DE112017001132T5

DE112017001132T5 - Vorrichtung, System und Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift

Info

Publication number: DE112017001132T5
Application number: DE112017001132.9T
Authority: DE
Inventors: Russell Dinkins Walter; Richard Bennett Bruce; Farrar Hedges John
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-11-15
Also published as: CA3015534A1; WO2017197043A3; US10428630B2; US20180340403A1; US20170328186A1; GB201815312D0; MX2018011728A; WO2017197043A2; NO20181228A1; US10072486B2; GB2564977A; BR112018069905A2; CA3015534C

Abstract

Eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift. Ein aktives Bohrlochabschlusssystem mit künstlichem Lift beinhaltet einen Pumpenablauf des künstlichen Lifts, einen Ablaufadapterkörper, der zwischen dem Pumpenablauf des künstlichen Lifts und einem Versorgungsschlauch gesichert ist, wobei der Ablaufadapterkörper einen elektrischen Verbinder beinhaltet, der an einer Außenseite des Ablaufadapterkörpers befestigt ist, wobei ein Innendurchmesser des Ablaufadapterkörpers fluidisch an den Pumpenablauf des künstlichen Lifts gekoppelt ist, wobei der Versorgungsschlauch Folgendes beinhaltet: eine Rohrschlange, die stützend von einer Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung innerhalb eines Bohrlochkopfs hängt, wobei die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung in einer Rohrkopfspule positioniert ist, wobei ein Innendurchmesser der Rohrschlange fluidisch an den Innendurchmesser des Ablaufadapterkörpers gekoppelt ist, eine Hülle, die die Rohrschlange umgibt, und ein Stromkabel, das innerhalb der Hülle extrudiert ist, wobei das Stromkabel zwischen dem elektrischen Verbinder des Ablaufadapterkörpers und einer Oberflächenstromquelle verbunden werden kann.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
GEBIET DER ERFINDUNG
Vorliegend beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsformen beziehen sich auf das Gebiet des Abschlusses von Kohlenwasserstoffbohrlöchern. Insbesondere, jedoch nicht einschränkend, ermöglichen eine oder mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift.
BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDS DER TECHNIK
In Öl- und Gasbohrlöchern ist der Abschluss der Prozess dafür, das Bohrloch bereit für die Produktion zu machen. Der Abschlussprozess involviert herkömmlicherweise das Vorbereiten des Bodens des Lochs für die erforderlichen Spezifikationen, Einfahren in das Produktionsrohr und der zugehörigen Bohrlochwerkzeuge sowie Perforieren und Stimulieren nach Bedarf. In vielen Bohrlochanwendungen, insbesondere in Gasbohrlöchern oder Bohrlöchern, die Wasserstoffsulfid enthalten, ist eine Fluid- und Druckregelung wünschenswert, um die Produktion von der Ausbildung zu verbessern. Aktuelle Verfahren zur Installation einer künstlichen Hebevorrichtung erfordern schwere Kill-Fluide, um den Druck während der Aufwältigung zu regulieren. Allerdings können Kill-Fluide die Anordnung beschädigen, was zu einer geringeren Produktivität des Bohrlochs nach der Aufwältigung und dem Einsatz führt. Zusätzlich kann die Druckregelung zeitaufwendig sein, was zu den Aufwältigungskosten in entfernten und ablandigen Bereichen hinzukommt.
Künstliche Liftbaugruppen, wie etwa elektrische Tauchpumpen(electric submersible pump - ESP)-Baugruppen und elektrische Exzenterschneckentauchpumpen(electric submersible progressive cavity pump - ESPCP)-Baugruppen werden verwendet, um Fluid aus dem Bohrloch zur Oberfläche zu pumpen. Herkömmlicherweise werden künstliche Liftbaugruppen unter Verwendung von Kill-Fluiden für einen Schutz vor unkontrolliertem Fluss eingesetzt, wobei Bohrlochabsperrventile als Sicherungsschutz für den Fall, dass Bohrlochfluid zur Oberfläche zu fließen beginnt, verwendet werden. Bei dieser herkömmlichen Einsatztechnik ist das Bohrloch während der Positionierung und Verbindung der Pumpe offen. In Bohrlöchern mit signifikanten Konzentrationen von Schwefelwasserstoff (H₂S) kann ein offenes Bohrloch Sicherheitsgefahren darstellen, da H₂S giftig, ätzend, brennbar und explosiv ist. Zusätzlich sind Kill-Fluide für die Bohrlochproduktion schädlich, indem die Produktivität des Bohrlochs begrenzt wird.
Der herkömmliche Einsatz von künstlichen Liftbaugruppen verwendet außerdem Service- oder Aufwältigungsanlagen, die hinsichtlich der Höhe begrenzt, kostenintensiv und schwierig zu mobilisieren sind. Dies kann zu Verzögerungen beim Einsatz aufgrund von Schwierigkeiten beim Planen und bei der Ausführung führen.
Künstliche Liftbaugruppen, wie etwa ESP oder ESPCP, arbeiten typischerweise mit ihren Motoren Tausende von Metern unter der Erdoberfläche, und der Pumpenmotor erfordert Energie. Somit erstreckt sich ein Stromkabel vom Bohrmotor zu einer Energiequelle an der Oberfläche des Bohrlochs. Diese Stromkabel sind typischerweise zwischen ungefähr 4.000 und 12.000 Fuß lang, je nach Bohrlochtiefe, da sich das Kabel von der Tiefe innerhalb des Bohrlochs zur Oberfläche, wo sich die Energiequelle befindet, erstrecken muss. Das Stromkabel ist herkömmlicherweise an die Außenseite des Produktionsrohrs gebunden oder geklemmt, was die Druckregelung weiter begrenzt, da sich keine enge Dichtung zwischen dem Pumpenausrüstungsstrang und dem Loch oder Bohrlochgehäuse bilden kann. Dies kann Druckregelungsoptionen begrenzen, da sich keine enge Dichtung um das Produktionsrohr und den ESP-Kabelstrang bilden kann, und den Bedarf nach Kill-Fluid während des Einsatzes erhöhen, was unerwünscht ist, da Kill-Fluid die Bohrlochproduktion nachteilig beeinflusst.
Wie anhand des Vorstehenden ersichtlich, erfahren derzeitige Bohrlochabschlusssysteme viele Nachteile, einschließlich Schwierigkeiten bei der Druckregelung, der Verwendung von Kill-Fluiden und Kosten- und Planungsbegrenzungen aufgrund des Bedarfs nach Bohrloch-Service-Anlagen. Aus diesem Grund gibt es einen Bedarf nach einer/einem verbesserten Vorrichtung, System und Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift.
KURZDARSTELLUNG
Eine oder mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen ermöglichen eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift.
Es werden eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift beschrieben. Eine veranschaulichende Ausführungsform eines aktiven Bohrlochabschlusssystems mit künstlichem Lift beinhaltet einen Pumpenablauf des künstlichen Lifts, einen Ablaufadapterkörper, der zwischen dem Pumpenablauf des künstlichen Lifts und einem Versorgungsschlauch gesichert ist, wobei der Ablaufadapterkörper einen elektrischen Verbinder beinhaltet, der an einer Außenseite des Ablaufadapterkörpers befestigt ist, wobei ein Innendurchmesser des Ablaufadapterkörpers fluidisch an den Pumpenablauf des künstlichen Lifts gekoppelt ist, wobei der Versorgungsschlauch Folgendes beinhaltet: eine Rohrschlange, wobei die Rohrschlange stützend von einer Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung innerhalb eines Bohrlochkopfs hängt, wobei die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung an einer Rohraufhängevorrichtung gesichert ist, wobei die Rohraufhängevorrichtung und die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung in einer Rohrkopfspule positioniert sind, wobei ein Innendurchmesser der Rohrschlange fluidisch an den Innendurchmesser des Ablaufadapterkörpers gekoppelt ist, eine Hülle, die die Rohrschlange umgibt, und ein Stromkabel, das innerhalb der Hülle extrudiert ist, wobei das Stromkabel zwischen dem elektrischen Verbinder des Ablaufadapterkörpers und einer Oberflächenstromquelle verbunden werden kann. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das aktive Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift eine mehrstufige Kreiselpumpe, die an den Pumpenablauf des künstlichen Lifts gekoppelt ist, wobei die mehrstufige Kreiselpumpe von einem elektrischen Tauchmotor angetrieben wird, wobei der elektrische Tauchmotor elektrisch an den elektrischen Verbinder des Ablaufadapterkörpers gekoppelt ist. In bestimmten Ausführungsformen erstrecken sich ein Motoranschlusskabel, der elektrische Verbinder und das Stromkabel zusammen zwischen dem elektrischen Tauchmotor und der Oberflächenstromquelle, um dem elektrischen Tauchmotor Strom bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen ist die mehrstufige Kreiselpumpe in einem Bohrloch positioniert und die mehrstufige Kreiselpumpe fördert Produktionsfluid durch den Pumpenablauf, durch den Innendurchmesser des Ablaufadapterkörpers und durch den Innendurchmesser der Rohrschlange des Versorgungsschlauchs. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das aktive Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift eine Vielzahl der Stromkabel, die innerhalb der Hülle extrudiert sind, und mindestens eine stützende Rippe, die innerhalb der Hülle zwischen zwei benachbarten Stromkabeln der Vielzahl von Stromkabeln extrudiert ist. In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet das aktive Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift drei Stromphasen, die innerhalb der Hülle extrudiert sind, wobei sich jede Stromphase in zwei Stromkabel unterteilt, und wobei eine Rippe stützend zwischen den zwei Stromkabeln von jeder Stromphase in Eingriff steht. In bestimmten Ausführungsformen ist ein Kapillarrohr innerhalb der Hülle extrudiert. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das aktive Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift einen Blowout-Stopfen, der entfernbar innerhalb des Pumpenablaufs des künstlichen Lifts angebracht ist. In bestimmten Ausführungsformen ist der Blowout-Stopfen zwischen einer Blockierposition, die den Fluidstrom durch den Pumpenablauf des künstlichen Lifts verhindert, wobei der Blowout-Stopfen in einem Nippel in der Blockierposition gesichert ist, und einer offenen Position, die den Pumpenablauf des künstlichen Lifts für den Fluidstrom öffnet, wobei der Blowout-Stopfen in einer Auffangvorrichtung in der offenen Position positioniert ist, beweglich. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Hülle ein Paar von Kunststoffwänden und eine Faserfüllung zwischen dem Paar von Kunststoffwänden, wobei das Stromkabel in der Faserfüllung extrudiert ist.
