專利名稱：用于雙井下泵模塊的封殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電動(dòng)潛泵(ESP)，更特別地涉及容納兩個(gè)ESP模塊的井下封殼(capsule)。
背景技術(shù)：
井用電動(dòng)潛泵(″ESP″)組件典型地包括用于驅(qū)動(dòng)泵的潛水電機(jī)，所述泵通常為離心泵。泵組件通常懸掛在井內(nèi)的管子的管柱上。電機(jī)的電力電纜用帶捆扎在管子旁邊。必須定期取出泵組件以進(jìn)行保養(yǎng)或修理，并且該步驟需要拉出管子。尤其是對(duì)于海洋鉆井設(shè)備而言，拉出管子需要修井設(shè)備并且耗費(fèi)時(shí)間。
有時(shí)候使用雙串式泵組件以提供更大的揚(yáng)程。通常來講，兩個(gè)泵連接在一起并且由單個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，泵彼此同步操作。各個(gè)泵的修理或更換需要拉出管子及整個(gè)組件。
通常來講，壓力和溫度傳感器安裝到電機(jī)底座上，用以感應(yīng)電機(jī)內(nèi)介質(zhì)液體的壓力和溫度。電機(jī)流體傳感器的電能和信號(hào)加載于ESP電力電纜上。另一測量工具包括儲(chǔ)層(reservoir)傳感器，該傳感器是感應(yīng)電機(jī)外部的井儲(chǔ)層的各種特征的電氣裝置。這些工具典型地沿延伸至地面的專用通信線路向上發(fā)送信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，具有上端的封殼降至井套管(casing)中，所述上端用于連接至生產(chǎn)管的管柱上。電動(dòng)潛泵組件位于封殼上端內(nèi)并由封殼上端懸掛。隔板(bulkhead)位于封殼內(nèi)且位于泵組件下方。電力裝置用隔板懸掛并位于其下方。電力線從電力裝置延伸穿過隔板、橫靠封殼內(nèi)的泵組件且密封地穿過封殼上端。電力裝置可以懸掛在封殼下方或者容納于封殼內(nèi)。
電力裝置可以是用于感應(yīng)儲(chǔ)層特性的傳感器或者是第二潛泵組件。在一個(gè)具有 ESP的實(shí)施例中，隔板將封殼分成上游和下游腔室，每個(gè)腔室容納泵組件之一。每個(gè)電機(jī)的動(dòng)力電纜穿過橫靠出口的封殼。兩個(gè)潛泵組件可以同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)或者一個(gè)可以在另一個(gè)停止時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。
儲(chǔ)層傳感器單元可以懸掛在吊架或隔板下面。儲(chǔ)層傳感器單元的電能和信號(hào)可以通過專用傳感器線路提供給地面，或者傳感器線路可以只延伸至電機(jī)傳感器。在后一種情況下，儲(chǔ)層傳感器和電機(jī)傳感器可以安裝在ESP電力電纜上。


圖1A和1B包括容納兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的ESP模塊的封殼的縱向剖視圖。
圖2是容納在圖1所示封殼內(nèi)的下部吊架的放大剖視圖。
圖3是容納于圖1所示封殼內(nèi)的下部吊架的可選實(shí)施例。
圖4是顯示了圖1所示封殼的兩個(gè)ESP全部運(yùn)轉(zhuǎn)的示意圖。
圖5是顯示了圖1所示封殼的上部ESP運(yùn)轉(zhuǎn)，而下部ESP不運(yùn)轉(zhuǎn)的示意圖。
圖6是顯示了圖1所示封殼的下部ESP運(yùn)轉(zhuǎn)，而上部ESP不運(yùn)轉(zhuǎn)的示意圖。
圖7是封殼的可選實(shí)施例的縱向剖視圖，其中封殼的ESP模塊之一是井下傳感器組件。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，顯示了具有套管11的井。套管11在其下端穿孔以允許井流體進(jìn)入。生產(chǎn)管子13組成的管柱懸掛在套管11內(nèi)。封殼15固定到管子13的下端。
封殼15為圓柱形構(gòu)件，其外徑略小于套管11的內(nèi)徑，使得管子13上的封殼能夠降至套管11中。封殼15具有帶吊架17的上端或下游端，所述吊架剛性固定至管子13的下端。
