潜水螺杆泵驱动器制造技术

在具有转子和定子并且与烃开采管连通的旋转泵中，潜水泵驱动器组件包括具有输出部的驱动马达，所述输出部通过传动杆连接至泵的转子。所述驱动器组件的开采壳体包括容纳传动杆的开采通道，在所述开采壳体中驱动马达的输出轴与所述开采通道在径向上偏置。因而用于为马达提供驱动输入的控制管线适于沿着开采管的旁侧延伸。因而所述驱动器组件允许仅通过连续管单元来进行冲洗，这是因为该连续管能容易地被插过偏置马达，并且该马达能任意地反向运转以改进冲洗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】潜水螺杆泵驱动器本申请要求2010年10月28日提交的美国临时申请序列号N0.61/407, 750在35U.S.C.119 (e)下的权益。
本专利技术涉及一种用于例如螺杆泵的旋转泵的液压潜水式驱动器，其中，所述驱动器相对于开采管偏置；更特别地，本专利技术涉及一种利用驱动器操作旋转泵的方法，使得所述旋转泵能反向运行以用于冲洗操作。本专利技术还涉及一种用于驱动器和开采管之间的连接的适当的连接件，使得驱动器的各控制管线能沿开采管旁侧位于所述开采管外部。
技术介绍
目前以及过去，都是将螺杆泵分两件下送。首先，在标准接合管上将定子部分下送。然后，在接合杆或联杆上将转子部分下送并插入定子中。所述杆然后在地表处连接到旋转头，所述旋转头使整个杆柱旋转并随后使定子内的转子旋转，从而产生泵送作用。这种类型的系统具有很多不足。整个过程需要多件设备、修井机、杆钻机、联杆钻机、加速器、管路X-射线检测器等，这导致了较长的维修时间以及较大的人力付出。由于泵送系统的性质，还需要各种井下工具和表面工具，例如填料盒，不旋转工具、管路旋转器、旋转头、连接杆(tagbars)等。该系统的一个主要不足是:由于杆的旋转，杆和管柱上出现了机械磨损。这通常最终会磨损接合管中的孔，并弱化所述杆。这导致杆/管失效，于是所述杆/管需要维修。另夕卜，由于杆从地表驱转，因此当泵抱轴或者失效时，地表处的旋转头积累并储存转矩。这造成必须使用例如抗旋转工具这样的附加工具。使用该工具是因为当转矩从杆柱释放时，杆柱倾向于猛烈地向回旋转(这还是安全问题)，可导致管松脱并分开，因而坠落到井下。这突出了该系统的另一局限，即:不能向回旋转转子(向回旋转是有利的)，这是因为:由于当向回旋转时，螺纹会松脱，因而管会松脱，或者任何杆连接件会松脱。杆/管组合也有局限，这是因为杆在开采管内布设，该开采管于是占据空间并导致对开采区域的额外限制。杆还增加了总表面面积，这增加了摩擦损失。另外由于这种设计的同心性，摩擦损失难以防止。由于钢杆旋转的主动作用(aggressive)性，因此不能使用通常有助于减少摩擦的替代材料(塑性材料、玻璃纤维等)。还很难将转子适当地隔开。隔开是指当转子和杆被送入井中并且转子被插入定子中时，必须使转子着陆于合适的位置上，使得当杆柱由于杆柱的重量和其它因素而伸展时，突出部与孔洞对齐。为了实现这一点，连接杆通常布设在定子的底部上。这允许钻机操作人员降低转子直至该转子触及连接杆。然后利用测量拉升至某位置并使杆柱悬置。该动作虽然非常可靠，但绝不是确定的。当前的方法所应用的杆和管都是钢制的。这是一个主要的缺陷，因为这些类型的井倾向于存在各种腐蚀性流体和气体。这非常频繁地导致在开采柱和杆上以及在开采柱和杆中建立的标尺上出现腐蚀问题。非常有利的是使用以塑料加衬的制品作为开采管道以用于防止腐蚀/生锈以及减少摩擦。由于杆的旋转运动，不能使用加衬的接合管，这是因为所述杆将会击打该加衬的接合管,并由于杆的旋转运动和磨损而损坏该加衬的接合管。延伸通过开采柱的杆柱的传统系统能够用于被称作冲洗的多单元维护。通常对于重油井，泵停止操作(sands off)并且这需要维护。要做到这一点，通常替代拉起整个完井设备的是，使具有小连续管的连续管单元就位，然后其从该位置在杆和管旁侧被下送到转子的顶部，然后管柱在此被循环清洁。然后将连续管单元拉出井，使用冲洗机(flush-byunit)将其底部与转子相连的整个杆柱拉起。这一动作将转子拉出定子。所述冲洗机然后开始将水或油注入开采柱中，迫使其通过定子进入到井眼中，迫使井达到一定的真空度。一旦一定量的流体已经被推送到岩层中，转子将被降低回到合适的位置，杆柱重新悬置，并开始标准泵送操作。