Eine veranschaulichende Ausführungsform für ein Verfahren des Abschlusses eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift beinhaltet Hängen eines Versorgungsschlauchs auf einen Bohrlochkopf eines aktiven Bohrlochs, wobei der Versorgungsschlauch eine Produktionspumpe fluidisch an eine Bohrlochfläche koppelt und einen Elektromotor elektrisch an eine Oberflächenstromquelle koppelt, wobei der Elektromotor die Produktionspumpe mit Strom versorgt, wobei der Versorgungsschlauch Folgendes beinhaltet: eine Rohrschlange, die von einer Hülle umgeben ist, und Stromkabel, die innerhalb der Hülle extrudiert sind, um eine glatte Außenfläche der Hülle zu bilden, Erzeugen einer Druckdichtung innerhalb des Versorgungsschlauchs während des Einsatzes des Versorgungsschlauchs im aktiven Bohrloch, wobei die Druckdichtung innerhalb des Versorgungsschlauchs unter Verwendung eines Blowout-Stopfens erzeugt wird, der positioniert ist, um einen Ablauf der Produktionspumpe zu blockieren, und Bilden einer ringförmigen Druckdichtung während des Einsatzes der Produktionspumpe, um eine Kontrolle über das Bohrloch zu erhalten, wobei die ringförmige Druckdichtung unter Verwendung einer ringförmigen Tasche gebildet wird, die an den Bohrlochkopf gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ermöglicht die glatte Außenfläche der Hülle des Versorgungsschlauchs die Bildung der ringförmigen Druckdichtung zwischen dem Versorgungsschlauch und dem Bohrlochgehäuse. In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren für den Abschluss des aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift ferner Anbringen eines Ablaufadapterkörpers zwischen dem Versorgungsschlauch und dem Ablauf der Produktionspumpe, wobei der Ablaufadapterkörper einen Innendurchmesser der Rohrschlange fluidisch an den Produktionspumpenablauf koppelt und den Elektromotor elektrisch an die Stromkabel koppelt. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren für den Abschluss des aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift ferner Senken der Produktionspumpe zur Betriebstiefe innerhalb des aktiven Bohrlochs, wobei die Produktionspumpe unter dem Versorgungsschlauch hängt, übermäßiges Unterdrucksetzen des Blowout-Stopfens, um den Ablauf der Produktionspumpe zu entblocken, und Betreiben der Produktionspumpe, um Fluid nach oben durch den Pumpenablauf, durch den Ablaufadapterkörper und durch das Innere der Rohrschlange zu einer Oberfläche der aktiven Bohrung zu fördern. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren für den Abschluss des aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift ferner Versorgen des Elektromotors mit Energie unter Verwendung der Stromkabel innerhalb des Versorgungsschlauchs. In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet Hängen des Versorgungsschlauchs an den Bohrlochkopf Einziehen einer Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung in eine Rohraufhängevorrichtung und Aufsetzen der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung und der Rohraufhängevorrichtung auf eine Rohrkopfspule.
In weiteren Ausführungsformen können Merkmale von spezifischen Ausführungsformen mit Merkmalen von anderen Ausführungsformen kombiniert werden. Zum Beispiel können Merkmale von einer Ausführungsform mit Merkmalen von einer beliebigen der anderen Ausführungsformen kombiniert werden. In weiteren Ausführungsformen können zusätzliche Merkmale zu den vorliegend beschriebenen spezifischen Ausführungsformen hinzugefügt werden.
Figurenliste
Vorteile der vorliegenden Erfindung können dem Fachmann mit dem Vorteil der folgenden detaillierten Beschreibung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden, in denen Folgendes gilt:

1 ist eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Tauchpumpen(ESP)-Baugruppe mit einem Versorgungsleitungssystem einer veranschaulichenden Ausführungsform, das in einem Bohrloch eingesetzt wird.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Versorgungsleitungssystems einer veranschaulichenden Ausführungsform.
3A ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Pumpenablaufs mit Blowout-Stopfen in einer Blockierposition einer veranschaulichenden Ausführungsform.
3B ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Pumpenablaufs mit Blowout-Stopfen in einer Auffangvorrichtung und Produktionsfluid, das nach oben strömt.
4A ist eine perspektivische Ansicht eines Pumpenablaufs einer veranschaulichenden Ausführungsform.
4B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4B-4B aus 4A eines Pumpenablaufs einer veranschaulichenden Ausführungsform.
5A ist eine perspektivische Ansicht eines Nippels mit Blowout-Stopfen einer veranschaulichenden Ausführungsform.
5B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5B-5B aus 5A eines Nippels mit Blowout-Stopfen einer veranschaulichenden Ausführungsform.
5C ist eine Querschnittsansicht eines Nippels mit Blowout-Stopfen einer veranschaulichenden Ausführungsform.
6A ist eine perspektivische Ansicht eines Pfeils einer veranschaulichenden Ausführungsform in einer Lauf-Position.
6B ist eine perspektivische Ansicht eines Pfeils einer veranschaulichenden Ausführungsform in einer Einstell- und Dichtungsposition.
7A-7C veranschaulichen perspektivische Ansichten eines Ablaufadapterkörpers einer veranschaulichenden Ausführungsform.
8A ist eine perspektivische Ansicht eines Greifers einer veranschaulichenden Ausführungsform.
8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8B-8B aus 8A eines Greifers einer veranschaulichenden Ausführungsform.
9A ist eine perspektivische Ansicht eines Versorgungsschlauchs einer veranschaulichenden Ausführungsform.
9B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9B-9B aus 9A eines Versorgungsschlauchs einer veranschaulichenden Ausführungsform.
9C ist eine Querschnittsansicht eines Versorgungsschlauchs einer veranschaulichenden Ausführungsform.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Verbindung zwischen einem Greifer und einem Versorgungsschlauch von veranschaulichenden Ausführungsformen.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Bohrlochkopfs einer veranschaulichenden Ausführungsform nach dem Abschluss des Bohrlochs.
12A ist eine perspektivische Ansicht einer Bohrlochkopfaufhängebaugruppe einer veranschaulichenden Ausführungsform.
12B ist eine Querschnittsansicht einer Bohrlochkopfaufhängebaugruppe einer veranschaulichenden Ausführungsform.
13 ist eine Explosionsansicht einer Bohrlochkopfaufhängevorrichtung einer veranschaulichenden Ausführungsform.
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Rohrkopfspule und einer Rohraufhängevorrichtung einer veranschaulichenden Ausführungsform.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines Bohrlochkopfes mit Bohrlochabsperrventilvorrichtung einer veranschaulichenden Ausführungsform während des Abschlusses eines aktiven Bohrlochs.
16 ist eine perspektivische Ansicht für das Ziehen einer ESP-Pumpe in eine Schmiervorrichtung während des Abschlusses eines aktiven Bohrlochs einer veranschaulichenden Ausführungsform.