任選的上部或下游套閥19固定到位于上部吊架17下方的下游管道18中。上部套閥19內(nèi)部與管子13內(nèi)部連通，用以向上排放井流體。上部套閥19具有打開位置，其中位于所述套閥側(cè)壁上的端口21暴露給封殼15的內(nèi)部。上部套閥19具有閉合位置，其中端口21對(duì)封殼15的內(nèi)部封閉。
上部或下游ESP 23懸掛在上部套閥19上。上部套閥19為可從市場上獲得的類型，當(dāng)下游ESP 23運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述上部套閥可以使其端口21對(duì)封殼15的內(nèi)部封閉。當(dāng)ESP 23不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，上部套閥19自動(dòng)打開其通向封殼15內(nèi)部的端口21。稱作環(huán)形換向閥的這類閥門通常在重要的出砂開采應(yīng)用中的潛泵上方的管子中使用。可選地，上部套閥19可以利用經(jīng)由液壓管路(未顯示)供自地面的壓力在打開和關(guān)閉位置之間液壓致動(dòng)或抽動(dòng)，所述液壓管路橫靠管子13并且密封地穿過上部吊架17延伸。
如果不使用上部套閥19的話，上部ESP 23將直接連接到上部吊架17上。上部ESP 23為常規(guī)電動(dòng)潛泵組件，包括離心泵25，其顯示位于該組件的上端。泵25具有位于其下端處的入口并且由多級(jí)或葉輪和擴(kuò)散器組成。一個(gè)或多個(gè)密封段27連接至泵25的下端。電動(dòng)機(jī)29連接至密封段27的下端。電機(jī)29最好為三相交流電動(dòng)機(jī)。電機(jī)29裝滿潤滑劑，并且密封段27平衡電機(jī)29內(nèi)潤滑劑的內(nèi)壓力和封殼15內(nèi)的壓力。
電機(jī)29具有電力線31，所述電力線31橫靠封殼15內(nèi)的密封段27和泵25向上延伸。電機(jī)導(dǎo)線31延伸穿過上部吊架17內(nèi)的上部穿透器或?qū)蚱?3。上部穿透器33密封上部吊架17中的電機(jī)導(dǎo)線31。在封殼15上方，電機(jī)導(dǎo)線31連接電力電纜(未顯示)，所述電力電纜橫靠管子13用帶捆扎并延伸至地面。
下部延伸管35從電機(jī)29的下端伸至位于封殼15內(nèi)的下部吊架或者隔板37。下部吊架37密封到封殼15的側(cè)壁上，從而界定了位于下部吊架37上面的上部腔室或下游腔室36和位于下部吊架37下面的下部腔室或上游腔室38。圖1B顯示了固定到下部吊架37下側(cè)的下游管道或支撐管39。任選的滑動(dòng)套閥41連接至支撐管39的下端。滑動(dòng)套閥41具有通向封殼15內(nèi)部的端口43，并且該套閥可以是與上部滑動(dòng)套閥19類型相同的閥。
在該實(shí)施例中，下部或上游ESP 45固定到下部滑動(dòng)套閥41的下端，并且其重量由上部吊架17通過上部ESP 23支撐。套閥41還可以是環(huán)形換向器類型，其在下部ESP 45運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉端口43，并且在ESP 45不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)打開端口43。可選地，套閥41可以響應(yīng)于供自延伸至地面的管線的液壓力打開和關(guān)閉端口43。如果需要的話，下部滑動(dòng)套閥41可以通過與導(dǎo)向上部套閥19的液壓管路分開的液壓管路獨(dú)立于上部套閥19運(yùn)轉(zhuǎn)?？蛇x地，單個(gè)液壓管路可以控制套閥19、41兩者。例如，如果下部ESP 45作為備用只在上部ESP 23故障后運(yùn)轉(zhuǎn)的話，套閥41可以連接到與上部套閥19相同的液壓管路上并且反向于上部套閥19運(yùn)轉(zhuǎn)。即，當(dāng)只有上部ESP 23運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如圖5所示，液壓管路中提供給套閥19、41的液壓力使套閥19保持關(guān)閉，使套閥41保持打開。當(dāng)上部ESP 23停止并且下部ESP 45啟動(dòng)時(shí)，管路中提供給閥19、41的液壓力通過地面上的操作人員實(shí)現(xiàn)反向，從而打開上部套閥19并且關(guān)閉下部套閥41，如圖6所示。
