CN110249108B - 井启动系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种利用流体移除系统从地下井(12)中移除流体的系统(10)和方法，包括：将延长构件(26)下降到地下井(12)的管道(20)内至下方位置，延长管道的端部具有柱塞(29)或阀体(28)，其中，在阀体移动到地下井内时，流体穿过柱塞或通过阀门开口(32)。柱塞或阀体(28,29)沿离开地下井(12)的方向移动，使得流体不能穿过柱塞或通过阀门开口，从而使流体移动离开地下井。
Description
发明人：J·肖(Jinjiang XIAO)
拉杰尔·阿道弗·拉斯特拉(Rafael Adolfo LASTRA)
布莱恩·A·罗特(Brian A.ROTH)
技术领域
本发明总体上涉及井启动操作，并且具体地涉及在井启动操作期间从地下烃井中移除重质流体。
背景技术
出于井控制的目的，通常利用例如泥浆等重质流体通过过平衡来执行烃开发井的钻取和完井。通过使用例如重晶石、硫酸钡等加重剂来调节重质流体的密度，使得由流体柱引起的流体静压力高于地层压力。随着井的关闭或停产，将不会有烃产生到地面，这确保了安全操作。在完井或修井后，由于储层压力较低，因此一些井在最初不具有一定形式的人工举升的情况下就不能开始生产。因此，在井被关闭或停产的情况下，如果没有在被称为井启动的操作中卸载这些流体，则不能开始生产。
在其他情况中，井可以产生高含水量或丰富的冷凝物，并且当有意或无意地关闭时，液体可能在井筒内积聚并沉积。这种关闭可能是为了设施维护或其他原因。水和冷凝物可在井筒内沉积，这导致高流体静力头，从而自然地防止井重启。在没有启动操作的情况下，该液体加载可以阻止井重启。
在一些现有系统中，在氮气注入的情况下使用连续油管进行井启动或起动，这被称为氮气启动。使井恢复的一种常见做法是使用连续油管进行N2注入，这在工业中被称为N2启动。在所有控制阀打开的情况下，将连续油管穿过采气树的顶部插入到井生产管道内。在操作中使用被称为连续油管防喷器的井控设备来确保安全操作。N2 可以在现场产生或作为将要被加热成气体的液体成罐地被引入井场。在氮气被注入井内时，氮气在管道中形成气泡。这些气泡有助于举升管道内的重质流体。该举升动作减小了井筒内的流体静压力柱重。当井筒中的压力下降到储层压力以下时，井开始流动。
发明内容
与现有系统和方法相比，本文公开的实施例提供了一种有效地启动井生产并且降低操作成本的系统和方法。本发明的一些系统和方法消除了对连续油管的需要。
在本发明的实施例中，从地下井中移除流体的方法包括：将延长构件以地下井的管道的行程长度下降到管道内至下方位置，延长构件具有位于延长构件的端部处的柱塞，其中，在柱塞沿进入地下井的方向移动时，流体穿过柱塞的外表面与管道的内径表面之间的间隙。在柱塞的外表面与管道的内径表面密封地接合的情况下，柱塞沿离开地下井的方向移动，以将流体从地下井中举升出来。
在可选实施例中，延长构件可以选自由杆、连续油管、缆线和钢丝组成的组。柱塞可以是阀体，并且在阀体沿进入地下井的方向移动时，流体可以穿过单向阀的阀门开口并进入阀体。沿离开地下井的方向移动阀体可以包括：将单向阀移动到关闭位置，使得流体不能穿过阀门开口。
在本发明的实施例中，从地下井中移除流体的方法包括：将延长构件以地下井的管道的行程长度下降到管道内至下方位置，延长构件具有位于延长构件的端部处的阀体，其中，在阀体沿进入地下井的方向移动时，流体穿过单向阀的阀门开口并进入阀体。阀体沿离开地下井的方向移动，使得单向阀移动到关闭位置，并且使得流体不能穿过阀门开口，以使流体沿离开地下井的方向移动。管道沿着行程长度不存在限制延长构件的移动的管道内径限制装置，使得延长构件在与管道的顶端接近的上方位置与下方位置之间自由移动。
在可选实施例中，将延长构件下降到地下井的管道内可以包括从卷筒展开延长构件，并且沿离开地下井的方向移动阀体可以包括将延长构件重新卷绕到卷筒上。延长构件可以是连续油管、杆、缆线或钢丝。
在其他可选实施例中，在延长构件移动离开地下井时，阀体可以与管道的内径表面密封地接合。可选的是，在延长构件移动到地下井内以及在延长构件移动离开地下井时，阀体可以与管道的内径表面密封地接合。阀体可以被固定在延长构件的端部。杆可以在延长构件内延伸，并且沿离开地下井的方向移动阀体可以包括沿离开地下井的方向移动杆。
在本发明的可选实施例中，从地下井中移除流体的方法包括：将延长构件以地下井的管道的行程长度下降到管道内至下方位置，延长构件具有位于且固定至延长构件的端部处的阀体，其中，在延长构件沿进入地下井的方向移动时，流体穿过单向阀的阀门开口并进入阀体。延长部件沿离开地下井的方向移动，使得单向阀移动到关闭位置，并且使得流体不能穿过阀门开口，以使流体沿离开地下井的方向移动，其中延长构件沿离开地下井的方向移动整个行程长度。
