CN105308260A - 井下泵送组件和井下系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在套管内引入井中并浸在井筒流体中的井下泵送组件，该井下泵送组件沿纵向延伸并适于与电缆连接。该井下泵送组件包括泵部，该泵部包括提供泵腔室的管状泵壳体；设置在管状泵壳体上的入口，该入口与泵腔室流体连通；第一阀，其为布置成用于打开和关闭入口以允许流体流入泵腔室内的单向阀；可滑动地设置在泵腔室内的柱塞；可操作地连接至该柱塞并从柱塞延伸穿过管状泵壳体的泵杆；设置在管状泵壳体上的出口，该出口与该泵腔室流体连通；第二阀，其为布置成用于控制流体经出口流出该泵腔室的单向阀。该井下泵送组件还包括线性致动器，其与管状泵壳体相关地布置以驱动泵杆，由此当井下泵送组件被至少部分地浸入井筒流体中时，井筒流体经该入口被吸入该管状泵壳体内并经管状泵壳体上的出口排出，并且，泵部还包括至少一个密封元件，用于将该套管的第一部分与该套管的第二部分隔离。

Description

井下泵送组件和井下系统

技术领域

本发明涉及一种用于在套管内引入井中并浸在井筒流体中的井下泵送组件。本发明还涉及一种包括该井下泵送组件的井下系统和一种使用井下泵送组件给环状屏障增压的方法。

背景技术

出于各种目的，井下作业往往包括流体的泵送。用于执行泵送作业的已知系统，如用于去除水的盘管气举需要大量地面设备，如盘管的卷轴和气体储罐。进一步地，已知的泵往往需要大量功率，这是无法通过标准电缆提供的。因此，需要用需要额外的地面设备的专用电缆，这使得这样的作业更加复杂和昂贵。因此，存在对这样的井下泵送组件的需求，即该井下泵送组件可利用标准的单芯或多芯电缆来配置，需要最少的地面设备、规划和后勤。

井下遇到的另一个问题是并非所有的套管部件均能够经受能使环状屏障膨胀所需的压力。因此，对一种替代方案存在需求。此外，当设有环状屏障时，如果能够一次膨胀一个环状屏障将是有益的。

发明内容

本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更特别地，一个目的是提供一种简单可靠的电缆泵送装置，其可被用于各种井下泵送作业，如在井下对环状屏障增压。

从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由根据本发明的方案来实现，即通过用于在套管内引入井中并浸在井筒流体中的井下泵送组件来实现，该井下泵送组件沿纵向延伸并适于与电缆连接，并且该井下泵送组件包括泵部，该泵部包括：

-提供出泵腔室的管状泵壳体；

-设置在管状泵壳体上的入口，该入口与该泵腔室流体连通；

-第一阀，其为布置用于打开和关闭入口以允许流体流入该泵腔室内的单向阀；

-可滑动地设置在该泵腔室内的柱塞；

-泵杆，其可操作地连接至该柱塞并从柱塞延伸穿过该管状泵壳体；

-设置在该管状泵壳体上的出口，该出口与该泵腔室流体连通；以及

-第二阀，其为布置用于控制流体经出口流出该腔室的单向阀，

其中，该井下泵送组件还包括：

-线性致动器，其与所述管状泵壳体相关地布置成适于驱动该泵杆，由此当该井下泵送组件被至少部分地浸入井筒流体中时，井筒流体经该入口被吸入该管状泵壳体内并经管状泵壳体上的出口排出，以及

其中，该泵部还包括至少一个密封元件，用于将该套管的第一部分与该套管的第二部分隔离。

该泵部可包括两个密封元件，所述两个密封元件分别设置在出口的每一侧。

此外，该泵部可包括两个密封元件，所述两个密封元件围绕该壳体布置并适于隔离出与套管上的开口相对的隔离部。

并且，该泵部还可包括第二密封元件，并且这两个密封元件可围绕泵壳体设置，在该出口的每一侧上设置一个，所述密封元件被构造成在井下泵送组件和套管之间的环形空间中提供隔离部。

