BR112021014417A2

BR112021014417A2 - HYDRAULICALLY ACTIVATED DOUBLE RECEPTACLE PUMP

Info

Publication number: BR112021014417A2
Application number: BR112021014417-0A
Authority: BR
Inventors: Xiaonan Lu; Scott Clayton Strattan; Lyon Euiyeol Hong; Randal Perisho
Original assignee: Baker Hughes Oilfield Operations Llc
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-09-21
Also published as: CN113348295A; AU2020217565B2; WO2020163232A1; EP3921512A1; US20200248680A1; AU2020217565A1; EP3921512A4

Abstract

bomba em receptáculo duplahidraulicamente ativada. trata-se de uma bomba de fundo de poço (17) que tem um compartimento (19) com um orifício de compartimento que tem uma seção superior (20a), uma seção inferior (20c) e uma seção intermediária (20b) com um diâmetro interno maior. um êmbolo (21) tem uma porção de êmbolo superior (25) na seção superior do orifício de compartimento, um pistão (27) na seção intermediária do orifício de compartimento e uma porção de êmbolo inferior (29) na seção inferior do orifício de compartimento. uma bomba hidráulica (55) na superfície fornece alternadamente pressão de fluido hidráulica aos lados superior e inferior do pistão para fazer com que o êmbolo se mova para cima e para baixo. uma válvula estacionária (43) no compartimento admite fluido de poço para dentro do compartimento durante o curso de levantamento. uma válvula móvel (35) se move em uníssono com o êmbolo para descarregar o fluido de poço do compartimento durante o curso de levantamento.Hydraulically activated double receptacle pump. This is a downhole pump (17) having a housing (19) with a housing hole having an upper section (20a), a lower section (20c) and an intermediate section (20b) with a diameter larger interior. a plunger (21) has an upper plunger portion (25) in the upper section of the housing hole, a piston (27) in the middle section of the housing hole, and a lower plunger portion (29) in the lower section of the housing hole . a hydraulic pump (55) on the surface alternately supplies hydraulic fluid pressure to the upper and lower sides of the piston to cause the plunger to move up and down. a stationary valve (43) in the housing admits well fluid into the housing during the lifting stroke. a movable valve (35) moves in unison with the plunger to discharge well fluid from the housing during the lifting stroke.

Description

"DOUBLE HYDRAULICALLY ACTIVATED RECEPTACLE PUMP" FIELD OF REVELATION

[0001] Esta revelação se refere a bombas de poço reciprocantes e, em particular, a uma bomba de fundo de poço que tem um êmbolo com um pistão que é acionado entre um curso de levantamento e retração por pressão hidráulica fornecida alternadamente a lados opostos do pistão.[0001] This disclosure pertains to reciprocating well pumps and, in particular, to a downhole pump which has a plunger with a piston that is driven between a lift and retract stroke by hydraulic pressure supplied alternately to opposite sides of the shaft. piston.

BACKGROUND

[0002] Uma variedade de bombas é usada em poços de produção de óleo para bombear fluido de poço até um conjunto de cabeça de poço em uma extremidade superior do poço. O fluido de poço compreende frequentemente água, e óleo e gás. Bombas típicas incluem bombas rotativas, como do tipo centrífuga ou de cavidade progressiva, ou elas podem ser bombas recíprocas que têm um êmbolo que se move para cima e para baixo dentro de um orifício polido de um cilindro ou compartimento. A bomba pode ser acionada eletricamente por um motor de fundo de poço ou, no caso de bombas recíprocas, mobilizada por uma coluna de hastes que se estendem para baixo a partir do conjunto de cabeça de poço.[0002] A variety of pumps are used in oil production wells to pump well fluid to a wellhead assembly at an upper end of the well. Well fluid often comprises water, and oil and gas. Typical pumps include rotary pumps, such as the centrifugal or progressive cavity type, or they can be reciprocating pumps that have a piston that moves up and down within a polished bore of a cylinder or housing. The pump may be electrically driven by a downhole motor or, in the case of reciprocating pumps, mobilized by a column of rods extending downward from the wellhead assembly.

[0003] As bombas recíprocas acionadas por haste têm suas questões, como o desgaste da tubulação de haste e a eficiência mais baixa do sistema devido à extensão e retração da coluna de hastes. Além disso, problemas ambientais da superfície podem ocorrer na caixa de empanque do conjunto de cabeça de poço.[0003] Rod driven reciprocating pumps have their issues such as rod tubing wear and lower system efficiency due to rod column extension and retraction. In addition, surface environmental problems can occur in the stuffing box of the wellhead assembly.

[0004] Bombas recíprocas alimentadas por uma bomba hidráulica de superfície também são conhecidas. Os sistemas de bomba hidráulica têm uma variedade de designs, mas aprimoramentos são necessários.[0004] Reciprocal pumps powered by a surface hydraulic pump are also known. Hydraulic pump systems come in a variety of designs, but improvements are needed.

SUMMARY

[0005] Um aparelho para bombear fluido de poço de um poço compreende um compartimento para prender a uma coluna de tubulação, sendo que o compartimento tem um orifício de compartimento com uma seção superior, uma seção inferior e uma seção intermediária entre as seções superior e inferior, sendo que a seção intermediária tem um diâmetro interno maior que os diâmetros internos das seções superior e inferior. Um êmbolo é transportado reciprocamente no compartimento entre um curso de levantamento e um curso de retração, sendo que o êmbolo tem uma porção de êmbolo superior em encaixe vedante deslizante com a seção superior do orifício de compartimento, sendo que o êmbolo tem uma porção de êmbolo inferior em encaixe vedante deslizante com a seção inferior do orifício de compartimento. Um pistão sobre o êmbolo se move em uníssono com o êmbolo e está em encaixe vedante deslizante com a seção intermediária do orifício de compartimento. Uma porta de curso de levantamento no compartimento leva à seção intermediária do orifício de compartimento abaixo do pistão. Uma porta de curso de retração no compartimento leva à seção intermediária do compartimento acima do pistão.[0005] An apparatus for pumping well fluid from a well comprises a compartment for attaching to a pipe string, the compartment having a compartment hole with an upper section, a lower section and an intermediate section between the upper and lower sections. bottom, with the middle section having an inside diameter larger than the inside diameters of the top and bottom sections. A piston is reciprocally carried in the housing between a lift stroke and a retract stroke, the piston having an upper piston portion in sliding sealing engagement with the upper section of the housing bore, the piston having a piston portion bottom in sliding seal fit with the bottom section of the housing hole. A piston on the plunger moves in unison with the plunger and is in sliding sealing engagement with the middle section of the housing bore. A lift stroke port in the housing leads to the housing hole midsection below the piston. A retract stroke port in the housing leads to the middle section of the housing above the piston.