在可选实施例中，在离开地下井的方向移动延长构件时，阀体的外径可以与管道的内径密封地接合。可选的是，当将延长构件下降到地下井的管道内以及当沿离开地下井的方向移动延长构件时，阀体的外径可以与管道的内径密封地接合。阀体可以与延长构件的外径和管道的内径之间的环形空间流体连通，以便沿离开地下井的方向移动延长构件可以使环形空间内的流体沿离开地下井的方向移动。延长构件可以是连续油管，并且沿离开地下井的方向移动延长构件可以使连续油管内的流体沿离开地下井的方向移动。固定阀可以位于管道内的管道的行程长度的轴向下方，其中当将延长构件下降到地下井的管道内时，固定阀可以防止流体离开管道的底端。
在本发明的其他可选实施例中，从地下井中移除流体的方法包括在管道内的管道的行程长度的轴向下方设置固定阀。中空延长构件以地下井的管道的行程长度下降到管道内至下方位置，其中，当将延长构件下降到地下井的管道内时，固定阀防止流体离开管道的底端，并且在将中空延长构件下降到管道内时，阀体的外径与管道的内径密封地接合，从而使流体沿离开地下井的方向移动通过延长构件。延长构件沿离开地下井的方向移动，其中，在使延长构件沿离开地下井的方向移动时，阀体的外径与管道的内径密封地接合。延长构件沿离开地下井的方向移动整个行程长度。
在可选实施例中，在将中空延长构件下降到管道内时，延长构件的循环阀可以位于关闭位置，并且在沿离开地下井的方向移动延长构件时，循环阀可以位于打开位置。当延长构件沿进入地下井的方向移动时，流体可以穿过单向阀的阀门开口并进入阀体，并且在沿离开地下井的方向移动延长构件时，单向阀可以移动到关闭位置，并且流体不能穿过阀门开口。
在本公开的其他可选实施例中，从地下井中移除流体的方法包括：将中空延长构件以地下井的管道的行程长度下降到管道内至下方位置，延长构件具有位于延长构件的端部处的筒，其中，杆在延长构件内延伸，并且杆具有位于杆的端部且位于筒内的阀体。杆在离开地下井的方向与进入地下井的方向之间进行往复运动，使得：沿着地下井的方向移动杆关闭了下单向阀并打开了上单向阀，并且阀体内的流体移动离开阀体，并进入延长构件内；以及沿进入地下井的方向移动杆打开了下单向阀并关闭了上单向阀，并且地下井内的流体移动到阀体内。管道沿着行程长度不存在管道内径限制装置，使得延长构件在与管道的顶端接近的上方位置与下方位置之间自由移动。
在可选实施例中，延长构件可以是连续油管，并且在位于连续油管卷筒的端部处的表面处的液压线性泵可以使杆在离开地下井的方向与进入地下井的方向之间进行往复运动。杆可以选自由各个杆、连续抽油杆或钢丝组成的组。杆可以被居中定位在延长构件内，以防止杆与延长构件的内径表面接合。
在本发明的其他实施例中，用于地下井的流体移除系统包括中空延长构件，中空延长构件尺寸设定为以管道的行程长度延伸到地下井的管道内至下方位置。阀体位于延长构件的端部。单向阀能在打开位置与关闭位置之间移动，在打开位置，随着阀体移动到地下井内，流体能穿过阀门开口并进入阀体内，在关闭位置，随着阀体移动离开地下井，流体不能穿过阀门开口。管道沿着行程长度不存在管道内径限制装置，使得延长构件能在与管道的顶端接近的上方位置与下方位置之间自由移动。
在可选实施例中，在流体移除操作期间，延长构件的一部分可以保持为被盘绕在卷筒上。延长构件可以是连续油管或杆。在延长构件移动离开地下井时，阀体可以与管道的内径表面密封地接合。在延长构件移动到地下井内以及在延长构件移动离开地下井时，阀体可以与管道的内径表面密封地接合。阀体可以被固定在延长构件的端部。杆可以在延长构件内延伸，并且阀体可以被固定到杆的端部。
附图说明
可以通过参考本发明的在构成本说明书的一部分的附图中示出的实施例来简单总结本发明的更具体的描述，从而得到并可以详细理解使得本发明的实施例以上列举的特征、方面和优点以及其他部分变得显而易见的方式。然而，值得注意的是，附图仅示出了本发明的优选实施例，并且因为本发明可以允许其他同样有效的实施例，所以附图不被认为是限制本发明的范围。
图1是根据本发明的实施例的流体移除系统的剖视图。
图2A是根据本发明的实施例的流体移除系统的阀体的剖视图，阀体示出为被移动到地下井内。
图2B是根据本发明的实施例的流体移除系统的阀体的剖视图，阀体示出为被移动到地下井外。
图3A是根据本发明的实施例的流体移除系统的阀体的剖视图，阀体被示出为移动到地下井内的柱塞。
图3B是根据本发明的实施例的流体移除系统的阀体的剖视图，阀体被示出为移动离开地下井的柱塞。
