[发明专利]缆式悬载泵送系统

说明书

技术领域

本发明的实施方式主要涉及一种缆式悬载泵送系统。

背景技术

石油工业数十年来已利用电动潜油泵(ESPs)生产高流速油井，这些泵的材料和设计已提高了系统的性能以在没有干涉的情况下使用更长的时间。这些系统通常配置在油管柱上，电力线缆通过诸如金属带或金属线缆保护器之类的机械装置固定于油管。用于更换装置的油井干涉要求操作者需要利用修井机和专用线轴拉动该油管柱和电力线缆以将该线缆安全地缠绕在线轴上。该工业已试图特别是在成本显著增加的近海和偏远地区中找到对于这种配置方法的可行的替代方案。已经存在对于插入在挠性油管中的线缆的有限配置，其中，该挠性油管用于支承装置和线缆的重量，尽管该系统被视为是有缝油管方面的一种改进，但挠性油管单元的成本、可靠性和有效性已经在更为广泛的基础上抑制了用途。

发明内容

本发明的实施方式主要涉及一种悬索式泵送系统。在一个实施方式中，一种从储层生产流体的方法包括利用线缆将泵送系统配置到井眼中、处于邻近储层的位置。泵组件包括电机、隔离装置、泵和电力转换模块(PCM)。该方法还包括设定隔离装置，从而将泵送系统可旋转地固定于布置在井眼中的管状柱并将泵的入口与泵的出口隔离开；经由线缆将DC电力信号从地面供给至PCM；以及将第二电力信号供给至电机，从而操作泵并将储层流体从储层泵送至地面。

在另一实施方式中，泵送系统包括：潜入式电动电机，其可操作用于斯旋转驱动轴；泵，其可旋转地固定于驱动轴；隔离装置，其可操作用于扩张成与套管柱接合，从而将泵的入口与泵的出口流体地隔离并将电机和泵可旋转地固定于套管柱；线缆，其具有两个或更少个导体并具有足以支承电机、泵、隔离装置和电力转换模块(PCM)的强度；以及PCM可操作用于接收来自线缆的DC电力信号，并将第二电力信号供给至电机。

附图说明

为了能够详细地理解本发明的上述特征的方式，可参照实施方式对在上文中简要总结的本发明进行更具体的说明，这些实施方式中的一些示于附图中。但是，将会注意到的是，附图仅示出了本发明的典型实施方式，并且由于本发明可允许具有其它等效的实施方式，因此附图并不被认为是限制本发明的范围。

图1示出了根据本发明的一个实施方式的配置在井眼中的ESP系统。

图2A是电力线缆的分层视图。图2B是电力线缆的端视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施方式的配置在井眼5中的ESP系统1。井眼5已从地球的地表20或海洋的海底(未示出)钻入到油气(即，原油和/或天然气)储层25。套管柱10已被延伸到井眼5中并且其中设定有水泥(未示出)。套管10已被穿孔30，以在储层25与套管10的镗孔之间提供流体连通。井口装置15已被安装在套管柱10的端部上。出口管线35从井口装置15延伸至生产装置(未示出)，诸如分离器。作为选择，套管10可由可拆卸的生产衬管(未示出)填塞以保护已注水泥的套管不回受到储层流体100的腐蚀。

ESP系统1可包括地面控制器45、电动电机50、电力转换模块(PCM)55、密封段60、泵65、隔离装置70、线缆头75和电力线缆80r。部件50-75中的每个的壳体可诸如通过法兰连接或螺纹连接纵向地且可旋转地固定。

地面控制器45可与诸如输电管线之类的交流(AC)电源40电气通信。地面控制器45可包括变压器(未示出)和整流器，该变压器用于使来自电源40的AC电力信号的电压步进至中压(V)信号，例如5kV到10kV，该整流器用于将中压AC信号转换成中压直流(DC)电力信号，用于经由电力线缆80r的井下传递。地面控制器45还可包括数据调制解调器(未示出)和多路转换器(未示出)，其用于利用DC电力信号调节和多路转换通向/来自井下控制器的数据信号。地面控制器45还可包括用于与远程办公室(未示出)数据通信的收发器(未示出)，例如卫星收发器。地面控制器45还可包括诸如视频显示器、触摸屏和/或USB端口之类的操作界面(未示出)。

线缆80r可从地面控制器45延伸通过井口装置15，或者连接于贯穿井口装置15的引线并连接于地面控制器45。线缆80r可被布置在井口装置15中或邻近井口装置15布置的卡瓦或夹具(未示出)所接收，用于在ESP系统1的运行期间将线缆80r纵向地固定于井口装置15。线缆80r可延伸到井眼5中以延伸至线缆头75。由于电力信号可以是DC，因此线缆80r可仅包括同轴布置的两个导体。