CN105339583A - 水下生产冷却器 - Google Patents

Abstract

一种水下生产冷却器组件包括：芯、绕所述芯布置的盘管、和护罩；其中，所述盘管包括入口和出口，护罩至少部分地包围所述芯和所述盘管。

Description

水下生产冷却器

相关申请的交叉参考

本申请请求享有美国临时申请61/831,880号的权益，该美国临时申请的申请日为2013年6月6日，其通过引用方式组合在文中。

技术领域

本公开总体上涉及水下生产冷却器。更具体而言，在某些实施例中，本公开涉及使用自然对流的水下生产冷却器以及相关方法。

背景技术

从生产井中生产出的原油和其他流体有时在对于通过可利用的海底生产设备而言太高的温度下(例如在400°F或高于400°F的温度下)被生产出来。这些高温可对海床上的机器设备产生热应变，通常要求另外冷却水线以上部分上的流体。因此，需要在这些流体沿海床或从海床被运输之前将其冷却到180°F至300°F的温度范围内。

传统的水下冷却技术使用非隔热生产管道，非隔热生产管道被布置在急转弯配置或其他配置(如，自由地对流传热到周围环境中的金字塔配置)中。通常，这些传统的水下冷却技术适应产出流体的变化的流量或温度的能力十分有限。从而导致过度冷却，这对于通过化学品不能完全被防止水合物堵塞的流体而言是有问题的。

需要研制出一种水下冷却的方法，其能提供可靠的冷却方式，具有适应变化的流量和温度的能力。还需要研制出一种水下冷却方法，该方法考虑到过度冷却和冷得不可接受的管道表面温度而使用40°F的海水。

发明内容

本公开总体上涉及水下生产冷却器。更具体而言，在某些实施例中，本公开涉及使用自然对流的水下生产冷却器以及相关方法。

在一个实施例中，本公开提供了一种水下生产冷却器组件，其包括：芯；绕芯布置的盘管，其中，所述盘管包括入口和出口；和，至少局部包围所述芯和所述盘管的护罩。

在另一实施例中，本公开提供了一种水下生产冷却器，其包括水下生产冷却器组件、基底和管道系统。水下生产冷却器组件包括：芯；绕所述芯布置的盘管，其中，盘管包括入口和出口；和，至少局部包围所述芯和盘管的护罩。

在另一实施例中，本公开提供了一种冷却水下采出流的方法，该方法包括以下步骤：提供水下采出流；和，通过水下生产冷却器组件冷却水下采出流。其中，水下生产冷却器组件包括：芯；绕芯布置的盘管，其中，所述盘管包括入口和出口；和，至少局部包围所述芯和盘管的护罩。

附图说明

通过结合附图参照下面的描述，可更完全和透彻理解本实施例及其优点。

图1A和1B是根据本公开的某些实施例的水下生产冷却器组件的图解。

图2是根据本公开的某些实施例的水下生产冷却器组件的图解。

图3是根据本公开的某些实施例的水下生产冷却器组件的图解。

图4是根据本公开的某些实施例的水下生产冷却器的图解。

对于本领域的技术人员而言，将能明显看出本公开的特征和优点。尽管本领域的技术人员可做出许多改进，但是这些改变将落入本公开的实质范围内。

具体实施方式

下面的描述包括体现本发明的主题的典型装置、方法、技术和指令次序。但是，应该理解为，所述的实施例在没有这些具体细节的情况下可被实施。

在某些实施例中，本公开涉及用于冷却从水下井生产出的产出流体的技术。这种冷却技术可涉及使用自然对流。在某些实施例中，可不使用使产出流体或冷却流体在水下生产冷却器内循环流通的泵来完成该冷却技术。

离开洋底上的井口的产出流体可流经生产冷却器中的一系列盘管，在冷却器中被冷海水或其他冷却流体冷却。冷海水或其他冷却流体可被盘管加热，变得密度降低，由于自然对流而远离盘管上升。当被加热的海水或其他冷却流体上升时，其可被来自于连续流中的周围区域中的更冷密度更高的海水或被冷却的冷却流体替代。由于通过盘管的产出流体的流动可由井压引起，并且浮力可驱使海水或其他冷却流体流动，因此，在某些实施例中，不要求泵送流体。

