到电潜泵的预调节流制造技术

本发明专利技术涉及通过对流体进行加压并且随后将被加压的流体引导到离心泵26而从井筒12制取流体的系统和方法。加压流体使流体内的气体或蒸汽被压缩，从而降低流体内气体或蒸汽的体积比率，这进而增加了离心泵26的运行效率。使用诸如摆线泵24B等容积式泵24以便在将流体输送至离心泵26之前对流体进行加压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】到电潜泵的预调节流
本公开涉及一种用于从井筒机械举升流体的系统。更具体地说，本公开涉及用电潜泵(“ESP”)从井筒泵送流体，并在ESP上游用容积式泵对流体进行加压。
技术介绍
将电潜泵(“ESP”)系统部署在一些碳氢化合物生产井筒中以提供将流体输送到地面的机械举升。ESP系统有时也用于将流体从井场输送到其它装备或设施以用于进一步加工。流体通常由碳氢化合物和水组成。在安装时，将典型的ESP系统悬挂在成串的生产油管的底部处的井筒中。有时，将ESP系统直接插入生产油管中。除了泵之外，ESP系统通常包括用于驱动泵的电动马达以及用于使马达中的压力与周围环境均衡的密封部分。离心泵通常具有沿着泵的长度同轴布置在壳体中的交替的叶轮和扩散器的堆叠。每个叶轮附接于与马达联接的轴；使轴旋转并且叶轮迫使流体通过通道，该通道螺旋状地蜿蜒穿过叶轮和扩散器的堆叠。所制取的流体在被迫通过泵中的螺旋状的路径时被加压。被加压的流体从泵排出并进入生产油管，在生产油管处流体随后被运送到地面以便分配到下游进行加工。有时，通过ESP系统加压的流体中夹带有一定百分比的气体或蒸汽。然而，随着井下流体中气体或蒸汽含量的增加，ESP系统通常产生较少的扬程(head)并变得效率较低。降低的泵扬程导致泵排出压力降低，并且导致由ESP系统泵送的流体减少。另外，所制取的流体中的大量气体或液体使在流体流过油管时流体压降增加，这进一步使所制取的流体流量降低。此外，ESP系统在操作上受限于被加压的井下流体中可存在多少气体或蒸汽；并且当气体或蒸汽的百分比超过阈值时可以经历气锁。有时，所制取的流体中的气体或蒸汽百分比的上限可能接近约30重量％。解决ESP气体问题的一些常规方法包括使用气体分离器、气体处理器和螺旋轴流式多相泵(helico-axialmultiphasepump)。一些气体分离器通过离心装置将气体从气液混合物中排出到油管-套管环形空间中，由此减少实际进入ESP系统的气体或蒸汽的量。已知的作为先进气体处理器的设备在将全部流体供给到ESP系统中之前使用离心作用压缩气体。螺旋轴流式多相泵具有专门设计的旋转叶轮和扩散器，旋转叶轮和扩散器在将融合(coalesced)的气液混合物引导至ESP系统进行加压之前，使气相和液相均质化。常规气体处理系统的限制是相对于ESP串的总成本的高增量成本；并且一些系统具有许多带有移动部件的内部构件，导致复杂的系统。
技术实现思路
本文披露了用于将流体从井筒机械举升的方法和系统的实例，其中，流体在泵的上游被预加压。在一个实例中，披露了一种能置于井筒中的电潜泵(“ESP”)系统，该系统包括摆线泵(盖劳特泵)，所述摆线泵具有：入口，其与所述井筒中的流体连通；以及出口，在所述摆线泵中被加压的流体通过所述出口被引导离开所述摆线泵。所述ESP系统还包括离心泵，所述离心泵具有：入口，其与所述摆线泵的所述出口流体连通；以及排出口，在所述离心泵中被加压的流体通过所述排出口被引导离开所述离心泵。所述ESP系统还包括生产油管，所述生产油管与所述离心泵的所述排出口流体连通。