如果不使用下部套閥41的話，下部ESP 45將直接固定到支撐管39上。下部ESP 45可以是與上部ESP 23相同的類型，但是如果需要的話，也可以具有不同的長度。下部ESP 45包括帶有入口48的離心泵47。下部ESP 45的排放口50位于上部腔室36中的延伸管35內(nèi)。一個(gè)或多個(gè)密封段49將泵47連接至電動(dòng)機(jī)51。電機(jī)導(dǎo)線53從電機(jī)51的上端穿過下部吊架37中的下部吊架穿透器55延伸。穿透器55密封下部吊架37內(nèi)的電機(jī)導(dǎo)線53。下部ESP電機(jī)導(dǎo)線53橫靠上部ESP 23、穿過位于上部吊架17中的上部穿透器56延伸至電力電纜(未顯示)，該電力電纜延伸至地面。封殼15具有入口59，該入口位于下部ESP 45下端的下面。入口59使套管11中的井流體與圍繞下部ESP45的下部腔室38連通。任選地，入口59包括插入器(stinger)，該插入器刺入封隔器(packer)(未顯示)。封隔器使位于其下方的井流體與圍繞封殼15和生產(chǎn)管子13的套管11內(nèi)的流體隔離。
圖2顯示了隔板或下部吊架37的第一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，下部吊架37具有密封61，其密封封殼15內(nèi)徑上的拋光孔63。與密封61一起的吊架37能夠沿拋光孔63軸向滑動(dòng)，如箭頭所示。下部吊架37的這一軸向運(yùn)動(dòng)適應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間上部ESP 23(圖1A)的熱膨脹。下部ESP 45能夠熱膨脹，這是因?yàn)槠湎露嗽诜鈿と肟?59上方隔開一段距離并且能夠自由移動(dòng)。在圖2所示實(shí)施例中，上下ESP 23、ESP45的全部重量由上部吊架17支撐。
在圖3所示實(shí)施例中，封殼65與第一實(shí)施例中的封殼15的不同之處在于，它具有位于內(nèi)徑上的負(fù)載肩部67。下部吊架69靠在負(fù)載肩部67上，從而支撐下部ESP 45(圖1B)的重量。下部吊架69具有密封71，其靜止地接合位于負(fù)載肩部67上方的封殼65內(nèi)徑上的密封表面。
為了適應(yīng)圖3所示實(shí)施例中的上部ESP 23(圖1A)的熱膨脹，可以使用伸縮節(jié)，其連接在下部吊架69和ESP 23(圖1A)的組件之間。在該實(shí)施例中，該伸縮節(jié)包括面向上的容器73。容器73在其上端敞開并且滑動(dòng)接收管狀心軸75，所述管狀心軸75剛性固定至上部ESP 23(圖1A)的下端。心軸75具有密封77，其滑動(dòng)接合容器73內(nèi)的密封表面。在ESP 23安裝于封殼65中期間，上下止動(dòng)件79、81限制心軸75相對(duì)于容器73的行程。容器73和心軸75可以顛倒安裝，其中心軸75安裝到吊架69上，并且容器73安裝到上部ESP 23的下端。下部ESP 45(圖1B)的排放82位于心軸75上。
在第三實(shí)施例(未顯示)中，代替下部吊架37(圖2)或69(圖3)，隔板為封隔器，所述封隔器按按照傳統(tǒng)方式被致動(dòng)從而膨脹、夾緊和密封到封殼15的內(nèi)表面上。在該實(shí)施例中，封隔器支撐下部ESP45的重量并且不會(huì)在封殼15中向上或向下移動(dòng)。
實(shí)施中，當(dāng)在地面上時(shí)，上下ESP 23、ESP 45安裝于封殼15內(nèi)。隨后，整個(gè)組件隨管子13降至井中。電機(jī)導(dǎo)線31、53的上端連接至動(dòng)力電纜(未顯示)，所述動(dòng)力電纜橫靠管子13用帶捆扎。當(dāng)下降時(shí)，封殼15保護(hù)電機(jī)導(dǎo)線31和53，以防止它們?cè)跈M靠上部密封段27和上泵25而穿過的區(qū)域受損。因?yàn)殡姍C(jī)導(dǎo)線31、53橫靠這些部件穿過，套管11中的間隙可以相當(dāng)小。