文中所讨论的水下生产冷却器的某些合适属性可包括：用于设计和操作监测的可预测性能；调节传热以保持所需的出口温度的能力；容许生产流量变化并保持所需的出口温度的能力；类似于隔热的管路系统的冷却时间；能承受多相流的坚固管道；分配多相流和进行均匀冷却的功能；能够旁通；内部和外部污垢的最小化；保持内壁温度高于蜡沉积温度(如，总是110°F)的能力；保持外壁温度低于海水结垢温度(如，总是130°F)的能力；允许通过远程操纵潜水器进行海水横向清洁的能力；以及，控制海水循环流通以满足冷却要求的能力。

现在参照图1，图1示出了根据本公开的某些实施例的水下生产冷却器组件101。在某些实施例中，水下生产冷却器组件101可包括芯110、盘管120、护罩130和控制阀140。

在某些实施例中，芯110总体上为圆柱形形状。芯110可被形成为合适尺寸以有效地降低各种生产温度和流量。在某些实施例中，芯110的直径可为3英尺至15英尺、和/或高度可为10英尺至约100英尺。芯110可由适于深水环境的任何材料制成。合适材料的例子包括钢、玻璃增强塑料、和/或各种复合材料。在某些实施例中，芯110的外表面111可包括覆层112。合适覆层材料的例子包括坚固的玻璃加强塑料(玻璃钢)、环氧树脂覆层、专业漆和隔热材料。覆层112可以是结构式、半结构式或非结构式的，以达到所需的形状、几何结构或表面特性。在某些实施例中，覆层112的厚度可由其合适的属性而定。在某些实施例中，覆层112的厚度可以是约0.005英寸至0.020英寸。在其他实施例中，覆层112的厚度可以是约0.1英寸至0.4英寸。在其他实施例中，覆层112的厚度可以是约0.02英寸至0.05英寸。在某些实施例中，覆层112可防止保留在水下生产冷却器组件101中的已变温暖的冷却流体在意外停输期间迅速冷却。在某些实施例中，芯110可具有中空的中心。在其他实施例中，水下生产冷却器组件101可以没有芯。

在某些实施例中，盘管120可包括为盘旋形式的任何合适管材。在某些实施例中，盘管120可包括单根盘管或多根盘管。例如，盘管120可包括一根、两根、三根、四根、或五根或更多根单独的盘管。在某些实施例中，每根单独的盘管可具有其自身的入口和出口。当水下生产冷却器组件101包括芯110时，盘管120可以绕芯110盘绕。在水下生产冷却器组件101不包括芯110的实施例中，盘管120可限定腔。

在某些实施例中，盘管120可具有包括一个或多个内绕组和一个或多个外绕组的螺旋几何结构。在某些实施例中，该一个或多个内绕组可绕芯110布置，该一个或多个外绕组可绕该一个或多个内绕组布置。在某些实施例中，内绕组和外绕组可在相同方向上盘旋。在其他实施例中，内绕组和外绕组可在相反方向上盘绕。在内绕组和外绕组在相反方向上盘绕的实施例中，存在于盘管120的内绕组和外绕组中的扭力可被设置成相互平衡，这进而降低了在生产压力和温度下控制盘管120的作用力和运动所需的整体结构强度。

在某些实施例中，盘管120的几何结构可最大化下述有益效果：通过两个独立但互补的效果产生流动。首先，通过使多根单独的盘管传热给同一流体，将使温度升高量和随后的冷却剂浮力(其可产生自然对流传热)成倍增加。第二，通过将盘管绕组布置成使它们相互紧密靠近并使相应盘管绕组紧密靠近芯110和/或护罩130的表面，从而在某些操作条件下由于流体流动效应而可额外增强热传递。例如，在某些实施例中，盘管绕组可绕芯110间隔开，使得盘管120在每个绕组中的中心之间的距离是盘管120的直径的1.5至2倍。

在某些实施例中，盘管120的此种几何结构可避免标准弯管中出现的突然弯转或急转弯，从而降低了固体通过增强沉积而局部堆积在盘管120的内壁上的程度，该增强沉积被认为是由于通过转动动作而产生在流体流中的低速区、以及冷点(其由于非均匀流场而出现)引起的。

盘管120可由任何合适管材制成。合适管材的例子包括碳钢、不锈钢、钛、镍合金和复合材料。在某些实施例中，复合材料可包括被设置成使盘管120的表面呈现某些有益属性的不同材料，该有益属性可不同于大部分管壁的属性。在某些实施例中，盘管120可包括1英寸至6英寸的内径。

