[发明专利]用于人工提升中的电动机的优化冷却

说明书

一种电动可潜泵送系统包括马达、由马达驱动的开采泵、换热器和连接于马达的油循环泵。开采泵使流体从井孔移动穿过换热器。油循环泵使油在马达与换热器之间循环，以调节马达的操作温度。由移动穿过马达的油吸收的热传递至移动穿过换热器的开采流体。

技术领域

本发明大体上涉及可潜泵送系统的领域，并且更具体地但非经由限制，涉及包括马达冷却系统的可潜泵送系统。

背景技术

可潜泵送系统通常配置到井中来从地下储层重获石油流体。典型的可潜泵送系统包括一定数量的构件，其包括联接于位于马达上方的一个或更多个高性能泵的一个或更多个流体填充的电动机。在激励时，马达提供转矩至泵，该泵通过开采管路将井孔流体推动至地面。可潜泵送系统中的构件中的各个必须设计成耐受恶劣的井下环境。

大多数井包括井管，其沿井孔内侧延伸以保持井孔的结构完整性，并且隔离流体到井中的引入。穿孔在期望位置处形成穿过井管，以容许流体从开采层进入到井管中。在许多情况下，可潜泵送系统定位在井孔中的穿孔上方。通过将可潜泵送系统定位在穿孔上方，在吸入泵中的流体经过马达时，实现冷却效果。在其中不足的流体可用于提供该冷却效果的设备中，电动机可过热并失效。

然而，将可潜泵送系统的至少一部分安装在穿孔下方(这有时称为深挖位置)存在公认的益处。通过至少将泵的入口置于穿孔下方，操作者能够最大化井孔水位降低，这可增加来自井的流体的产量。在某些井中，将入口置于穿孔下方还降低至泵的流入物中存在的气体含量。两相流体通过穿孔进入井，较轻的气态成分趋于在较重的液体成分下降时上升。将泵的入口置于穿孔下方加强了重力分离，并且减少了泵流入物中的气体含量。减少流入物中的气体含量降低了气体锁定的风险，并且大体上改进了可潜泵送系统的效率。

与将可潜泵送系统置于穿孔下方相关联的主要问题在于缺少由电动机上方的流体移动提供的冷却。当可潜泵送系统置于穿孔下方时，通过穿孔进入井的流体可吸入泵入口中而不越过马达。以该方式，马达周围的流体可变得相对停滞，并且不能够提供足够的热消散。

制造者使用了若干方法来克服该问题。用于增大电动机周围的流的最常见方法是通过使用带护罩的入口。入口护罩典型地包括泵入口上方的闭合端部，以及邻近马达的底部的开启端部。在流体通过穿孔吸入井孔中时，流体由护罩在马达的外部周围引导。尽管大体上在提供马达周围的流体流方面有效，但护罩需要可潜泵送系统与井管之间的附加空间，并且可在某些条件下带来不合乎需要的压降。此外，由护罩提供的冷却效果取决于到井孔中的适当液体开采的可得性。在具有大气体部分的边际井或井中，缺少足够量的液体将降低由带护罩的解决方案提供的冷却效果。因此，需要克服现有技术的不足的改进的马达冷却系统。优选实施例针对该需要和其它需要。

发明内容

本发明的优选实施例包括一种用于调节可潜泵送系统中的电动机的温度的闭环冷却系统。可潜泵送系统优选包括马达、由马达驱动的开采泵、邻近开采泵的换热器，以及连接于马达的油循环泵。开采泵使流体从井孔移动穿过换热器。油循环泵使油在马达与换热器之间循环，以调节马达的操作温度。由移动穿过马达的油吸收的热传递至移动穿过换热器的开采流体。

在另一方面，优选实施例包括一种用于在可潜泵送系统中使用的冷却系统，该可潜泵送系统包括油填充的电动机和由油填充的电动机驱动的开采泵。冷却系统包括具有与开采泵流体连通的中心通路、邻近中心通路的换热管的换热器，以及由马达驱动的油循环泵。油循环泵与油填充的电动机和换热器的换热管流体连通。