當(dāng)封殼15處于預(yù)定深度時(shí)，操作人員可選擇如圖4所示同時(shí)操作上下ESP 23、ESP45、如圖5所示只操作上部ESP 23，或者如圖6所示只操作下部ESP 45。為了同時(shí)操作ESP 23、ESP45，操作人員給電機(jī)29、51(圖1)提供電力，并且上下套閥19、41自動(dòng)關(guān)閉或通過供自地面的液壓力關(guān)閉。事實(shí)上，如果操作人員想始終同時(shí)操作ESP 23、ESP45的話，則不需要套閥19、41。
在圖4所示的增壓器模式下，井流體通過封殼入口59流入下部腔室38和下部泵入口48。下部ESP 45增大井流體壓力并且將其從下部泵排放口50排入封殼15的上部腔室36。上部腔室36中的高壓通過下部吊架37與下部腔室38中的進(jìn)氣壓力隔離。較高壓力的流體進(jìn)入上泵入口26，從而增大壓力并且將井流體排入生產(chǎn)管子13中。在該模式下，ESP 23、ESP 45串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。
如圖5所示，在該模式下，只有上部ESP 23運(yùn)轉(zhuǎn)。為了避免井流體流過下部ESP 45的非運(yùn)轉(zhuǎn)泵級(jí)，下部套閥41打開。開啟下部套閥41可以由液壓完成。可選地，如果使用自動(dòng)套閥19、41的話，只給上部ESP 23提供電力而不給下部ESP 45提供電力將導(dǎo)致下部套閥41打開，同時(shí)上部套閥19保持關(guān)閉。在該模式下，井流體繞過下部ESP45的泵，從下部腔室38流入下部套閥41的端口，并且從下泵排放口50排入封殼15的上部腔室36。上部腔室36中的壓力大體上與封殼入口59處的壓力相同。井流體流入上泵入口26，該泵入口將較高壓力下的井流體排入管子13。
參考圖6，在該模式下，上部ESP 23不運(yùn)轉(zhuǎn)，而只是下部ESP 45運(yùn)轉(zhuǎn)。該模式可以在上部ESP 23故障后進(jìn)行，在該情況下，下部ESP45作為備用設(shè)備被啟動(dòng)。上部滑閥19打開，下部滑閥41關(guān)閉，如上文所述，上述動(dòng)作通過液壓或自動(dòng)閥完成。井流體從下部腔室38流入下泵入口48并且在較高壓力下從上部腔室36中的下泵排放口50排出。井流體流入上部套閥19的開口，而不流過上部ESP 23的泵級(jí)。井流體以與從下部ESP排放口50排出時(shí)大體上相同的壓力排入管子13。
在另一個(gè)實(shí)施例中(未顯示)，封殼15的下端終止于下部吊架37。下部ESP 45不在封殼15內(nèi)，而是由下部吊架37懸掛。下部ESP 45在這種情況下可以具有刺入封隔器(未顯示)中的尾管或插入器。
參考圖7，其顯示了可選實(shí)施例，其中只使用一個(gè)ESP。在該實(shí)施例中，封殼83懸掛在套管87中的生產(chǎn)管子85的管柱上。ESP 89由上部吊架88支撐，該上部吊架繼而連接至管子85。電機(jī)導(dǎo)線91密封地延伸穿過上部吊架88中的穿透器93并且向下延伸至ESP 89的電機(jī)。ESP 89具有泵入口95，其位于封殼83中。吊架或隔板97位于ESP 89的下端。吊架97可以構(gòu)造為圖2所示第一實(shí)施例或圖3所示第二實(shí)施例，或者該吊架可以是封隔器。
在該實(shí)施例中，封殼83的下端終止于下部吊架97。在該實(shí)例中，井下傳感器99懸掛在安裝于下部吊架97上的管形構(gòu)件或插入器100上。傳感器99為常規(guī)電氣裝置，其感應(yīng)儲(chǔ)層的各種特征，例如壓力和水/油接觸，并且在此稱作儲(chǔ)層傳感器。管形構(gòu)件100具有一長度，其選擇為靠近儲(chǔ)層的射孔102放置儲(chǔ)層傳感器99。井流體通過管形構(gòu)件100向上流入封殼83內(nèi)部并且流入泵入口95。如果需要的話，管形構(gòu)件100可以刺入封隔器。
任選地，ESP 89還具有安裝在其底座上的常規(guī)ESP電機(jī)傳感器103。ESP傳感器103測量封殼83內(nèi)部的井流體參數(shù)，例如入口和出口壓力、電機(jī)溫度和振動(dòng)。ESP傳感器103電連接至ESP 89的電機(jī)，并且ESP傳感器103的信號(hào)可以通過ESP電機(jī)導(dǎo)線91和電力電纜發(fā)送至地面。在地面上，電路將ESP傳感器103的信號(hào)與電能分開并且提供顯示。
如果使用這種ESP傳感器103的話，優(yōu)選地，傳感器導(dǎo)線101從儲(chǔ)層傳感器99橫靠管道100并密封地穿過下部吊架97而導(dǎo)向ESP傳感器103。這樣，來自儲(chǔ)層傳感器99的信號(hào)也加載到電機(jī)導(dǎo)線91和電力電纜上以便在地面上接收?？蛇x地，儲(chǔ)層傳感器導(dǎo)線101可穿過上部吊架88并橫靠管子85延伸至地面，并且ESP傳感器103可將其信號(hào)以傳統(tǒng)方式傳送到電力電纜上。如果不使用ESP傳感器103的話，用于儲(chǔ)層傳感器99的信號(hào)最好通過儲(chǔ)層傳感器導(dǎo)線101與地面通信。
盡管沒有顯示，但是可以使用雙ESP系統(tǒng)，其中下部ESP不在封殼中，而是懸掛在容納上部ESP的封殼下面。該系統(tǒng)尤其可以在不需要封隔器時(shí)使用。另外，封殼可以位于海底出油管內(nèi)而不是井內(nèi)，在該情況下，ESP大致水平定向。
本發(fā)明具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。在雙ESP環(huán)境下，操作人員可以使用一個(gè)ESP，直至其失靈，隨后操作第二ESP。這種替換延長了管子必須拉出之前的時(shí)間。封殼支撐下部ESP或井下儲(chǔ)層傳感器的重量，而不是給上部ESP施加負(fù)載。如果需要的話，可以取消通常用于井下儲(chǔ)層傳感器的專用線路，并且信號(hào)加載到ESP電力電纜上。
盡管本發(fā)明已經(jīng)顯示了其一些形式，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明不限于此，并且在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種井泵送設(shè)備，包括封殼，其具有上端，所述上端用于連接到降至井套管中的生產(chǎn)管子的管柱上；電動(dòng)潛泵組件，其包括泵和電機(jī)，所述組件位于所述封殼上端內(nèi)并用其懸掛；電機(jī)導(dǎo)線，其從電機(jī)橫靠封殼內(nèi)的泵并密封地穿過封殼上端延伸；隔板，其位于封殼內(nèi)且處于泵組件下面；電動(dòng)裝置，其用封殼懸掛在隔板下；和電力線，其從電動(dòng)裝置穿過隔板伸出以便給該電動(dòng)裝置提供電力。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述隔板連接到所述泵組件并由其支撐。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述隔板具有外徑部分，其密封地接合所述封殼的內(nèi)徑部分，并且所述隔板可在運(yùn)轉(zhuǎn)期間響應(yīng)于泵組件的熱膨脹相對(duì)于所述封殼軸向移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述隔板安裝在所述封殼內(nèi)以防止相對(duì)于所述封殼的向下運(yùn)動(dòng)；并且伸縮節(jié)將泵組件下端連接至隔板以允許泵組件相對(duì)于隔板的熱膨脹。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述電動(dòng)裝置包括第二電動(dòng)潛泵組件。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述隔板密封地接合所述封殼，從而界定上部腔室和下部腔室；所述第一泵組件具有位于上部腔室中的入口和連接至封殼上端的排出管道；并且第二電動(dòng)潛泵組件具有位于下部腔室中的入口和連接至隔板的排出管道，所述排出管道通過隔板導(dǎo)入上部腔室；并且排放口位于第二電動(dòng)潛泵組件的排出管道和上部腔室中。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括上部套閥，其位于上部腔室中的第一泵組件的排出管道內(nèi)，用于選擇性地打開和關(guān)閉第一泵組件的排出管道與上部腔室的連通；和下部套閥，其位于第二電動(dòng)潛泵組件的排出管道中并位于隔板下面，用于選擇性地打開和關(guān)閉第二電動(dòng)潛泵組件的排出管道與下部腔室的連通。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備具有第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中兩個(gè)泵組件運(yùn)轉(zhuǎn)并且兩個(gè)套閥關(guān)閉；所述設(shè)備具有第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中只有第一泵組件運(yùn)轉(zhuǎn)，所述上部套閥關(guān)閉，并且下部套閥打開；并且所述設(shè)備具有第三運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中只有第二電動(dòng)潛泵組件運(yùn)轉(zhuǎn)，所述下部套閥關(guān)閉，并且上部套閥打開。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述電動(dòng)裝置包括用于感應(yīng)井儲(chǔ)層特征的傳感器。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括安裝于所述封殼中并位于所述隔板上方的傳感器，用于監(jiān)測泵組件電機(jī)內(nèi)的流體壓力和電機(jī)溫度。
11.一種井流體泵送設(shè)備，包括封殼，其具有接收井流體的入口和排放井流體的出口；位于所述封殼內(nèi)的上游和下游泵組件，每個(gè)泵組件具有泵和下潛式電動(dòng)機(jī)；隔板，其位于封殼內(nèi)且位于上游和下游泵組件之間，從而將封殼分成彼此密封的上游腔室和下游腔室，上游泵組件的入口位于上游腔室中，下游泵組件的入口位于下游腔室中，所述封殼入口與上游腔室連通；上游管道，其從上游泵組件出口穿過隔板伸入下游腔室；下游管道，其連接在下游泵組件的出口和封殼出口之間；并且所述上游和下游泵組件具有雙運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中，井流體通過封殼入口流入上游腔室，通過上游泵組件泵送至第一壓力級(jí)并且通過上游管道排入下游腔室，隨后通過下游泵組件泵送至第二壓力級(jí)并且通過下游管道從封殼出口排出。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括上游端口，其位于上游管道中的上游腔室內(nèi)；上游閥，其選擇性地打開和關(guān)閉上游端口，所述上游閥在所述上游和下游泵組件處于雙模式時(shí)關(guān)閉；并且所述上游和下游泵組件具有下游泵組件單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中所述上游泵組件停止運(yùn)轉(zhuǎn)，所述上游閥打開，并且井流體通過封殼入口流入上游腔室，通過上游端口和上游管道流入下游腔室，隨后通過下游泵組件從封殼出口排出。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括下游端口，其位于下游管道中的下游腔室內(nèi)；下游閥，其選擇性地打開和關(guān)閉下游端口，所述下游閥在所述上游和下游泵組件處于雙模式時(shí)關(guān)閉；并且所述上游和下游泵組件具有上游泵組件單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中下游泵組件停止運(yùn)轉(zhuǎn)，下游閥打開，并且井流體通過封殼入口流入上游腔室，由下游泵輸送穿過上游管道流入下游腔室，隨后通過下游端口流入下游管道并從封殼出口排出。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括上游端口，其位于上游管道中的上游腔室內(nèi)；上游閥，其選擇性地打開和關(guān)閉上游端口，所述上游閥在所述上游和下游泵組件處于雙模式時(shí)關(guān)閉；下游端口，其位于下游管道中的下游腔室內(nèi)；下游閥，其選擇性地打開和關(guān)閉下游端口，所述下游閥在所述上游和下游泵組件處于雙模式時(shí)關(guān)閉；所述上游和下游泵組件具有下游泵組件單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中上游泵組件停止運(yùn)轉(zhuǎn)，上游閥打開并且下游閥關(guān)閉，井流體通過封殼入口流入上游腔室，通過上游端口和上游管道流入下游腔室，隨后通過下游泵組件從封殼出口排出；并且所述上游和下游泵組件具有上游泵組件單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中下游泵組件停止運(yùn)轉(zhuǎn)，下游閥打開并且上游閥關(guān)閉，井流體通過封殼入口流入上游腔室，通過上游泵輸送穿過上游管道進(jìn)入下游腔室，隨后通過下游端口流入下游管道并從封殼出口排出。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于所述上游和下游閥偏壓至打開位置；上游泵的運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致上游閥關(guān)閉；并且下游泵的運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致下游閥關(guān)閉。
16.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于所述隔板具有外徑部分，其密封地接合所述封殼的內(nèi)徑部分，并且所述隔板可在運(yùn)轉(zhuǎn)期間響應(yīng)于泵組件的熱膨脹相對(duì)于所述封殼軸向移動(dòng)。
17.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于所述隔板固定在封殼內(nèi)以防止該隔板相對(duì)于封殼的向下運(yùn)動(dòng)；并且一伸縮節(jié)將下游泵組件的端部連接至隔板以允許下游泵組件相對(duì)于隔板的熱膨脹。
18.一種泵送井流體的方法，包括(a)將上游和下游泵組件安裝在封殼內(nèi)，每個(gè)泵組件具有泵和下潛式電動(dòng)機(jī)，所述封殼具有位于所述上游和下游泵組件之間的隔板，從而將封殼分成彼此密封的上游腔室和下游腔室，上游泵組件的入口位于上游腔室內(nèi)，下游泵組件的入口位于下游腔室內(nèi)；和(b)以雙運(yùn)轉(zhuǎn)模式操作所述上游和下游泵組件，使井流體通過封殼入口流入上游腔室，其中井流體由上游泵組件泵送并通過隔板排入下游腔室，其中所述井流體由下游泵組件泵送并從封殼出口排出。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，步驟(b)還包括通過使上游泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)而以下游泵組件單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)模式運(yùn)轉(zhuǎn)，井流體從封殼入口直接流入下游腔室，從而繞過上游泵組件。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，步驟(b)還包括通過使下游泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)而以上游泵組件單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)模式運(yùn)轉(zhuǎn)，井流體從封殼入口和從上游泵組件直接流入下游腔室并且由封殼出口排出，從而繞過下游泵組件。
全文摘要
上游和下游泵組件安裝在封殼中，所述封殼具有位于上游和下游泵組件之間的隔板，從而將封殼分成彼此密封的上游和下游腔室。在雙運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，井流體通過封殼入口流入上游腔室，其中所述井流體由上游泵組件泵壓至第一壓力級(jí)并且排入下游腔室。下游泵組件隨后將井流體泵壓至第二壓力級(jí)并且將井流體從封殼出口排出。所述組件還具有上游泵組件單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)模式和下游泵組單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
文檔編號(hào)E21B43/00GK101086250SQ20071010426
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者I·馬丁內(nèi)斯 申請(qǐng)人:貝克休斯公司