在某些实施例中，盘管120的内表面121可包括内覆层122。内表面121可被完全或局部覆置有内覆层122。在某些实施例中，内覆层122可包括陶瓷搪瓷或类金刚石的覆层。在某些实施例中，内覆层122的厚度可为2微米至30微米。在其他实施例中，内覆层122的厚度可以为5微米至10微米。

在某些实施例中，盘管120的外表面123可包括外覆层124。外表面123可被完全或局部覆置有外覆层124。在某些实施例中，外覆层124可包括陶瓷搪瓷、乙烯共聚物(如，Halar(铁氟龙))、热固聚合物、类金刚石覆层或酚醛树脂覆层。在某些实施例中，外覆层124的厚度可以是2微米至400微米。在其他实施例中，外覆层124的厚度可以是10微米至50微米。

对盘管120的材料和厚度的选择对于控制盘管120内侧和外侧上的表面温度是关键的。在某些实施例中，需要通过设计合适的流体速度和传热系数来保持盘管绕组表面温度处于安全界限中。在某些实施例中，盘管120的内表面121或内覆层122的温度由于考虑蜡沉积物的影响而酌情应该保持高于最小值。在某些实施例中，盘管120的内表面121或内覆层122的温度应该保持在高于110°F的温度下。在某些实施例中，盘管120的外表面123或外覆层124的温度由于考虑腐蚀和海水结垢而酌情应该保持低于最大值。在某些实施例中，盘管120的外表面123或外覆层124的温度酌情应该保持在低于150°F的温度下。在其他实施例中，盘管120的外表面123或外覆层124的温度酌情应该保持在低于130°F的温度下。

在某些实施例中，盘管120可包括入口125和出口126。在某些实施例中，入口125可位于芯110的底部附近，出口126可位于芯110的顶部附近。入口125可被连接到热产出流体管线127上。出口126可被连接到竖直排放管线128上。在某些实施例中，热产出流体管线127和/或竖直排放管线128可被布置在芯110的中空中心部分内。在其他实施例中，热产出流体管线127和/或竖直排放管线128可被布置在由盘管120限定的腔内。在其他实施例中，热产出流体管线127和/或竖直排放管线128可被布置在芯110的外表面111上。

在某些实施例中，盘管120可包括一个或多个旁通管线129，其可缩短通向出口126的产出流体路径，可让产出流体流入竖直排放管线128中。在某些实施例中，旁通管线129可具有阀160，阀160被安装成用以控制被导入旁通管线129中的流体容积。

操作期间，产出流体可通过热产出流体管线127流入水下生产冷却器组件101中，穿过盘管120(在盘管中被冷却)，然后通过竖直排放管线128从水下生产冷却器组件101流出。进入水下生产冷却器组件101的产出流体的流量可由将产出流体供送到水下生产冷却器组件101的具体生产井而定。尤其在生产井在被关闭之后重新被联机时的状况期间，流量会显著变化。

水下生产冷却器组件101能将产出流体有效降温至达到合适的出口温度的生产速度可在2000桶/天至50000桶/天的范围内。流量、压力、温度、流体热力学状态和组分细节的许多组合可存在于水下生产冷却器组件101的入口125和出口126处。许多操作参数的可能变化对于本领域的技术人员来言是众所周知的。在某些实施例中，进入水下生产冷却器中的产出流体可在250°F至450°F的温度下。在某些实施例中，离开水下生产冷却器组件的产出流体可在150°F至250°F的温度下。

在某些实施例中，产出流体可在盘管120中向上流动，同时被冷却。尽管这种向上的流动是非典型的，但是应该认为这种向上的流动是有益的，尤其在产出流体是多相流体时。通过控制这种流动朝上，多相流态将倾向为段塞流，从而将继续使气体沿盘管120的内表面121间歇地流动。这有助于消除盘管120的内表面121上的冷点，该冷点可能会成为固体沉积物(如，石蜡)的成核位置。此外，盘管120的内表面可通过液流的作用而变暖，从而可更均匀和有效地传热。一个或多个阀160可调节通过热产出流体管线127和竖直排放管线128的产出流体流量。