17 ist eine perspektivische Ansicht für das Aufsetzen einer Schmiervorrichtung auf eine Bohrlochabsperrventilvorrichtung einer veranschaulichenden Ausführungsform während eines beispielhaften Verfahrens für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs von veranschaulichenden Ausführungsformen.
18 ist eine perspektivische Ansicht für das Führen einer veranschaulichenden Ausführungsform in das Loch während eines beispielhaften Verfahrens für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs von veranschaulichenden Ausführungsformen.
19 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs von veranschaulichenden Ausführungsformen.
20 ist ein Ablaufdiagramm eines Versorgungsschlauchaufhängeverfahrens von veranschaulichenden Ausführungsformen.
21 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform einer Rohrschlangenanlage während eines Verfahrens für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs von veranschaulichenden Ausführungsformen.

Während die Erfindung gegenüber verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen anfällig ist, werden spezifische Ausführungsformen davon beispielhalber in den Zeichnungen gezeigt und können vorliegend detailliert beschrieben sein. Die Zeichnungen sind womöglich nicht maßstabsgetreu. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegend beschriebenen und in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen die Erfindung nicht auf die bestimmte offenbarte Form beschränken sollen, sondern die Absicht im Gegenteil ist, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie durch die beigefügten Patentansprüche definiert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden nun eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift beschrieben. In der folgenden beispielhaften Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein umfassenderes Verständnis der erfindungsgemäßen Ausführungsformen zu ermöglichen. Es ist für einen Durchschnittsfachmann jedoch ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung praktiziert werden kann, ohne alle Aspekte der spezifischen hier beschriebenen Details zu integrieren. In anderen Fällen wurden spezifische Merkmale, Mengen oder Messwerte, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, nicht detailliert beschrieben, um die Erfindung nicht undeutlich zu machen. Der Leser sollte beachten, dass, obwohl Beispiele der Erfindung hier dargelegt sind, die Patentansprüche und der volle Umfang von Äquivalenten die Maße und Grenzen der Erfindung definieren.
Die in dieser Patentschrift und in den beigefügten Ansprüchen verwendeten Singularformen „ein/e/es“ und „der/die/das“ umfassen auch Verweisgegenstände im Plural, sofern sich dies aus dem Zusammenhang her nicht zwingend anders ergibt. Somit beinhaltet beispielsweise eine Bezugnahme auf ein Stromkabel ein oder mehrere Stromkabel.
„Gekoppelt“ bezieht sich entweder auf eine direkte Verbindung oder eine indirekte Verbindung (z. B. mindestens eine dazwischenliegende Verbindung) zwischen einem oder mehreren Objekten bzw. einer oder mehrerer Komponenten. Der Ausdruck „direkt angebracht“ bedeutet eine direkte Verbindung zwischen Objekten oder Komponenten.
Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet der Ausdruck „äußer/e/s“ oder „außen“ die radiale Richtung zum Gehäuse eines Bohrlochs. Im Fach werden „Außendurchmesser“ (AD) und „äußerer Umfang“ manchmal äquivalent verwendet. Im vorliegenden Zusammenhang wird der Außendurchmesser verwendet, um den anderweitig sogenannten äußeren Umfang oder die äußere Fläche einer Komponente zu beschreiben, wie etwa die äußere Fläche einer Rohrschlange.
Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet der Ausdruck „inner/e/s“ oder „innen“ die radiale Richtung weg vom Gehäuse eines Bohrlochs. Im Fach werden „Innendurchmesser“ (ID) und „innerer Umfang“ manchmal äquivalent verwendet. Im vorliegenden Zusammenhang wird der Innendurchmesser verwendet, um den anderweitig sogenannten inneren Umfang oder die innere Fläche einer Komponente zu beschreiben.
Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet der Ausdruck „aktives Bohrloch“ ein Unterdruck-Bohrloch, wenn der Druck (oder die Kraft pro Flächeneinheit), der auf eine Formation ausgeübt wird, die in einem Bohrloch ausgesetzt ist, geringer ist als der innere Fluiddruck dieser Formation. Wenn ausreichende Porosität und Permeabilität vorliegen, gelangen Formationsfluide in das Bohrloch.
Im vorliegenden Zusammenhang beziehen sich die Ausdrücke „axial“ und „longitudinal“ austauschbar auf die Richtung, die sich entlang der Länge der Rohre einer künstlichen Liftbaugruppenkomponente, wie etwa einem Versorgungsschlauch oder Ablaufadapterkörper, erstreckt.
„Stromabwärts“ bezieht sich auf die Richtung im Wesentlichen mit dem Hauptstrom von Arbeitsfluid, wenn die Produktionspumpenbaugruppe in Betrieb ist. Beispielhalber, jedoch nicht einschränkend, kann die stromabwärtige Richtung in einer elektrischen Tauchpumpen(ESP)-Baugruppe in einem vertikalen Loch in Richtung der Oberfläche der Bohrung sein. Die „Oberseite“ eines Elements bezieht sich auf die am weitesten stromabwärts angeordnete Seite des Elements.
„Stromaufwärts“ bezieht sich auf die Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zum Hauptstrom von Arbeitsfluid, wenn die Produktionspumpenbaugruppe in Betrieb ist. Beispielhalber, jedoch nicht einschränkend, kann die stromabwärtige Richtung in einer ESP-Baugruppe in einem vertikalen Loch entgegengesetzt zur Oberfläche der Bohrung sein. Die „Unterseite“ eines Elements bezieht sich auf die am weitesten stromaufwärts angeordnete Seite des Elements.
Zur leichteren Beschreibung und um die Erfindung nicht undeutlich zu machen, sind veranschaulichende Ausführungsformen in Bezug auf ESP-Baugruppen beschrieben, die in Bohranwendungen verwendet werden können, bei denen Fluid- und Druckregelung gewünscht sind, um die Produktion aus einer Formation zu verbessern. Jedoch sind veranschaulichende Ausführungsformen nicht derart begrenzt und können in elektrischen Exzenterschneckentauchpumpen (ESPCP) oder anderen ähnlichen Art von elektrischem künstlichem Lift eingesetzt werden.
Veranschaulichende Ausführungsformen stellen eine Vorrichtung und Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift bereit. Veranschaulichende Ausführungsformen können einen Bohrlochabschluss ohne den Bedarf nach Kill-Fluiden bereitstellen und können eine Druckregelung während des Abschlusses von aktiven Bohrlöchern ermöglichen, wobei die Druckregelung sowohl innerhalb eines Versorgungsschlauchs als auch zwischen dem Versorgungsschlauch und dem Bohrlochgehäuse (ringförmiger Druck) stattfindet. Die Kapsel für den Abschluss der aktiven Bohrung der veranschaulichenden Ausführungsformen kann sicherheits- und zeitbezogene Probleme bei Installationen von aktiven Bohrlöchern mit künstlichem Lift reduzieren oder eliminieren, indem die Exposition gegenüber Bohrlochgasen, wie etwa H₂S, reduziert wird und der Bedarf nach einer Service-Anlage eliminiert wird. Da das Installationsverfahren der veranschaulichenden Ausführungsformen nur einen Kran und/oder eine Spulenrohranlage anstelle einer Service-Anlage erfordert, können Bereiche mit hohen Anlagenkosten oder begrenzter Anlagenverfügbarkeit von den veranschaulichenden Ausführungsformen profitieren.
Veranschaulichende Ausführungsformen stellen eine Kapsel für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs bereit, die den Einsatz der aktiven Bohrung mit vollständiger Druckregelung ermöglichen kann. Das System von veranschaulichenden Ausführungsformen beinhaltet einen verbesserten Spulenrohrversorgungsschlauch. Anstelle dass ein Stromkabel eines künstlichen Lift mit Befestigungselementen, Bändern, Abfangkeilen und/oder Klemmen an der äußeren Länge des Versorgungsschlauchs angebracht ist, beinhaltet der Versorgungsschlauch von veranschaulichenden Ausführungsformen Stromkabel des künstlichen Lifts, ein Erdungskabel und/oder Kapillaren, die innerhalb einer Hülle des Versorgungsschlauch extrudiert sind. Auf diese Weise ragen die Stromkabel nicht heraus und können eine Druckdichtung im Ring zwischen dem Versorgungsschlauch und dem Bohrlochgehäuse ermöglichen. Der Versorgungsschlauch kann zwischen dem Bohrlochkopf und einem Ablaufadapterkörper, einem Pumpenablauf und/oder einem anderen Teil des Pumpenausrüstungsstrangs im Loch verbunden sein. An der Verbindung zwischen dem Versorgungsleitungssystem und dem Pumpenablauf kann ein Blowout-Stopfen innerhalb des Pumpenablaufs positioniert sein. Der Blowout-Stopfen kann den Druck im Versorgungsschlauch aufrechterhalten, wenn ein größerer Druck im Loch als in der Atmosphäre herrscht. An der Verbindung zwischen dem Versorgungsschlauch und dem Bohrlochkopf können eine verbesserte elektrische Durchführung und Bohrlochkopfaufhängevorrichtung mit einer doppelten Funktion eingesetzt werden. Die Bohrlochkopfaufhängevorrichtung kann eine ringförmige Tasche sowie eine ringförmige Versorgungsrohraufhängevorrichtung beinhalten. Die Bohrlochkopfaufhängevorrichtung kann das Gewicht des Versorgungsschlauchs stützen sowie den Ringdruck (Druck zwischen dem Außendurchmesser des Versorgungsschlauchs und dem Bohrlochgehäuse) aufrechterhalten. Das verbesserte Versorgungssystem von veranschaulichenden Ausführungsformen kann die Bildung der Druckdichtung durch die Außenfläche der glatten Hülle, die frei von herausragenden Stromkabeln ist, ermöglichen.