[0006] Um conjunto de bomba hidráulica para ser colocado adjacente a uma cabeça de poço do poço está em comunicação fluida com a porta de curso de levantamento e a porta de curso de retração. O conjunto de bomba hidráulica tem meios para fornecer alternadamente a pressão de fluido hidráulica à porta de fluido de levantamento para fazer com que o êmbolo se mova para cima e para fornecer pressão de fluido hidráulica à porta de fluido de retração para empurrar o êmbolo para baixo. O compartimento tem uma entrada de fluido de poço e uma válvula estacionária para admitir fluido de poço para dentro do compartimento durante o curso de levantamento do êmbolo. O compartimento tem uma descarga de fluido de poço. Uma válvula móvel se move em uníssono com o êmbolo para descarregar o fluido de poço do compartimento para dentro da coluna de tubulação durante o curso de levantamento do êmbolo.[0006] A hydraulic pump assembly to be placed adjacent a wellhead of the well is in fluid communication with the lift stroke port and the retract stroke port. The hydraulic pump assembly has means for alternately supplying hydraulic fluid pressure to the lift fluid port to cause the plunger to move up and to supply hydraulic fluid pressure to the retract fluid port to push the plunger down. . The compartment has a well fluid inlet and a stationary valve for admitting well fluid into the compartment during the lifting stroke of the piston. The compartment has a well fluid discharge. A movable valve moves in unison with the plunger to discharge well fluid from the compartment into the pipe string during the lifting stroke of the plunger.

[0007] Uma linha de fluido de curso de retração leva da porta de curso de retração até o conjunto de bomba hidráulica. Uma linha de fluido de curso de levantamento leva da porta de curso de levantamento até o conjunto de bomba hidráulica. Uma válvula de controle direcional conectada entre a linha de fluido de curso de retração e a linha de fluido de curso de levantamento comuta alternadamente a pressão de fluido hidráulica entre a linha de fluido de curso de levantamento e a linha de fluido de curso de retração.[0007] A retract stroke fluid line leads from the retract stroke port to the hydraulic pump assembly. A lift stroke fluid line leads from the lift stroke port to the hydraulic pump assembly. A directional control valve connected between the retract stroke fluid line and the lift stroke fluid line alternately switches the hydraulic fluid pressure between the lift stroke fluid line and the retract stroke fluid line.

[0008] Em uma modalidade, um adaptador inferior é preso à parte do compartimento, e forma parte do mesmo. O adaptador inferior tem um ressalto voltado para cima que se estende para fora a partir de uma parte externa do compartimento. A porta de curso de levantamento tem uma porção externa que se estende para baixo a partir do ressalto voltado para cima e para dentro do adaptador inferior. Uma linha de curso de levantamento está em comunicação fluida com o conjunto de bomba hidráulica e se estende ao longo do compartimento para dentro da porta de curso de levantamento, sendo que a linha de curso de levantamento é paralela a um eixo geométrico do compartimento.[0008] In one embodiment, a bottom adapter is attached to part of the housing, and forms part of it. The bottom adapter has an up-facing shoulder that extends outward from an outside of the housing. The lift stroke port has an outer portion that extends downward from the upward facing shoulder and into the lower adapter. A lift stroke line is in fluid communication with the hydraulic pump assembly and extends across the housing into the lift stroke port, the lift stroke line being parallel to an axis of the housing.

[0009] Em uma modalidade, um adaptador superior é preso à parte do compartimento, e forma parte do mesmo. O adaptador superior está acima do adaptador inferior e tem um ressalto voltado para cima que se estende para fora a partir da parte externa do compartimento. A porta de curso de retração tem uma porção externa que se estende para baixo a partir do ressalto voltado para cima do adaptador superior para dentro do adaptador superior. Uma linha de curso de retração em comunicação fluida com o conjunto de bomba hidráulica se estende ao longo do compartimento para dentro da porta de curso de retração, sendo que a linha de curso de retração é paralela ao eixo geométrico do compartimento.[0009] In one embodiment, a top adapter is attached to and forms part of the housing. The top adapter is above the bottom adapter and has an up-facing shoulder that extends outward from the outside of the housing. The retract stroke port has an outer portion that extends downward from the upward facing shoulder of the top adapter into the top adapter. A retract stroke line in fluid communication with the hydraulic pump assembly extends along the housing into the retract stroke port, the retract stroke line being parallel to the housing axis.

[0010] Em uma modalidade, o adaptador inferior tem um orifício que é coaxial ao eixo geométrico do compartimento. O adaptador inferior tem um diâmetro externo que é excêntrico em relação ao eixo geométrico do compartimento.[0010] In one embodiment, the bottom adapter has a hole that is coaxial with the housing axis. The bottom adapter has an outside diameter that is eccentric to the housing axis.

[0011] Um orifício de êmbolo se estende através do êmbolo. A válvula móvel é montada no orifício de êmbolo. O orifício de êâmbolo está em comunicação fluida com a válvula estacionária para receber fluido de poço a partir da entrada de fluido de poço.[0011] A plunger hole extends through the plunger. The movable valve is mounted in the plunger hole. The plunger orifice is in fluid communication with the stationary valve to receive well fluid from the well fluid inlet.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0012] A Figura 1 é uma vista em corte esquemática de uma bomba de fundo de poço, de acordo com esta revelação.[0012] Figure 1 is a schematic sectional view of a downhole pump, in accordance with this disclosure.

[0013] A Figura 2 é uma vista esquemática de componentes de superfície para fornecer pressão hidráulica a fim de acionar a bomba de poço.[0013] Figure 2 is a schematic view of surface components to provide hydraulic pressure to drive the well pump.

[0014] A Figura 3 é uma vista em corte de uma modalidade mais refinada da bomba de poço da Figura 1.[0014] Figure 3 is a sectional view of a more refined embodiment of the well pump of Figure 1.

[0015] A Figura 4 é outra vista em corte da bomba de poço da Figura 3, tomada a partir de um plano de corte diferente.[0015] Figure 4 is another sectional view of the sump pump of Figure 3, taken from a different sectional plane.

[0016] A Figura 5 é uma vista em corte ampliada de uma porção inferior da bomba de poço da Figura 3.[0016] Figure 5 is an enlarged sectional view of a lower portion of the sump pump of Figure 3.

[0017] A Figura 6 é uma vista em perspectiva da bomba de poço da Figura 3.[0017] Figure 6 is a perspective view of the well pump of Figure 3.

[0018] Embora a revelação seja descrita em conexão com uma modalidade, será entendido que não se pretende limitar a revelação a essas modalidades. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modificações, e equivalentes, conforme eles podem ser incluídos dentro do escopo das reivindicações.[0018] While disclosure is described in connection with a modality, it will be understood that disclosure is not intended to be limited to those modalities. Rather, it is intended to cover all alternatives, modifications, and equivalents, as they may be included within the scope of the claims.

DETAILED DESCRIPTION

[0019] O método e o sistema da presente revelação serão agora descritos mais completamente a seguir com referência aos desenhos em anexo nos quais as modalidades são mostradas. O método e o sistema da presente revelação podem estar em muitas formas diferentes e não devem ser interpretados como limitados às modalidades ilustradas aqui apresentadas; ao invés disso, essas modalidades são fornecidas de modo que essa revelação será detalhada e completa, e irá representar totalmente o seu escopo às pessoas versadas na técnica. Números similares se referem a elementos similares por todo o relatório descritivo. Em uma modalidade,[0019] The method and system of the present disclosure will now be described more fully below with reference to the accompanying drawings in which the embodiments are shown. The method and system of the present disclosure may be in many different forms and should not be construed as being limited to the illustrated embodiments presented herein; rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be detailed and complete, and will fully represent its scope to persons skilled in the art. Similar numbers refer to similar elements throughout the descriptive report. In one mode,

o uso do termo "cerca de" inclui +/- 5% da magnitude citada. Em uma modalidade, o uso do termo "substancialmente" inclui +/- 5% da magnitude citada.use of the term "about" includes +/- 5% of the quoted magnitude. In one embodiment, use of the term "substantially" includes +/- 5% of the quoted magnitude.