随着柱塞沿一个方向运动以经由由第一阀控制的入口将流体吸入泵腔室内并随后沿相反方向经由由第二阀控制的出口将泵腔室内存在的流体排出，据此提供泵送作用。

进一步地，该柱塞可包括从第一柱塞端面突伸出的突起，如环形突起，该突起被构造成防止该柱塞堵塞该泵腔室的入口。

此外，该突起可具有即使是在该突起接触该腔室的端面时也允许流体通过的开口。

并且，第一阀可布置在该入口中且该第二阀可布置在该出口中，该第一阀和该第二阀分别允许流体流入泵腔室内和离开该泵腔室。

此外，所述密封元件可以是迷宫式密封元件。

此外，所述密封元件可以是可压缩的元件，以使得当压缩时，所述密封元件的外径增大。

此外，所述密封元件可以是可通过注入流体来胀大或膨胀的。

进一步地，所述密封元件可以是杯形密封元件。

所述杯形密封元件可具有环形部分和突伸出的环形凸缘并且所述凸缘可面向彼此，以使得在所述隔离部内的压力径向向外地迫压所述凸缘，致使所述凸缘接触该套管。

并且，所述密封元件可适于维持在隔离部内的压力，该在隔离部内的压力高于在该隔离部外侧的压力。

两个密封元件可设置在出口的每一侧。

此外，所述两个密封元件可以是第一密封元件和第二密封元件，并且该第一密封元件可以是与第二密封元件类型不同的密封元件。

此外，该第一阀和/或第二阀可以布置在该管状泵壳体内。

进一步地，该第一阀可以布置在该入口中，并且该第二阀可以布置在该出口中。

进一步地，该井下泵送组件可由电缆供电。

或者，该井下泵送组件可由电池供电。

此外，该壳体可包括用于胀大或膨胀所述密封元件的流体通道。

所述井下泵送组件还可包括用于在该井下泵送组件被插入井中时压缩至少一个所述杯形密封元件的夹持机构。

并且，该柱塞可以将该腔室分隔成第一隔室和第二隔室，该第二隔室与在该隔离部外侧的环形空间流体连通。

此外，在出口的每侧上各设置一个的所述两个密封元件之间的距离可以小于5米，优选小于3米并且更优选地小于1米。

在一个实施例中，该泵部还可包括滤网元件或过滤元件，其被构造成在井筒流体进入该入口之前过滤井筒流体。

此外，该入口可设置在该泵腔室的端面或侧壁上，并且该出口可设置在该泵腔室的端面或侧壁上。

此外，该入口可设置在该泵腔室的端面或侧壁上，并且该出口可设置在该泵腔室的侧壁或端面上。

上述的井下泵送组件还可包括台肩，该台肩被构造成与设置在套管上的凹槽配合用于控制该井下泵送组件的定位。

此外，该线性致动器可包括：

-包括一个或多个活塞壳体的管状冲程缸；

-可滑动地设置在活塞壳体内以将活塞壳体分隔成第一腔室和第二腔室的一个或多个活塞元件；

-冲程轴杆，其被可操作地连接至活塞元件并适于与泵杆连接以提供该柱塞的往复运动；

-泵，用于将在压力下的液压流体交替地供应至管状冲程缸的第一腔室和第二腔室内，以使该活塞元件在该管状冲程缸内往复运动；以及

-用于驱动该泵的电动马达。

在一个实施例中，该线性致动器可包括可滑动地设置在多个活塞壳体内并被可操作地连接至与泵杆连接的冲程轴杆的多个活塞元件。

并且，该线性致动器可包括线性电动马达，以及由该线性电动马达驱动以用于与泵杆连接以便提供该柱塞的往复运动的冲程轴杆。

上述的井下泵送组件还可包括用于将该井下泵送组件锚固在井中的锚固部段，该锚固部段包括可从工具本体延伸出以与该套管接合的多个可液压激活的锚固元件。

本发明还涉及一种包括上述的井下泵送组件以及套管的井下系统。

该套管可包括环状屏障，该环状屏障包括作为套管的一部分安装的管状部分和围绕具有开口的该管状部分的可膨胀套筒，流体经该开口进入以使套筒膨胀，并且该井下泵送组件的泵部可相对该开口布置，以通过对隔离部中流体加压来使套筒膨胀。

