18.根据权利要求17所述的水下换热器，其中：驱动器包括第二流体，第一流体与第二流体不同。
19.根据权利要求17所述的水下换热器，其中：驱动器包括与第一流体不同的第三流体、和第二流体中的一种。
20.根据权利要求19所述的水下换热器，其中：第三流体包括以下情形之一：(a)泵送至注射井内的液体；(b)泵送至注射井内的气体；(c)压缩机下游的流体；以及(d)与在上游分离器中使用的第四流体相反相的流体。
21.根据权利要求20所述的水下换热器，其中：液体包括水。
22.根据权利要求17所述的水下换热器，其中：驱动器包括磁流体动力系统。
23.根据权利要求1所述的水下换热器，还包括：导管进口槽道和导管出口槽道，其中，导管进口槽道构造成在第二流体进入第一盘管之前接收所述第二流体，导管出口槽道构造成在第二流体离开第一盘管之后接收所述第二流体。
24.一种生产烃的方法，包括：
使用钻探设备来钻井；
从井中抽取烃；
冷却抽取的烃，即通过：
使用驱动器和第一叶轮至少以基本恒定的速度在导管内围绕盘管直接驱动第一流体；以及
从第一流体中回收能量，以便降低由驱动器产生的能量。
25.根据权利要求24的方法，还包括：在至少以基本恒定的速度在导管内围绕盘管驱动第一流体之前增加第一流体的速度。
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