CN110537001B - 具有井下流动致动泵的双壁连续油管 - Google Patents

Abstract

双壁连续油管组件用来将流动致动泵设置到井筒中。双壁连续油管组件包括内连续油管管柱和外连续油管管柱。

Description

具有井下流动致动泵的双壁连续油管

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年4月17日提交的美国申请号15/488923的权益，该申请以引用方式全文并入本文。

发明背景

技术领域

本发明总体上涉及使用连续油管的管柱将流动致动泵设置到井筒中以及此类泵的操作。

背景技术

井下泵用于从地下位置泵送烃类流体和/或水。电潜泵(“ESP”)需要从地面向它们供应电力。典型的ESP组件包括安装到电动马达的离心泵。电力电缆从地面延伸到ESP组件的马达。

也已知利用活塞或柱塞来使流体流动的流动致动泵，这与离心泵送机构相反。流动致动泵在标题为“Hydraulic Pump System for Deliquifying Low Rate Gas Wells”的美国专利号7,789,131中描述。131专利属于本发明的受让人并且特此以全文引用的方式并入。131专利中所描述的流动致动泵使用从地面供应的动力流体来操作泵送机构，而不是电力。大多数的流动致动泵会利用所产生的井筒流体(水、气体等)返回排出的动力流体。然而，一些流动致动泵可以具有用于排出的动力流体和井筒流体的单独出口。

双壁油管已经用于海底应用中以提高来自定位在海床上而不是直接定位到井中的泵的生产流体。这样的装置在Herd等人的美国专利公布2003/0170077中描述。然而，迄今为止，双壁连续油管尚未成功地结合流体驱动或流动致动泵用于地下井筒中或用于使气井脱水。与地下井筒相关联的高压高温状况使得使用升管和挠性油管是不切实际的。

发明内容

本发明提供了用于使用下井装置将流动致动泵设置到井筒中的系统和方法，所述下井装置结合双壁连续油管下井管柱，所述双壁连续油管下井管柱具有内连续油管管柱和外连续油管管柱。描述了流体泵送装置，其中所述双壁连续油管下井管柱支撑所述流动致动泵并且提供第一流体流动路径和第二流体流动路径，以用于所述泵与地面之间的流体连通。环空限定在所述外连续油管管柱与所述井筒的壁之间。所述环空充当所述流体泵送装置的第三流体流动路径。

根据第一描述的实施方案，流动致动泵与所述下井管柱相互连接，使得动力流体经由所述第一流体流动路径提供到所述泵，并且生产流体经由所述第二流体流动路径返回。排出的动力流体经由所述第三流体流动路径返回。

根据第二描述的实施方案，流动致动泵与所述下井管柱相互连接，使得动力流体经由所述第一流体流动路径提供到所述泵，并且排出的动力流体经由所述第二流体流动路径返回。生产流体经由所述第三流体流动路径返回。在其中所述流动致动泵属于仅提供用于混合的水和动力流体的单个出口的类型的情况下，所述第二流动路径和所述第三流动路径中的任一者或两者可以用来将混合的流体返回到地面。

描述了一个实施方案，其中所述流动致动泵区域性隔离，使得可以通过所述双壁连续油管下井管柱生产封隔器下方的流体。

附图说明

本领域的普通技术人员将容易理解本发明的优点和其他方面，因为通过参考以下详细描述并结合附图考虑，这些优点和其他方面变得更好理解，在附图中，相似的附图标记贯穿若干附图指示相似或类似的元件，并且其中：

图1是根据本发明的在其内设置由流体泵送组件的示例性井筒的侧视截面图。

图2是图1的流体泵送组件的流动致动泵部分和相关联部件的放大截面图。

图3是沿着图2中的线3-3截取的截面图。

图4是在其内设置有可选的双壁连续油管下井装置与流动致动泵的井筒的侧视截面图。

具体实施方式

如本文所使用的术语“双壁”意图广义地指代其中内管柱或构件径向地定位在外管柱或构件内以提供双壁油管结构的装置。不考虑内管柱和外管柱是否同轴或5同心，结构可以是双壁的。