此外，该套管可与布置在具有开口的套管的外侧的筛网相连接，并且该井下泵送组件的泵部可对着该筛网的入口布置，以用于通过对在该隔离部内的流体增压来移除在筛网的外侧的物质。

本发明还涉及一种用上述的井下泵送组件移除在筛网外侧上的物质的方法，包括以下步骤：

-将该井下泵送组件插入井眼中；

-使该井下泵送组件的泵部定位成使得所述密封元件分别位于通往所述筛网的开口的每一侧，从而封闭套管的隔离部；以及

-操作该泵部以将流体泵送至该套管的隔离部内，由此流体被迫压经开口通过筛网并从筛网向外进入井眼中。

此外，本发明涉及一种用上述的井下泵送组件使环状屏障膨胀的方法，包括以下步骤：

-将该井下泵送组件插入井眼中；

-使该井下泵送组件的泵部定位成使得所述密封元件分别位于环状屏障的开口的每一侧，从而封闭套管的隔离部；以及

-操作该泵部以将流体泵送至该套管的隔离部内，由此流体被迫压进入该开口并膨胀环状屏障的可膨胀套筒。

最后，在根据本发明的这种方法中，当操作该泵部时，井筒流体可经由入口被吸入该泵腔室内并经由出口被排入该套管的隔离部内。

在另一个实施例中，该线性致动器可包括：

-提供一个或多个活塞壳体的管状冲程缸；

-可滑动地设置在活塞壳体内以将活塞壳体分隔成第一腔室和第二腔室的一个或多个活塞元件；

-冲程轴杆，其被可操作地连接至用于与泵杆连接以提供该柱塞的往复运动的活塞元件；

-泵，用于将在压力下的液压流体交替地供应至管状冲程缸的第一腔室和第二腔室，以使该活塞元件在该管状冲程缸内往复运动；以及

-用于驱动该泵的电动马达。

此外，该线性致动器可包括可滑动地设置在多个活塞壳体内并被可操作地连接至冲程轴杆的多个活塞元件。

此外，该线性致动器可包括线性电动马达，以及由该线性电动马达驱动以用于与泵杆连接以便提供该柱塞的往复运动的冲程轴杆。

并且，该井下泵送组件可适于以优选约5-15升/分钟的流动速率进行泵送。

进一步地，该井下泵送组件还可包括代替距离井的顶部最远的一个密封元件的塞子装置，用于在井下泵送组件和套管之间的环形空间中提供密封。该塞子装置可包括与管状泵壳体连接并可具有通孔的基础部分和围绕该基础部分设置的、可从该基础部分膨胀出以封闭所述环形空间的一个或多个密封元件。

因此，提供了一种简单可靠的泵送装置，其能够采用标准电缆运行并能够通过将井筒流体从塞子装置的一侧泵送至该隔离部来启动井。进一步地，由于该泵送装置是可采用标准电缆配置的，因此相对于已知的井启动技术大大减少了用以配置该装置所需的设备的量。减少的对设备的需求极大地降低了启动作业的复杂性，从而减少了这样的作业的时间和成本。

此外，该塞子装置还可包括用于将该井下泵送组件固定在井中的锚固机构，该锚固机构可滑动地围绕该基础部分设置并包括多个定位卡瓦，所述定位卡瓦可沿大致径向方向从基础部分扩张出以与该管道或套管接合。

此外，该塞子装置还可包括可滑动地围绕该基础部分设置的压缩套筒，以用于压缩所述一个或多个密封元件，并且，所述密封元件可适于在该压缩套筒沿纵向朝向所述一个或多个密封元件移动，进而向所述一个或多个密封元件施加压缩力时从该基础部分扩张出以封闭该环形空间。