在某些实施例中，护罩130可绕芯110和盘管120布置。在某些实施例中，护罩130可以是具有大致为圆柱形形状的中空结构。护罩130可由适于深水环境的任何材料制成。合适材料的例子包括钢、玻璃加强纤维(玻璃钢)和各种复合材料。在某些实施例中，护罩130可包括覆层135。在某些实施例中，覆层135可包括坚固的玻璃钢、环氧树脂覆层、专业油漆和一些隔热材料。覆层135可以是结构式、半结构式、或非结构式的，以达到所需的形状、几何机构或表面特性。在某些实施例中，护罩130可以超隔热，使得在意外停输期间，保持在水下生产冷却器组件101中的变暖的冷却流体将缓慢冷却，以限制水合物形成在产出流体中。

在某些实施例中，覆层135的厚度可由其所需的属性决定。在某些实施例中，覆层的厚度可为约0.005英寸至0.020英寸。在其他实施例中，覆层的厚度大约为0.1英寸至0.4英寸。在其他实施例中，覆层的厚度可以是0.02英寸至0.05英寸。

在某些实施例中，护罩130可被形成合适尺寸以包围盘管120，两者之间保持一定间隙，从而使护罩不接触盘管120，这可要求护罩的内尺寸和形状超过盘管120的内尺寸和形状。在某些实施例中，护罩130可以是圆柱形，直径在3英尺至15英尺之间和/或长度在10英尺至约100英尺之间。

在某些实施例中，护罩130可包括入口131和出口132。入口131可位于护罩130底部处，出口132可位于护罩130顶部附近。在某些实施例中，入口131的横截面面积可为10平方英尺至100平方英尺。在其他实施例中，入口131的横截面面积可为约20平方英尺至50平方英尺。在某些实施例中，出口132可以是横截面面积为约0.25平方英尺至20平方英尺的单孔或具有类似的总横截面面积的多孔。在某些实施例中，海水或其他冷却流体可通过入口131流入护罩130中，可通过出口132从护罩130流出。

在某些实施例中，控制阀140可调节通过护罩130的出口132的海水或其他冷却流体的流量。在某些实施例中，通过护罩130的海水流量可以低至50加仑/每分钟，高至3000加仑/每分钟。可调节控制阀140的设置，以根据生产流量和入口温度保持指定的产出流体出口温度设定值。通过操纵控制阀140，操作者或控制系统能监测和调节从采出流中去除掉的热量以产生合适的出口温度，还能在意外停输情况下蓄意地停止主要的传热过程并将采出流的热量保持在冷却器中。

在某些实施例中，护罩130还可包括一个或多个支撑结构135。支撑结构135可位于护罩130的基底136上。在某些实施例中，支撑结构135可以是多孔的，以让冷却流体流入护罩130中，从而形成护罩入口131。支撑结构135可以是整体式的，是用于构造护罩130的材料的延伸部分，可包括结构梁或支撑护罩130的其他部件。支撑结构135可以是除护罩130以外的单独部件，可以被永久附接到护罩130上。支撑结构135可以由不同于护罩130的材料制成，可被设计成提供相对重的基底以有助于安装，可在护罩基底处提供高的结构整体性以确保其稳固。

在某些实施例中，护罩130可拆卸掉。在某些实施例中，护罩130可包括一个或多个提升部位137，可调节所述提升部位的位置，使得净提升力矢量穿过重心。在某些实施例中，护罩130可绕芯110和盘管120从其正常位置被向上提升。一旦移走芯110，机器人潜水艇(远程操纵潜水器或ROV)能侦查和/或检验所存在的任何外部污垢的属性，可通过被附接到ROV上的工具，或通过专门的半自动行走装置(其类似于在盘管绕组上或附近移动的游泳池清洁器)执行清洁操作。

在某些实施例中，护罩130可包括锥形顶138。锥形顶138可有助于在非操作期间使落下的沉淀物转向而不进入水下生产冷却器组件101中。

水下生产冷却器组件101的基础设计结构形成了暴露于冷海水或其他的冷却流体中的大数量的管表面。通过将盘管120包入护罩130中，可提高冷却流体环绕盘管120进行自然对流的速度，从而提高水下生产冷却器组件101的传热能力。

