用于潜水泵送系统的密封组件及其相关联的方法技术方案

提出了一种用于潜水泵送系统(100)的密封组件(112)。密封组件包括构造成包绕轴(216)的支承管(220)。此外，密封组件包括定位成包绕支承管的第一袋(236)，以限定第一袋与支承管之间的第一室(242)，其中第一室构造成容纳电机流体(244)。另外，密封组件包括定位成包绕第一袋的第二袋(238)，以限定第一袋与第二袋之间的第二室(246)。此外，密封组件包括不可渗透装置(240)，其设置在第二室中，且构造成使电机流体与井筒流体隔离。

Sealing assembly for submersible pumping system and associated method thereof

A seal assembly (112) for submersible pumping system (100) is proposed. The seal assembly includes a supporting tube (220) configured to wrap around the shaft (216). In addition, the seal assembly includes a first bag (236) that is positioned to wrap the supporting tube to limit the first chamber (242) between the first bag and the supporting tube, and the first chamber is constructed to hold the motor fluid (244). In addition, the seal assembly comprises second bags (238) positioned to wrap around the first bag to define the second chamber (246) between the first bag and the second bag. In addition, the seal assembly includes an impermeable device (240), which is arranged in the second chamber and is configured to isolate the motor fluid from the wellbore fluid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于潜水泵送系统的密封组件及其相关联的方法相关申请的交叉引用本申请涉及与本申请同时提交的代理人卷号为281739-1的题为"SealAssemblyforaSubmersiblePumpingSystemandanassociatedMethodthereof"的美国专利申请。
本专利技术的实施例大体上涉及一种潜水泵送系统(submersiblepumpingsystem)，且更具体地涉及电动潜水泵送系统中的密封组件。
技术介绍
通常，潜水泵送系统广泛用于从地下储层到地面获得一种或多种流体。大体上，潜水泵送系统包括组件，如泵组件、密封组件和电机组件，其配置到井中来从地下储层回收流体。此类组件包括设计成承受不适宜的井下环境(如，宽范围的温度、压力和腐蚀性井流体)的一个或多个构件。此外，在具有电驱动器的潜水泵送系统中，介电流体使用在电机组件内用于绝缘、润滑和作为冷却剂。然而，在某些环境中，污染的井筒流体(wellborefluid)可进入电机流体(motorfluid)中，且可影响电机流体的性质。在一个实例中，电机流体的性质包括电机流体的有利的润滑、介电强度、以及化学兼容性。在常规的潜水泵送系统中，电机保护器用于将电机与井筒流体屏蔽开。另外，电机保护器用于平衡电机流体与井筒流体之间的压力，且提供用于电机流体响应于热变化膨胀和收缩的空间。然而，在高温下，电机保护器的部分可变得可渗透井筒流体中的水分子。水分子从井筒流体泄漏或扩散到电机流体中，从而使电机流体的介电强度退化。
技术实现思路
根据本说明书的方面，提出了一种用于潜水泵送系统的密封组件。密封组件包括构造成包绕轴的支承管。此外，密封组件包括定位成包绕支承管的第一袋，以限定第一袋与支承管之间的第一室，其中第一室构造成容纳电机流体。另外，密封组件包括定位成包绕第一袋的第二袋，以限定第一袋与第二袋之间的第二室。此外，密封组件包括不可渗透装置，其设置在第二室中，且构造成使电机流体与井筒流体隔离。根据本专利技术的另一个方面，提出了一种潜水泵送系统。潜水泵送系统包括电动机。此外，潜水泵送系统包括联接到电动机且构造成泵送井筒流体的泵。另外，潜水泵送系统包括定位在泵与电动机之间的密封组件，其中密封组件包括构造成包绕轴的支承管。此外，密封组件包括定位成包绕支承管的第一袋，以限定第一袋与支承管之间的第一室，其中第一室构造成容纳电机流体。此外，密封组件包括定位成包绕第一袋的第二袋，以限定第一袋与第二袋之间的第二室。此外，密封组件包括不可渗透装置，其设置在第二室中，且构造成使电机流体与井筒隔离。根据本说明书的另一个方面，提出了一种将电机流体与井筒流体隔离开的方法。该方法包括围绕支承管设置第一袋来限定第一袋与支承管之间的第一室，其中支承管构造成支承轴，且第一室构造成储存电机流体。此外，该方法包括围绕第一袋设置第二袋，以限定第一袋与第二袋之间的第二室。另外，该方法包括将不可渗透装置定位在第二室中，其中不可渗透装置构造成将电机流体与井筒流体隔离开。附图说明在参照附图阅读以下详细描述时，本公开内容的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，在该附图中相似的标号表示附图各处相似的部分，在附图中：图1为根据本专利技术的一个示例性实施例的联接到生产管路(productiontubing，有时也称为开采管路)的潜水泵送系统的截面视图；图2为根据本专利技术的一个实施例的潜水泵送系统中的密封组件的截面视图；图3为根据本专利技术的方面的密封组件中使用的密封袋的透视图；图4为根据本专利技术的另一个实施例的潜水泵送系统中的密封组件的截面视图；图5为根据本专利技术的又另一个实施例的垂直于轴心线(shaftaxis)的平面中的密封组件的截面视图；图6为根据本专利技术的另一个实施例的潜水泵送系统中的密封组件的截面视图；图7为根据本专利技术的另一个实施例的潜水泵送系统中的密封组件的截面视图；图8为根据本专利技术的又另一个实施例的潜水泵送系统中的密封组件的截面视图；图9为根据本说明书的另一个实施例的潜水泵送系统中的密封组件的截面视图；图10为根据本专利技术的一个实施例的潜水泵送系统中的具有形状记忆合金的密封组件的截面视图；图11为根据本专利技术的另一个实施例的潜水泵送系统中的具有形状记忆合金的密封组件的截面视图；图12为示出根据本专利技术的一个实施例的用于安装密封组件的方法的流程图；以及图13为示出根据本专利技术的另一个实施例的用于安装密封组件的方法的流程图。