该压缩套筒可包括面向该锚固机构的锥形部，该锥形部适于至少在该锚固机构激活时，当所述多个定位卡瓦朝向压缩套筒移动从而接合该锥形部时沿径向迫压所述定位卡瓦。

此外，该压缩套筒可适于通过该锚固机构的移动来被移动，导致所述密封元件的随后的通过该压缩套筒的压缩。

进一步地，该井下泵送组件可包括平衡阀，该平衡阀用于在该塞子装置安装在井中时平衡跨所述密封元件的压差。

此外，该井下泵送组件还可包括用于在所述密封元件已经安装在井中时测量通过该塞子装置的压差的一个或多个传感器。

此外，该井下泵送组件还可包括用于将该井下泵送组件锚固在井中的锚固部段，该锚固部段包括从工具本体扩张出以与该套管接合的多个可液压激活的锚固元件。

并且，该井下泵送组件还可包括用于驱动该井下泵送组件在井如斜井或井的水平部分中前进的驱动单元。

附图说明

下面将参考后附的示意图更详细地描述本发明及其许多优点，所述示意图出于示例目的仅示出了一些非限制性的实施例，其中：

图1示出了相对待膨胀的环状屏障布置的井下泵送组件；

图2示出了井下泵送组件的泵部的剖视图；

图3a示出了另一井下泵送组件的泵部的剖视图；

图3b示出了塞子装置的剖视图；

图4示出了线性致动器的一个实施例的剖视图；

图5示出了线性致动器的另一实施例的剖视图；

图6示出了包括对着筛网位于井下套管内的处于安装状态下的泵部的井下泵送组件；

图7示出了包括驱动单元和锚固部段的井下泵送组件；

图8示出了包括对着待膨胀的环状屏障的开口布置的井下泵送组件的系统；

图9示出了井下泵送组件的一部分的剖视图；

图10A示出了处于未膨胀状态的密封元件；

图10B示出了处于已膨胀状态的图10A的密封元件；

图11示出了呈可膨胀元件形式的密封元件；以及

图12示出了具有四个密封元件的井下泵送组件。

所有的附图是高度示意性的，未必按比例绘制，并且它们仅示出了阐明本发明所必需的那些部件，省略或仅暗示了其它部件。

具体实施方式

图1示出了井下泵送组件1，其包括泵部2、线性致动器40和电子部7。该井下泵送组件是适于悬浮在井中套管61中的井下组件，形成井下系统100。该井下泵送组件还包括两个密封元件29，它们在组件的对着套管61的开口86的出口27的每一侧各设置一个，形成隔离部87，用于对经开口86排出并例如如所示出地使环状屏障64膨胀的流体增压。

该井下泵送组件1使用电缆60，该电缆被可操作地连接在井下泵送组件的顶端15。该井下泵送组件1还可由电池供电并因此是无线的。在图1中，该套管包括环状屏障64，该环状屏障64包括作为套管的一部分安装的管状部分67和围绕具有开口86的该管状部分的可膨胀套筒65，流体经该开口86进入以使套筒膨胀。该井下泵送组件的泵部2对着该开口86布置，以通过将对隔离部87中流体增压来使套筒65膨胀。

该泵部2被可操作地连接至线性致动器40，并且该线性致动器提供驱动泵部2所需的功率输入。该井下泵送组件通过电缆60供电，并且电子部控制井下泵送组件的其余部分的供能和操作。线性致动器40还包括泵5，用于驱动致动器的液压缸4，该液压缸驱动泵部，并且设置有用于驱动该泵的电动马达6。泵部2包括管状泵壳体20，该管状泵壳体还构成了工具壳体。该泵壳体20限定出泵腔室201。布置在泵杆26上的柱塞23可滑动地设置在泵腔室201内，从而将泵腔室分隔成第一隔室202和第二隔室203。该泵壳体设置有入口21，该入口与泵腔室201的第一隔室202流体连通，并且该泵壳体还设置有出口27，该出口也与泵腔室的第一隔室202流体连通。