[0020] Deve ser adicionalmente entendido que o escopo da presente revelação não se limita aos detalhes exatos de construção, operação, materiais exatos, ou às modalidades mostradas e descritas, uma vez que as modificações e equivalentes serão aparentes a uma pessoa versada na técnica. Nos desenhos e no relatório descritivo, foram reveladas modalidades ilustrativas e, embora termos específicos sejam usados, eles são usados em um sentido genérico e descritivo apenas e não para propósitos de limitação.[0020] It is further understood that the scope of the present disclosure is not limited to the exact details of construction, operation, exact materials, or the embodiments shown and described, as modifications and equivalents will be apparent to a person skilled in the art. In the drawings and the specification, illustrative modalities have been disclosed and, although specific terms are used, they are used in a generic and descriptive sense only and not for purposes of limitation.

[0021] A Figura 1 ilustra esquematicamente um poço que tem uma coluna de revestimento 11 cimentada no poço e que tem perfurações (não mostradas) ou outras aberturas para admitir fluido de poço. Nesse exemplo, uma coluna externa de tubulação 13 é suspensa no revestimento 11 a partir de um conjunto de cabeça de poço (não mostrado) na superfície. A tubulação externa 13 é um conduto com uma extremidade inferior aberta para admitir o fluido de poço. Uma tubulação interna 15 é suspensa dentro da tubulação externa 13 e serve como uma coluna de tubulação de produção para fluir o fluido de poço para o conjunto de cabeça de poço. À tubulação interna 15 poderia ser uma coluna contínua de tubulação em espiral ou poderia compreender juntas tubulares presas uma à outra. Opcionalmente, uma das colunas das tubulações externa e interna 13, 15 poderia ser omitida.[0021] Figure 1 schematically illustrates a well that has a casing string 11 cemented into the well and that has perforations (not shown) or other openings to admit well fluid. In this example, an external pipe string 13 is suspended from casing 11 from a wellhead assembly (not shown) on the surface. Outer tubing 13 is a conduit with an open bottom end for admitting well fluid. An inner pipeline 15 is suspended within the outer pipeline 13 and serves as a production pipeline to flow well fluid to the wellhead assembly. The internal piping 15 could be a continuous column of spiral tubing or it could comprise tubular joints secured together. Optionally, one of the outer and inner piping columns 13, 15 could be omitted.

[0022] Uma bomba de fundo de poço hidraulicamente acionada 17 se prende à extremidade inferior da tubulação interna 15. A bomba de fundo de poço 17 tem um cilindro ou um compartimento 19 com uma seção superior ou de retração 19a, uma seção intermediária 19b e uma seção inferior ou de levantamento 19c, sendo que cada uma tem um eixo geométrico longitudinal comum 22. A seção intermediária 19b tem um diâmetro interno 20b maior que um diâmetro interno 20a da seção superior 19a e o diâmetro interno 20c da seção inferior 19c. A seção inferior 19c tem um diâmetro interno igual ao diâmetro interno da seção superior 19a, conforme mostrado, ou poderia ser maior. A Figura 1 ilustra a seção superior 19a como tendo o mesmo diâmetro interno que a tubulação interna 15, mas que poderia ser diferente. Os diâmetros internos 20a, 20b e 20c da seção superior 19a, da seção intermediária 19b e da seção inferior 19c são orifícios polidos. Os termos "superior", "inferior" e similares são usados apenas por conveniência, uma vez que a bomba de fundo de poço 17 poderia operar em outras orientações além daquelas mostradas.[0022] A hydraulically driven downhole pump 17 attaches to the lower end of the internal pipeline 15. The downhole pump 17 has a cylinder or housing 19 with an upper or retract section 19a, an intermediate section 19b and a lower or lifting section 19c, each having a common longitudinal axis 22. Intermediate section 19b has an inside diameter 20b greater than an inside diameter 20a of upper section 19a and an inside diameter 20c of lower section 19c. Bottom section 19c has an inside diameter equal to the inside diameter of top section 19a, as shown, or could be larger. Figure 1 illustrates the upper section 19a as having the same inner diameter as the inner tubing 15, but could be different. The inside diameters 20a, 20b and 20c of the upper section 19a, the middle section 19b and the lower section 19c are polished holes. The terms "upper", "lower" and the like are used for convenience only, as the downhole pump 17 could operate in orientations other than those shown.

[0023] Um êmbolo 21 se move reciprocamente no compartimento 19. O êmbolo 21 tem um orifício 23 que se estende através do mesmo no eixo geométrico 22 do compartimento 19. O êmbolo 21 tem uma porção superior 25 que desliza reciprocamente e veda na seção superior de cilindro 19a. O êmbolo 21 tem um pistão intermediário 27 que desliza e veda na seção intermediária de compartimento 19b. O êmbolo 21 tem uma porção inferior 29 que desliza e veda na seção inferior de compartimento 19c. Cada porção de êmbolo 25, 27, 29 poderia ter vedações para vedar dinamicamente as porções de diâmetro interno do compartimento 19, ou as porções de êmbolo 25, 27, 29 poderiam vedar por um encaixe deslizante justo com as porções de diâmetro interno polidas 20a, 20b, 20c do compartimento 19. Nesse exemplo, as porções da porção de êmbolo superior 25 e da porção inferior 29 têm diâmetros externos menores que os diâmetros internos 20a, 20c das seções de compartimento superior e inferior 19a, 19c. Entretanto, as porções superior e inferior 25, 29 do êmbolo 21 poderiam ter diâmetros externos constantes que se estendem a partir do pistão 27.[0023] A plunger 21 moves reciprocally in housing 19. Plunger 21 has a hole 23 that extends therethrough on axis 22 of housing 19. Plunger 21 has an upper portion 25 that slides reciprocally and seals in the upper section of cylinder 19a. Plunger 21 has an intermediate piston 27 which slides and seals in the middle section of housing 19b. Plunger 21 has a lower portion 29 which slides and seals in the lower housing section 19c. Each plunger portion 25, 27, 29 could have seals to dynamically seal the bore portions of housing 19, or the plunger portions 25, 27, 29 could seal by a snug fit with the polished bore portions 20a, 20b, 20c of housing 19. In this example, the upper piston portion 25 and lower portion 29 portions have outside diameters smaller than the inside diameters 20a, 20c of the upper and lower housing sections 19a, 19c. However, the upper and lower portions 25, 29 of the piston 21 could have constant outside diameters that extend from the piston 27.