具体实施方式如下文将详细描述，公开了用于在补偿任何压力和体积变化的同时将电机流体与井筒流体隔离开的系统和方法的各种实施例。具体而言，本文公开的电动潜水泵送系统和方法使用用作井筒流体与电机流体之间的物理隔层的密封组件。密封组件甚至能够在极端温度和压力条件下限制井筒流体流入电机流体中。此外，密封组件提供其它优选的功能，如，在电机组件与泵组件之间传递转矩、保护电机组件免受由泵组件给予的轴向推力、以及在电动机在操作期间穿过热循环操作时适应电机流体的膨胀和收缩。图1为根据本专利技术的一个示例性实施例的联接到生产管路102的泵送系统100的截面视图。泵送系统100经由生产管路102联接到位于地面上的井口106。生产管路102和泵送系统100配置在井筒104中，以从地下储层取得流体，如，水和/或石油。本文中可注意到，井筒104中的流体可称为井筒流体105。在一个实例中，井筒流体105可包括矿物烃，如，原油、天然气(gas)和油和天然气的组合。另外，井筒流体105可包括其它组分，如，可污染泵送系统100的电机流体(图1中未示出)的水分子。尽管所示泵送系统100是潜水泵送系统，但可注意到，泵送系统100可用于其它应用，如，表面泵送操作。在目前构想的构造中，泵送系统100包括泵组件108、电机组件110和密封组件112。本文中可注意到，泵送系统100可包括其它构件，且不限于图1中所示的构件。此外，泵组件108包括泵107，其受触动或操作以将井筒流体105泵送到地面。电机组件110包括电动机109，其从定位在地面上的电机控制单元(未示出)接收电力。接收到的电力使电动机109通电，该电动机109驱动轴(未示出)来操作泵107。此外，密封组件112定位在电机组件110与泵组件108之间，以保护电动机109免受井筒104中的环境。在一个实施例中，密封组件112包括支承管(图1中未示出)，其定位成包绕电动机109与泵107之间联接的轴。密封组件112还用于保护电机组件110免受由泵组件108产生的机械推力。此外，密封组件112容纳用于电机流体的压力/体积补偿器，其在电机组件110的电动机109内。在一个实施例中，电机流体用于使电机组件110的电动机109绝缘、润滑和/或冷却。在常规泵送系统中，电机保护器用于将电机与井筒流体屏蔽开。然而，在高温条件期间，电机保护器可能变得可渗透井筒流体中的高温水分子。因此，水分子从井筒流体泄漏或扩散到电机流体，从而使电机流体的介电强度退化，这最终可导致电机故障。此外，电机流体的退化可影响潜水泵送系统的性能。根据本专利技术的实施例，密封组件112包括密封袋布置(sealbagarrangement)，其有助于甚至在井筒104中的极端热变化下将电机流体与井筒流体105隔离开。在一个实例中，井筒104中的热变化可由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于潜水泵送系统的密封组件，所述密封组件包括：支承管，其构造成包绕轴；第一袋，其定位成包绕所述支承管以限定所述第一袋与所述支承管之间的第一室，其中所述第一室构造成容纳电机流体；第二袋，其定位成包绕所述第一袋来限定所述第一袋与所述第二袋之间的第二室；以及不可渗透装置，其设置在所述第二室中且构造成将所述电机流体与井筒流体隔离开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.04 US 14/9590841.一种用于潜水泵送系统的密封组件，所述密封组件包括：支承管，其构造成包绕轴；第一袋，其定位成包绕所述支承管以限定所述第一袋与所述支承管之间的第一室，其中所述第一室构造成容纳电机流体；第二袋，其定位成包绕所述第一袋来限定所述第一袋与所述第二袋之间的第二室；以及不可渗透装置，其设置在所述第二室中且构造成将所述电机流体与井筒流体隔离开。2.根据权利要求1所述的密封组件，还包括：第一板，其联接到所述支承管的第一端和所述第一袋和所述第二袋的第一端；以及第二板，其联接到所述支承管的第二端和所述第一袋和所述第二袋的第二端。3.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述不可渗透装置、所述第一袋和所述第二袋构造成响应于所述第一室中的电机流体的膨胀而膨胀。4.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述不可渗透装置、所述第一袋和所述第二袋构造成响应于所述第一室中的电机流体的收缩而收缩。5.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述不可渗透装置包括定位在所述第一袋与所述第二袋之间的金属箔片。6.根据权利要求5所述的密封组件，其特征在于，所述金属箔片包括定位在彼此附近的两个或多个部段，其中所述部段中的每个均与相邻部段部分地重叠来形成搭接布置。7.根据权利要求5所述的密封组件，其特征在于，所述金属箔片包括构造成响应于所述电机流体的膨胀而展开的多个折叠的部段。8.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述不可渗透装置包括缓冲流体。9.根据权利要求8所述的密封组件，其特征在于，所述缓冲流体构造成在所述水分子渗透穿过所述第二袋时吸收或排斥所述井筒流体的水分子。10.根据权利要求8所述的密封组件，其特征在于，所述缓冲流体包括基于所述井筒流体的有害组分改变的至少一个性质。11.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述第一袋和所述第二袋中的至少一个包括多条金属纤维。12.根据权利要求11所述的密封组件，其特征在于，所述多条金属纤维织造来形成具有预定柔性的织物或布层。13.根据权利要求11所...

【专利技术属性】
技术研发人员：O萨穆拉拉，JD范达姆，BP里夫斯，CE科林斯，王继锋，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US