在另一实施例中，该线性致动器可包括替代泵和液压缸的齿轮传动系统，以用于将马达的转动能转化成柱塞的线性运动。

如在图2中所示，在入口21中布置有用于控制流体经入口21的流动的第一阀22，并且在出口27中设置有用于控制流体经出口27的流动的第二阀24。进一步地，突起232如环形突起从柱塞的面向该入口和/或出口的第一柱塞端面231突伸出。该环形突起确保了在柱塞端面与泵腔室的端面之间的特定最小距离，并且开孔79防止柱塞堵塞设在泵壳体的侧壁上的入口。更进一步地，可设置过滤元件88以用于在这样的井筒流体进入泵腔室或入口之前过滤井筒流体。并且，泵部2包括泵杆26，该泵杆被可操作地连接至柱塞23并从柱塞经管状泵壳体延伸出以用于与在图4或5中示出的线性致动器40的冲程轴杆45连接。

如在图1中所示，线性致动器40与管状泵壳体20相关地布置。如在图4中所示，该线性致动器40包括限定出活塞壳体47的管状冲程缸4和可滑动地设置在该活塞壳体内以将活塞壳体分隔成第一腔室41和第二腔室42的活塞元件46。如上所述，从活塞元件延伸出的冲程轴杆45与该泵部的泵杆可操作地连接，以提供该柱塞在该泵腔室内的往复运动。

线性致动器还包括泵5(在图1中示出)，用于将处于压力下的液压流体交替地供应至管状冲程缸的第一腔室41和第二腔室42，并且设置有用于驱动泵的电动马达6。当流体被交替地供应至第一腔室41和第二腔室42中时，活塞元件在管状冲程缸内往复运动，从而形成线性运动。线性运动通过冲程轴杆45传递至泵杆26(在图2和3a中示出)，从而柱塞在泵腔室内往复运动，以产生泵送效果。

参见在图2中示出的泵部的实施例，当柱塞23运动远离该入口21和第一阀22时，井筒流体经入口21被吸入，经过打开的第一阀22并进入泵腔室的第一隔室202中。该第一阀是单向阀，如仅允许流体流入泵腔室内的止回阀。因此，当柱塞23到达上限位置时，该泵腔室的第一隔室已经被充满。柱塞的其中柱塞23朝向泵腔室的端面204运动的、随后的下行冲程运动迫使流体经出口27通过第二阀24流出。第二阀24也是单向阀，如止回阀，但其仅允许流体从泵腔室流出并进入隔离部87(在图1或3a中示出)。第一阀22和第二阀24具体为球式止回阀并包括与阀座222、242配合工作的可移动的阀球221、241，以控制流动方向。然而，技术人员将知道的是，可以想到许多其它类型的阀来提供类似的功能。

在图3a中，井下泵送组件1具有四个呈杯形密封元件形式的密封元件29，在套管61的开口86的每一侧各布置有两个，以例如用于移除布置在套管外面上的筛网58的外侧上的物质/元件(elements)。以这种方式，当一个密封元件故障时，另一个取代故障密封元件。此外，入口21布置在井下泵送组件1的第二端，以使得被吸入腔室的第一隔室202内的流体是来自于套管的下方部分和第二部分或来自于套管的第一部分和上方部分，如在图2中所示。当柱塞23朝向入口运动时，来自套管的第一部分的流体经开孔18被吸入，并且当柱塞返回时，第二隔室内的流体被再次排入套管的第一部分中。过滤元件设置在井下泵送组件的第二部分16中，以防止污垢颗粒进入井下泵送组件的腔室内。该柱塞具有防止柱塞封闭孔18的周向突起57，并且因此流体总能进入第二隔室内。

图4和5中示出了线性致动器的设计细节，图4和5示出了线性致动器的不同实施例。在这两个实施例中，冲程轴杆45延伸经过管状冲程缸4，该管状冲程缸通过间隔装置48被划分成一个或多个活塞壳体47。间隔装置包括密封机构49b，如O形环，以在间隔装置与冲程轴杆45之间提供密封连接。在每个活塞壳体47中，围绕冲程轴杆45设置有活塞元件46，以使得冲程轴杆45可在管状冲程缸4内往复运行以提供线性运动。每个活塞元件46将所述一个或多个活塞壳体中的每一个分隔成第一腔室41和第二腔室42，并且活塞元件设置有密封机构49a，以在活塞壳体47的内侧与活塞元件46的外侧之间提供密封连接。如在图4中所示，流体通过相应的流体通道43、44被交替地供应至第一腔室41和第二腔室42。

