用于防止倒置式电潜泵中砂的积聚的系统和方法技术方案

用于向井筒流体提供人工举升的系统和方法包括位于井筒内的泵(18)。电动机(20)位于泵的井上，并且保护器组件(22)位于泵和电动机之间。井下封隔器(28)位于泵的井下的井筒内。砂分流器(40)位于泵的井下，并且具有位于井下封隔器的井上的流动端口组件(48)，砂分流器具有与井下封隔器的井下的井筒流体连通的分流器内孔(46)。流动端口组件具有内套筒，该内套筒能够在打开位置和闭合位置之间移动，在打开位置处，内套筒端口组件与外套筒的外套筒端口组件对准，在闭合位置处，内套筒端口组件与外套筒端口组件不对准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于防止倒置式电潜泵中砂的积聚的系统和方法专利技术人：德雷姆·伊诺克·额济姆J·肖
本公开涉及用于油气开发操作的电潜泵，并且更具体地，本公开涉及一种具有井下封隔器的倒置式电潜泵完井。
技术介绍
在油气的开发中，通常的做法是使用电潜泵送系统(ESP)作为人工举升的主要形式。作为示例，安装在井上封隔器和井下封隔器之间的连续油管部署的倒置式ESP，或者插入抛光孔座中的过油管线缆部署的ESP系统可以用于提供人工举升。在泵停机期间，井筒(井眼)中的砂可能被困于完井底部。频繁的停机导致所困的砂随着时间的推移而积聚，使得在泵的收回期间难以将系统拉出。此外，取决于砂的积聚的量，泵的排出可能被阻塞，从而妨碍将油气制取至地表。
技术实现思路
本公开的系统和方法降低了倒置式ESP在现场操作期间由于固体颗粒积聚而卡住的风险。砂分流器安装在ESP管柱的井下区域，当泵停机时，砂分流器为砂和其它固体颗粒创造通道以在井下封隔器的井下排出。这也防止了一定量的砂通过ESP，增加了ESP的操作可靠性和对于油田经营者的经济收益。当泵停机时，包含夹带砂的流体将随阻力最小的路径行进。因为存在通过ESP的曲折流动路径，所以包含夹带砂的流体将优先地流动通过砂分流器。利用包含夹带的砂的流体向井下分流，本公开的实施例不需要为涵盖存储砂的能力而增加尺寸或加长。在本公开的一个实施例中，一种用于向井筒流体提供人工举升的系统具有位于井筒内的泵，该泵定向成选择性地增加从井筒通过生产管件朝向地表行进的井筒流体的压力。电动机位于泵的井上的井筒内，并且向泵提供动力。保护器组件位于泵和电动机之间。泵、电动机和保护器组件形成电潜泵系统。井下封隔器位于泵的井下的井筒内。砂分流器位于泵的井下，并且具有位于井下封隔器的井上的流动端口组件。砂分流器具有分流器内孔，该分流器内孔与井下封隔器的井下的井筒流体连通，其中流动端口组件具有内套筒，该内套筒能构在打开位置和闭合位置之间移动，在打开位置处，内套筒端口组件与外套筒的外套筒端口组件对准，在闭合位置处，内套筒端口组件与外套筒端口组件不对准。在替换实施例中，系统还能够包括偏压构件，该偏压构件定位成将内套筒朝向闭合位置偏压。砂分流器还可以包括反压构件，该反压构件定向成这样：当泵关闭时，反压构件上的力超过偏压构件的力，使内套筒朝向打开位置移动。在其它替换实施例中，系统还可以包括偏压构件，该偏压构件定位成将内套筒朝向打开位置偏压。砂分流器还可以包括反压构件，该反压构件定向成这样：当泵开启时，反压构件上的力超过偏压构件的力，使内套筒移动至闭合位置。在另一其它替换实施例中，砂分流器还可以包括头部构件，该头部构件定位在外套筒的井上并且具有头肩部，该头肩部定位成限制内套筒相对于外套筒向井上移动。内套筒能够具有完全伸展状态(station)，在该完全伸展状态下内套筒的井上端部与头肩部接触，并且在完全伸展状态下，内套筒处于闭合位置。砂分流器还可以包括基部构件，该基部构件定位在外套筒的井下并且具有基肩部，该基肩部定位成限制内套筒相对于外套筒向井下移动。内套筒可以具有完全收缩状态，在该完全收缩状态下内套筒的井下端部与基肩部接触，并且在完全收缩状态下，内套筒处于打开位置。在又一其它替换实施例中，内套筒端口组件可以包括多个单独的内套筒开口，该多个单独的内套筒开口围绕内套筒的周部间隔开以形成成排的内套筒开口，并且该多个单独的内套筒开口具有沿内套筒的轴向长度间隔开的两排或更多排内套筒开口。外套筒端口组件可以包括多个单独的外套筒开口，该多个单独的外套筒开口围绕外套筒的周部间隔开以形成成排的外套筒开口，并且该多个单独的外套筒开口具有沿外套筒的轴向长度间隔开的两排或更多排的外套筒开口。砂分流器还可以包括多个端口密封件，该多个端口密封件中的每一个形成内套筒与外套筒之间的密封，并且其中该多个端口密封件中的一个可以位于内套筒开口中最井上排的内套筒开口的井上，该多个端口密封件中的一个可以位于内套筒开口中最井下排的内套筒开口的井下，并且该多个端口密封件中的其它端口密封件可以位于内套筒开口中每个相邻排的内套筒开口之间。在又一其它替换实施例中，砂裙部可以位于井下封隔器的井上，砂裙部具有倾斜的内径表面，并且砂裙部的井上端部具有比砂裙部的井下端部的内径更大的内径。流体排出部可以位于泵和保护器组件之间，流体排出部将流体引导出泵并且将流体引导进入电潜泵系统的外径表面与井筒的内径之间的环形空间中。流动联接部可以位于电动机的井上，该流动联接部从电潜泵系统的外径表面与井筒的内径之间的环形空间引导流体并将流体引导进入生产管件中。插入管(stinger)可以位于砂分流器的井下，该插入管延伸穿过井下封隔器并且具有插入管内孔，该插入管内孔与分流器内孔流体连通。在本专利技术的一个替换实施例中，一种用于向井筒流体提供人工举升的方法包括将泵定位在井筒内，该泵定向成选择性地增加从井筒穿过生产管件朝向地表行进的井筒流体的压力。电动机位于泵的井上的井筒内，并且利用电动机向泵提供动力。保护器组件位于泵和电动机之间，其中泵、电动机和保护器组件形成电潜泵系统。井下封隔器位于泵的井下的井筒内。砂分流器位于泵的井下，使得砂分流器的流动端口组件位于井下封隔器的井上。砂分流器具有分流器内孔，该分流器内孔与井下封隔器的井下的井筒流体连通，其中流动端口组件具有内套筒，该内套筒能够在打开位置和闭合位置之间移动，在打开位置处，内套筒端口组件与外套筒的外套筒端口组件对准，在闭合位置处，内套筒端口组件与外套筒端口组件不对准。在替换实施例中，可以利用偏压构件将内套筒朝向闭合位置偏压。砂分流器还可以包括反压构件，该反压构件定向成这样：当泵关闭时，反压构件上的力超过偏压构件的力，使内套筒朝向打开位置移动。在其它替换实施例中，可以利用偏压构件将内套筒朝向打开位置偏压。砂分流器还可以包括反压构件，该反压构件定向成这样：当泵开启时，反压构件上的力超过偏压构件的力，使内套筒移动至闭合位置。在另一其它替换实施例中，可以利用砂分流器的头部构件的头肩部限制内套筒相对于外套筒向井上移动，该头部构件定位在外套筒的井上。可以利用砂分流器的基部构件的基肩部限制内套筒相对于外套筒向井下移动，基部构件定位在外套筒的井下。在又一其它替换实施例中，内套筒端口组件可以包括多个单独的内套筒开口，该多个单独的内套筒开口围绕内套筒的周部间隔开以形成成排的内套筒开口，并且该多个单独的内套筒开口具有沿内套筒的轴向长度间隔开两排或更多排内套筒开口。外套筒端口组件可以包括多个单独的外套筒开口，该多个单独的外套筒开口围绕外套筒的周部间隔开以形成成排的外套筒开口，并且该多个单独的外套筒开口具有沿外套筒的轴向长度间隔开的两排或更多排外套筒开口。该方法还可以包括利用多个端口密封件在内套筒与外套筒之间密封，该多个端口密封件中的每一个在内套筒与外套筒之间进行密封，并且其中该多个端口密封件中的一个位于内套筒开口中最井上排的内套筒开口的井上，该多个端口密封件中的另一个位于内套筒开口中最井下排的内套筒开口的井下，并且多个端口密封件中的其它本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向井筒流体提供人工举升的系统，所述系统具有：/n泵，其位于井筒内，所述泵定向成选择性地增加从所述井筒通过生产管件朝向地表行进的所述井筒流体的压力；/n电动机，其位于所述泵的井上的所述井筒内，并且向所述泵提供动力；/n保护器组件，其位于所述泵和所述电动机之间，其中所述泵、所述电动机和所述保护器组件形成电潜泵系统；/n井下封隔器，其位于所述泵的井下的所述井筒内；以及/n砂分流器，其位于所述泵的井下并且具有流动端口组件，所述流动端口组件位于所述井下封隔器的井上，所述砂分流器具有分流器内孔，所述分流器内孔与所述井下封隔器的井下的所述井筒流体连通，其中所述流动端口组件具有内套筒，所述内套筒能够在打开位置与闭合位置之间移动，在所述打开位置处，内套筒端口组件与外套筒的外套筒端口组件对准，在所述闭合位置处，所述内套筒端口组件与所述外套筒端口组件不对准。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180730 US 16/049,0161.一种用于向井筒流体提供人工举升的系统，所述系统具有：
泵，其位于井筒内，所述泵定向成选择性地增加从所述井筒通过生产管件朝向地表行进的所述井筒流体的压力；
电动机，其位于所述泵的井上的所述井筒内，并且向所述泵提供动力；
保护器组件，其位于所述泵和所述电动机之间，其中所述泵、所述电动机和所述保护器组件形成电潜泵系统；
井下封隔器，其位于所述泵的井下的所述井筒内；以及
砂分流器，其位于所述泵的井下并且具有流动端口组件，所述流动端口组件位于所述井下封隔器的井上，所述砂分流器具有分流器内孔，所述分流器内孔与所述井下封隔器的井下的所述井筒流体连通，其中所述流动端口组件具有内套筒，所述内套筒能够在打开位置与闭合位置之间移动，在所述打开位置处，内套筒端口组件与外套筒的外套筒端口组件对准，在所述闭合位置处，所述内套筒端口组件与所述外套筒端口组件不对准。


2.根据权利要求1所述的系统，还包括偏压构件，所述偏压构件定位成将所述内套筒朝向所述闭合位置偏压。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述砂分流器还包括反压构件，所述反压构件定向成这样：当所述泵关闭时，所述反压构件上的力超过所述偏压构件的力，使所述内套筒朝向所述打开位置移动。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，还包括偏压构件，所述偏压构件定位成将所述内套筒朝向所述打开位置偏压。


5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述砂分流器还包括反压构件，所述反压构件定向成这样：当所述泵开启时，所述反压构件上的力超过所述偏压构件的力，使所述内套筒移动至所述闭合位置。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述砂分流器还包括头部构件，所述头部构件定位在所述外套筒的井上并且具有头肩部，所述头肩部定位成限制所述内套筒相对于所述外套筒向井上移动。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述内套筒具有完全伸展状态，在所述完全伸展状态下所述内套筒的井上端部与所述头肩部接触，并且在所述完全伸展状态下，所述内套筒处于所述闭合位置。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述砂分流器还包括基部构件，所述基部构件定位在所述外套筒的井下并且具有基肩部，所述基肩部定位成限制所述内套筒相对于所述外套筒向井下移动。


9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述内套筒具有完全收缩状态，在所述完全收缩状态下所述内套筒的井下端部与所述基肩部接触，并且在所述完全收缩状态下，所述内套筒处于所述打开位置。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中：
所述内套筒端口组件包括多个单独的内套筒开口，所述多个单独的内套筒开口围绕所述内套筒的周部间隔开以形成成排的内套筒开口，并且所述多个单独的内套筒开口具有沿所述内套筒的轴向长度间隔开的两排或更多排内套筒开口；并且
所述外套筒端口组件包括多个单独的外套筒开口，所述多个单独的外套筒开口围绕所述外套筒的周部间隔开以形成成排的外套筒开口，并且所述多个单独的外套筒开口具有沿所述外套筒的轴向长度间隔开的两排或更多排外套筒开口。


11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述砂分流器还包括多个端口密封件，所述多个端口密封件中的每一个在所述内套筒和所述外套筒之间形成密封，并且所述多个端口密封件中的一个位于最井上排的内套筒开口的井上，所述多个端口密封件中的一个位于最井下排的内套筒开口的井下，并且所述多个端口密封件中的其它端口密封件位于每个相邻排的内套筒开口之间。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，还包括砂裙部，所述砂裙部位于所述井下封隔器的井上，所述砂裙部具有倾斜的内径表面，并且所述砂裙部的井上端部具有比所述砂裙部的井下端部的内径更大的内径。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，还包括：
流体排出部，其位于所述泵与所述保护器组件之间，所述流体排出部将流体引导出所述泵并且将所述流体引导进入所述电潜泵系统的外径表面与所述井筒的内径之间的环形空间中；以及
流动联接部，其位于所述电动机的井上，所述流动联接部从所述电潜泵系统的所述外径表面与所述井筒的所述内径之间的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：奇德雷姆·伊诺克·额济姆，J·肖，
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