[0024] Uma linha de fluido hidráulico de curso ascendente ou de levantamento 31 se estende para baixo a partir do conjunto de cabeça de poço através do ânulo entre a tubulação externa e interna 13, 15 e as seções intermediárias de cilindro 19b em uma porta 31a. A porta 31a está abaixo do pistão intermediário 27 quando o êmbolo 21 está em sua posição mais baixa. Uma linha de fluido hidráulico de curso descendente ou de retração 33 se estende para baixo a partir do conjunto de cabeça de poço através do ânulo entre a tubulação externa e interna 13, 15 e a seção intermediária de compartimento 19b em uma porta 33a. A porta 33a está acima do pistão intermediário 27 quando o êmbolo 21 está em sua posição mais alta. A Figura 1 mostra o êmbolo 21 acima de sua posição mais baixa e no processo de se mover para cima em um curso de levantamento.[0024] An upstroke or lift hydraulic fluid line 31 extends downward from the wellhead assembly through the annulus between the outer and inner piping 13, 15 and the intermediate cylinder sections 19b in a port 31a . Port 31a is below intermediate piston 27 when piston 21 is in its lowest position. A downstroke or retract hydraulic fluid line 33 extends downward from the wellhead assembly through the annulus between the outer and inner tubing 13, 15 and the housing midsection 19b in a port 33a. Port 33a is above intermediate piston 27 when piston 21 is at its highest position. Figure 1 shows the plunger 21 above its lowest position and in the process of moving upward on a lifting stroke.

[0025] A pressão de fluido hidráulica é alternadamente fornecida à linha de curso de levantamento 31 e à linha de curso de retração 33. A pressão de fluido hidráulica aplicada à linha de curso de levantamento 31 enquanto alivia a pressão na linha de curso de retração 33 aplicará pressão de fluido a uma câmara de levantamento ou inferior 34 na seção intermediária de compartimento 19b abaixo do pistão 27. À diferença na área de pressão menor da porção de êmbolo inferior 29 e na área de pressão maior do pistão 27 cria uma força ascendente sobre o êmbolo 21, fazendo com que o mesmo se mova para cima. A diferença nas áreas de pressão é determinada pela diferença entre o diâmetro interno 20b da seção intermediária de compartimento 19b e o diâmetro interno 20c que abriga a seção inferior 19c.[0025] Hydraulic fluid pressure is alternately supplied to lift stroke line 31 and retract stroke line 33. Hydraulic fluid pressure applied to lift stroke line 31 while relieving pressure in the retract stroke line 33 will apply fluid pressure to a lift or lower chamber 34 in the middle section of housing 19b below the piston 27. The difference in the lower pressure area of the lower piston portion 29 and the higher pressure area of the piston 27 creates an upward force on the plunger 21, causing it to move upwards. The difference in pressure areas is determined by the difference between the inner diameter 20b of the middle compartment section 19b and the inner diameter 20c housing the lower section 19c.

[0026] De modo similar, a pressão de fluido hidráulica aplicada à linha de curso de retração 33 enquanto alivia a pressão na linha de curso de levantamento 31 aplicará pressão a uma câmara de retração ou superior 36 acima do pistão 27. À diferença na área de pressão menor da porção de êmbolo superior 25 e na área de pressão maior do pistão 27 cria uma força descendente sobre o êmbolo 21, fazendo com que o mesmo se mova para baixo. A diferença nas áreas de pressão é causada pela diferença entre o diâmetro interno 20b da seção intermediária de compartimento 19b e o diâmetro interno 20a da seção superior de compartimento 19a.[0026] Similarly, hydraulic fluid pressure applied to the retract stroke line 33 while relieving pressure on the lift stroke line 31 will apply pressure to a retraction chamber or higher 36 above the piston 27. The lower pressure of the upper piston portion 25 and the higher pressure area of the piston 27 creates a downward force on the piston 21, causing it to move downwards. The difference in pressure areas is caused by the difference between the inside diameter 20b of the middle compartment section 19b and the inside diameter 20a of the upper compartment section 19a.

[0027] Uma válvula móvel 35 é montada na extremidade superior do êmbolo 21 e reciproca em uníssono com o êmbolo 21. A válvula móvel 35 é uma válvula retentora de um tipo que é usado com bombas de poço reciprocantes convencionais. Esses recursos incluem um rolamento 37 dentro de uma gaiola 40 e transportado em um assento 39. Quando assentada, o rolamento 37 bloqueia o fluido de poço previamente bombeado para cima da tubulação interna 15 de fluir para baixo e para dentro do orifício de êmbolo 23. O rolamento 37 será assentado durante um curso ascendente, levantando uma coluna de fluido de poço na tubulação interna 15. O fluido de poço que flui para cima através do orifício de êmbolo 23 durante um curso descendente levanta o rolamento 37 do assento 39, permitindo que o fluido de poço flua para dentro da tubulação interna 15.[0027] A movable valve 35 is mounted on the upper end of the plunger 21 and reciprocates in unison with the plunger 21. The movable valve 35 is a check valve of a type that is used with conventional reciprocating well pumps. These features include a bearing 37 within a cage 40 and carried in a seat 39. When seated, the bearing 37 blocks well fluid previously pumped up the internal pipeline 15 from flowing down and into the plunger hole 23. Bearing 37 will be seated during an upward stroke, lifting a column of well fluid in internal piping 15. Well fluid flowing upward through plunger hole 23 during a downward stroke lifts bearing 37 from seat 39, allowing well fluid flows into internal piping 15.

[0028] A porção inferior de compartimento 19c inclui uma porção de tubo inferior ou terminal 41. O tubo terminal 41 contém uma válvula estacionária 43 que não se move em uníssono com o êmbolo 21. A válvula estacionária 43 também é uma válvula retentora de elementos convencionais, incluindo um rolamento 45 que repousa sobre um assento 47 durante o curso descendente do êmbolo 21. Quando assentado, o rolamento 45 bloqueia um fluxo descendente do fluido de poço no orifício de êmbolo 23. Durante o curso ascendente, o rolamento 45 é levantado, admitindo fluido de poço no orifício de êmbolo 23.[0028] The lower housing portion 19c includes a lower or end tube portion 41. The end tube 41 contains a stationary valve 43 that does not move in unison with the plunger 21. The stationary valve 43 is also an element check valve. including a bearing 45 that rests on a seat 47 during the downward stroke of the plunger 21. When seated, the bearing 45 blocks a downward flow of well fluid in the plunger hole 23. During the upward stroke, the bearing 45 is lifted , admitting well fluid into the plunger hole 23.

[0029] Nesse exemplo, uma válvula de segurança opcional 49 prende a extremidade inferior do tubo terminal 41. Uma linha de fluido hidráulico 51 se estende para baixo a partir do conjunto de cabeça de poço no ânulo entre a tubulação interna e a tubulação externa 13 até a válvula de segurança 49. A pressão hidráulica fornecida à linha de fluido da válvula de segurança 51 mantém a válvula de segurança 51 aberta, permitindo que o fluido de poço flua para cima até a válvula estacionária 43. Se a pressão for perdida devido a danos ao conjunto de cabeça de poço, uma mola na válvula de segurança 49 faz com que o mesmo se feche.[0029] In this example, an optional safety valve 49 secures the lower end of the end pipe 41. A hydraulic fluid line 51 extends downward from the wellhead assembly into the annulus between the inner piping and outer piping 13 to safety valve 49. Hydraulic pressure supplied to the fluid line from safety valve 51 holds safety valve 51 open, allowing well fluid to flow up to stationary valve 43. If pressure is lost due to damage to the wellhead assembly, a spring in the safety valve 49 causes it to close.