在图5所示的实施例中，仅示出了与第一活塞壳体流体连通的流体通道。然而，其它活塞壳体也设置有类似的流体通道配置。为了提供线性致动器的线性运动，线性致动器的泵通过从第二腔室42吸入相应量的流体将流体泵入第一腔室内，或者反之。当第一腔室41被基本填满时，泵改变其泵送方向并且将流体从第一腔室41泵入第二腔室42内。因此，活塞元件46沿相反的方向被迫压。因此，往复地迫压该冲程轴杆45，从而提供线性运动。如可在图4中看到的那样，第一腔室41在活塞壳体47的一端设置有流体通道43，并且该第二腔室42在活塞壳体47的相反端设置有流体通道44。以这种方式，可将流体吸入或泵入每个腔室内，直到活塞元件46几乎紧贴间隔装置48为止。因此，线性致动器是封闭的系统，这意味着相同的流体通过在活塞壳体47内往复地泵送得以循环，以使所述一个或多个活塞元件46往复运动。

如在图8中所示，在另一个实施例中，线性致动器可包括驱动冲程轴杆的线性电动马达51。

图3b示出了一井下泵送组件，该井下泵送组件还包括布置在井下泵送组件的底端的、与泵部连接的塞子装置59。该塞子装置可以是井下泵送组件的一体形成部分并被用于代替距离井的顶部最远的一个密封元件。该塞子装置适于将井下泵送组件锚固在井中并用于在井下泵送组件和套管61(在图1中示出)之间的环形空间62中提供周向密封。如在图3b中所示，该塞子装置59包括具有沿纵向延伸的通孔32的基础部分31和围绕该基础部分设置的用于封闭环形空间的多个密封元件34。在密封元件34的上方，围绕该基础部分可滑动地设置有压缩套筒38和锚固机构33。该锚固机构包括多个定位卡瓦331，定位卡瓦适于沿大致径向方向从基础部分扩张出。当塞子装置联接到泵部时，塞子装置的孔32与在图3b中示出的泵部的入口流体连通。井筒流体因此可经由孔32被吸入该泵部的泵腔室201(在图2中示出)中。

如在图3b中所示，为了定位或激活该塞子装置，沿纵向向该锚固机构33施加力，从而使锚固机构朝向密封元件移动。随着锚固机构被移动，定位卡瓦331与压缩套筒38的朝向锚固机构的锥形部381接合。该压缩套筒的锥形部沿径向向外的方向迫压所述定位卡瓦，以在井下泵送组件在井下就位时与套管接合。由于压缩套筒也是围绕基础部分31可滑动地设置的，该锚固机构33的移动使得压缩套筒沿相同的方向朝向密封元件移动。密封元件34适于在该压缩套筒被移动时，从基础部分31延伸以封闭该环形空间。压缩套筒的移动向密封元件34施加一压缩力，借此密封元件沿纵向被压缩，导致密封元件向外纵向弯曲。因此，锚固机构、压缩套筒38和密封元件34的协作关系导致定位卡瓦331和密封元件34同时从基础部分延伸出以定位该塞子装置。

为了方便井下泵送组件的移除，可平衡跨密封元件的压力，即平衡在密封元件上方的第一套管部分中的压力和在密封元件下方的第二套管部分中的压力(在图1示出)，这可通过操作设置在井下泵送组件的一部分中的平衡阀37来实现，如在图2中所示。当压力已平衡时，该井下泵送组件被向上拉动进入润滑器中并随后从井中移除。然后，可容易地将该井下泵送组件移动至下一个井中，以执行类似的起始作业。

图6示出了被构造用于给环状屏障64的可膨胀套筒65增压的井下泵送组件1。如技术人员想到的那样，所示的井下泵送组件和下方描述的相关方法也可被用于使其它类型的屏障或塞子在井下膨胀。所示的井下泵送组件已经被浸在套管61内并包括在图8中示出的泵部。