Veranschaulichende Ausführungsformen können ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs beinhalten, das Verfahren für das Aufhängen des Versorgungsschlauchs und das Abtrennen des Versorgungsschlauchs integriert. Das Bohrlochkopfdesign mit ringförmiger Tasche kann die Installation und Inbetriebnahme einer ESP-Baugruppe mit einem angebrachten Versorgungssystem von veranschaulichenden Ausführungsformen ermöglichen. Ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs kann Folgendes beinhalten: Hängen eines Versorgungsschlauchs auf einen Bohrlochkopf eines aktiven Bohrlochs, wobei der Versorgungsschlauch eine Produktionspumpe fluidisch an eine Bohrlochfläche koppelt und einen Elektromotor elektrisch an eine Oberflächenstromquelle koppelt, Erzeugen einer Druckdichtung innerhalb des Versorgungsschlauchs während des Einsatzes des Versorgungsschlauchs im aktiven Bohrloch, wobei die Druckdichtung innerhalb des Versorgungsschlauchs unter Verwendung eines Blowout-Stopfens erzeugt wird, der positioniert ist, um einen Ablauf der Produktionspumpe zu blockieren, und Bildung einer Druckdichtung im Ring, außerhalb des Versorgungsschlauchs zwischen der Produktionspumpe und einem Bohrlochgehäuse während des Einsatzes der Produktionspumpe, wobei die ringförmige Druckdichtung unter Verwendung einer ringförmigen Tasche gebildet wird, die an den Bohrlochkopf gekoppelt ist.
Veranschaulichende Ausführungsformen können ein System und Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift bereitstellen. 1 veranschaulicht eine künstliche Liftbaugruppe, beinhaltend ein Versorgungsleitungssystem von veranschaulichenden Ausführungsformen, das in einem Bohrloch eingesetzt wird. 1 zeigt die künstliche Liftbaugruppe nach durchgeführtem Abschluss des aktiven Bohrlochs. 1 veranschaulicht eine ESP-Ausführungsform, jedoch kann die Erfindung gleichermaßen in einer ESPCP-Ausführungsform eingesetzt werden. die ESP-Baugruppe 100 kann sich in einem Bohrloch befinden, wobei das Gehäuse 105 die ESP-Baugruppe 100 von der unterirdischen Formation 110 trennt. Die ESP-Baugruppe 100 kann Sensoren 115 im Loch beinhalten, die Motortemperatur, Motordrehzahl und/oder andere Betriebsbedingungen im Loch und der Pumpe erfassen können. Der Motor 120 kann ein elektrischer Tauchmotor sein, wie etwa ein zweipoliger, dreiphasiger Kurzschlussläufermotor oder Dauermagnetmotor. Das Stromkabel 125 kann mit einer Motoranschlussverlängerung, die dem Motor 120 Energie bereitstellt, in den Motor 120 gesteckt oder geführt werden. In dreiphasigen Ausführungsformen, wie etwa bei dreiphasigen Kurzschlussläufermotoren, kann das Stromkabel 125 drei Phasen beinhalten. Das Stromkabel 125 kann eine Motoranschlussverlängerung an der Verbindung zum Motor beinhalten, wobei sich Stromkabelphasen des Verlängerungskabels und/oder elektrische Verbinder zur Oberfläche 165 erstrecken. Das Stromkabel 125 kann sich mit der Stromquelle 170 an der Oberfläche 165 des Bohrlochs verbinden. In einigen Ausführungsformen kann das Stromkabel 125 Informationen von Sensoren 115 im Loch zu einer Drehzahlregelungs(variable speed drive - VSD)-steuerung, die sich im Oberflächenkasten 130 befindet, übertragen. Der Dichtungsabschnitt 135 kann den Druck ausgleichen und dazu dienen, den Motor 120 vor Bohrlochfluid zu schützen. Der Einlass 140 kann als der Eingang für Bohrlochfluid in die Pumpe 145 dienen. Die Pumpe 145 kann eine mehrstufige Kreiselpumpe, ESP-Pumpe und/oder Exzenterschneckenpumpe sein, die Fluid durch das Versorgungsleitungssystem 150 zur Oberfläche 165 des Bohrlochs fördert. Der Pumpenablauf 155 kann die Pumpe 145 an das Versorgungsleitungssystem 150 koppeln. Der Bohrlochkopf 160 kann die Oberflächenterminierung des Bohrlochkopfs sein und kann für das Aufhängen der ESP-Baugruppe 100 eine strukturelle Stütze, eine Drucksteuerung während der Abschlusses des Bohrlochs und/oder Oberflächenströmungssteuerungen bereitstellen.
Das Versorgungsleitungssystem 150 kann den Abschluss des aktiven Bohrlochs bewirken, indem Produktionsfluid vom Pumpenablauf 155 zur Bohrlochoberfläche 165 gefördert wird, während außerdem das Stromkabel 125 zur Oberflächenenergiequelle 170 transportiert wird, ohne die Druckdichtung am Bohrlochkopf 160 zu stören. Wie in 2 gezeigt, kann das Versorgungsleitungssystem 150 von unten nach oben den Pumpenablauf 155 ohne Blowout-Stopfen 200, den Ablaufadapterkörper 205, den Greifer 210 und den Versorgungsschlauch 215 beinhalten. Der Ablaufadapterkörper 205 kann an einem unteren Ende mit dem Pumpenablauf 155 verschraubt sein und an einem oberen Ende an den Greifer 210 geschraubt sein oder kann andere ähnliche Verbindungen beinhalten. Der Ablaufadapterkörper 205 kann das Rohr 225 beinhalten und das Innere des Rohrs 225 kann Produktionsfluid nach oben zur Rohrschlange 220 fördern. Der Greifer 210 kann das mit einem Gewinde versehene Ende des Ablaufadapterkörpers 205 gegen die Rohrschlange 220 des Versorgungsschlauchs 215 abdichten, sodass Produktionsfluid von der Innenseite des Rohrs 225 zur Innenseite der Rohrschlange 220 strömt. Stromkabel 125 können mit den elektrischen Verbindern 700 des Ablaufadapterkörpers 205 verbunden sein, wodurch dem Motoranschlusskabel und/oder dem Verlängerungskabel vom Motor 120 ermöglicht wird, sich elektrisch mit den Stromkabeln 125 des Versorgungsschlauchs 215 zu verbinden. Die elektrischen Verbinder 700 können mit Befestigungselementen 230, bei denen es sich um Klemmen, Bänder und andere ähnliche Anbringungsvorrichtungen handeln kann, an der Außenseite des Rohrs 225 gesichert sein. Wenn die Stromkabel 125 den Versorgungsschlauch 215 erreichen, können die Stromkabel 125 innerhalb der Hülle 235 des Versorgungsschlauchs 215 fortfahren.