在意外停输期间，控制阀140可被完全关闭以将温暖的海水或其他冷却流体俘获在水下生产冷却器组件101内。最温暖的冷却流体可上升至水下生产冷却器组件101的顶部，这样可能会过度冷却盘管120的底部部分。为了防止底部盘管绕组过度冷却，水下生产冷却器组件101可包括电加热器或热储器150，其位于盘管120的最低部分下方。

在某些实施例中，热储器150可包括储罐151、入口152、出口153、阀154和盘管155。储罐151能储存数百加仑的温暖的冷却流体。在某些实施例中，储罐151可被布置在芯110的中空中心部分内。在某些实施例中，储罐151可被布置在由盘管120限定的腔中。在某些实施例中，储罐151可被布置在由盘管155限定的腔中。在某些实施例中，盘管155可绕芯110的底部部分盘绕。阀154可调节通过入口152、出口153和盘管155的温暖的冷却流体的流量。在某些实施例中，盘管155可具有与盘管120相同的材料构造。

在关闭而停输期间，阀154可被打开以允许温暖的冷却流体流经入口152、出口153和盘管155。温暖的冷却流体可加热水下生产冷却器组件101的底部部分中的冷却流体，可加热盘管120的底部部分。在某些实施例中，储罐151可包括膨胀腔156，以根据其温度允许温暖的冷却流体膨胀和收缩。在水下生产冷却器组件101的正常操作期间，储罐151中的温暖的冷却流体由于排放管线通过储罐151，而被升温至达到流经竖直排放管线128的产出流体的出口温度，从而允许该温暖的冷却流体被产出流体加热，直到它们各自的温度几乎相同为止。

在某些实施例中，水下采油组件101可包括送入工具。送入工具可以是永久被安装的或可拆卸的送入工具。在某些实施例中，送入工具可被附接到护罩130上。该送入工具能够实现护罩130的准确的竖向拆卸路径，从而最小化了对芯110和盘管120的干扰。在某些实施例中，一个或多个扶正器可保证护罩在拆卸或操作期间不接触盘管120。

现在参照图2，图2根据本公开的某些实施例示出了水下生产冷却器组件201的局部的实体模型透视图。类似于图1中所示的水下生产冷却器组件101，水下生产冷却器组件201可包括芯210、盘管220和护罩230。在图2中，示出盘管220包括四根独立的盘管。示出热产出流体管线227和竖直排放管线228位于芯210的中空中心部分内。

现在参照图3，图3示出了水下生产冷却器组件301的替换原理。尽管在某些实施例中，水下生产冷却器组件301可共享水下生产冷却器组件101和201的每个相同特征，例如，水下生产冷却器组件301可包括芯310、盘管320(其包括被连接到热产出流体管线327上的入口325和被连接到竖直排放管线328上的出口326)、一个或多个阀360、具有入口331和出口332的护罩330、和控制阀340。水下生产冷却器组件301和水下生产冷却器组件101之间可存在几个关键的差异。

水下生产冷却器组件301和水下生产冷却器组件101之间的一个差异是，尽管水下生产冷却器组件101的护罩130的底部可敞露于海水中，但是护罩330的底部不敞露于海水中。更确切地说，护罩330完全包围芯310的底部部分315，使其隔离而不与海水接触。但是，护罩330的入口331和出口332可流体连接到冷却流体冷却器370上。

在某些实施例中，冷却流体冷却器370可包围芯310的顶部部分316。在某些实施例中，冷却流体冷却器370可包括冷却器管371和冷却器护罩376。

在某些实施例中，冷却器管371可包括盘管120的相同特征。在某些实施例中，冷却器管371可绕芯310的顶部部分316盘绕。在某些实施例中，冷却器管371可包括入口372和出口373。在某些实施例中，入口372可通过温暖的冷却剂管线374被连接到护罩330的出口332上。在某些实施例中，出口373可通过冷的冷却剂管线375被连接到护罩330的入口331上。在某些实施例中，冷却剂膨胀腔356可被连接到冷的冷却剂管线375上。

在某些实施例中，冷却器护罩376可绕芯310的顶部部分316和冷却器管371布置。在某些实施例中，冷却器护罩376可共享护罩130的类似特征。在某些实施例中，阀377可调节通过冷却器护罩376的入口378和出口379的海水流量。

在某些实施例中，冷却器护罩376还可包括一个或多个支撑结构380。支撑结构380可位于冷却器护罩376的基底381上并将冷却器护罩376附接到护罩330上。在某些实施例中，支撑结构380可以是多孔的，以让冷却流体流入冷却器护罩376中，从而形成入口378。支撑结构380可与支撑结构135共享共同的特征。