该操作也需要多维护单元，并且经常，由于开采管内的杆的不可预测性，连续管单元可能不能被完全送下，更糟糕的是，可能会卡住或停留在杆的周围。基本上，杆和连续管在小直径(通常为3.5英寸外径)开采管内时，就会开始变得非常拥塞。当执行冲洗时，被向下推入或冲入井眼中的流体与井孔内的任何固体混合，并帮助使固体悬浮一段时间，从而使得当使泵回到正常操作时，流体和固体的混合物可按照常规被泵送到地表。为了执行上述冲洗，目前必须将转子从定子卸下，使得能利用地表处的流体泵实现通过定子进入井眼中的向下冲洗。一旦完成该操作，就将转子下放回定子中，并可恢复正常的泵送操作。转子的这种上下运动通常是通过上述冲洗机或修井机实现的，冲洗机和修井机两者都通常具有流体泵。这是费时的，并且这通常不会在转子已经由于固体作用的原因而使其转矩上升之前出现，这是因为逻辑程序是在转矩上升(torqued up)之前诊断这一点的唯一的方法。不幸的是，如果程序读出转矩上升，该程序能做的只有将其关闭。然后该系统在设备可被调来(可能是数天)之前将处于静止，并且当井处于闲置时，悬在开采柱中的固体开始沉降到转子的顶部，这通常地意味着当设备到达时，清洗机不能将转子拉出定子以执行冲洗。井于是还需要连续管单元在冲洗可以开始前将转子顶部上清理干净。如果连续管单元未能成功，可能就需要利用修井机来进行彻底的维护，所述彻底的维护包括将包括管在内的所有物体拉出井孔。在目前的构造中，螺杆泵(PCP)配置在标准管和杆(或联杆)上。如上所述，这种类型的系统所固有的连接件在杆/泵向回转动的情况下易于松脱。另外，由于杆转矩上升，这些杆储存能量，使得一旦系统以高转矩下降，杆具有大量储存的能量。为了释放该能量，地表处的旋转头向回转动，或使得液压被释放掉，这允许杆中的转矩通过向回旋转而耗散，有时是非常猛烈的向回旋转。当这种情况发生时，存在上面提到的管松脱的风险。如果发生这种情况，管/杆会坠落到井孔下，导致额外的问题。目前，为了解决管松脱这一问题，通常使用一种不旋转的外部工具。该不旋转的外部工具朝向管柱的底部连接、接触井的套管，并在万一出现杆向回旋转的情况下阻止管向回旋转。该不旋转的外部工具未阻止杆发生如上所述的松脱，这是因为杆位于管内，而该不旋转的外部工具仅在接合管上操作。由于该工具与套管相接触，因此很难或者不可能利用任何物质经过它来清理干净井的窖/贮槽。这意味着随着时间的增加，由于贮槽被固体填充，将其清理干净的唯一方法是将所有物体拉出井孔并执行全面的清理。冲洗物仅冲洗泵的入口，并不清洁窖/贮槽，因此定期的清理仍然必须。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于与旋转泵一起使用的潜水泵驱动器组件，所述旋转泵具有定子以及能在定子中旋转的转子，所述旋转泵与在井套管中沿纵向方向延伸的开采管连通，所述潜水泵驱动器包括:包括旋转输出部和入口的驱动马达，所述旋转输出部能绕大体上沿纵向方向延伸的输出轴旋转，所述入口被设置成用以接收驱动输入；开采壳体，包括:在开采出口和开采入口之间延伸的开采通道，所述开采出口被设置为用于与其上方的开采管串联连接，所述开采入口被设置为用于与其下方的旋转泵的定子串联连接；以及马达连接件，驱动马达的旋转输出部被设置成与所述马达连接件连通；至少一条控制管线，所述控制管线被设置成在开采管旁侧延伸并且将来自井套管的井口装置的驱动输入传递到驱动马达的入口，以便驱动所述旋转输出部围绕输出轴相对于所述开采壳体旋转；驱动马达相对于开采壳体的马达连接件被支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与旋转泵一起使用的潜水泵驱动器组件，所述旋转泵具有定子以及在能在定子中旋转的转子，所述旋转泵与在井套管中沿纵向方向延伸的开采管连通，所述潜水泵驱动器包括：具有旋转输出部和入口的驱动马达，所述旋转输出部能绕大体上沿纵向方向延伸的输出轴旋转，所述入口被设置成用以接收驱动输入；开采壳体，包括：在开采出口和开采入口之间延伸的开采通道，所述开采出口被设置为用于与其上方的开采管串联连接，所述开采入口被设置为用于与其下方的旋转泵的定子串联连接；以及马达连接件，驱动马达的旋转输出部被设置成通过所述马达连接件实现连通；至少一条控制管线，所述控制管线被设置成在开采管旁侧延伸并且将来自井套管的井口装置的驱动输入传递到驱动马达的入口，以便驱动所述旋转输出部围绕输出轴相对于所述开采壳体旋转；驱动马达相对于开采壳体的马达连接件被支撑，使得驱动马达的输出轴被设置成相对于开采壳体的至少一部分开采通道在径向上偏置；以及传动杆，所述传动杆被设置成穿过所述开采壳体的开采入口延伸，用于串联连接在驱动马达的旋转输出部和旋转泵的转子之间，以便将驱动马达的旋转输出部的旋转转换为旋转泵的定子中的转子的旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.28 US 61/407,7501.