设置在泵送装置上的台肩95与套管61上的凹槽96相互作用，以固定该井下泵送组件的位置并确保泵部相对于环状屏障上的开口就位于正确位置。套管的包括凹槽96的部分可以是技术人员已知的联顶短节。如在图6和8中所示，两个密封元件29在开口86的每一侧上各设置一个。每个密封元件均是迷宫式密封元件并以此方式在位于井下泵送组件和套管之间的环形空间中提供隔离部87，以密封套管的与待膨胀的环状屏障相对的部段87。

为了提高环状屏障的收缩等级，可在井下泵送组件插入井眼之前在泵部的泵腔室201内提供含硬化剂的流体209。以此方式，当操作井下泵送组件以将流体泵送至隔离部87中时，含硬化剂的流体在来自井中的流体之前被泵送至该隔离部和环状屏障中。

在图7中，该井下泵送组件1设置有驱动单元9和锚固部段8。该驱动单元适于驱动该井下泵送组件在井的倾斜段内前进，如在图8中所示，并且该锚固部段可用于将该井下泵送组件固定在井下。

在图9中，该井下泵送组件1仅包括一个密封元件，该密封元件是用于围绕该开口密封的环形密封元件，并且该密封元件具有围绕套管61的开口86的杯形密封形状。

所述密封元件围绕井下泵送组件1的壳体的外表面36布置。在图10A和10B中，密封元件29是弹性元件，其被与液压缸72的活塞杆69连接的活塞68从一侧压缩。以这种方式，该密封元件改变直径以挤压套管的内表面。

密封元件29也可以是如在图11中所示的可胀大的套筒73，该元件通过注入由套筒73a和壳体20限定出的空间73中的流体来胀大。该流体借助液压缸71经壳体上的开口74注入。当使套筒和因此该密封元件再次缩回时，液压缸71中的活塞返回，且空间内的流体被再次吸入所述缸内并且密封元件29缩回。

该井下泵送组件1可包括四个密封元件29，如在图12中所示，所述密封元件在出口27的每一侧各设置两个。第一密封元件29A是可膨胀的或可胀大的密封元件并且第二密封元件29B是杯形密封元件。该第一元件被胀大或膨胀以隔离对着出口的部段，并且随着压力增加，该杯形密封元件膨胀以密封该套管。在该井下泵送组件1不得不进入直径相对于其自身外径大的套筒的情况下，这种密封元件的组合是有益的。在两个第二密封元件之间的距离70可以在0.1-5米之间变化。

流体或井筒流体是指存在于油井或气井井下的任何类型的流体，如天然气、石油、油基泥浆、原油、水等。气体是指存在于井、完井、或裸井中的任何类型的气体组分，并且油是指任何类型的油组分，例如原油，含油流体等。气体、油和水流体可因此均分别包括除气体、油和/或水之外的其它元素或物质。

套管是指井下使用的与油或天然气生产有关的任何类型的管、管道、管结构、衬管、管柱等。

在该组件不是完全浸没入套管中的情况下，井下牵引器可用来推动所述组件完全进入井中的位置。井下牵引器可具有带轮子的可突伸的臂部，其中，轮子接触套管的内表面，用于在套管内推进该牵引器和该组件前进。井下牵引器是能够在井下推动或拉动工具的任何类型的驱动工具，例如Well

并且，该线性致动器可以是Well尽管上面已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但在不背离如下面的权利要求所限定的本发明的情况下可想到的若干变型对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (15)

1.一种用于在套管(61)内引入井(63)中并浸在井筒流体中的井下泵送组件(1)，该井下泵送组件沿纵向方向(50)延伸并适合与电缆(60)连接，并且该井下泵送组件包括泵部(2)，该泵部包括：