图1描绘了已经穿过地表12从地面14向下钻到含烃地层16的示例性井筒10。期望将流体从地层16泵送到地面14。应注意，尽管井筒10被示为基本上竖直的井筒，但实际上，它可以具有倾斜或水平地定向的部分。井筒10以本领域中已知的方式用金属套管18作内衬。射孔20穿过套筒18并进入地层16中。在所描绘的实施方案中，地层16是含有水22的气层。期望从地层16移除水22。

在图1所示的装置中，通常以24指示的流体泵送装置设置在井筒10内。流体泵送装置20用于从诸如地层16的地下位置移除流体。在所描绘的实施方案中，期望将水22从井筒10泵送到地面14。流体泵26位于地面14处并且可操作以通过流体泵送组件24将流体向下泵送。

流体泵送装置24包括流动致动泵28和双壁连续油管下井管柱30。流动致动泵28是通过由泵26从地面14泵送的动力流体液压驱动的非电动流体泵。流动致动泵28可以是在标题为“Hydraulic Pump System for Deliquifying Low Rate Gas Wells”的美国专利号7,789,131中描述的那种类型的泵。'131专利属于本申请/本专利的受让人并且特此以全文引用的方式并入。131专利中描述的泵返回与所产生的井筒流体混合的排出的动力流体。因此，它仅需要返回到地面14的单个流动路径。然而，流动致动泵28也可以是通过分开返回排出的动力流体和所产生的流体进行操作的泵。在这种情况下，泵28将需要返回到地面14的两个单独的流动路径。在操作中，水22被吸入流动致动泵28的流体入口32中并且在泵28的上部轴向端附近离开，如将描述。

现在参考图2和图3，双壁连续油管下井管柱30包括内连续油管管柱34和径向地环绕内连续油管管柱34的外连续油管管柱36。内连续油管管柱34沿着其长度限定中心轴向流体流动路径。进而沿着这个中心轴向流体流动路径限定第一流体流动路径38。外连续油管管柱36沿着其长度限定外连续油管流体流动路径，并且第二流体流动路径40径向地限定在内连续油管管柱34与外连续油管管柱36之间。内连续油管管柱34和外连续油管管柱36的示例性尺寸为：对于连续油管管柱34，1.25"O.D.×0.125"壁厚度，并且对于外连续油管管柱36，2.375"O.D.×0.156"壁厚度。然而，这些尺寸仅仅是示例性的，并且可以使用其他尺寸。内连续油管管柱34和外连续油管管柱36通常在地面和井下端部处机械地连接在一起，并且这两者将从井口悬挂。因此，两个管柱34、36可以有助于支撑流动致动泵28以及内连续油管管柱34和外连续油管管柱36的重量。第三流体流动路径42由外连续油管管柱36与套管18之间的环空形成。三个单独的流体流动路径38、40和42的存在允许用来致动流动致动泵28的动力流体向下流到流动致动泵28并返回到地面14。

图2示出了第一示例性流体泵送装置，其中用来致动流动致动泵28的动力流体通过第一流体流动路径38向下流动，如由箭头44所示。排出的动力流体经由第二流体流动路径40流回到地面14(箭头46)。水22经由第三流体流动路径42流到地面14，如由箭头48所示。在其中流动致动泵28属于仅提供用于混合的水22和动力流体的单个出口的类型的情况下，第二流动路径40和第三流动路径42中的任一者或两者可以用来将混合的流体返回到地面14。

根据第二示例性流体泵送装置，动力流体通过第一流体流动路径38向下流动。水22经由第二流体流动路径40流到地面14。排出的动力流体经由第三流体流动路径42流回到地面14。同样，如果流动致动泵28属于仅提供用于混合的水22和动力流体的单个出口的类型，则第二流动路径40和第三流动路径42中的任一者或两者可以用来将混合的流体返回到地面14。

组装的双壁连续油管组件30可以缠绕到本领域已知类型的连续油管卷轴上，以用于保持连续油管的卷筒并运输到井场以供使用。诸如泵28的流动致动泵组件然后附连到连续油管组件30并以常规方式进入井筒10中。