图4是根据本发明的实施例的流体移除系统的剖视图。
图5是根据本发明的实施例的流体移除系统的剖视图。
图6是根据本发明的实施例的流体移除系统的剖视图。
图7是根据本发明的实施例的与图6的流体移除系统结合使用的连续油管卷筒的侧视图。
图8是具有根据本发明的实施例的连续油管卷筒的水力活塞泵的侧视图，连续油管卷筒与图6的流体移除系统结合使用。
具体实施方式
现在，将在下文中参考附图来更充分描述本发明的各个实施例，附图示出了本发明的各个实施例。然而，本发明的系统和方法可以以许多不同形式实施，并不应解释为限于本文所述的所示实施例。确切的说，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并将本发明的范围完全传达给本领域的普通技术人员。在全文中相同的标号指代相同的元件，并且撇号(如果使用)表示可选实施例中的相似元件或位置。
在以下讨论中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的充分理解。然而，对本领域的普通技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例。此外，对本文的大部分而言，已省略了关于钻井、储层测试、完井等细节，这是因为这些细节被认为对得到本发明的完整理解而言不是必需的，并被认为落入本领域的普通技术人员的技术内。
参见图1，示出了用于地下井12的流体移除系统10。地下井12 从地面14(图7)延伸到与烃储层16相邻的地下位置。地下井可以延伸通过并且穿过烃储层16到达第二储层或第三储层或更多个储层。虽然地下井12示出为大致竖直的井，但是作为替代，地下井12可以具有非竖直部分，例如倾斜或水平部分。穿过地下井12的侧部并进入烃储层16的穿孔18可以有助于烃储层16与地下井12之间的流体连通，使得产出流体可以如箭头“F”所示从烃储层16流出并进入地下井12。
管道20可以在地下井12内延伸。管道20可以是从地面14延伸到接近的烃储层16的生产管道，以便将产出流体从烃储层16输送到例如井口19(图6)等地面系统。封隔器可以围绕管道20并密封外环形空间24，外环形空间24限定在管道20的外径与地下井12的内径之间。
流体移除系统10包括延长构件26。延长构件26的尺寸设定成以管道20的行程长度21(图6)延伸到地下井12的管道20内至下方位置。在图1的实例中，下方位置被示出为与管道20的底端接近。在可选实施例中，下方位置可以到达管道20的顶部与管道20的底端之间的任何距离。在某些实施例中，如本文中更充分讨论的，延长构件26 可以是例如连续油管等中空延长构件或者可以是杆或钢丝。延长构件 26可由金属或复合材料形成。
阀体28位于延长构件26的端部。阀体28是大致管状的构件，该构件的外径的尺寸设定成配合在管道20的内径内。在某些实施例中，如本文中更全面地讨论的那样，阀体28具有单向阀30。单向阀30可以在打开位置与关闭位置之间移动，在打开位置处，随着阀体28移动到地下井12中，流体可以通过阀门开口32进入阀体28，并且在关闭位置处，随着阀体28离开地下井12，流体不能穿过阀门开口32。
在其他可选实施例中，阀体28具有循环阀34(图5)。在将延长构件26下降到管道20内时，循环阀34可以位于关闭位置，并且在使延长构件26沿离开地下井12的方向移动时，循环阀34可以位于打开位置。
在本发明的每个实施例中，管道20在沿着管道20的行程长度21 上不存在管道内径限制装置，使得延长构件26可以在与管道20的顶端接近的上方位置与下方位置之间自由移动，管道内径限制装置具有小于延长构件26的外径的内径开口。例如，在管道20内在沿着管道 20的行程长度21上可以不存在阻止延长构件26沿着管道20的行程长度21移动的锚、阀门或其他设定设备，因而无需首先取回这些部件。然而，管道20内可能存在一些不会形成干扰的轻微限制物。例如，可以存在短节内径、用于背压阀的井口轮廓或井下安全阀，这些部件仍然为管道20内提供足够的内径空间，以使延长构件26在上方位置与下方位置之间自由移动。流体移除系统10是仅在启动期间使用的临时系统并且具有可以沿管道20的行程长度21完全自由移动的系统，这提供了更有效的流体移除方法。
更具体地看图1的实施例，阀体28是被固定到延长构件26的端部处的大致圆筒形构件。在图1的实施例中，延长构件26可以是例如杆等实心构件或例如连续油管等中空构件。当延长构件26是杆时，杆可以由连接在一起的独立杆、连续抽油杆或缆线或钢丝制成。
