井下泵送设备和方法技术

一种设备，所述设备包括用于密封钻井的密封装置、用于从下钻井部泵送流体的第一泵、使用钻井气体提供动力的泵驱动器、用于为所述泵驱动器供应钻井气体的气体入口、以及用于从所述泵驱动器将钻井气体排出到上钻井部的气体出口。所述设备可以进一步包括用于将流体从所述上钻井部泵送到所述下钻井部中的第二泵、用于将钻井气体排放到所述上钻井部的排放装置、以及用于控制所述泵驱动器的开关。一种用于使钻井中的流体移动的方法，所述方法包括密封所述钻井、将钻井气体供应至泵驱动器以及使用所述泵驱动器驱动所述第一泵。所述方法可以进一步包括使用所述泵驱动器驱动第二泵以及将所述钻井气体排放到上钻井部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
用于使钻井中的流体移动的设备和方法。
技术介绍
需要移除积累在生产井中的液体以加强井的生产以及生产系统的整个操作。特别是，在混合油和气存在于地下储层中的情况下，液体移除对于气井除水和从井中移除油是必要的。如果液体例如水和/或油没有被移除，液体往往积累并且填充或者装满井，这限制了气体向地面的流动。最终，所述液体可能完全堵塞产气。因此，需要解决的问题是持续地移除液体以避免它们在井中的积累。解决这种问题的一种方法是使用气体提升系统，所述系统使用储层(reservoir)中的天然气压从井中提升液体。在气体提升系统中，管柱通常定位在井中，其从地面延伸到积累的液体中，使得积累的液体可以流到管柱中。气体然后沿着所述管柱以选定的间隔从地下储层进入到管柱中，从而导致所述管柱内的液体升到地面。可以将自由移动的柱塞或者铸锭定位在所述管柱中以使气体通过液体渗透最小化。在所述气体提升系统使用来自储层的加压气体来运输液体栓塞到地面的情况中，一般需要用于产生液体的小直径管柱以便气体压力和气体速度足以将液体携带至地面。然而，需要小直径管柱可能严重地限制了液体的流动并且降低气体生产。同时，所生产的气体和液体一般在地面充分混合，这可能导致地面生产管线的问题，例如水合物的形成和冷冻。另外，已发现气体提升系统不适合于井下气体压力或者气体速度低的场合，因此气体不能够克服液体的压力头以将液体携带至地面。已经设计出其他的气体提升系统，这些气体提升系统在一个循环操作中只是周期性地或者间断地将液体提升至地面从而允许天然气体压力在循环之间在井内发展至提升所述液体所需要的临界水平。这些系统的示例在美国专利N0.2，136，229 (Baldwin等)、美国专利N0.4，596，516 (Scott等)和美国专利N0.4，465，435 (Copas)中有描述。这些系统中的一些系统使用计时器操作阀，其定位在容纳有液体的管的出口中。所述阀被设定为以等于释放天然气体压力后井中的所述天然气体压力再次恢复所需要的时间的计时间隔周期性地打开。其他系统使用对管柱中的液体和气体之间的预定压力差敏感的阀来控制所述阀的周期性打开从而允许利用所述气体提升所述液体。其他提升系统除了来自储层的天然气体之外还从外部来源将加压流体引入到井中，例如美国专利N0.2，132，738 (Knox)、，美国专利N0.6，322，333 (Knight)、美国专利N0.7，546，870 (Dotson)和美国专利N0.7，566，208 (Santos)中所示。但是，将加压流体引入到井中以提升液体需要使用压缩机，这往往会增加所需生产设备所需要的成本和复杂度。解决液体负载问题的另一个方法显示在加拿大专利1，167，760 (Prather)中，该专利描述了一种往复运动式地面栗，该地面栗利用来自储层的天然气体压力来提供动力。所述往复运动式地面栗被连接至一系列的抽油杆，所述抽油杆被连接至常规的井下栗。从本质上来看，来自井的气体被引导至地面，其在地面驱动所述往复运动式地面栗。然后所述往复运动式地面栗给井下栗提供动力，所述地下栗将所述液体栗送至地面。这种系统展示出了若干种不利之处。首先，所述系统需要使用位于地面的往复运动式栗。第二，因为所述气体被引导至地面以为所述往复运动式栗提供动力，所述往复运动式栗必须被设计为压力容器，该压力容器能够耐受大气压和井下压力之间的压力差。第三，随着所述气体从井底行进至地面上的往复运动式栗，会存在一定的能量损耗。第四，管柱内的抽油杆的往复运动导致所述管柱的磨损和能量的损耗，这是因为所述抽油杆和所述管柱之间的摩擦的缘故。用于从生产井中移除液体的其他系统在美国专利N0.5，860, 795 (Ridley等)、美国专利 N0.6，234，770 (Ridley 等)、美国专利 N0.7，204，314 (Lauritzen 等)和美国专利N0.7，789，142 (Dotson)中有描述。对用于使流体移动通过利用钻井内所存在的气体压力的钻井的设备和方法仍然存在需要。而且，对能够插入到钻井中并且在它们工作的过程中容纳在钻井中的这类设备仍然存在需要。