在一个实例中，所述摆线泵包括：主体；惰轮，其在所述主体中，所述惰轮具有轴线、平坦的上表面和下表面、弯曲的外侧表面以及腔室，所述腔室具有成型的侧壁(profiledsidewalls)，所述侧壁在沿所述腔室90的周部的指定位置处限定有凸角(lobes)92；以及转子，其布置在所述腔室中并具有轴线，所述转子的外周轮廓成型为限定有径向向外突出的齿轮齿(gears)，使得当所述转子围绕其轴线旋转时，所述齿轮齿在不同位置处与所述腔室的所述侧壁接触，以限定密封界面并且限定所述腔室中的高压侧和低压侧。在一个实例中，转子具有n个齿轮齿并且惰轮具有n+1个凸角。在一个实施例中，所述离心泵配备有成串的扩散器、布置在相邻扩散器之间的叶轮以及延伸穿过所述扩散器和所述叶轮的流动路径，使得当所述叶轮旋转时，流体被推动通过所述流动路径并且随着通过所述流动路径的距离被加压。在一个实例中，所述生产油管的远离所述离心泵的端部与布置在所述井筒的开口处的井口组件联接。由所述摆线泵加压的流体可以包括具有液体的相以及气体或蒸汽的相的流体。所述ESP系统可选地包括马达部分，所述马达部分机械联接至所述摆线泵和所述离心泵，马达与密封部分压力连通，使得所述马达部分中的压力保持为大致环境压力，并且所述马达部分联接有监测子部分。与当对从所述井筒接收的流体进行加压时相比，当对来自所述摆线泵的所述排出口的流体进行加压时，所述离心泵的运行效率增加。本文中还披露了能置于井筒中的电潜泵(“ESP”)系统的实例，所述系统由以下部分组成：容积式泵，其具有与所述井筒中的流体连通的抽吸端口，与所述入口连通的加压腔室，以及与所述加压腔室连通的排出端口，并且所述排出端口的压力大于所述容积式泵的所述抽吸端口的压力；以及离心泵，其具有与所述容积式泵的所述排出口连通的抽吸端口，以及压力大于所述离心泵的所述抽吸端口的压力的排出端口。所述ESP系统还可以具有生产油管，所述生产油管具有与所述离心泵的所述排出端口连通的端部，以及与布置在所述井筒的开口处的井口组件联接的远端。在一个替换方案中，容积式泵为摆线泵。所述ESP系统可以包括马达，所述马达机械联接至所述容积式泵和所述离心泵，并且所述马达与密封部分压力连通，使得当所述马达处于所述井筒中时所述马达中的压力保持为大致环境压力。当所述井筒中的流体包括液体以及蒸汽或气体时，所述容积式泵的抽吸端口处的所述流体的蒸汽或气体体积与液体体积的比率大于所述离心泵的抽吸端口处的所述流体的蒸汽或气体体积与液体体积的比率，从而使所述离心泵的运行效率增加。本文中还披露了对从井筒内制取的流体进行泵送的方法，所述方法包括：对一定量的具有液体的相以及气体或蒸汽的相的所述流体进行加压，使得所述流体中的所述气体或蒸汽被压缩，从而减小气体或蒸汽体积与液体体积的比率；将被加压的所述一定量的流体引导到所述离心泵；以及利用所述离心泵对被加压的所述一定量的流体进行进一步加压。可以使用容积式泵执行所述对一定量的具有液体的相以及气体或蒸汽的相的所述流体进行加压的步骤。可选地，容积式泵为摆线泵。可以将由所述离心泵进一步加压的所述流体引导至布置在所述井筒的开口处的井口组件。可以利用单个马达为容积式泵和离心泵两者供能。附图说明已经阐述了本专利技术的一些特征和益处，其它特征和益处将随着结合附图进行的描述而变得显而易见，在附图中：图1是布置在井筒中的ESP系统的实例的局部剖视图。图2A和图2B是图1所示的ESP系统的具有相组合的离心泵和容积式泵的部分的实例的剖视图。图3是图2所示的容积式泵的替换实例的剖视图。尽管将结合优选实施例描述本专利技术，但将理解的是，不旨在将本专利技术限制于该实施例。相反，旨在涵盖可能包括在由所附权利要求限定的本专利技术的要旨和范围内的所有可选方案、变型和等同内容。具体实施方式现在将在下文中参考示出了实施例的附图更充分地描述本公开的方法和系统。