Der Pumpenablauf 155 mit dem Blowout-Stopfen 200 oder Fallpfeil 500 kann die inneren Leitungen des Versorgungsleitungssystems 150 vor dem Druck im Bohrloch während der Installation und des Herausziehens isolieren. 3A und 3B veranschaulichen einen Pumpenablauf mit einer Blowout-Stopfenbaugruppe von veranschaulichenden Ausführungsformen. Während des Einsatzes und/oder des Senkens der ESP-Baugruppe 100 in ein aktives Bohrloch kann der Blowout-Stopfen 200 in eine Blockierposition innerhalb des Pumpenablaufs 155 versetzt werden, wie in 3A veranschaulicht. Der Blowout-Stopfen 200 kann, wenn er sich in einer Blockierposition befindet, entfernbar am Nippel 300 angebracht werden, wodurch verhindert wird, dass Produktionsfluid 450 nach oben in das Rohr 225 strömt. Sobald die ESP-Vorrichtung 100 in einer Betriebsposition und/oder bei einer Betriebstiefe in einem Bohrloch gesichert ist, kann das Innere der Rohrschlange 220 übermäßig unter Druck gesetzt werden, um den Blowout-Stopfen 200 in die Auffangvorrichtung 400 zu stecken und/oder den Blowout-Stopfen 200 aus dem Ablauf 155 zu entkoppeln, sodass der Blowout-Stopfen 200 den Produktionsstrom nicht mehr blockiert. 3B veranschaulicht den Blowout-Stopfen 200 in einer herausgeblasenen Position, in der der Blowout-Stopfen 200 in der Auffangvorrichtung bleibt und Produktionsfluid 450 nach oben durch das Versorgungsleitungssystem strömt. Das Produktionsfluid 450 kann dann einem freien Pfad durch das Versorgungsleitungssystem 150 zur Bohrlochoberfläche 165 folgen. Die Auffangvorrichtung 400 kann eine Vielzahl von Öffnungen 305 beinhalten, um einen Weg für Produktionsfluid 450 durch die Auffangvorrichtung 400 bereitzustellen.
Der Pumpenablauf 155 kann ein angeschraubter Ablauf sein, der den Ablaufadapterkörper 205 mit der Pumpe des künstlichen Lifts verbindet und/oder koppelt, wie etwa der mehrstufigen ESP-Kreiselpumpe 145. Der Ablauf 155 kann den unteren Flansch 405, der ein Muster aufweist, um zu dem Ablaufende der Pumpe 145 zu passen, und/oder ein aufgestecktes Gewinde beinhalten, um mit dem Gehäuse 415 der Auffangvorrichtung übereinzustimmen. Der Blowout-Stopfen 200 kann innerhalb des Nippels 300 über die Auffangvorrichtung 400 des Stopfens gesichert werden. Der Nippel 300 kann gewunden und/oder mit dem Pumpenablaufgehäuse 310 reibschlüssig sein. Die Auffangvorrichtung 400 kann verhindern, dass der Blowout-Stopfen 200 in das Bohrloch fällt, sobald er aus einer Produktionsblockierposition entfernt wurde. Der obere Flansch 420 des Ablaufs 155 kann zur Auffangvorrichtung 400 des Stopfens und/oder zum Nippel 300 mit aufgestecktem Gewinde und/oder Schrauben passen. 4A und 4B veranschaulichen den Ablauf 155 mit gewundener Verbindung 325, um den Nippel 300 aufzunehmen. 5A-5C veranschaulichen den Blowout-Stopfen 200 und Nippel 300 von veranschaulichenden Ausführungsformen. Der Nippel 300 kann Nippelgewinde 410 beinhalten, die an das Ablaufgehäuse 415 und/oder die gewundene Verbindung 325 geschraubt werden können. Ein O-Ring kann eingesetzt werden, um den Blowout-Stopfen 200 vor dem übermäßigen Unterdrucksetzen festzuhalten. In einigen Ausführungsformen, wie in 5B gezeigt, können Scherstifte verwendet werden, um den Blowout-Stopfen 200 am Nippel 300 anzubringen, wenn sich der Blowout-Stopfen 200 in der Blockierposition befindet. Luft, Inertgas oder Fluide können das Versorgungsleitungssystem 150 nach unten gepumpt werden, um den Blowout-Stopfen 200 übermäßig unter Druck zu setzen, um den Blowout-Stopfen 200 aus der in 4A gezeigten Blockierposition zu entfernen, wobei das übermäßige Unterdrucksetzen den Blowout-Stopfen 200 in die Auffangvorrichtung 400 freizugeben, wie in 4B gezeigt.
Der Fallpfeil kann 500 das Versorgungsleitungssystem 150 während des Herausziehens der Pumpenbaugruppe 100 isolieren. 6A veranschaulicht den Fallpfeil 500 in einer ausgefahrenen Laufposition und 6B veranschaulicht den Fallpfeil 500 in einer Einstell- und Dichtungsposition. Der Fallpfeil 500 kann in den Nippel 300 in einer ausgefahrenen und/oder Laufposition als Vorbereitung zum Herausziehen der ESP-Baugruppe 500 gesenkt werden. Sobald er im Nippel 300 positioniert ist, kann der Fallpfeil 500 zurückgezogen werden, um sich radial zu erweitern, und dann eng im Nippel 300 eingestellt und gesichert werden. Wenn er sich im Nippel 300 an der Stelle befindet, die von dem Blowout-Stopfen 200 frei wurde, kann der Fallpfeil 500 den stromaufwärtigen Strom von Produktionsfluid blockieren und den Druck während des Herausziehens der ESP-Baugruppe 100 regulieren.
7A-7C veranschaulichen den Ablaufadapterkörper 205 von veranschaulichenden Ausführungsformen. Der Ablaufadapterkörper 205 kann Rohrleitungen und/oder das Rohr 225 beinhalten, durch das Produktionsfluid strömen kann. Die Stromkabel 125 können in elektrische Verbinder 700 gesteckt werden, die mit Befestigungselementen 230 an der Außenseite des Rohrs 225 angebracht sind, wobei es sich bei den Befestigungselementen 230 um Klemmen, Bänder, Abfangkeile oder einen anderen ähnlichen Anbringungsmechanismus handeln kann. Die elektrischen Verbinder 700 können einen Schutz für die Stromkabel 125 bereitstellen, sobald die Hülle 235 endet, und können eine elektrische Verbindung in einem begrenzten Raum ermöglichen. Bei den Stromkabeln 125 unter den elektrischen Verbindern 700, wie etwa die Motoranschlussverlängerung zwischen dem Motor 120 und den elektrischen Verbindern 700, kann es sich um Kabel mit geringerer Spurweite als die vorstehenden elektrischen Verbinder 700 handeln. Im Gegensatz zu Stromkabeln 125 über elektrischen Verbindern 700 können Stromkabel 125 nahe dem Motor 120 (Motoranschlussverlängerung) und/oder unter den elektrischen Verbindern 700 den Vorteil aufweisen, dass sie in kühlendes Bohrlochfluid eingetaucht werden. In einigen Ausführungsformen, zum Beispiel in breiteren Bohrlöchern, in denen der Platz nicht eng ist, können Stromkabel 125, die sich vom Motor 120 erstrecken, zu Stromkabeln 125 innerhalb des Versorgungsschlauchs 215 gespleißt werden, und elektrische Verbinder sind womöglich nicht notwendig. Der Greifer 210 kann an der Oberseite des Rohrs 225 gesichert sein, um eine Dichtung zwischen dem Inneren des Rohrs 225 und der Rohrschlange 220 zu erzeugen. 8A und 8B veranschaulichen einen beispielhaften Greifer 210.
9A-9C zeigen einen Versorgungsschlauch von veranschaulichenden Ausführungsformen. Der Versorgungsschlauch 215 kann ausreichend lang sein, um sich vom Bohrlochkopf 160 zum Greifer 210 zu erstrecken. Die ESP-Baugruppe 100 kann bei einer Pumpeneinstelltiefe von 1.000 bis 1.500 Metern positioniert sein und kann von einem künstlichen Liftmotor 120 mit 50-60 Pferdestärken (PS) betrieben werden. In einem veranschaulichenden Beispiel kann der Versorgungsschlauch 215 1.500 Meter lang oder länger sein. Obwohl sich die ESP-Baugruppe 100 bis zu 4.000 Meter tief in einem Bohrloch erstrecken kann, können Baugruppe mit kürzeren Längen bei höheren Betriebsdrehzahlen anstelle von längeren Ketten eingesetzt werden, um die Kranhöhe unterzubringen und das Gewicht über tiefere Bohrlöcher zu begrenzen. In Bohrlöchern, die tiefer als 5.000 Fuß und heißer als 150 °F sind, steigt das Risiko dafür, dass die Einspritzvorrichtung 2105 (in 21 gezeigt) die Hülle 235 verformen kann. Um dieses Risiko zu bekämpfen und die Verwendung von veranschaulichenden Ausführungsformen in Bohrlöchern mit einer Tiefe von mehr als 5.000 Fuß zu ermöglichen, können Rippen 1000 in der Hülle 235 zwischen den Leitern positioniert werden, um den Druck von der Einspritzvorrichtung 2105 zu unterstützen, wie in 9C veranschaulicht.