[0030] Um obturador 53 veda o ânulo entre o tubo terminal de cilindro 41 e o diâmetro interno da tubulação externa 13. O obturador 53 pode ter uma variedade de designs. Por exemplo, o obturador 53 poderia ser executado juntamente com a bomba de fundo de poço 17 e, em seguida, ajustado. Uma maneira de definir o obturador 53 seria por pressão de fluido hidráulica e, uma vez definida, a pressão de fluido hidráulica poderia ser aliviada. Por exemplo, uma linha de ajuste de obturador (não mostrada) poderia se estender a partir de uma das linhas de curso de êmbolo 31, 33 até o obturador 53 para fazer com que o obturador 53 se ajuste mediante o fornecimento de uma pressão de ajuste através de uma das linhas de curso de êmbolo 31, 33 antes do funcionamento do êmbolo 21.[0030] A plug 53 seals the annulus between the cylinder end tube 41 and the inside diameter of the outer tubing 13. The plug 53 can have a variety of designs. For example, plug 53 could be run together with downhole pump 17 and then adjusted. One way to set the plug 53 would be by hydraulic fluid pressure, and once set, the hydraulic fluid pressure could be relieved. For example, a plug adjustment line (not shown) could extend from one of the plunger stroke lines 31, 33 to the plug 53 to cause the plug 53 to adjust by providing a set pressure. through one of the piston stroke lines 31, 33 before the piston 21 operates.

[0031] Com referência à Figura 2, uma bomba de superfície hidráulica 55 adjacente ao conjunto de cabeça de poço fornecerá alternadamente pressão de fluido hidráulica às linhas de fluido de curso de levantamento e de curso de retração 31, 33. Várias bombas hidráulicas e disposições de circuitos são exequíveis. Nessa modalidade, a bomba hidráulica 55 é um tipo de velocidade variável que tem uma linha de saída 57 e uma linha de entrada 58 com um filtro 59. A linha de entrada 58 leva a um tanque 61. Uma válvula de alívio de pressão 63 limita a pressão na linha de saída 57 e uma válvula retentora 65 impede o refluxo na linha de saída 57. Um acumulador 67 se conecta à linha de saída 57 a montante da válvula retentora 65.[0031] Referring to Figure 2, a hydraulic surface pump 55 adjacent the wellhead assembly will alternately supply hydraulic fluid pressure to the lift stroke and retract stroke fluid lines 31, 33. Various hydraulic pumps and arrangements of circuits are feasible. In this embodiment, the hydraulic pump 55 is a variable speed type having an outlet line 57 and an inlet line 58 with a filter 59. The inlet line 58 leads to a tank 61. A pressure relief valve 63 limits pressure in outlet line 57 and a check valve 65 prevents backflow in outlet line 57. An accumulator 67 connects to outlet line 57 upstream of check valve 65.

[0032] Uma válvula de controle direcional 69 comuta a pressão na linha de saída 57 entre a linha de fluido de curso de levantamento 31 e a linha de fluido de curso de retração 33. A válvula de controle direcional 69 tem uma posição ou modo 69a que direciona a pressão de fluido hidráulica a partir da bomba de superfície 55 para a linha de curso de retração 33, que aplica pressão à câmara de retração 36, empurrando o êmbolo 21 para baixo. No primeiro modo 69a, a válvula de controle direcional 69 alivia a pressão hidrostática na linha de curso de levantamento 31 e na câmara de levantamento 34 direcionando-se o fluido para dentro do tanque 61. A válvula de controle direcional 69 tem um segundo modo 69b que direciona a pressão de fluido hidráulica da bomba de superfície 55 para a linha de fluido de curso de levantamento 31, que aplica pressão à câmara de levantamento 34, empurrando o êmbolo 21 para cima. No segundo modo 69b, a válvula de controle direcional 69 também alivia a pressão hidrostática na linha de retração 33 e na câmara de retração 36 direcionando-se o fluido para dentro do tanque 61. Um sensor de pressão (não mostrado) na linha de saída 57 leva a válvula de controle direcional 69 a fazer com que a mesma comute do primeiro modo 69a para o segundo modo 69b.[0032] A directional control valve 69 switches the pressure in the outlet line 57 between the lift stroke fluid line 31 and the retract stroke fluid line 33. The directional control valve 69 has a position or mode of 69a which directs hydraulic fluid pressure from surface pump 55 to retraction stroke line 33, which applies pressure to retraction chamber 36, pushing plunger 21 downward. In first mode 69a, directional control valve 69 relieves hydrostatic pressure in lift stroke line 31 and lift chamber 34 by directing fluid into tank 61. Directional control valve 69 has a second mode 69b which directs hydraulic fluid pressure from surface pump 55 to lift stroke fluid line 31, which applies pressure to lift chamber 34, pushing piston 21 upward. In second mode 69b, directional control valve 69 also relieves hydrostatic pressure in retraction line 33 and retraction chamber 36 by directing fluid into tank 61. A pressure sensor (not shown) in outlet line 57 causes the directional control valve 69 to cause it to switch from the first mode 69a to the second mode 69b.

[0033] A válvula de controle direcional 69 opcionalmente pode ter um terceiro modo 69c que direciona a pressão de fluido hidráulica da bomba de superfície 55 para o tanque 61 e que fecha as extremidades superiores das linhas 31, 33, o que faz com que a bomba de fundo de poço 17 cesse a operação. O sistema hidráulico para acionar a bomba de fundo de poço 17 pode ter componentes convencionais para condicionar o fluido hidráulico durante o funcionamento. Esses componentes podem incluir um filtro 73 que leva a uma bomba de circulação 71 que extrai fluido hidráulico do tanque 61 e faz o fluido circular através de um trocador de calor 75 a fim de resfriar o fluido.[0033] Directional control valve 69 optionally may have a third mode 69c which directs hydraulic fluid pressure from surface pump 55 to tank 61 and which closes off the upper ends of lines 31, 33, which causes the downhole pump 17 cease operation. The hydraulic system for driving the downhole pump 17 may have conventional components to condition the hydraulic fluid during operation. These components may include a filter 73 leading to a circulation pump 71 which extracts hydraulic fluid from the tank 61 and circulates the fluid through a heat exchanger 75 to cool the fluid.

[0034] Durante o funcionamento, a pressão de fluido hidráulica aplicada à linha de levantamento 31 e à câmara de levantamento 34 faz com que o êmbolo 21 se mova para cima, empurrando o fluido de poço para cima da tubulação interna 15. Na extremidade superior do curso de levantamento, a válvula de controle direcional 69 comuta a pressão de fluido hidráulica para retrair a linha 33 e retrair a câmara 36, empurrando o êmbolo 21 para baixo e admitindo o fluido de poço para dentro do orifício 23. As porções de êmbolo superior e inferior 25, 29 isolam o fluido hidráulico do contato com o fluido de poço. O controle sobre o curso de retração não depende do peso do fluido de poço na tubulação interna 15. Qualquer gás que flui a partir do poço não faria com que, no fundo do poço, a bomba de fundo de poço 17 travasse a gás.[0034] During operation, hydraulic fluid pressure applied to the lift line 31 and lift chamber 34 causes the plunger 21 to move upward, pushing well fluid up the inner pipe 15. At the upper end of lift stroke, directional control valve 69 switches hydraulic fluid pressure to retract line 33 and retract chamber 36, pushing plunger 21 down and admitting well fluid into orifice 23. Plunger portions top and bottom 25, 29 isolate the hydraulic fluid from contact with the well fluid. Control over the retraction stroke does not depend on the weight of the downhole fluid in the internal pipeline 15. Any gas flowing from the wellbore would not cause the downhole pump 17 to gas stop at the bottom of the well.