在操作期间，来自于护罩330的出口332的温暖的冷却剂可向上流入冷却流体冷却器370的冷却器管371中。温暖的冷却剂可被通过入口378流入冷却器护罩376中的周围海水冷却。当该温暖的冷却剂被冷却时，其可在冷却器管371中向下流动，在冷却器管中该冷却剂被在冷却器护罩376中向上流动的海水进一步冷却。被冷却的冷却剂然后可通过冷的冷却剂管线375离开冷却流体冷却器370，再进入护罩330底部。一个或多个阀360可调节通过温暖的冷却剂管线374和冷的冷却剂管线375的冷却流体的流量，一个或多个阀340可调节通过入口378和出口379的海水的流量。

现在参照图4，图4示出了水下生产冷却器400，水下生产冷却器400包括水下生产冷却器组件401、基底485和管道系统490。

水下生产冷却器组件401可包括先前描述的水下生产冷却器组件的部件中的任何部件。

基底485可被设计成包含管道系统490、提供一个或多个位置486以安装一个或多个水下生产冷却器组件401。图4示出了水下生产冷却器，其包括4个被安装在基底485上的水下生产冷却器组件401，具有5个位置486。

在某些实施例中，基底485可主要由钢制成，类似于诸如管道网、水下泵送系统等的其他水下设备。基底485可以大致为40英尺宽(从上方观察)、100英尺长、20英尺高。基底485可通过使用防沉板被设置在海床上。基底485可被设置到一个或多个桩结构上，该桩结构被设计成不仅承受基底重量，而且还可预见地抵抗由相当高的水下生产冷却器组件401所产生的任何力矩、或被填充的或空的位置486的各种组合所产生的不均匀或不平衡载荷所引起的任何力矩。在某些实施例中，位置486可包括多孔连接器。在某些实施例中，位置486可通过多孔连接器承受由于存在水下生产冷却器组件401而产生的作用力和力矩，或者用于水下生产冷却器的支撑件可通过接触支撑在基底485上的水下生产冷却器的一个或多个结构构件而被支撑。在某些实施例中，位置486可通过多孔连接器和分离的结构构件的组合而支撑水下生产冷却器组件401。

管道系统490可包括热的多相生产管线491、分离器492、热气管线493、热液管线494、冷液管线495和冷的多相生产管线496。在某些实施例中，分离器492可包括由管道部件配置而成的装置，这些管道部件被配置成使多相混合减速、使液体和气体重力分离，同时为富液流和富气流提供流动路径。分离器492可将流体从多相生产管线491中分离出来，使其进入热气管线493和热液管线494中。在典型的操作条件下，当流体进入分离器492中时，热的多相生产管线491中的流体温度可为300°F至450°F，压力可以在1500psia至7000psia的范围内，含气率可在约0％至约80％的范围内。具体的操作条件取决于生产井和系统被操作的方式，可显著变化，因此这些参数旨在仅示出、而不限制正被描述的系统的操作范围。

当离开分离器时，热液管线494中的流体可以主要是具有少量气体的液体。在某些实施例中，热液管线494中的流体在几乎与热的多相生产管线491中的流体压力和温度相同的压力和温度下，含气率为约0％至约10％。在某些实施例中，热气管线493中的流体可以主要是含有少量液体的气体。在某些实施例中，热气管线493中的流体在几乎与热的多相生产管线491中的流体压力和温度相同的压力和温度下，含气率为90％至约100％。

热气管线493中的流体流量可受流量控制阀497控制，这种控制可简单地适配或几乎适配各种管道和水下生产冷却器组件401所产生的压降。另外，在某些实施例中，可通过流量控制阀497来相对于冷的液体管线495中的流体的温度调节冷的多相生产管线496中的流体的温度。在某些实施例中，可利用这种控制来保证一定的热质量流率存在于热气管线493中，从而在与冷液495中的流体混合的过程中，在冷的多相生产管线496中可保持一定的更高温度。