Das Bohrloch kann beispielsweise eine Bohrung mit einem Durchmesser von 5,5 Zoll beinhalten. In solch einem Beispiel kann der Versorgungsschlauch 215 einen gesamten Außendurchmesser 1025 von 2 3/8 Zoll aufweisen und kann eine Rohrschlange 220 beinhalten, die von der Hülle 235 umgeben ist. Die Hülle 235 kann Innen- und Außenwände 1050 aus Polypropylen und/oder Polyethylen mit hoher Dichte beinhalten, die mit Kohlenstofffaser 1010 gefüllt sind. Die Rohrschlange 220 kann aus einer Rohrschlange mit niedriglegiertem Stahl bestehen, wie etwa Stahl mit dem Grad 80 kpsi, und kann in diesem Beispiel einen Außendurchmesser 1025 der Rohrschlange von ungefähr 1,5 Zoll aufweisen. Da Stromkabel 125 innerhalb der Hülle 235 extrudiert sind, kann der Außendurchmesser 1025 des Versorgungsschlauchs 215 gleichmäßig ohne Vorsprünge von Stromkabeln, Kabelklemmen, Bändern oder Befestigungselementen sein. Der Innendurchmesser 1020 des Versorgungsschlauchs 215 kann für die gewünschte Strömungsrate bemessen sein, wie zum Beispiel ein Innendurchmesser mit einem Zoll für eine Strömungsrate von 1.000 bpd. Produktionsfluid 450 kann während des Pumpbetriebs durch die zentrale Öffnung 1015 des Versorgungsschlauchs 215 strömen, die durch den Innendurchmesser 1020 des Versorgungsschlauchs definiert ist.
Anstelle, dass sie an der Außenseite des Versorgungsschlauchs 215 angebracht sind, können die Stromkabel 125 für den künstlichen Liftmotor 120 innerhalb der Hülle 235 des Versorgungsschlauchs 215 extrudiert und/oder integriert sein, wie etwa innerhalb der Kohlenstofffüllung 1010 der Hülle 235. Die Rohrschlange 220 kann in einer Planetenvorrichtung positioniert sein, um die Leiter 1030 des ESP-Stromkabels 125 in schraubenförmiger Weise zusammen mit zugehöriger Verdrahtung, wie etwa Erdungsdraht 1055 oder Instrumentendraht und Kapillarrohr(e) 1035, zu verlegen. Diese Baugruppe wird dann in einem Extruder positioniert, um das Material der äußeren Hüllenwand 1050 hinzuzufügen, das den gesamten leeren Bereich füllt, wodurch dem Versorgungsschlauch 215 ermöglicht wird, abgedichtet zu werden, wenn ein Druckfenster beim Einsatz in einem Produktionsbohrloch durchquert wird. Die Hülle 235 kann durch Wände 1050 aus Polypropylen und/oder Polyethylen mit hoher Dichte, oder durch Wände 1050 aus einem anderen Kunststoff, Thermoplast oder anderen Material mit ähnlichen Eigenschaften begrenzt sein. Die Innenwand 1050 kann die Kabel (Leiter 1030, 1-Wire und/oder Kapillarrohr 1035) schützen und die Außenwand 1050 kann ermöglichen, dass der Versorgungsschlauch 215 in die Einspritzvorrichtung 2105 passt. Die Rohrschlange 220 kann eine stützende Struktur sein, die die künstliche Liftbaugruppe 100 und das Versorgungsleitungssystem 150, das im Bohrloch hängt, stützt, wenn Produktionsfluid 450 durch die zentrale Öffnung 1015 der Rohrschlange 220 während des Betriebs gelangt.
Wie in der Ausführungsform aus den 9A-9C gezeigt, beinhaltet der Versorgungsschlauch 215 drei Phasen des Stromkabels 125 für eine künstliche Liftbaugruppe mit einem dreiphasigen Motor 120, wie etwa einem zweipoligen, dreiphasigen Kurzschlussläufermotor 120. In dem Beispiel aus den 9A-9B ist ein Stromkabel 125 für jede Phase gezeigt. Somit sind drei Stromkabel 125 innerhalb der Hülse 235 des Versorgungsschlauchs 215 extrudiert gezeigt. In 9C ist jede Phase in zwei Stromkabel 125 geteilt, und es sind sechs Stromkabel 125 gezeigt. In einem anderen Beispiel kann jede Phase in drei Stromkabel 125 geteilt sein, und neun Stromkabel 125 können innerhalb der Hülle 235 verteilt sein. Die Stromkabel 125 können beispielsweise Kupfer- oder Aluminiumleiter 1030 innerhalb einer Ethylenpropylendienmonomer(EPDM)- oder ähnlichen Isolierung 1060 beinhalten. Die Isolierung 1060 jedes Stromkabels 125 kann ferner von einem Bleimantel 1040 umgeben sein. Der Erdungsdraht 1055, bei dem es sich um einen festen Kupferdraht handeln kann, und/oder die Kapillarleitung 1035, sofern benötigt, kann ähnlich innerhalb der Hülle 235 des Versorgungsschlauchs 215 extrudiert sein. Die Kapillarleitung 1035 kann dazu dienen, Chemikalien bei Bedarf hinunter in das Bohrloch zu fördern.
Unter Bezugnahme auf 9C können in Tieferen Bohrlöchern, in denen der Versorgungsschlauch 215 eine größere Länge aufweisen muss, Rippen 1000 zwischen den Leitern hinzugefügt werden, um den Druck von der Einspritzvorrichtung 2105 zu stützen. Bei den Rippen 1000 kann es sich um Polyetheretherketon (PEEK), Epoxid und/oder verstärkte Kohlenstofffaser handeln und sie können eine zusätzliche Stütze für größere Längen des Versorgungsschlauchs 215, wie etwa Längen von 5.000 Fuß oder länger, und/oder heißere Bohrlochtemperaturen, wie etwa Temperaturen über 150 °F, bereitstellen.
Die Stromkabel 125 können sich entlang der Länge des Versorgungsschlauchs 215 innerhalb der Hülle 235 erstrecken und können über den Dichtungen an der Oberseite und Unterseite des Versorgungsschlauchs 215 austreten, um eine Verbindung zur Stromquelle 170 an einer Seite und zur Motoranschlussverlängerung und/oder zum Motor 120 an der anderen Seite herzustellen. 10 veranschaulicht Stromkabel 125, die aus dem Versorgungsschlauch 215 zum Greifer 210, Ablaufadapterkörper 205 und/oder den elektrischen Verbindern 700 austreten. Der Greifer 210 kann am Ende der Rohrschlange 220 angebracht sein, ohne den Innendurchmesser 1020 der Rohrschlange 220 einzuschränken. Der Greifer 210 kann den Außendurchmesser der Rohrschlange 220 greifen, um Kompressionskräfte gleichmäßig zu verteilen.
Das Versorgungsleitungssystem 150 kann von der Aufhängevorrichtung 1200 des Bohrlochkopfs 160 hängen. 11 veranschaulicht einen Bohrlochkopf 160 von veranschaulichenden Ausführungsformen, der einen installierten Versorgungsschlauch 215 aufhängt. Ein vollständiger Bohrlochkopf 160 kann einen Aufhängeabschnitt 1200 und eine Haube 360 beinhalten. Die Stromkabel 125 können durch die Oberseite der Haube 360 austreten und in die Stromquelle 170 laufen. Das Versorgungsschlauchende 365 kann mit Oberflächenrohren und/oder Speichertanks verbunden sein, um Produktionsfluid 450, das sich innerhalb der Rohrschlange 220 bewegt, zu einem Speicher oder einem Verarbeitungs- oder Verteilungssystem zu fördern.