本公开的方法和系统可以为许多不同的形式，并且不应被解释为限于在此列举的所示实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并将向本领域技术人员充分表达本公开的范围。相同的数字始终表示相同的元件。在实施例中，术语“约”的使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能置于井筒12中的电潜泵(“ESP”)系统10，包括：摆线泵24B，其具有：入口38，其与所述井筒12中的流体连通，以及出口71，在所述摆线泵24B中被加压的流体通过所述出口71被引导离开所述摆线泵24B；离心泵26，其具有：入口74，其与所述摆线泵24B的所述出口71流体连通，以及排出口，在所述离心泵26中被加压的流体通过所述排出口被引导离开所述离心泵26；以及生产油管40，其与所述离心泵26的所述排出口流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 US 14/980,5351.一种能置于井筒12中的电潜泵(“ESP”)系统10，包括：摆线泵24B，其具有：入口38，其与所述井筒12中的流体连通，以及出口71，在所述摆线泵24B中被加压的流体通过所述出口71被引导离开所述摆线泵24B；离心泵26，其具有：入口74，其与所述摆线泵24B的所述出口71流体连通，以及排出口，在所述离心泵26中被加压的流体通过所述排出口被引导离开所述离心泵26；以及生产油管40，其与所述离心泵26的所述排出口流体连通。2.根据权利要求1所述的ESP系统10，其特征在于，所述摆线泵24B包括：主体56B；惰轮86，其在所述主体56B中，所述惰轮86具有轴线、平坦的上表面和下表面、弯曲的外侧表面以及腔室90，所述腔室90具有成型的侧壁，所述侧壁在沿所述腔室90的周部的指定位置处限定有凸角92；以及转子88，其布置在所述腔室90中并具有轴线，所述转子88的外周轮廓成型为限定有径向向外突出的齿轮齿94，使得当所述转子88围绕其轴线旋转时，所述齿轮齿94在不同位置处与所述腔室90的所述侧壁接触，以限定密封界面并且限定所述腔室90中的高压侧100和低压侧98。3.根据权利要求2所述的ESP系统10，其特征在于，所述转子88包括n个齿轮齿94，并且所述惰轮86包括n+1个凸角92。4.根据权利要求1至3中任一项所述的ESP系统10，其特征在于，所述离心泵26包括成串的扩散器、布置在相邻扩散器之间的叶轮以及延伸穿过所述扩散器和所述叶轮的流动路径，使得当所述叶轮旋转时，流体被推动通过所述流动路径并且随着通过所述流动路径的距离而被加压。5.根据权利要求1至4中任一项所述的ESP系统10，其特征在于，所述生产油管40的远离所述离心泵26的端部与布置在所述井筒12的开口处的井口组件46联接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的ESP系统10，其特征在于，由所述摆线泵24B加压的流体包括具有液体的相以及气体或蒸汽的相的流体。7.根据权利要求1至6中任一项所述的ESP系统10，其特征还在于，所述摆线泵24B和所述离心泵26与马达部分20机械联接，所述马达部分20与密封部分22压力连通，使得所述马达部分20中的压力保持为大致环境压力，并且所述马达部分20联接有监测子部分28。8.根据权利要求1至7中任一项所述的ESP系统10，其特征在于，与当对从所述井筒12接收的流体进行加压时相比，当对来自所述摆...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·肖，奇德雷姆·伊诺克·额济姆，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA