電纜泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于引入井筒或套管內(nèi)并浸沒在井筒流體內(nèi)的電纜泵送組件。此 外，本發(fā)明還涉及該電纜泵送組件的用途、利用該電纜泵送組件啟動(dòng)井的方法以及最佳化 該啟動(dòng)操作的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油和氣的生產(chǎn)過程中，由于液體靜壓力的存在有時(shí)必須幫助井內(nèi)的生產(chǎn)。在井 自身不能產(chǎn)生足以將烴驅(qū)動(dòng)至地面的足夠壓力的情況下或者在井已經(jīng)例如通過井內(nèi)的水 壓被有意或無意地"壓井"的情況下，可利用工具將井筒流體舉升至井的上部。這樣的工具 通常被稱為人工舉升工具。
[0003] 人工舉升工具可用于根據(jù)井的具體情況在井中使用更長或更短的時(shí)間。桿式泵被 廣泛應(yīng)用于從地下巖層中抽油。但這樣的泵需要大型的地上結(jié)構(gòu)以及一直向下貫穿井延伸 到達(dá)設(shè)置在井中的地下桿式泵的抽油桿。這些類型的泵可適于需要連續(xù)抽吸較長時(shí)間的井 中應(yīng)用。但，對(duì)于僅需有限時(shí)間的泵送動(dòng)作的操作來說，因?yàn)橄嚓P(guān)的大量投資，該桿式泵的 想法是不適當(dāng)?shù)?。此外，海上油田往往位置很深，抽油桿從地面上的力產(chǎn)生設(shè)備延伸到井下 的泵送裝置的想法是不合適的。
[0004] 因?yàn)樗拿芏雀哂跓N，井中的水壓可增加液體靜壓力，從而阻止井中壓力將烴驅(qū) 動(dòng)至地面。在水的流入已經(jīng)有意或無意地將井壓井的情況下，可需要井下的泵送運(yùn)動(dòng)以通 過去除水來啟動(dòng)或重新開啟該井。用于去除水的已知系統(tǒng)，如連續(xù)油管氣舉升裝置，需要大 量的地面設(shè)備如卷線軸和氣體儲(chǔ)罐。此外，在已知的井啟動(dòng)系統(tǒng)中使用的泵往往需要高功 率，而這是通過標(biāo)準(zhǔn)的測井電纜無法提供的。因此，需要額外的地面設(shè)備的專門的電纜被需 要，這使得這樣的操作更加復(fù)雜和昂貴。因此，需要這樣的一種井啟動(dòng)系統(tǒng)，其可使用標(biāo)準(zhǔn) 的單芯或多芯電纜裝配，需要最少的地面設(shè)備、規(guī)劃和后勤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的是完全或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)和不足。更特別 地，一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的井啟動(dòng)系統(tǒng)和用于啟動(dòng)井的相關(guān)方法。此外，一個(gè)目的是提 供一種簡單且可靠的電纜泵送設(shè)備，其可被用于啟動(dòng)已經(jīng)被有意或無意地壓井的井。
[0006] 從下面的描述中將變得顯而易見的上述目的以及眾多的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征由 根據(jù)本發(fā)明的方案來實(shí)現(xiàn)，即通過用于被引入井筒或套管內(nèi)并浸沒在井筒流體內(nèi)的電纜泵 送組件來實(shí)現(xiàn)，該電纜泵送組件沿縱向延伸并適于與電纜連接，且該電纜泵送組件包括泵 單元，該泵單元包括：
[0007] -提供泵腔室的管狀的泵殼體；
[0008] -設(shè)置在該管狀的泵殼體的下部的一個(gè)或多個(gè)入口；