Der Aufhängeabschnitt 1200 kann eine Rohraufhängevorrichtung 1305 beinhalten, die die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 umgibt, wobei sowohl die Rohraufhängevorrichtung 1305 als auch die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 in eine Rohrkopfspule 1310 gesetzt werden. 12A-12B und 14 veranschaulichen einen Aufhängeabschnitt 1200 von veranschaulichenden Ausführungsformen, beinhaltend die Rohraufhängevorrichtung 1305 und die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300. Die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 kann eine Verschlusskappe 1215, Abfangkeile 1220, Gleitführungen 1225, Dichtungselemente 1230 und einen Haltering 1235 beinhalten, die den Versorgungsschlauch 215 innerhalb des Versorgungsschlauchaufhängevorrichtungskörpers 1240 komprimieren. 13 veranschaulicht eine Explosionsansicht der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300, wobei die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 an die Rohraufhängevorrichtung 1305 innerhalb der Rohrkopfspule 1310 geschraubt ist. Die Rohrschlange 220 kann sich mittig durch die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 erstrecken, wobei Abfangkeile 1220 diese in den Versorgungsschlauch 215 drücken. Das Gewicht des Ausrüstungsstrangs, beinhaltend das Versorgungsleitungssystem 150 und die ESP-Baugruppe 100, zieht nach unten am kompressiven Aufhängeabschnitt 1200, wodurch eine Kontrolle des Bohrlochs durch das Gewicht des Strangs, der den Versorgungsschlauch 215 zusammendrück, bereitgestellt wird und außerdem das Versorgungsleitungssystem 150 und die ESP-Baugruppe 100 im Bohrloch gestützt, gehalten und/oder aufgehängt werden. Halteringe 1235 können eine Verformung des Versorgungsschlauchs 215 und/oder der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 verhindern. Sobald sich der Versorgungsschlauch durch den Aufhängeabschnitt 1200 erstreckt, kann der Versorgungsschlauch 215 unter dem Aufhängeabschnitt 1200 abgedichtet werden und der Versorgungsschlauch 215 kann abgetrennt werden, um Rohrschlange 220, Stromkabel 125, Kapillarrohr 1035 und/oder Erdungskabel 1030 zu trennen. Eine zweite Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 kann am Versorgungsschlauchende 365 installiert werden, um eine redundante Dichtung bereitzustellen. Sobald der Versorgungsschlauch im Aufhängeabschnitt 1200 installiert ist, können Bohrlochabsperrventile und/oder die ringförmige Tasche 1205 entfernt werden, da eine Kontrolle des Bohrlochs hergestellt wurde. Eine elektrische Durchführung 1400 (in 11 gezeigt) kann die Stromkabel 125 führen, wenn sie aus der Oberseite der Hülle 245 austreten und sich durch den und aus dem Bohrlochkopf 160 erstrecken.
Während des Abschlusses des aktiven Bohrlochs kann eine ringförmige Tasche einen Ringdruck zwischen dem Bohrlochgehäuse 105 und dem Versorgungsschlauch 215 beibehalten. 15 veranschaulicht den Bohrlochkopf 160 mit ringförmiger Tasche 1205, wenn die ESP-Baugruppe 100 während des Abschlusses eines aktiven Bohrlochs in die Schmiervorrichtung 1430 gezogen wird. Der Bohrlochkopf 160 kann einen Aufhängeabschnitt 1200 und eine ringförmige Tasche 1205 beinhalten. Rohrbacken 1405, Blindbacken 1410 und Drossel- und Killleitungen 1415 können sich zwischen dem Aufhängeabschnitt 1200 und der ringförmigen Tasche 1205 erstrecken. Das Arbeitsfenster 1425 kann über der ringförmigen Tasche 1205 sitzen. Bei Erregung kann die ringförmige Tasche 1205 eine Kontrolle des Bohrlochs vor Aufhängungsvorgängen des Versorgungsschlauchs 215 bereitstellen. Die Kontrolle des Bohrlochs durch die ringförmige Tasche 1205 kann ermöglichen, dass das Fenster 1425 geöffnet wird und der Aufhängeabschnitt 1200 und der Versorgungsschlauch 215 installiert werden sowie die Schmiervorrichtung 1430 abisoliert wird. Eine elastomere Dichtung 1230 kann eine Dichtung unter der ringförmigen Tasche 1205 bereitstellen. Die ringförmige Tasche 1205 kann ein sackartiges Bohrlochabsperrventil sein und eine Verschleißplatte, eine Packeinheit, einen Kopf, eine Öffnungskammer, einen Kolben und eine Schließungskammer beinhalten. Das Fenster 1425 kann einen sicheren Zugangspunkt zum Versorgungsschlauch 215 bereitstellen, während sichere Vorgänge und eine sekundäre Kontrolle des Bohrlochs sichergestellt werden, während der Bohrlochkopf 160 das Gewicht des Einspritzvorrichtungskopfs 2105, des Versorgungsleitungssystems 150 und der künstlichen Liftbaugruppe 100 trägt. Die ringförmige Tasche 1205 kann eine Gummimanschette oder eine elastomere Tasche beinhalten, die sich aufbläst und um den Versorgungsschlauch 215 abdichtet. Der Bohrlochkopf 160 mit der ringförmigen Tasche 1205 und dem Aufhängeabschnitt 1200 kann eine doppelte Funktion des Aufhängens und Stützens des Versorgungsschlauchs 215 und des Abdichtens des ringförmigen Raums zwischen dem Versorgungsschlauch 215 und dem Bohrlochgehäuse 105 bereitstellen. 16 veranschaulicht die ESP-Baugruppe 100, die weiter in die Schmiervorrichtung 1430 gezogen wird. 17 veranschaulicht die Schmiervorrichtung 1430, die auf dem Bohrlochabsperrventilstapel 1700 aufgesetzt wird, der aus der ringförmigen Tasche 1205, den Rohbacken 1405 und den Blindbacken 1410 besteht. Der Druck kann während des Aufsetzens der Schmiervorrichtung 1430 ausgeglichen werden, indem die ringförmige Tasche 1205 langsam geöffnet wird. 18 veranschaulicht langsames Führen in das Loch bei ungefähr einem bis zwei Metern pro Minute, um zu ermöglichen, dass die Rohraufhängevorrichtung 1205 in der Rohrkopfspule 1210 sitzt.
Veranschaulichende Ausführungsformen können in neuen Anwendungen mit künstlichem Lift oder bestehenden Anwendungen eingesetzt werden. Im Falle einer bestehenden Anwendung kann jedes herkömmliche Produktionsrohr aus der Vorrichtung gezogen und durch das Versorgungsleitungssystem 150 der veranschaulichenden Ausführungsformen ersetzt werden, und ein herkömmlicher Bohrlochkopf und Ablauf können mit hier beschriebenen Verbesserungen modifiziert werden, um den Bohrlochkopf 160 mit der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 und dem Ablauf 155 zu erhalten. Ein bestehender Bohrlochkopf kann nachgerüstet werden, um einen bestehenden Bohrlochkopf und eine bestehende Rohraufhängevorrichtung zu verwenden. Veranschaulichende Ausführungsformen können doppelte oder dreifache redundante Dichtungen einsetzen, um die Sicherheit und vollständige Druckkontrolle beizubehalten.
Veranschaulichende Ausführungsformen beinhalten ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift. 19 veranschaulicht ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs von veranschaulichenden Ausführungsformen. Bei Vorbereitungsschritt 1500 kann ein Sicherheitsmeeting durchgeführt werden und Jobparameter, Bohrlochklasse und Sicherheitsprobleme, die womöglich entstehen, können diskutiert werden. Zum Beispiel können mögliche Gefahrenbereiche ermittelt werden und die Ausrüstung kann an Ort und Stelle ausfindig gemacht werden. Die Rohrschlangenanlage 2100 (in 21 gezeigt) ist am Bohrlochkopf zu finden, die Bohrlochkopfhöhe kann einbezogen werden und die Schmiervorrichtung 1430 und das Fenster 1425 über den Bohrlochabsperrventilen (blowout preventer -BOP) 1700 können berücksichtigt werden. Bohrlochdrücke können überprüft und protokolliert werden. Die Aufhängeabschnitt 1200 kann überprüft werden, um sicherzustellen, dass sich der Aufhängeabschnitt 1200 für die Arbeit eignet. Bei Schritt 1505 kann die Funktion des BOP 1700 und/oder der ringförmigen Tasche 1205 getestet werden und anschließend kann er/sie an die Aufhängevorrichtung 1200 geschraubt werden. Die ringförmige Tasche 1205 kann erregt werden und/oder Blindbacken 1410 können zur Kontrolle des Bohrlochs geschlossen werden. Bei Schritt 1510 können die Schmiervorrichtung 1430 und das Fenster 1425 an der Einspritzvorrichtung 2105 der Rohrschlangenanlage angebracht werden. Verbindungen können mit der Pumpe und den Untereinheiten einer Druckprüfung unterzogen werden. Bei Schritt 1515 kann die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300, wie etwa eine Rohrschlangenaufhängevorrichtung mit 2 7/8" × 3 ½" ohne Kappe 1215 und Abfangkeile 1220, in die Rohraufhängevorrichtung 1305 mit 7 1/16" × 3 ½" zurückgezogen werden, dann können beide Aufhängevorrichtungen 1300, 1305 auf den Versorgungsschlauch 215 gleiten, bei dem es sich beispielsweise um einen Versorgungsschlauch mit Rohrschlange 220 mit 2 7/8" handeln kann. Der Versorgungsschlauch 215 kann mit einer C-Klemme über der Stelle gesichert werden, an der der Ablaufadapterkörper 205 installiert wird. Bei Schritt 1520 für das Abtrennen des Versorgungsschlauchs kann der Versorgungsschlauch 215 abgetrennt werden, um die Stromkabel 125 freizulegen, indem die Stromkabel 125 von der Hülle 235 am abgetrennten Abschnitt des Versorgungsschlauchs 215 entfernt werden. Bei Schritt 1525 kann die Pumpenbaugruppe 100 in die vertikale Position neben dem Bohrloch gebracht werden und der Versorgungsschlauch 215 und die Baugruppe der Rohraufhängevorrichtung 1305 können in die Schmiervorrichtung 1430 gezogen werden, wobei das abgetrennte Ende des Versorgungsschlauchs 215 weiter freiliegt.