阀体28具有上开口36，上开口36在阀体28的内部与内环形空间38之间提供流体连通，内环形空间38位于延长构件26的外径和管道20的内径之间。
参见图2A ，单向阀30示出为带有球体40和阀座42的球形止回阀。在可选实施例中，单向阀30可以是本领域中已知的其他类型的单向阀。当阀体28沿进入地下井12的方向移动时，单向阀30位于打开位置，并且流体穿过单向阀30的阀门开口32并进入到阀体28内。然后，流体可以穿过上开口36并进入内环形空间38内。如图2A 所示，当阀体28沿着进入地下井12的方向移动时，阀体28的外径可以位于收缩位置且不与管道20的内径密封接合。阀体28可以利用其自重沿进入管道20内的方向移动，或者可以被延长构件26向下推动。
参见图1和图2B ，当沿离开地下井12的方向移动阀体28时，单向阀30移动到关闭位置，并且流体不能穿过阀门开口32。如图1和 2B 所示，在延长构件26和阀体28沿离开地下井12的方向移动时，阀体28的外径可以位于鼓胀位置，并与管道20的内径表面密封接合。因此，当沿离开地下井12的方向移动阀体28时，阀体28内的流体以及内环形空间38中的在阀体28的轴向上方的流体沿离开地下井12的方向移动，并且可以被生产到地面。
阀体28可以是柱塞，其通过使用特别设计的密封件或一个或多个单向阀而允许流体仅沿向上方向循环通过阀体28。在阀体28沿离开地下井12的方向移动时，阀体28可以因圈闭在阀体28内的流体的重量而移动到鼓胀位置。作为选择，可以使用本领域已知的致动系统将阀体28移动到鼓胀位置。在其他可选实施例中，围绕阀体28沿周向定位的分开的密封件或单向阀可以与管道20的内径表面密封地接合，以在阀体28的外径与管道20的内径表面之间形成环形密封。
参见图3A 至图3B ，阀体28可以是活塞或柱塞29，其通过使用特别设计的密封件或一个或多个单向阀而允许流体仅沿向上方向循环通过柱塞29。在图3A 至图3B 的实施例中，柱塞29不具有单向阀。当延长构件26是杆或连续油管时，柱塞29可以利用柱塞29的重量或与由延长构件26施加的推力相结合沿进入管道20内的方向移动。在柱塞 29沿进入管道20的方向移动时，柱塞29的外表面与管道20的内径表面之间的间隙允许流体绕过柱塞29(图3A )。柱塞29在由延长构件 26施加的拉力的作用下沿离开管道20的方向移动。在柱塞29沿离开管道20的方向移动时，柱塞29的外表面与管道20的内径表面密封地接合，以将流体从地下井12(图3B )中举升出来。
因为管道20在沿着管道20的行程长度21上不存在内径限制装置 (内径限制装置具有小于阀体28的外径的内径开口)，所以如图2A 至图2B 和图3A 至图3B 所示阀体28可以在行程上进行往复运动，该行程的整个行程长度21从与管道20的顶端处的表面14接近的上方位置延伸到下方位置，以便将流体从地下井12中抽出，从而提供有效的泵送系统。阀体可以根据需要沿着行程长度21往复移动多次直到管道 20和近井筒区域不存在重钻、完井或其他流体并且地下井12可以向地面采油。
参见图4，在可选实施例中，阀体28是被固定到延长构件26的端部处的大致圆筒形构件。在图4的实施例中，延长构件26可以是例如连续油管等中空构件。阀体28的内部与延长构件26的孔44流体连通。
在图4的实施例中，阀体28允许流体仅循环进入阀体28的内部，并沿向上方向进入延长构件26。单向阀30示出为带有球体40和阀座 42的球形止回阀。在可选实施例中，单向阀30可以是本领域中已知的止回阀或其他类型的单向阀。当阀体28沿进入地下井12的方向移动时，单向阀30位于打开位置，并且流体穿过单向阀30的阀门开口32 并进入到阀体28内。然后，流体可以进入延长构件26的孔44中。
当沿离开地下井12的方向移动阀体28时，单向阀30移动到关闭位置，并且流体不能穿过阀门开口32。因此，当沿离开地下井12的方向移动阀体28时，延长构件26和阀体28内的流体沿离开地下井12 的方向移动，并且可以被生产到地面。因为管道20在沿着管道20的行程长度21上不存在内径限制装置(内径限制装置具有小于阀体28 的外径的内径开口)，所以阀体28可以在行程上进行往复运动，该行程的整个行程长度21从与管道20的顶端处的表面14接近的上方位置延伸到下方位置，以便将流体从地下井12中抽出，从而提供有效的泵送系统。阀体可以根据需要沿着行程长度21往复移动多次直到管道20 和近井筒区域不存在重钻、完井或其他流体并且地下井12可以向地面采油。
参见图5，在可选实施例中，阀体28是被固定到延长构件26的端部处的大致圆筒形构件。在图5的实施例中，延长构件26可以是例如连续油管等中空构件。阀体28的内部与延长构件26的孔44流体连通。在图5的实施例中，阀体可具有单向阀30、循环阀34或单向阀 30和循环阀34这两者。