技术实现思路
本文中涉及定向、操作参数、范围、范围的下限以及范围的上限的参引词没有打算用来对本专利技术的范围提供严格边界，而是在本文的教导的范围之内应该被解释为意指“大约”或者“约”或者“基本上”，除非另有明确说明。本文中使用的“近端的”相对地朝向钻井预期的“上井”端部、“上”端部和/或地面端部定位。本文使用的“上方”是指相对近端的。本文中使用的“远端的”相对地远离钻井预期的“上井”端部、“上”端部和/或地面端部定位。本文使用的“下方”是指相对远端的。本文是用的“流体”包括液体、气体、和/或液体和液体的组合，包括多相流体，这种流体也包含少量的固体物质。本专利技术涉及用于使用容纳在钻井中的气相的气体压力来使钻井中的流体移动的设备和方法。本专利技术包括可以更改以用于供在美国专利N0.5，860，795(Ridley等)和美国专利N0.6，234，770 (Ridley等)中描述的专利技术使用的特征。作为替代方式，在美国专利N0.5，860，795 (Ridley等)和美国专利N0.6，234，770 (Ridley等)中描述的专利技术可以被更改以供本专利技术的特征使用。本专利技术的设备被构造成插入到钻井中。所述设备具有近端部和远端部。在一些实施方式中，所述设备可以包括密封装置、第一栗、栗驱动器、气体入口以及气体出口，所述密封装置适合于密封所述钻井以提供上钻井部和下钻井部，所述第一栗用于从所述下钻井部栗送流体，所述栗驱动器用于驱动所述第一栗，其中，所述栗驱动器由容纳在所述下钻井部的下钻井气相的下钻井气压提供动力，所述气体入口与所述下钻井部连通，用于接收所述下钻井气相以将所述气相供应至所述栗驱动器，所述气体出口与所述上钻井部连通，用于将所述下钻井气相从所述栗驱动器排出到所述上钻井部中。本专利技术的所述设备适合于以任何合适的方式插入到钻井中。在一些实施方式中，所述设备的部件可以沿着所述设备的长度在所述近端部和所述远端部之间轴向地间隔开，使得所述部件沿着所述设备端对端地布置。在一些实施方式中，所述设备的部件可以沿着所述设备的长度在所述近端部和所述远端部之间定位在单独的轴向位置，使得所述部件沿着所述设备侧对侧地布置。在一些实施方式中，所述设备的部件可以被构造成沿着所述设备的长度在所述近端部和所述远端部之间端对端和侧对侧地组合布置。对所述设备的部件进行布局时的一个考虑是准备插入所述设备的钻井的直径。本专利技术的所述设备可以以任何适当的方式插入到所述钻井中。在一些实施方式中，所述设备可以在管柱(pipe string)上、在烧性管(coiled tubing)上、在线缆(wireline)上或者在平直管线上(slickline)降到钻井中。在一些实施方式中，所述密封装置可以轴向地定位在所述设备的所述近端部和所述远端部之间，使得所述近端部将定位在所述上钻井部中，并且使得所述远端部被定位在所述下钻井部中。所述密封装置可以包括任何适当的结构、装置或者设备。在一些实施方式中，所述密封装置可以包括封隔器。所述封隔器可以以任何适当的方式致动。在一些实施方式中，所述封隔器可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于插入到钻井中以使所述钻井中的流体移动的设备，其中，所述钻井与含有储层流体的地下储层连通，使得所述储层流体进入到所述钻井中，其中，所述储层流体包含气相，并且其中所述设备包括：(a)密封装置，所述密封装置适合于密封所述钻井以提供位于所述密封装置近端的上钻井部和位于所述密封装置远端的下钻井部，使得容纳在所述下钻井部中的下钻井气相保持在下钻井气压；(b)第一泵，所述第一泵用于从所述下钻井部泵送流体；(c)第二泵，所述第二泵用于将流体从所述上钻井部泵送到所述下钻井部中；(d)泵驱动器，所述泵驱动器可操作地连接至所述第一泵和所述第二泵，用于驱动所述第一泵和所述第二泵，其中，所述泵驱动器适合于使用所述下钻井气相的所述下钻井气压提供动力；(e)气体入口，所述气体入口与所述下钻井部连通，用于从所述下钻井部接收所述下钻井气相以将所述下钻井气相供应至所述泵驱动器；以及(f)气体出口，所述气体出口与所述上钻井部连通，用于将所述下钻井气相从所述泵驱动器排出到所述上钻井部中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：盖伊·威廉·法尔布拉泽，瑟奇·吉尔伯特·邦尼特，罗德尼·K·里德利，
申请(专利权)人：利夫特克国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA