[发明专利]用于为气井排水的电动潜入式泵送系统

说明书

技术领域

本发明的实施方式大致涉及一种用于为气井排水的电动潜入式泵送系统。

背景技术

随着天然气井技术的成熟，许多天然气井经历了由于积累在环形空间中的水在储层上形成背压而导致产量的下降。天然气工业已利用各种技术来缓和该问题，然而由于大多数情况需要比如拉动油管柱的干预，因此不能满足经济障碍。

发明内容

本发明的实施方式大致涉及一种用于为气井排水的电动潜入式泵送系统。在一个实施方式中，一种从储层卸载流体的方法，包括利用线缆将泵送系统配置到井眼中的靠近储层的位置。泵送系统包括电机、隔离装置和泵。该方法进一步包括设定隔离装置，从而将泵送系统旋转地固定到布置在井眼中的管状柱上，并隔离泵的入口与泵的出口；将来自地面的电力信号经由线缆供给至电机，从而操作泵并将管状柱中的液位降低至靠近储层的水平；复位隔离装置；以及利用线缆将泵送系统从井眼中移除。

在另一实施方式中，一种泵送系统，包括：潜入式高速电动机，其能够操作以旋转驱动轴；高速泵，其旋转地固定到驱动轴上；隔离装置，其能够操作以扩张成与管状柱接合，从而流体地隔离泵的入口与泵的出口，并将电机与泵旋转地固定到管状柱上；以及线缆，其具有两个或更少的导体，线缆的强度足以支承电机、泵和隔离装置，线缆与电机电气通信。电机、泵、隔离装置和线缆的最大外径小于或等于二英寸。

附图说明

因此，可通过参照实施方式获得其中在本发明的更加具体的说明中能够详细地理解以上简要概括的本发明的上述特征的方式，实施方式中的一些示出在附图中。但是，应该注意到，附图仅示出了本发明的典型实施方式，并且因此并不被视为限制其范围，这是因为本发明可允许具有其它等效的实施方式。

图1示出根据本发明的一个实施方式的配置在井眼中的电动潜入式泵送系统。

图2A是电力线缆的分层视图。图2B是电力线缆的端视图。

图3示出根据本发明的另一个实施方式的配置在井眼中的电动潜入式泵送系统。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一个实施方式的配置在井眼5中的泵送系统1。井眼5已从地表20或海底(未示出)钻入到油气(即，天然气100g)储层25中。套管柱10c已穿入到井眼5中并用水泥(未示出)设定其中。套管10c已被穿孔30以在储层25与套管10的钻孔之间提供流体连通。井口装置15已安装在套管柱10c的端部上。出口管线35从井口装置15延伸至诸如分离器的生产设备(未示出)。生产油管柱10t已穿入到井眼5内，并从井口装置15悬下。生产封隔器85已被设定为使得油管10t与套管10c之间的环形空间与储层25隔离开。储层25可自动生产，直到气体100g的压力不再足以将诸如水100w的液体输送至地面为止。水100w的水位开始在生产油管10t中积累，从而向储层25上施加静水压力，并使来自储层25的气体100g的流量减小。

泵送系统1可包括地面控制器45、电动机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80。部件50-75中的每一个的壳体可纵向且旋转地固定，例如法兰连接或螺纹连接。由于井下部件50-80可配置在油管10t内，因此部件50-80可以是紧凑的，比如具有小于或等于二英寸或一又四分之三英寸的最大外径(取决于油管10t的内径)。

地面控制器45可与比如为修井机上的发电机(未示出)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，变压器将来自电源40的AC电力信号的电压步进成比如5kV至10kV的中压(V)信号，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80传送到井下。地面控制器45可进一步包括用于利用DC电力信号调制和多路转换传递至/来自于PCM 55的数据信号的数据调制解调器(未示出)和多路转换器(未示出)。地面控制器45可进一步包括诸如视频显示器、触屏和/或USB端口的操作员接口(未示出)。

线缆80可从地面控制器45延伸穿过井口装置15，或者连接到延伸穿过井口装置15并到达地面控制器45的引线上。线缆80可被卡瓦(slips)或夹具(未示出)所收纳，上述卡瓦或夹具布置在井口装置15中或靠近井口装置15，用于在泵送系统1的运转期间将线缆80纵向地固定到井口装置15上。线缆80可在井口装置5内延伸至线缆头75。由于电力信号可以是DC，因此线缆80可仅包括同轴地设置的两个导体。