[发明专利]用于通过海水对井流进行冷却的海底冷却器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却器系统，包括被布置为串联连接的至少第一冷却器和第二冷却器以及被布置为与所述第一冷却器和所述第二冷却器并联连接的第三冷却器。至少一个所述冷却器包括再循环回路(recirculation loop)。该系统具体地可适用于在海底使用。

背景技术

通常的冷却器在本领域中是众所周知的，但也存在鲜为人知的海底冷却器。例如，在通过引用将其全部内容并入本文中的本申请人自己公布的申请WO 2011008101A1中，或在挪威专利第30761B1号中公开了冷却诸如油气流(hydrocarbon flow)的井流(well flow)的海底冷却器的实例。在WO 2010110674A2和WO 2010110676A2中描述了其它已知的海底冷却器。

压缩机的功能部分依赖于将要压缩的介质的流量和温度。已经证实了将介质冷却会提高压缩机的效率。因为难以远距离地接近恶劣的海底环境，已经证实了具有最小维护需求的稳健且有效的压缩机在海底应用中尤为重要。然而，除其它问题之外，冷却油气流会造成水合物形成。因为水通常形成部分油气流而使水合物形成，当冷却流体时水可以作为游离水(free water)而被分离出来。水合物会结晶或被压缩从而造成堵塞油管、流动线路或管线的危险。因此，被适配于专门用途的冷却单元以及待冷却的介质的量和成分同样重要。

已经证实的是难以在考虑井流的流量和温度的情况下灵活地布置冷却器系统。

因此，本发明的一个目的是针对井流的寿命周期的冷却需求提供一种灵活的冷却系统。

另一个目的是确保冷却后的流体保持在预定温度范围内。

发明内容

在独立权利要求中阐述并且描述了本发明的特征，而从属权利要求描述了本发明的其他特征。

根据本发明，提供了一种冷却器系统，具有入口和出口，该冷却器系统包括：至少第一冷却器和第二冷却器，其中，第一冷却器和第二冷却器被布置为串联连接，该冷却器系统包括至少第三冷却器，该第三冷却器被布置为与第一冷却器和第二冷却器并联连接，并且该冷却器系统包括用于引导流体通过至少一个冷却器的至少一个流动控制装置，其中，至少一个冷却器包括旁路线路和/或再循环回路。该再循环回路在流体冷却不令人满意的情况下允许额外地冷却至少一部分井流，可替换地，冷却全部的井流。另外，可以在所述第一冷却器和/或第二冷却器上布置旁路线路，该旁路线路允许至少一部分流体(可替换的，全部流体)旁路冷却器。这在由于井流的温度，例如，在野外的使用寿命期间，井流的温度随着时间函数变化和/或井流的流量会发生变化而不需要或不想要进行冷却(例如，额外地冷却)的场合中会是有利的。例如，通过使用允许不流动、在第一方向上流动或在第二方向上流动的三通阀可以使旁路线路形成再循环回路的一部分。可替换地，旁路线路和再循环回路可由单独的管、管道或类似物形成，旁路冷却器，或在冷却器周围或者可替换地在冷却器内进行再循环。第三冷却器或任意数量的额外的冷却器可以相对于第一冷却器和第二冷却器被布置在一个或多个并联连接中。在第一冷却器和第二冷却器串中还可以存在额外的冷却器。在一个实施例中，第三冷却器包括再循环回路。在另一个实施例中，第三冷却器包括旁路线路和/或再循环回路。但应该理解的是，第一冷却器、第二冷却器、第三冷却器或额外的冷却器中的任意一个可以布置有再循环回路和/或旁路线路。第三冷却器可以被布置为与至少一个其它冷却器串联连接。不同的串联连接(例如，表示为单个分支)可具有相同的最大冷却效果或不同的冷却效果。在一个串联连接或分支中的冷却效果还取决于井的预期流量。冷却器系统包括至少一个流动控制装置，该流动控制装置用于引导流体流过所述第一冷却器和第二冷却器、第三冷却器和/或旁路线路中的至少一个。流动控制装置优选地为阀门或其它能够控制井流的其他装置。系统可配备有一个、两个或多个引导井流通过所期望的冷却器、旁路管线或旁路线路的流动控制装置。

冷却器系统可设置有用于MEG-注入的装置以阻止水合物的形成。MEG-注入装置在正常流动条件下的冷却器系统的标准操作期间以及当流动停止时等均可能变得有用。