热液管线494中的流体可流入单个水下生产冷却器组件401或多个串联或并联布置的水下生产冷却器组件401中。冷的液体管线495可以是从水下产品生产冷却器流出的单流，或者是从组合的多个冷却器流出的多股流。来自于冷液管线495的流体可与热气管线493中的流体组合，以形成冷的多相生产管线496。冷的多相生产管线496中的流体的含气率可以几乎与热的多相生产管线491中的相同，或者通过冷却效果而达到含气率为零。冷的多相生产管线496中的流体的温度可以在150°F和300°F之间。冷的多相生产管线496中的流体的压力可以接近于但稍小于热的多相生产管线491中的压力，或者由于分离器492和水下生产冷却器组件401中的压降的原因而非常低。

在某些实施例中，文中讨论的水下生产冷却器可具有宽范围的操作条件。在某些实施例中，操作者或控制系统可监测和调节正被去除掉的热量，以产生所需的出口温度并在意外停输的情况下蓄意停止主要的传热过程、将生产热量保持在冷却器中。在某些实施例中，文中讨论的水下生产冷却器能通过使用自然对流冷却采出流，不要求泵送冷却流体。

尽管已经参照各种实施方式和操作描述了实施例，但是将应该理解为，这些实施例仅是阐释性的，本发明的主题的范围并不局限于这些实施例。许多变形、改善、增补和改进是可能的。

可提供复数个实例用于在文中作为单个实例被描述的部件、操作或结构。概括而言，在典型配置中作为分离部件呈现的结构和功能可被实施为组合结构或部件。类似地，作为单一部件呈现的结构和功能可被实施为分离部件。这些和其他变形、改善、增补和改进可落入本发明的主题的范围内。

Claims (20)

1.一种水下生产冷却器组件，其包括：

芯；

盘管，其绕所述芯布置，其中，所述盘管包括入口和出口；和

护罩，其至少部分地包围所述芯和所述盘管。

2.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，还包括位于所述护罩顶部处的控制阀，所述控制阀能调节通过该护罩的流体流量。

3.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，其中，所述芯和所述护罩是隔热的。

4.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，其中，所述护罩包括锥形顶。

5.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，其中，所述盘管包括内覆层和外覆层。

6.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，其中，所述盘管包括相互靠近的多个盘管绕组。

7.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，其中，所述盘管包括在相反方向上绕所述芯盘绕的内绕组和外绕组。

8.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，还包括被布置在由所述盘管限定的腔中的热储器。

9.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，还包括绕所述芯的顶部部分布置的冷却流体冷却器。

10.根据权利要求9所述的水下生产冷却器组件，其中，所述流体冷却器包括冷却器管和冷却器护罩。

11.根据权利要求1所述的水下生产冷却器组件，其中，所述护罩是能够拆卸的。

12.一种水下生产冷却器，其包括：

水下生产冷却器组件，其中，所述水下生产冷却器组件包括：

芯；

盘管，其绕所述芯布置，其中，所述盘管包括入口和出口；和

护罩，其至少部分地包围所述芯和所述盘管；

基底；和

管道系统。

13.根据权利要求12所述的水下生产冷却器，其中，所述水下生产冷却器包括串联布置的多个水下生产冷却器组件。

14.根据权利要求12所述的水下生产冷却器，其中，所述水下生产冷却器包括并联布置的多个水下生产冷却器组件。

15.根据权利要求12所述的水下生产冷却器，其中，所述管道系统包括分离器、热液管线和热气管线，所述分离器包括热的生产管线，所述热气管线包括流量控制阀。

16.一种对水下采出流进行冷却的方法，该方法包括以下步骤：

提供水下采出流；和

通过水下生产冷却器组件冷却水下采出流，其中，所述水下生产冷却器组件包括：

芯；

盘管，其绕所述芯布置，其中，所述盘管包括入口和出口；和

护罩，其至少部分地包围所述芯和所述盘管。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，通过水下生产冷却器组件冷却水下采出流的步骤包括：

将水下采出流分离为热液流和热气流；

通过水下生产冷却器组件冷却所述热液流，从而形成冷却的液流；和

混合所述冷却的液流和所述热气流以形成冷却的水下采出流。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，通过水下生产冷却器组件冷却水下采出流的步骤包括：使所述采出流向上流动通过所述盘管。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，通过水下生产冷却器组件冷却水下采出流的步骤还包括：使冷却流体在所述护罩内自然对流。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，在不泵送水下采出流或冷却流体的情况下，执行通过水下生产冷却器组件冷却水下采出流的步骤。