[0009] -用于打開和關(guān)閉所述入口的第一閥；
[0010] -滑動(dòng)地布置在該泵腔室內(nèi)的柱塞，該柱塞包括第二閥，該第二閥用于控制從泵 腔室的位于該柱塞一側(cè)的第一隔室到泵腔室的位于該柱塞另一側(cè)上的第二隔室的流體流 動(dòng)；
[0011]-泵桿，該泵桿被可操作地連接至該柱塞并且從該柱塞延伸穿過該管狀的泵殼體； 以及
[0012] -設(shè)置在該管狀的泵殼體的上部的一個(gè)或多個(gè)出口，
[0013] 其中，該電纜泵送組件還包括：
[0014]-線性致動(dòng)器，其與該管狀的泵殼體關(guān)聯(lián)布置并用于驅(qū)動(dòng)該泵桿，借此，當(dāng)該電纜 泵送組件被至少部分地浸入該井筒流體內(nèi)時(shí)，井筒流體經(jīng)所述一個(gè)或多個(gè)入口抽入該管狀 的泵殼體內(nèi)，迫壓經(jīng)過該柱塞的第二閥并經(jīng)在該管狀的泵殼體的上部的所述一個(gè)或多個(gè)出 口排出。
[0015] 據(jù)此，提供出一種簡單而可靠的泵送裝置，其能夠利用標(biāo)準(zhǔn)電纜運(yùn)行并能夠在井 下泵送井筒流體。此外，由于該泵送裝置是可通過標(biāo)準(zhǔn)電纜部署的，部署該裝置所需的設(shè)備 的量相比于用于實(shí)施井下泵送操作的已知技術(shù)顯著減少。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，該第一閥可以是相對(duì)于該管狀的泵殼體固定的固定閥，且該第 二閥可以是相對(duì)于該管狀的泵殼體可隨柱塞移動(dòng)的游動(dòng)閥。
[0017] 在另一實(shí)施例中，該線性致動(dòng)器可包括：
[0018] -提供一個(gè)或多個(gè)活塞腔的管狀的沖程缸；
[0019] -一個(gè)或多個(gè)活塞件，所述活塞件滑動(dòng)布置在該活塞腔內(nèi)以將該活塞腔分隔成第 一腔室和第二腔室；
[0020] -沖程桿，該沖程桿可操作地連接至該活塞件，用于與泵桿連接以提供柱塞的往復(fù) 運(yùn)動(dòng)；
[0021] -泵，用于將加壓的液壓流體交替供應(yīng)至該管狀的沖程缸的第一腔室和第二腔室 以使得該活塞件在該管狀的沖程缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以及
[0022] -用于驅(qū)動(dòng)該泵的電動(dòng)機(jī)。
[0023] 此外，該線性致動(dòng)器可包括滑動(dòng)布置在多個(gè)活塞腔內(nèi)并可操作地連接至該沖程桿 的多個(gè)活塞件。
[0024] 并且，該線性致動(dòng)器可包括電動(dòng)線性馬達(dá)和沖程桿，該沖程桿由該電動(dòng)線性馬達(dá) 驅(qū)動(dòng)以與該泵桿連接以提供該柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，該電纜泵送組件可適于以約5-15升/分鐘的流動(dòng)速率 泵送。
[0026] 在另一實(shí)施例中，該電纜泵送組件還可包括插接裝置，用于在位于該電纜泵送組 件和該套管之間的環(huán)形空間內(nèi)提供密封，該插接裝置包括與該管狀的泵殼體連接并具有通 孔的基體部以及圍繞該基體部布置的、可從該基體部向外擴(kuò)展以密封該環(huán)形空間的一個(gè)或 多個(gè)密封元件。
[0027] 并且，該基體部可以是該管狀的泵殼體。
[0028] 此外，該基體部可以是該管狀的沖程缸的一部分并且該泵單元的一個(gè)或多個(gè)出口 可布置在該線性致動(dòng)器內(nèi)。
[0029] 因此，提供出一種簡單而可靠的泵送裝置，其能夠利用標(biāo)準(zhǔn)的電纜運(yùn)行并能夠通 過將井筒流體從該插接裝置的一側(cè)泵送至另一側(cè)的方式啟動(dòng)井，借此水可被除去。進(jìn)一步 地，由于該泵送裝置可利用標(biāo)準(zhǔn)電纜部署，部署該裝置所需的設(shè)備的量相比于用于啟動(dòng)井 的已知技術(shù)被顯著減少。對(duì)設(shè)備的較少的需求極大降低了啟動(dòng)操作的復(fù)雜性，從而縮短了 這樣的操作的時(shí)間并降低了這樣的操作的成本。
[0030] 在又一實(shí)施例中，該插接裝置還可包括錨固機(jī)構(gòu)，用于將該電纜泵送組件固定在 井中，該錨固機(jī)構(gòu)圍繞該基體部滑動(dòng)地布置并包括多個(gè)定位卡瓦，所述定位卡瓦可從該基 體部沿大致徑向向外擴(kuò)展以與該管道或套管接合。
[0031] 此外，該插接裝置還可包括圍繞該基體部滑動(dòng)布置的加壓套筒，用于擠壓該一個(gè) 或多個(gè)密封元件，并且所述密封元件可適于在該加壓套筒沿縱向朝該一個(gè)或多個(gè)密封元件 移動(dòng)以向該一個(gè)或多個(gè)密封元件施加壓力時(shí)從該基體部向外擴(kuò)展以密封該環(huán)形空間。
[0032] 此外，該加壓套筒可包括朝向該錨固機(jī)構(gòu)的錐形部段，該錐形部段適于在所述多 個(gè)定位卡瓦被朝向該加壓套筒移動(dòng)以與該錐形部接合時(shí)沿徑向迫壓所述定位卡瓦以至少 致動(dòng)該銷固機(jī)構(gòu)。
[0033] 此外，該加壓套筒可適于通過該錨固機(jī)構(gòu)的移動(dòng)而被移動(dòng)，導(dǎo)致通過該加壓套筒 對(duì)所述密封元件的隨后的擠壓。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施例中，該電纜泵送組件還可包括均衡閥，用于在該插接裝置定位在井 內(nèi)時(shí)、至少在該插接裝置脫開之前均衡柱塞裝置上的壓差。
[0035] 此外，該插接裝置可包括均衡閥。
[0036] 并且，該電纜泵送組件還可包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，用于在插接裝置定位在井中 時(shí)測量插接裝置上的壓差。
[0037] 此外，該電纜泵送組件還可包括用于將該電纜泵送組件錨固在井中的錨固單元， 該錨固單元包括可從該工具本體向外擴(kuò)展以與該套管接合的多個(gè)液壓可致動(dòng)的錨固元件。
[0038] 并且，該電纜泵送組件還可包括用于在斜井中驅(qū)動(dòng)該電纜泵送組件前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)單 J Ll 〇
[0039] 在一個(gè)實(shí)施例中，該電纜泵送系統(tǒng)可包括上述的電纜泵送組件和插接裝置，該插 接裝置用于在該插接裝置與該套管之間的環(huán)形空間內(nèi)提供密封，該插接裝置包括具有通孔 并適于與泵單元的管狀的泵殼體連接的基體部和圍繞該基體部布置的一個(gè)或多個(gè)密封元 件，所述一個(gè)或多個(gè)密封元件可從該基體部向外擴(kuò)展以密封該環(huán)形空間，其中，該電纜泵送 組件適用于在該插接裝置定位在井中后與該插接裝置連接。
[0040] 本發(fā)明還涉及上述的電纜泵送組件或上述電纜泵送系統(tǒng)的、用于利用由該泵送組 件提供的泵送運(yùn)動(dòng)通過來去除存在井中的水或泥來啟動(dòng)已被壓井的井的應(yīng)用。
[0041] 此外，本發(fā)明涉及一種利用上述電纜泵送組件啟動(dòng)井的方法，包括以下步驟：
[0042] -將該電纜泵送組件插入井筒中；
[0043] -定位