[发明专利]用于减小作用在潜水式抽运组件上的推力的系统和方法

说明书

背景技术

在使用电动潜水泵抽运井下流体时，多种液压力作用在不同的组件 上。例如，在潜水式离心泵中的叶轮往往产生在与流体流动的方向相反的 方向上作用的大的反作用力。该大反作用力例如由漂浮式泵中各泵级中的 推力垫圈抵抗或者在压缩式泵中由电动机保护器推力轴承抵抗。

由潜水式泵各泵级中的叶轮所产生的推力在各种类型的潜水式泵中 可产生问题，包括带有混合流动泵级的泵和带有径向流动泵级的泵。在一 些漂浮式设计中，例如，由于，泵中功率损耗的大部分是由于在径向外围 位置处的相当高的摩擦力引起的扭矩而发生在外部推力垫圈处的推力摩 擦引起的。然而，如果外部推力垫圈被从漂浮式泵级中去除，则缺少任何 密封功能增加了泄漏损耗。

发明内容

总的来说，本发明提供一种用于在潜水环境中抽运(泵送)流体的 技术。该技术对潜水式抽运系统是有用的，例如被使用在井筒应用中用于 抽运井下流体的潜水式抽运系统。潜水式抽运系统被设计用于对潜水泵利 用推理控制特征来减小否则作用在潜水泵组件上的某些推力载荷。

附图说明

此后，将参考附图描述本发明的某些实施例，其中相同标记表示相 同部件，并且：

图1是依据本发明实施例的配置在井筒中的电动潜水抽运(泵送) 系统的实施例的正视图；

图2是依据本发明实施例的在图1中所示的潜水泵的实施例的部分 截面图；

图3是依据本发明实施例的在图1中所示潜水泵的另一实施例的部 分截面图；

图4是依据本发明实施例的在图1中所示潜水泵的另一实施例的部 分截面图；

图5是依据本发明实施例的在图1中所示潜水泵的另一实施例的部 分截面图；

图6是依据本发明实施例的在图1中所示潜水泵的另一实施例的部 分截面图。

具体实施方式

在下面的说明中，阐述了许多细节以提供对本发明的理解。然而， 本领域普通技术人员应当理解的是：没有这些细节可以实施本发明，并且 根据所述实施例的多种变化或改型是可能的。

本发明涉及一种用于降低在抽运流体时产生的推力载荷的某些影响 的系统和方法。例如，该系统和方法可以用于具有离心式潜水泵的潜水抽 运系统中。一或多个特征被包括在潜水抽运系统中，以管理作用在泵叶轮 的外表面上的液压力，该液压力趋于产生与抽运流体的流动方向相反地作 用的大反作用力。

总体参考图1，潜水抽运系统20的实施例，例如电动潜水抽运系统 被显示。取决于其所使用的具体应用或环境，潜水抽运系统20可以包括 各种部件。在抽运系统20中所利用的部件的例子包括至少一个潜水泵22、 至少一个潜水泵电动机24和一个或多个电动机保护器26，它们连接在一 起形成潜水抽运系统。

在所示例子中，潜水抽运系统20被设计为配置在地层30内的井28 中，该地层包含期望的生产流体，例如石油。将井筒32钻入地层30，井 筒进而在至少一些应用中装配有井筒套管34。穿孔36穿过井筒套管34 形成，以使流体在周围地层30和井筒32之间流动。

通过可以具有各种结构的配置系统38，将潜水抽运系统20配置在 井筒32中。例如，配置系统38可以包括由连接器42连接至潜水泵22的 管40，例如盘管或生产管。将电力经由电力电缆44提供给至少一个潜水 电动机24。潜水电动机24接下来给潜水泵22供电，可以使用所述潜水 泵22通过泵吸入口46抽运生产流体。在潜水泵22内，旋转多个叶轮以 通过例如管40泵送或开采生产流体至所期望的收集位置，该位置可能位 于地表面48处。

应当注意的是，所图示的潜水抽运系统20仅仅是可以受益于这里所 描述的特征的多种类型的潜水抽运系统的一个例子。例如，可以对抽运系 统添加其它部件，以及可以使用其它配置系统。另外，生产流体可以通过 管40或通过围绕配置系统38的环形件被抽运至收集位置。该潜水泵或多 个泵22还能够利用不同类型泵级(stage)，例如混合流动泵级或径向流 动泵级。