一种用于与旋转泵一起使用的潜水泵驱动器组件，所述旋转泵具有定子以及在能在定子中旋转的转子，所述旋转泵与在井套管中沿纵向方向延伸的开采管连通，所述潜水泵驱动器包括: 具有旋转输出部和入口的驱动马达，所述旋转输出部能绕大体上沿纵向方向延伸的输出轴旋转，所述入口被设置成用以接收驱动输入； 开米壳体，包括: 在开采出口和开采入口之间延伸的开采通道，所述开采出口被设置为用于与其上方的开采管串联连接，所述开采入口被设置为用于与其下方的旋转泵的定子串联连接；以及 马达连接件，驱动马达的旋转输出部被设置成通过所述马达连接件实现连通； 至少一条控制管线，所述控制管线被设置成在开采管旁侧延伸并且将来自井套管的井口装置的驱动输入传递到驱动马达的入口，以便驱动所述旋转输出部围绕输出轴相对于所述开采壳体旋转； 驱动马达相对于开采壳体的马达连接件被支撑，使得驱动马达的输出轴被设置成相对于开采壳体的至少一部分开采通道在径向上偏置；以及 传动杆，所述传动杆被设置成穿过所述开采壳体的开采入口延伸，用于串联连接在驱动马达的旋转输出部和旋转泵的转子之间，以便将驱动马达的旋转输出部的旋转转换为旋转泵的定子中的转子的旋转。2.根据权利要求1的组件，其中，驱动马达连接到开采壳体，使得驱动马达的输出轴被设置成相对于开采壳体的 开采通道的开采出口在径向方向上偏置。3.根据权利要求1或2的组件，其中，驱动马达在所述开采壳体的开采通道的外部被连接，使得开采通道被设置成在驱动马达旁侧连通。4.根据权利要求1-3之一的组件，其中，驱动马达连接到开采壳体的马达连接件，使得驱动马达的输出轴大体上与旋转泵的定子同轴。5.根据权利要求1-4之一的组件，其中，驱动马达包括液压马达，所述至少一条控制管线被设置成在井口装置和驱动马达之间传输液压流体形式的驱动输入。6.根据权利要求5的组件，其中，所述至少一条控制管线包括与驱动马达的入口连通的液压供给管线以及与驱动马达的返回口连通的液压返回管线。7.根据权利要求6的组件，其中，所述至少一条控制管线还包括被设置成用于与来自井口装置的流体连通的第三注入器管线，所述第三注入器管线独立于所述液压供给管线和所述液压返回管线。8.根据权利要求1-7之一的组件，其中，设置有连接件，所述连接件被设置成用于开采壳体与开采管及所述至少一条控制管线之间的连接，所述连接件包括具有开采口和辅助口的一体式主体，所述开采口被设置成用于使开采管和所述开采壳体中的开采通道之间连通，所述辅助口与所述至少一条控制管线相关联并设置成用于使该控制管线和驱动马达之间连通。9.根据权利要求8的组件，其中，开采口包括带螺纹的连接部，该带螺纹的连接部用于螺纹连接到接合开采管。10.根据权利要求9的组件，其中，驱动马达包括液压马达和所述至少一条控制管线，所述至少一条控制管线包括与驱动马达的入口连通的液压供给管线以及与驱动马达的返回口连通的液压返回管线，其中，辅助口被设置成用于连接到相应的控制管线，该连接独立于到开采管的连接。11.根据权利要求1-10之一的组件，其中，所述至少一条控制管线和开采管均包括连续管部件，其中，所述连续管部件共同地装在围绕连续管部件的无缝且整体形成的套管中。12.根据权利要求11的组件，其中，设置有连接件，所述连接件被设置成用于开采壳体与开采管及所述至少一条控制管线之间的连接，所述连接件包括具有开采口和辅助口的一体式主体，所述开采口被设置成用于使开采管和开采壳体中的开采通道之间连通，所述辅助口与所述至少一条控制管线相关联并设置成用于使控制管线和驱动马达之间连通。13.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：科林·里基·莫里斯，约瑟夫·亨利·雷克，阿达姆·布登斯基，
申请(专利权)人：科林·里基·莫里斯，
类型：
国别省市：