在延长构件26移动到地下井12内以及在延长构件26移动离开地下井12时，抽汲皮碗46可以围绕阀体28，以在阀体28的外径与管道 20的内径表面之间形成环形密封。固定阀48位于管道20内的管道20 的行程长度21的轴向下方。当将延长构件26下降到地下井12的管道 20内时，固定阀48防止流体离开管道20的底端。因此，当将延长构件26下降到地下井12的管道20内时，固定阀48防止流体被推入到烃储层16内。
在延长构件26沿进入管道20的方向移动时，抽汲皮碗46使管道 20内的流体移位，并且迫使流体向上沿着延长构件26朝离开管道20 的方向移动以被生产在地面处。较轻重量的流体可以向下泵送到抽汲皮碗46后方的管道20，以帮助延长构件26沿进入地下井12的方向移动。当延长构件26在管道20内以管道20的行程长度21延伸时，延长构件26可以改变方向，并沿离开地下井12的方向移动。
在具有单向阀30的图5的实施例中，单向阀30示出为带有球体 40和阀座42的球形止回阀。在可选实施例中，单向阀30可以是本领域中已知的其他类型的单向阀。当阀体28沿进入地下井12的方向移动时，单向阀30位于打开位置，并且流体穿过单向阀30的阀门开口32并进入到阀体28内。然后，流体可以进入到延长构件26的孔44内。当沿离开地下井12的方向移动阀体28时，单向阀30移动到关闭位置，并且流体不能穿过阀门开口32。因此，当沿离开地下井12的方向移动阀体28时，延长构件26和阀体28内的流体沿离开地下井12的方向移动，并且可以被生产到地面。
在具有循环阀34的图5的实施例中。在将延长构件26下降到管道20内时，循环阀34可以位于关闭位置，并且在沿离开地下井12的方向移动延长构件26时，循环阀34可以位于打开位置。在关闭位置，循环阀34防止延长构件26的外径和管道20的内径之间的内环形空间 38中的流体与延长构件26的孔44内的流体连通。在将延长构件26下降到管道20内时，抽汲皮碗46下方的流体将进入孔44，并被生产到地面。延长构件26的向上移动将打开循环阀34，以允许孔44内的流体与内环形空间38连通，从而提供延长构件26的容易收回。
因为管道20在沿着管道20的行程长度21上不存在内径限制装置 (内径限制装置具有小于延长构件26的外径的内径开口)，所以延长构件26可以在行程上往复运动，该行程的整个行程长度21从与管道 20的顶端处的表面14接近的上方位置延伸到下方位置，以便将流体从地下井12中抽出，从而提供有效的泵送系统。阀体可以根据需要沿着行程长度21往复移动多次直到管道20和近井筒区域不存在重钻、完井或其他流体并且地下井12可以向地面采油。
参见图6至图8，延长构件26可以是例如连续油管等中空构件。杆50在延长构件26内延伸。杆50可由各个杆、连续抽油杆或钢丝组成，这些部件具有足够刚度和强度以使阀体28进行往复运动。杆50 可以借助中心定位器62居中定位在延长构件26内，以防止杆50与延长构件26的内径表面接合，从而减少杆50和延长构件26二者上的磨损。
阀体28是大致圆筒形的构件，该构件被固定到杆50的端部并位于延长构件26的端部。阀体28具有与延长构件26的孔44流体连通的内部。在图6的实施例中，阀体28是泵柱塞，并且延长构件26的端部限定有泵筒52。阀体28位于筒52内。阀体28的外径与筒52的内径密封地接合。
在图6的实施例中，阀体28具有两个单向阀30，即下单向阀54 和上单向阀56。沿离开地下井12的方向移动杆50会关闭下单向阀54 并打开上单向阀56，并且阀体28内的流体移动离开阀体28并进入延长构件26内。沿进入地下井12的方向移动杆50会打开下单向阀54并关闭上单向阀56，并且地下井12内的流体移动到阀体28内。作为选择，沿离开地下井12的方向移动杆50可以关闭下单向阀54和上单向阀56这两者，以沿离开地下井12的方向移动阀体28内的流体，并且沿进入地下井12的方向移动杆50会打开下单向阀54和上单向阀56 二者，使得地下井12内的流体移动到阀体28内。以这种方式，杆50 可以在延长构件26内进行往复运动，以将地下井12内的流体泵送到地面。
参见图6，单向阀30示出为带有球体和阀座的球形止回阀。在可选实施例中，单向阀30可以是本领域中已知的其他类型的单向阀，例如瓣阀。
因为管道20在沿着管道20的行程长度21上不存在内径限制装置 (内径限制装置具有小于延长构件26的外径的内径开口)，所以延长构件26可以沿着整个行程长度21从与管道20的顶端处的表面14接近的上方位置向下方位置下降到管道20内，并且可以被再次有效地移除，而无需设置和取回附加部件。