-提供泵腔室(201)的管状泵壳体(20)；

-设置在该管状泵壳体上的入口(21)，该入口与该泵腔室流体连通；

-第一阀(22)，其为布置成用于打开和关闭所述入口以允许流体流入该泵腔室内的单向阀；

-可滑动地设置在该泵腔室内的柱塞(23)；

-泵杆(26)，其可操作地连接至该柱塞并从所述柱塞延伸穿过该管状泵壳体；

-设置在该管状泵壳体上的出口(27)，该出口与该泵腔室流体连通；以及

-第二阀(24)，其为布置成用于控制经该出口流出该泵腔室的流体流的单向阀，

其中，该井下泵送组件还包括：

-与所述管状泵壳体相关地布置成适合驱动该泵杆的线性致动器(40)，由此当该井下泵送组件被至少部分地浸入井筒流体中时，该井筒流体经该入口被抽吸入该管状泵壳体内并经该管状泵壳体上的该出口排出，以及

其中，该泵部还包括至少一个密封元件(29)，用于将该套管的第一部分(66)与该套管的第二部分(67)隔离。

2.根据权利要求1所述的井下泵送组件(1)，其中，该泵部包括设置在该出口的每一侧上的两个密封元件。

3.根据权利要求2所述的井下泵送组件(1)，其中，所述密封元件为迷宫式密封元件。

4.根据权利要求2所述的井下泵送组件(1)，其中，所述密封元件为可压缩的元件，以使得当压缩时，所述密封元件的外径增大。

5.根据权利要求2所述的井下泵送组件(1)，其中，所述密封元件为可通过注入流体来胀大或膨胀的。

6.根据权利要求2所述的井下泵送组件(1)，其中，所述密封元件为杯形密封元件。

7.根据权利要求6所述的井下泵送组件(1)，其中，所述两个密封元件为第一密封元件(29A)和第二密封元件(29B)，并且其中，该第一密封元件是与所述第二密封元件类型不同的密封元件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的井下泵送组件(1)，其中，该入口设置在该泵腔室的端面(204)或侧壁(205)上，并且该出口设置在该泵腔室的端面或侧壁上。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的井下泵送组件(1)，其中，该线性致动器包括可滑动地设置在多个活塞壳体(47)内并可操作地连接至与泵杆连接的冲程轴杆的多个活塞元件(46)。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的井下泵送组件(1)，其中，该线性致动器包括：

-线性电动马达(51)；以及

-冲程轴杆(45)，该冲程轴杆由该线性电动马达驱动以用于与该泵杆连接以便提供该柱塞的往复运动。

11.一种井下系统(100)，包括套管(61)和根据前述权利要求中任一项所述的井下泵送组件(1)。

12.根据权利要求11所述的井下系统(100)，其中，该套管包括环状屏障(64)，该环状屏障包括作为该套管的一部分安装的管状部分(67)和围绕具有开口(86)的该管状部分的可膨胀套筒(65)，流体经该开口进入以使所述可膨胀套筒膨胀，其中该井下泵送组件的泵部对着该开口布置，以通过对在所述隔离部中流体增压来膨胀所述套筒。

13.根据权利要求11或12所述的井下系统(100)，其中，该套管与布置在具有开口(86)的套管的外侧的筛网(58)连接，并且该井下泵送组件的泵部对着该筛网的入口布置，以用于通过对在该隔离部内的流体增压来移除在所述筛网的外侧上的物质。

14.一种用根据权利要求1-10中任一项所述的井下泵送组件移除在筛网(58)外侧上的物质的方法，包括以下步骤：

-将该井下泵送组件插入井眼中；

-将该井下泵送组件的泵部定位成使得所述密封元件位于通向所述筛网的开口(86)的每一侧，从而封闭该套管的隔离部(87)；以及

-操作该泵部以将流体泵送至该套管的隔离部内，由此流体被迫压经所述入口通过筛网并离开该筛网进入井眼中。

15.一种用根据权利要求1-10中任一项所述的井下泵送组件膨胀环状屏障(64)的方法，包括以下步骤：

-将该井下泵送组件插入井眼中；

-使该井下泵送组件的泵部定位成使得所述密封元件位于所述环状屏障的开口(86)的每一侧，从而封闭所述套管的隔离部(87)；以及

-操作该泵部以将流体泵送至该套管的隔离部内，由此流体被迫压进入该开口并膨胀所述环状屏障的可膨胀套筒(65)。