[0035] As Figuras 3 a 6 ilustram uma bomba de fundo de poço 77 que é uma versão mais refinada da bomba de fundo de poço 17 (Figura 1). A bomba de fundo de poço 77 opera da mesma maneira que a bomba de fundo de poço 17. A bomba de fundo de poço 17 tem um compartimento 79 com uma porção superior 79a, uma porção intermediária 79b e uma porção inferior 79c. A porção intermediária 79b tem um diâmetro interno maior que as porções superior e inferior 79a, 79c. Nessa modalidade, as porções 79a, 79b e 79c são membros tubulares separados presos um ao outro. Um adaptador superior 81 une a porção superior de compartimento 79a à porção intermediária de compartimento 79b. Um adaptador inferior 83 une a porção intermediária de compartimento 79b à porção inferior de compartimento 79c. As junções dos adaptadores 81, 83 ao compartimento 79 podem ser feitas por conexões rosqueadas ou outras técnicas.[0035] Figures 3 to 6 illustrate a downhole pump 77 which is a more refined version of the downhole pump 17 (Figure 1). Downhole pump 77 operates in the same manner as downhole pump 17. Downhole pump 17 has a housing 79 with an upper portion 79a, an intermediate portion 79b, and a lower portion 79c. Intermediate portion 79b has a larger internal diameter than upper and lower portions 79a, 79c. In that embodiment, portions 79a, 79b and 79c are separate tubular members secured together. An upper adapter 81 joins the upper housing portion 79a to the intermediate housing portion 79b. A lower adapter 83 joins the middle portion of housing 79b to the lower portion of housing 79c. The junctions of adapters 81, 83 to housing 79 can be made by threaded connections or other techniques.

[0036] Como na primeira modalidade, a pressão de fluido hidráulica movimenta um êmbolo 85 entre um curso de levantamento para cima e um curso de retração para baixo. O êmbolo 85 tem uma porção superior 85a que desliza de maneira vedante no orifício da porção superior de compartimento 79a. O êmbolo 85 tem uma porção intermediária 85b que desliza de maneira vedante no orifício da porção intermediária de compartimento 79b. O êmbolo 85 tem uma porção inferior 85c que desliza de maneira vedante no orifício da porção inferior de compartimento 79c.[0036] As in the first embodiment, hydraulic fluid pressure moves a plunger 85 between an upward lift stroke and a downward retract stroke. Plunger 85 has an upper portion 85a which sealingly slides into the hole in the upper housing portion 79a. Plunger 85 has an intermediate portion 85b which sealingly slides into the hole in the intermediate portion of housing 79b. Plunger 85 has a lower portion 85c which sealingly slides into the hole in the lower housing portion 79c.

[0037] Uma válvula estacionária 87 em comunicação fluida com o fluido de poço é montada dentro do orifício da porção inferior de compartimento 79c abaixo do êmbolo 85. Uma válvula móvel 89 é montada na extremidade superior do orifício 91 do êmbolo 85.[0037] A stationary valve 87 in fluid communication with the well fluid is mounted into the hole in the lower portion of housing 79c below the plunger 85. A movable valve 89 is mounted at the upper end of the hole 91 of the plunger 85.

[0038] Com referência à Figura 4, neste exemplo, o adaptador inferior 83 tem um orifício 93 com roscas internas 95 presas a roscas externas na porção inferior de compartimento 79c, mas essa disposição poderia ser revertida. O orifício de adaptador inferior 93 é excêntrico em relação ao diâmetro externo 96 do adaptador inferior 83, que também é cilíndrico. O eixo geométrico do diâmetro externo 96 é deslocado em relação ao eixo geométrico do orifício de adaptador inferior 93. Como resultado, uma porção de diâmetro externo 96 do adaptador inferior 83 se projeta para fora a partir da parte externa da porção inferior de compartimento 79c mais distante do que a porção no lado oposto. O adaptador inferior 83 tem roscas externas 97 que se prendem a roscas internas na porção intermediária de compartimento 79b, mas essa disposição poderia ser invertida.[0038] Referring to Figure 4, in this example, the lower adapter 83 has a hole 93 with internal threads 95 attached to external threads in the lower portion of housing 79c, but this arrangement could be reversed. Bottom adapter hole 93 is eccentric to the outside diameter 96 of bottom adapter 83, which is also cylindrical. The outer diameter axis 96 is offset relative to the geometry axis of the lower adapter hole 93. As a result, an outer diameter portion 96 of the lower adapter 83 projects outward from the outside of the lower housing portion 79c plus farther than the portion on the opposite side. Bottom adapter 83 has external threads 97 that attach to internal threads in housing intermediate portion 79b, but this arrangement could be reversed.

[0039] A porção de êmbolo inferior 85c desliza e se move através do orifício de adaptador inferior 93. Uma extremidade superior 101 do adaptador inferior 83 está situada internamente dentro do orifício da porção de compartimento intermediária 79b. Um mancal 103 se encaixa em uma reentrância anular no orifício de adaptador inferior 93 em engate deslizante com a porção inferior de êmbolo 85c.[0039] Lower plunger portion 85c slides and moves through lower adapter hole 93. An upper end 101 of lower adapter 83 is located internally within hole of intermediate housing portion 79b. A bearing 103 fits into an annular recess in the lower adapter hole 93 in sliding engagement with the lower plunger portion 85c.

[0040] O adaptador inferior 83 tem um ressalto externo voltado para cima 107 que se estende para fora a partir da parte externa da porção intermediária de compartimento 79b. Devido à excentricidade do adaptador inferior 83, o ressalto 107 tem uma largura maior em um lado do que em um lado oposto. Uma porta de curso de levantamento 109 se estende através do adaptador inferior 83 desde a parte externa até o orifício da porção intermediária de compartimento 79a. A porta de curso de levantamento 109 tem uma porção externa 109a que se estende para baixo a partir do ressalto do adaptador inferior 107 e para dentro do adaptador inferior 83. À porta de curso de levantamento 109 tem uma porção lateral 109b que se estende radialmente para dentro a partir da porção externa 109a. A porta de curso de levantamento 109 tem uma porção interna 109c que se estende para cima a partir da porção lateral 109b até a extremidade superior do adaptador inferior 101.[0040] Bottom adapter 83 has an upwardly facing outer shoulder 107 that extends outward from the outside of the middle portion of housing 79b. Due to the eccentricity of the lower adapter 83, the shoulder 107 is wider on one side than on the opposite side. A lift stroke port 109 extends through the bottom adapter 83 from the outside to the hole in the middle portion of housing 79a. Lift stroke port 109 has an outer portion 109a that extends downwardly from the shoulder of the lower adapter 107 and into the lower adapter 83. The lift stroke port 109 has a side portion 109b that extends radially towards inside from the outer portion 109a. Lift stroke port 109 has an inner portion 109c that extends upward from side portion 109b to the upper end of lower adapter 101.