参见图7至图8，延长构件26(示出为连续油管)盘绕在连续油管卷筒58上。因为流体移除系统10是临时系统，所以在流体移除系统10的操作期间延长构件26的外端可以保持为盘绕在连续油管卷筒 58上。杆50可以在离开地下井12的方向与进入地下井12的方向之间进行往复运动，其中，液压线性泵60位于地面14处并被附接到连续油管卷筒58的端部。
参见图1至图8，在操作实例中，为了在启动操作期间利用流体移除系统10的实施例从地下井中移除流体，可以使延长构件26以管道20的行程长度21下降到地下井12的管道20内至下方位置。在阀体28沿进入地下井12的方向移动时，流体可以穿过阀门开口32并进入阀体28。然后，阀体28可以沿离开地下井12的方向移动，该往复动作使流体沿离开地下井12的方向移动。因为管道20在行程长度21 上不存在管道内径限制装置(管道内径限制装置具有小于延长构件26 和阀体28的外径的内径开口)，所以阀体28可以在与管道20的顶端接近的上方位置与下方位置之间自由移动。在某些实施例中，延长构件26可以沿着整个行程长度21进行往复运动。
在延长构件26是连续油管或卷绕杆的情况下，可以通过从卷筒展开延长构件26来实现将延长构件26下降到管道20内，并且沿离开地下井12的方向移动阀体28可以包括将延长构件26重新卷绕到卷筒上。因为流体移除系统10可以用作临时系统，所以在流体移除操作期间延长构件26的一部分可以保持为盘绕在卷筒上。
因此，本文公开了当现有储层压力不足以将流体举升到地面并且需要外部举升能量时启动井生产的系统和方法。本发明的系统和方法的某些实施例将提供用作泵筒的生产管道或用作筒的整个长度的连续油管，使得行程长度仅限于生产管道的长度。使用连续油管单元动力和卷筒实现某些实施例的往复动作。如果需要，本文描述的系统和方法可以用于临时应用或用于长期应用。
因此，本文所述的各个实施例良好地适于实施该目的，并得到上述结果和优点以及本文固有的其他结果和优点。虽然已为了公开而给出本发明的现有优选实施例，但为了得到期望结果，在过程的细节中存在许多种改变。本领域的技术人员将容易地想起这些和其他类似变型例，并且这些和其他类似变型例意图被包含在本发明所公开的实施例的精神以及所附权利要求的范围中。
Claims (32)
1.一种从地下井中移除流体的方法，所述方法包括：
将延长构件以所述地下井的管道的行程长度下降到所述管道内至下方位置，所述延长构件具有位于所述延长构件的端部处的柱塞，其中，在所述柱塞沿进入所述地下井的方向移动时，所述流体穿过所述柱塞的外表面与所述管道的内径表面之间的间隙；以及
在所述柱塞的所述外表面与所述管道的所述内径表面密封地接合的情况下，沿离开所述地下井的方向移动阀体，以将所述流体从所述地下井中举升出来；其中
在将所述延长构件下降到所述地下井管道内时从卷筒展开所述延长构件；
沿离开所述地下井的方向移动所述阀体包括将所述延长构件重新卷绕到所述卷筒上；
在所述延长构件位于所述下方位置处时所述延长构件的一部分保持为盘绕在所述卷筒上；以及
利用位于地面处的液压线性泵使所述延长构件从所述卷筒展开和重新卷绕到所述卷筒上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述延长构件选自由杆、连续油管、缆线和钢丝构成的组。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述柱塞是所述阀体，并且在沿进入所述地下井的方向移动所述阀体时，所述流体穿过单向阀的阀门开口并进入所述阀体。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，沿离开所述地下井的方向移动所述阀体包括：将所述单向阀移动到关闭位置，使得所述流体不能穿过所述阀门开口。
5.一种从地下井中移除流体的方法，所述方法包括：
将延长构件以所述地下井的管道的行程长度下降到所述管道内至下方位置，所述延长构件具有位于所述延长构件的端部处的阀体，其中，在所述阀体沿进入所述地下井的方向移动时，所述流体穿过单向阀的阀门开口并进入所述阀体；以及
沿离开所述地下井的方向移动所述阀体，使得所述单向阀移动到关闭位置，并且使得所述流体不能穿过所述阀门开口，以沿离开所述地下井的方向移动所述流体；其中
所述管道沿着所述行程长度不存在限制所述延长构件的移动的管道内径限制装置，使得所述延长构件在与所述管道的顶端接近的上方位置与所述下方位置之间自由移动；并且
来自所述地下井的流体通过所述延长构件被采出；
将所述延长构件下降到所述地下井的所述管道内包括从卷筒展开所述延长构件，