可以通过将内连续油管管柱34插入外连续油管管柱36中来组装双壁连续油管组件30。组装的双壁连续油管组件30可以缠绕到本领域已知类型的连续油管卷轴上，以用于保持连续油管的卷筒并运输到井场以供使用。流动致动泵28然后附连到连续油管组件30并进入井筒10中。

本发明提供了从井筒中的地下位置泵送流体的方法。根据这些方法，将流体泵送装置24设置到井筒10中，使得泵28定位在期望从中移除流体(水22)的地层16附近。然后由泵26将动力流体通过第一流体流动路径38泵送到泵28，以致动泵28来使水22经由第二流动路径40或第三流动路径42流到地面14。排出的动力流体经由第二流动路径40或第三流动路径42返回到地面14。

图4示出了用于从井筒10人工提升烃生产流体的示例性流体泵送装置50。图4的流体泵送装置50包括封隔器52，所述封隔器抵靠套管18设置以隔离在封隔器52下方的流动致动泵28。流体泵送装置28的流动致动泵28由双壁连续油管下井管柱组件30携载。双壁连续油管组件30包括内连续油管管柱34和外连续油管管柱36。在这种情况下，流动致动泵28属于提供流体输出的类型，所述流体输出是混合的排出动力流体和要生产的井流体。第一流体流动路径38径向地限定在内连续油管管柱34内，并且第二流体流动路径40径向地限定在内连续油管管柱34与外连续油管管柱36之间。

可以看出，示例性泵送装置50允许井筒内的区域性隔离，并且准许流体容易流过井筒10内的封隔器52。流动致动泵28可以安装在某一深度处，并且一个或多个封隔器52用来隔离在流动致动泵28上方和下方的井流体。封隔器52下方的井流体可以由流动致动泵28提升而经由第二流动路径40经过封隔器52。

出于说明和解释的目的，前述描述涉及本发明的特定实施方案。然而，对本领域的技术人员将显而易见的是，在没有脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对上文阐述的实施方案进行许多更改和变化。

Claims (4)

1.一种用于从井筒中的地下位置泵送井筒流体的流体泵送装置，所述流体泵送装置包括：

流动致动泵，所述流动致动泵包括流体入口；

双壁连续油管下井管柱，所述双壁连续油管下井管柱用于将所述流动致动泵设置到所述井筒中，所述双壁连续油管下井管柱具有：

内连续油管管柱，所述内连续油管管柱沿着所述内连续油管管柱的长度限定沿着中心轴向路径的第一流体流动路径；以及

外连续油管管柱，所述外连续油管管柱径向地环绕所述内连续油管管柱，所述内连续油管管柱和所述外连续油管管柱限定在所述内连续油管管柱与所述外连续油管管柱之间的第二流体流动路径；

其中，第三流体流动路径径向地限定在所述外连续油管管柱与所述井筒的壁之间；

其中，动力流体通过所述第一流体流动路径流到井下以致动所述流动致动泵，以经由所述流体入口将井筒流体抽吸到所述第二流体流动路径中，其中，所述井筒流体经由所述第二流体流动路径流到地面；并且

其中，排出的动力流体流动通过所述第三流体流动路径。

2.如权利要求1所述的流体泵送装置，其中所述井筒流体是水。

3.如权利要求1所述的流体泵送装置，所述流体泵送装置还包括封隔器，所述封隔器用于在所述井筒内区域性隔离所述流动致动泵。

4.一种从井筒中的地下位置泵送井筒流体的方法，所述方法包括以下步骤：

将具有流体入口的流动致动泵固定到双壁连续油管下井管柱，所述双壁连续油管下井管柱包括内连续油管管柱和外连续油管管柱；

将所述双壁连续油管下井管柱和所述流动致动泵从地面位置延伸到所述井筒中，以限定位于所述内连续油管管柱内的第一流体流动路径、径向地限定在所述内连续油管管柱与所述外连续油管管柱之间的第二流体流动路径、和在所述外连续油管管柱与所述井筒的壁之间的第三流动路径；

使动力流体通过所述第一流体流动路径流到井下以致动所述流动致动泵，以经由所述流体入口将所述井筒流体抽吸到所述第二流体流动路径中，其中，所述井筒流体经由所述第二流动路径流到地面；以及

使排出的动力流体通过所述第三流体流动路径流到地面。

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