[0041] Uma linha de fluido de curso de levantamento 111 se estende ao longo da porção superior de compartimento 79a e da porção intermediária 79b para dentro da porção externa da porta de curso de levantamento 109a. A extremidade inferior da linha de fluido de curso de levantamento 111 pode ser unida à porção externa da porta de curso de levantamento 109a do adaptador inferior 83 por várias disposições. Por exemplo, um tubo de encaixe por encolhimento (não mostrado) poderia circundar uma porção inferior da linha de fluido de curso de levantamento 111 e unir de maneira vedante a porção externa da porta de curso de levantamento 109a. Devido à excentricidade do ressalto superior de adaptador 107, nenhuma porção da linha de fluido de curso de levantamento 111 estará mais distante do eixo geométrico 113 do compartimento 79 do que o diâmetro externo 96 do adaptador inferior 83. Além disso, o eixo geométrico longitudinal da linha de fluido de curso de levantamento 111 será paralelo ao eixo geométrico do compartimento 113. O adaptador inferior 83 fornece um diâmetro geral pequeno para a bomba de fundo de poço 77, incluindo a linha de fluido de curso de levantamento 111. O diâmetro externo geral pequeno facilita a instalação da bomba de fundo de poço 77 em um conduto de poço.[0041] A lift stroke fluid line 111 extends along the upper housing portion 79a and the middle portion 79b into the outer portion of the lift stroke port 109a. The lower end of the lift stroke fluid line 111 may be joined to the outer portion of the lift stroke port 109a of the lower adapter 83 by various arrangements. For example, a shrink fit tube (not shown) could encircle a lower portion of the lift stroke fluid line 111 and sealably join the outer portion of the lift stroke port 109a. Due to the eccentricity of the upper shoulder of adapter 107, no portion of the lifting stroke fluid line 111 will be further from the axis 113 of the housing 79 than the outside diameter 96 of the lower adapter 83. In addition, the longitudinal axis of the Lift stroke fluid line 111 will be parallel to the axis of housing 113. Bottom adapter 83 provides a small overall diameter for downhole pump 77, including lift stroke fluid line 111. The overall outside diameter small makes it easy to install the downhole pump 77 in a downhole conduit.

[0042] Com referência à Figura 6, o adaptador superior 81 pode ter a mesma configuração que o adaptador inferior 83, exceto por uma fenda ou reentrância 117 através da qual a linha de fluido de curso de levantamento 111 passa. A linha de fluido de curso de retração 115 une a porta de fluido de retração no adaptador superior 81 e se estende para cima a partir do adaptador superior 81 ao longo da porção superior de compartimento 79a da mesma maneira que a linha de fluido de curso de levantamento 111. A linha de fluido de curso de retração 115 é circunferencialmente deslocada em relação à linha de fluido de curso de levantamento 111.[0042] Referring to Figure 6, the upper adapter 81 may have the same configuration as the lower adapter 83, except for a slot or recess 117 through which the lifting stroke fluid line 111 passes. The retraction stroke fluid line 115 joins the retraction fluid port in the upper adapter 81 and extends upward from the upper adapter 81 along the upper portion of housing 79a in the same manner as the retraction stroke fluid line. lifting stroke 111. Retraction stroke fluid line 115 is circumferentially offset relative to lifting stroke fluid line 111.

[0043] A presente revelação aqui descrita, portanto, é bem adaptada para executar os objetivos e atingir os fins e vantagens mencionados, bem como outros que lhes são inerentes. Embora uma modalidade da revelação tenha sido apresentada para os propósitos da revelação, há várias alterações nos detalhes dos procedimentos para a realização dos resultados desejados. Essas e outras modificações similares serão prontamente sugeridas aos versados na técnica, e são destinadas a serem abrangidas dentro do escopo das reivindicações em anexo.[0043] The present disclosure here described, therefore, is well adapted to execute the objects and achieve the ends and advantages mentioned, as well as others inherent thereto. Although one embodiment of the disclosure has been presented for the purposes of disclosure, there are several changes in the details of the procedures for achieving the desired results. These and similar modifications will be readily suggested to those skilled in the art, and are intended to fall within the scope of the appended claims.

[0044] Por exemplo, se for desejado, uma âncora de gás poderia ser montada abaixo da válvula de segurança 49 para separar gás por gravidade e direcionar o gás separado através de uma porta no obturador 53 para o ânulo entre os tubos externo e interno 13, 15. Outra modificação seria bombear o fluido de poço até o ânulo entre as tubulações externa e interna 13, 15 em vez de dentro da tubulação interna 15. Nesse caso, a tubulação interna 15 poderia ter aberturas acima da válvula móvel 35 para fazer com que o fluxo ascendente através da válvula móvel 35 flua para dentro do ânulo entre a tubulação externa 13 e a tubulação interna 15. Se apenas uma tubulação externa 13 for utilizada e não uma tubulação interna 15, a bomba de fundo de poço 17 poderia ser presa à extremidade inferior da tubulação externa 13 e às linhas hidráulicas 31, 33 situadas no lado externo da tubulação externa 13.[0044] For example, if desired, a gas anchor could be mounted below the safety valve 49 to separate gas by gravity and direct the separated gas through a port in the shutter 53 into the annulus between the outer and inner tubes 13 , 15. Another modification would be to pump the well fluid to the annulus between the outer and inner piping 13, 15 instead of inside the inner piping 15. In this case, the inner piping 15 could have openings above the movable valve 35 to make that the upward flow through the movable valve 35 flows into the annulus between the outer piping 13 and the inner piping 15. If only an outer piping 13 is used and not an inner piping 15, the downhole pump 17 could be stuck. to the lower end of the external pipe 13 and to the hydraulic lines 31, 33 located on the outside of the external pipe 13.

[0045] Além disso, uma das linhas de fluido hidráulico 31, 33 poderia ser omitida, com pressão de fluido hidráulica fornecida tanto para a câmara de levantamento 34 quanto para a câmara de retração 36 bombeando-se o fluido hidráulico para baixo em direção ao ânulo entre as tubulações externa e interna 13, 15. Outra alternativa seria tornar as porções de êmbolo 21 recuperáveis do compartimento 19 para reparo ou substituição.[0045] In addition, one of the hydraulic fluid lines 31, 33 could be omitted, with hydraulic fluid pressure supplied to both the lift chamber 34 and the retraction chamber 36 by pumping hydraulic fluid down towards the annulus between the outer and inner pipelines 13, 15. Another alternative would be to make the plunger portions 21 recoverable from the housing 19 for repair or replacement.

[0046] Além disso, a porção de bombeamento de fluido de poço poderia ser separada da porção de acionamento hidráulica. Por exemplo, uma bomba reciprocante geralmente convencional poderia estar situada acima da porção de acionamento hidráulica, que inclui o êmbolo 21 e o compartimento 19. O compartimento 19 poderia se estender para cima para alojar também a válvula estacionária e um êmbolo da bomba separado que é movimentado pelo êmbolo da porção de acionamento hidráulica. A válvula móvel seria montada no êmbolo da bomba. O êmbolo da porção de acionamento hidráulica não precisaria de um orifício. O fluido de poço desviaria da porção de acionamento hidráulica e fluiria para uma entrada na porção do compartimento que serve como a bomba para fluidos de poço.[0046] In addition, the well fluid pumping portion could be separated from the hydraulic drive portion. For example, a generally conventional reciprocating pump could be situated above the hydraulic drive portion, which includes plunger 21 and housing 19. Housing 19 could extend upward to also house the stationary valve and a separate pump plunger that is moved by the plunger of the hydraulic drive portion. The movable valve would be mounted on the pump plunger. The plunger of the hydraulic drive portion would not need a hole. Well fluid would bypass the hydraulic drive portion and flow to an inlet in the portion of the compartment that serves as the pump for well fluids.

Claims

1. Apparatus for pumping well fluid from a well, which comprises: a housing (19) for attaching to a pipe string (13); a piston (21) reciprocally transported in the housing between a lifting stroke and a retracting stroke; a well fluid inlet (45) in the compartment; a stationary valve (43) in the compartment for admitting well fluid from the well through the well fluid inlet into the compartment during the lifting stroke of the piston; a well fluid discharge (15) into the compartment; and a movable valve (35) moving in unison with the plunger to discharge the well fluid out of the compartment, the well fluid discharging into the pipe string during the lifting stroke of the plunger; characterized in that: the compartment has a compartment hole with an upper section (20a), a lower section (20c) and an intermediate section (20b) between the upper and lower sections, the intermediate section having an internal diameter greater than the inside diameters of the upper and lower sections; the piston having an upper piston portion (25) in sliding sealing engagement with the upper section of the housing hole, the piston having a lower piston portion (29) in sliding sealing engagement with the lower section of the housing hole; a piston (27) on the piston that moves in unison with the piston and is in sliding sealing engagement with the middle section of the housing bore; a lift stroke port (31a) in the housing leading to the middle section of the housing hole below the piston;

a retract stroke port (33a) in the housing leading to the middle section of the housing above the piston; and a hydraulic pump assembly (55) for positioning adjacent a wellhead of the well and in fluid communication with the lift stroke port and the retract stroke port, the hydraulic pump assembly having a means (69) ) to alternately supply hydraulic fluid pressure to the lift fluid port to cause the plunger to move up and to supply hydraulic fluid pressure to the retract fluid port to push the plunger down.

Apparatus as claimed in claim 1, further comprising: a retract stroke fluid line (33) leading from the retract stroke port to the hydraulic pump assembly.

Apparatus as claimed in claim 1, further comprising: a lift stroke fluid line (31) leading from the lift stroke port to the hydraulic pump assembly.

An apparatus according to claim 1, further comprising: a retraction stroke fluid line leading from the retract stroke port to the hydraulic pump assembly; a lift stroke fluid line leading from the lift stroke port to the hydraulic pump assembly; and wherein the means for alternately supplying hydraulic fluid pressure comprises: a directional control valve (69) connected between the retract stroke fluid line and the lift stroke fluid line which alternately switches the hydraulic fluid pressure between the lift stroke fluid line and the retract stroke fluid line.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the means for alternately supplying hydraulic fluid comprises:

a directional control valve that alternately switches hydraulic fluid pressure between the lift stroke port and the retract stroke port.

Apparatus according to claim 1, characterized in that it further comprises: a lower adapter (83) which is attached to a part of the housing (79), and forms a part thereof, the lower adapter having a shoulder facing upward (107) extending outwardly from an outside of the housing; wherein the lift stroke port (109) has an outer portion (109a) extending downwardly from the upwardly facing shoulder and into the lower adapter; and a lift stroke line (111) in fluid communication with the hydraulic pump assembly and extending across the housing and into the lift stroke port, the lift stroke line being parallel to an axis geometry (113) of the compartment.

Apparatus according to claim 6, characterized in that it further comprises: an upper adapter (81) attached to and forming a part of the housing, the upper adapter being above the lower adapter and having a upward-facing shoulder that extends outward from the outside of the housing; the retract stroke port having an outer portion extending downwardly from the upwardly facing shoulder of the top adapter into the top adapter; a retract stroke line (115) in fluid communication with the hydraulic pump assembly and extending along the housing into the retract stroke port, wherein the retract stroke line is parallel to the axis of the housing .

Apparatus according to claim 6, characterized in that: the lower adapter has a hole (93) which is coaxial with the geometric axis of the housing; and the lower adapter has an outside diameter (96) that is eccentric with respect to the housing axis.

Apparatus as claimed in claim 1, further comprising: a plunger hole (23) extending through the plunger; wherein the movable valve is mounted in the piston port; and the plunger port is in fluid communication with the stationary valve to receive well fluid from the well fluid inlet.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the inside diameter of the lower section of the compartment hole is at least equal to the inside diameter of the upper section of the compartment hole.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the stationary valve is mounted in the lower section of the compartment orifice.

An apparatus according to claim 1, characterized in that: the housing has a lower portion (79c) which contains the lower section of the housing hole, an upper portion (79a) which contains the upper section of the housing hole, and a intermediate portion (79b) containing the middle section of the housing hole, the apparatus further comprising: a lower adapter (83) connected between the lower portion and the intermediate housing portion, the lower adapter having an adapter hole (93) through which the lower portion of the plunger passes; an outer portion (96) of the lower adapter extending laterally outward from the lower housing portion with respect to a longitudinal axis (113) of the housing; and wherein the lift stroke port (109) extends through the outer portion of the lower adapter into the lower section of the housing hole.

An apparatus according to claim 12, characterized in that: the outer portion of the lower adapter has an upwardly facing shoulder (107); the lift stroke port having an outer portion (109a) extending downwardly from the shoulder and into the lower adapter; the lift stroke fluid line (111) has a lower end that extends into the outer portion of the lift stroke port; and wherein the lifting stroke fluid line extends along the middle and upper portions of the housing parallel to the axis.

14. Method of pumping well fluid from a well with a downhole hydraulic drive (17), which comprises: a compartment (19) suspended in the production pipeline (13) in the well; a piston (21) reciprocally transported in the housing between a lifting stroke and a retracting stroke; a stationary valve (43) in the compartment in fluid communication with well fluid in the well; and a movable valve (35) which moves in unison with the plunger and is in fluid communication with the production pipeline; characterized in that: the compartment has a compartment hole with an upper section (20a), a lower section (20c) and an intermediate section (20b) between the upper and lower sections, the intermediate section having an internal diameter greater than the inside diameters of the upper and lower sections; the piston having an upper piston portion (25) in sliding sealing engagement with the upper section of the housing hole, the piston having a lower piston portion (29) in sliding sealing engagement with the lower section of the housing hole; and a piston (27) on the piston which moves in unison with the piston and is in sliding sealing engagement with the middle section of the housing bore; the method comprising: providing hydraulic fluid pressure to the middle section of the housing bore below the piston to cause the plunger to move up the lift stroke; opening the stationary valve and closing the movable valve to lift a column of fluid in the production pipeline during the lifting stroke; then supplying hydraulic fluid pressure to the middle section of the housing hole above the piston to push the plunger down the retraction stroke; and closing the stationary valve and opening the movable valve during the retraction stroke.

A method according to claim 14, characterized in that: the plunger has a plunger hole (23) extending therethrough; the movable valve is mounted in the piston hole; and the stationary valve is situated below the lower piston portion; and the method further comprising: flowing the well fluid through the stationary valve into the plunger hole during the lifting stroke; and blocking the well fluid from flowing down out of the plunger port and through the stationary valve during the retraction stroke.