沿离开所述地下井的方向移动所述阀体包括将所述延长构件重新卷绕到所述卷筒上；
在所述延长构件位于所述下方位置处时所述延长构件的一部分保持为盘绕在所述卷筒上；以及
利用位于地面处的液压线性泵使所述延长构件从所述卷筒展开和重新卷绕到所述卷筒上。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述延长构件是连续油管。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述延长构件是杆。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述延长构件移动离开所述地下井时，所述阀体与所述管道的内径表面密封地接合。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述延长构件移动到所述地下井内以及在所述延长构件移动离开所述地下井时，所述阀体与所述管道的内径表面密封地接合。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述阀体被固定在所述延长构件的所述端部。
11.根据权利要求5所述的方法，还包括：
杆，其在所述延长构件内延伸，其中，沿离开所述地下井的方向移动所述阀体包括沿离开所述地下井的方向移动所述杆。
12.一种从地下井中移除钻取和完井流体的方法，所述方法包括：
将延长构件以所述地下井的管道的行程长度下降到所述管道内至下方位置，所述延长构件具有位于所述延长构件的端部处且被固定至所述端部的阀体，其中，在所述延长构件沿进入所述地下井的方向移动时，所述流体穿过单向阀的阀门开口并进入所述阀体；
沿离开所述地下井的方向移动所述延长构件，使得所述单向阀移动到关闭位置，并且使得所述流体不能穿过所述阀门开口，以沿离开所述地下井的方向移动所述流体，所述延长构件沿离开所述地下井的方向移动整个行程长度；以及
沿进入所述地下井的方向和离开所述地下井的方向移动所述延长构件，直到井筒中不存在所述钻取和完井流体，然后从所述地下井中移除所述延长构件，以在不具有所述延长构件的情况下使所述地下井的所述流体生产到地面。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在沿离开所述地下井的方向移动所述延长构件时，所述阀体的外径与所述管道的内径密封地接合。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述阀体与所述延长构件的外径和所述管道的所述内径之间的环形空间流体连通，从而沿离开所述地下井的方向移动所述延长构件来使所述环形空间内的所述流体沿离开所述地下井的方向移动。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述延长构件是连续油管，并且其中
在将所述延长构件下降到所述地下井管道内时从卷筒展开所述延长构件；
沿离开所述地下井的方向移动所述阀体包括将所述延长构件重新卷绕到所述卷筒上；
在所述延长构件位于所述下方位置处时所述延长构件的一部分保持为盘绕在所述卷筒上；以及
利用位于地面处的液压线性泵使所述延长构件从所述卷筒展开和重新卷绕到所述卷筒上。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，固定阀位于所述管道内的所述管道的所述行程长度的轴向下方，并且当将所述延长构件下降到所述地下井的所述管道内时，所述固定阀防止所述流体离开所述管道的底端。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，当将所述延长构件下降到所述地下井的所述管道内以及当沿离开所述地下井的方向移动所述延长构件时，所述阀体的外径与所述管道的内径密封地接合。
18.一种从地下井中移除钻取和完井流体的方法，所述方法包括：
在管道内的所述管道的行程长度的轴向下方设置固定阀；
将中空的延长构件以所述管道的所述行程长度下降到所述地下井的所述管道内至与所述管道的底端接近的下方位置，其中，当将所述延长构件下降到所述地下井的所述管道内时，所述固定阀防止所述流体离开所述管道的底端，并且在将中空的所述延长构件下降到所述管道内时，阀体的外径与所述管道的内径密封地接合，从而使所述流体沿离开所述地下井的方向移动通过所述延长构件；
沿离开所述地下井的方向移动所述延长构件，其中，在沿离开所述地下井的方向移动所述延长构件时，所述阀体的所述外径与所述管道的所述内径密封地接合，其中所述延长构件沿离开所述地下井的方向移动整个行程长度；以及
沿进入所述地下井的方向和离开所述地下井的方向移动所述延长构件，直到井筒中不存在所述钻取和完井流体，然后从所述地下井中移除所述延长构件，以在不具有所述延长构件的情况下使所述地下井的所述流体采出到地面。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在将中空的所述延长构件下降到所述管道内时，所述延长构件的循环阀位于关闭位置，并且在沿离开所述地下井的方向移动所述延长构件时，所述循环阀位于打开位置。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述延长构件沿进入所述地下井的方向移动时，所述流体穿过单向阀的阀门开口并进入所述阀体，并且在沿离开所述地下井的方向移动所述延长构件时，所述单向阀移动到关闭位置，并且所述流体不能穿过所述阀门开口。
21.一种从地下井中移除钻取和完井流体的方法，所述方法包括：
将中空的延长构件以所述地下井的管道的行程长度下降到所述管道内至下方位置，所述延长构件具有位于所述延长构件的端部处的筒体，其中，杆在所述延长构件内延伸，并且所述杆具有位于所述杆的端部且位于所述筒体内的阀体；
使所述杆在离开所述地下井的方向与进入所述地下井的方向之间进行往复运动，使得：
沿离开所述地下井的方向移动所述杆使下单向阀关闭并使上单向阀打开，并且所述阀体内的所述流体移动离开所述阀体，并进入所述延长构件；和
沿进入所述地下井的方向移动所述杆使所述下单向阀打开并使所述上单向阀关闭，并且所述地下井内的所述流体移动到所述阀体内；以及
沿进入所述地下井的方向和离开所述地下井的方向移动所述杆，直到井筒中不存在所述钻取和完井流体，然后从所述地下井中移除所述杆，以在不具有所述杆的情况下使所述地下井的所述流体采出到地面；
所述管道沿着所述行程长度不存在限制所述延长构件的移动的管道内径限制装置，使得所述延长构件在与所述管道的顶端接近的上方位置与下方位置之间自由移动。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述延长构件是连续油管，并且在位于连续油管卷筒的端部处的表面处的液压线性泵使所述杆在离开所述地下井的方向与进入所述地下井的方向之间进行往复运动。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述杆选自由连续抽油杆或钢丝组成的组。
24.根据权利要求21所述的方法，还包括：将所述杆居中定位在所述延长构件内，以防止所述杆与所述延长构件的内径表面接合。
25.一种用于地下井的流体移除系统，用于从所述地下井中移除钻取和完井流体，所述流体移除系统具有：
延长构件，其尺寸设定为以所述地下井的管道的行程长度下降到所述管道内至与所述管道的底端接近距离的下方位置；
阀体，其位于所述延长构件的端部；
单向阀，其能在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，随着所述阀体移动到所述地下井内，所述流体能穿过阀门开口并进入所述阀体内，在所述关闭位置，随着所述阀体移动离开所述地下井，所述流体不能穿过所述阀门开口；其中
所述管道沿着所述行程长度不存在管道内径限制装置，使得所述延长构件能在与所述管道的顶端接近的上方位置与所述下方位置之间自由移动；以及
所述延长构件能够从所述地下井中移除，使得在井筒中不存在所述钻取和完井流体之后，在不具有所述延长构件的情况下使所述地下井的所述流体采出到地面。
26.根据权利要求25所述的流体移除系统，其中，在流体移除操作期间，所述延长构件的一部分保持为盘绕在卷筒上，并且利用位于地面处的液压线性泵使所述延长构件从所述卷筒展开和重新卷绕到所述卷筒上。
27.根据权利要求25所述的流体移除系统，其中，所述延长构件是连续油管。
28.根据权利要求25所述的流体移除系统，其中，所述延长构件选自由杆、缆线和钢丝组成的组。
29.根据权利要求25所述的流体移除系统，其中，在所述延长构件移动离开所述地下井时，所述阀体与所述管道的内径表面密封地接合。
30.根据权利要求25所述的流体移除系统，其中，在所述延长构件移动到所述地下井内以及在所述延长构件移动离开所述地下井时，所述阀体与所述管道的内径表面密封地接合。
31.根据权利要求25所述的流体移除系统，其中，所述阀体被固定在所述延长构件的所述端部。
32.根据权利要求25所述的流体移除系统，还包括：
杆，其在所述延长构件内延伸，其中，所述阀体被固定到所述杆的端部。
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