Bei Schritt 1530 des Anbringens der Pumpen kann die ESP-Baugruppe 100 am Versorgungsschlauch 215 angebracht werden, wobei sichergestellt wird, dass der Blowout-Stopfen 200 und/oder der Pfeil 500 funktionieren und positioniert sind. Der Greifer 210 kann mit der Rohrschlange 220 und dem Ablaufadapterkörper 205 verbunden werden. Das Kapillarrohr 1035, bei dem es sich beispielsweise um ein Kapillarrohr mit 3/8 Zoll handeln kann, kann entweder mit einem Rückschlagventil zur Einspritzung oder einem unterirdischen Sicherheitsventil verbunden werden. Motoranschlussverlängerungsleiter können mit den Stromkabeln 125 am Ablaufadapterkörper 205 verbunden werden, und der Ablaufadapterkörper 205 kann am Pumpenablauf 155 angebracht werden. Der Blowout-Stopfen 200 kann in eine Blockierposition gestellt werden. Bei Schritt 1535 kann die ESP-Baugruppe 100 in die Schmiervorrichtung 1430 gezogen werden. Bei Schritt 1540 kann die Schmiervorrichtung/Steigung 1430 auf dem BOP-Stapel 1700 aufgesetzt werden, wobei der BOP-Stapel 1700 die ringförmige Tasche 1205, Rohrbacken 1405 und Blindbacken 1410 beinhalten kann. Der BOP-Stapel 1700 kann ebenfalls einer Druckprüfung unterzogen werden. Drücke können hinsichtlich des Griffs im Loch / außerhalb des Lochs und der Kufen an der Einspritzvorrichtung 2105 eingestellt werden. Bei Schritt 1545 kann der BOP-Stapel 1700 mit dem Bohrlochdruck ausgeglichen werden, indem die ringförmige Tasche 1205 langsam geöffnet wird und/oder die Blindbacken 1410 geöffnet werden. Das Versorgungsleitungssystem 150 mit angebrachter ESP-Baugruppe 100 kann dann langsam bei einem bis zwei Metern pro Minute in das Loch geführt werden, um zu ermöglichen, dass die Rohraufhängevorrichtung 1305 in der Rohrkopfspule 1310 sitzt und diese abdichtet. Die Baugruppe kann zu einer gewünschten Tiefe in das Loch geführt werden. Die Geschwindigkeit für das Führen in das Loch kann bis maximal fünfzehn Meter pro Minute erhöht werden. Es ist Sorgfalt bei der Vermeidung von Markierungen von Muffen geboten. Die Rohrschlangenanlage kann derart eingestellt werden, dass sie minimal auf die ESP-Baugruppe 100 drückt.
Sobald die eingestellte Pumpentiefe erreicht wurde, kann bei 1550 die ringförmige Tasche 1205 erregt werden und die Rohrbacken 1405 können bei Bedarf eingreifen (geschlossen werden), um den Annulus zu isolieren. Bei Schritt 1555 kann der obere Stapel abgelassen werden, sobald der Druck der Atmosphäre entspricht, und das Rohrschlangenfenster 1425 kann geöffnet werden. Bei Schritt 1560 kann eine Gummidichtung bei geöffnetem Rohrschlangenfenster 1425 innerhalb der Unterseite des Fensters positioniert werden, um zu verhindern, dass Verschmutzungen in das Bohrloch fallen. Bei Schritt 1565 können die Versorgungsschlauchabfangkeile 1220 am Versorgungsschlauch 215 installiert werden, die einen gleichmäßigen Abstand zwischen den drei Segmenten der Abfangkeile 1220 beibehalten, während diese mit einem Innensechskantschlüssel zu einem festgelegten Drehmoment festgezogen werden. Die Verschlusskappe 1215 kann aufgeschoben werden und mit einer kleinen Klemme gesichert werden. Bei Schritt 1570 kann das Rohrschlangenfenster 1425 geschlossen werden, die ringförmige Tasche 1205 kann ausgeschaltet werden und/oder die Rohrbacken 1405 können geöffnet werden, um den Druck der Schmiervorrichtung 1430 mit dem Bohrloch auszugleichen. Bei Schritt 1575 können die Abfangkeile 1220 langsam bei ungefähr einem bis zwei Metern pro Minute in das Loch geführt und auf die Rohraufhängevorrichtung 1305 aufgesetzt werden. Sobald sie markiert wurden, können Sperrschraubenanker an der Rohrkopfspule 1310 festgezogen werden, um die Rohraufhängevorrichtung 1305 zu sichern. Bei Schritt 1580 kann die Kontrolle des Bohrlochs bestätigt werden, der BOP-Stapel 1700 kann abgelassen werden und die Drücke können überwacht werden, um die Kontrolle des Bohrlochs sicherzustellen und dass die Dichtungen an der Rohraufhängevorrichtung 1305 die Kontrollbarriere des Bohrlochs beibehalten und der rückseitige Druck stabil ist. Das Fenster 1425 kann offen sein und die Rohrschlange 220 kann geschnitten sein. Die Schmiervorrichtung 1430, das Fenster 1425, der BOP-Stapel 1700 und die Einspritzvorrichtung 2105 der Rohrschlange können entfernt werden und der Bohrlochkopf 160 kann geschlossen werden. Bei Schritt 1585 kann der Bohrlochkopf 160 gemäß den Kundenspezifikationen und -vorgängen verbunden werden. Das Innere der Rohrschlange 220 kann im Versorgungsschlauch 215 übermäßig unter Druck gesetzt werden, um den Stopfen 200 auszublasen, wodurch ein Heraufströmen von Produktionsfluid 450 zum Inneren der Rohrschlange 220 zur Strömungsleitung ermöglicht wird. Bei Schritt 1590 kann die ESP-Baugruppe 100 in Betrieb genommen werden.
Veranschaulichende Ausführungsformen beinhalten ein Verfahren für das Aufhängen eines Versorgungsschlauchs, das den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit vollständiger Kontrolle des Bohrlochs und/oder Abdichten des Bohrlochkopfs 160 vorsieht. Veranschaulichende Ausführungsformen können eine Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung einsetzen, die an einer Rohraufhängevorrichtungsbaugruppe geschraubt und/oder gesichert wird. Das Gewicht der ESP-Baugruppe 100, die von der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 hängt, kann diese zusammendrücken, um den Versorgungsschlauch 215 an der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 abzudichten, sodass das Bohrloch unter der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 abgedichtet ist. Für eine Dichtungsredundanz können mehrere Versorgungsschlauchaufhängevorrichtungen 1300 eingesetzt werden. Zum Beispiel kann eine erste Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 an der Rohraufhängevorrichtung 1305 angebracht sein und eine zweite Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 kann über der Haube 360 angebracht sein.
20 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für das Aufhängen eines Versorgungsschlauchs. Bei Schritt 1600 kann die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 mit dem Haltering 1235, den Dichtungselementen 1230 und der Gleitführung 1225 minus der Kappe 1215 und den Abfangkeilen 1220 in die Rohraufhängevorrichtung 1305 geschraubt werden. Sowohl die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 als auch die Rohraufhängevorrichtung 1305 kann dann auf den Versorgungsschlauch 215 gleiten, der sich von der Steigung 1430 erstreckt, und können mit der C-Klemme über der Stelle gesichert werden, an der der Ablaufadapterkörper 205 zu installieren ist. Die ESP-Baugruppe 100 kann mit dem Versorgungsschlauch 215 verbunden und in das Loch geführt werden. Bei Schritt 1605 kann die Pumpeneinstelltiefe erreicht werden und die ringförmige Tasche 1205 kann erregt werden oder Rohrbacken 1405 können geschlossen werden. Die Kontrolle des Bohrlochs kann bestätigt werden. Sobald die Kontrolle des Bohrlochs bestätigt ist, kann die Schmiervorrichtung 1430 abgelassen werden, das Fenster 1425 kann geöffnet werden und die Abfangkeile 1220 können um den Versorgungsschlauch 215 befestigt werden. Bei Schritt 1610 kann das Fenster 1425 geschlossen werden, die ringförmige Tasche 1205 kann ausgeschaltet werden und/oder die Rohrbacken 1405 können geöffnet werden und der Druck kann ausgeglichen werden. Bei Schritt 1615 können die Abfangkeile 1220 in die Rohraufhängevorrichtung 1305 gesetzt werden. Sobald die Abfangkeile 1220 eingesetzt wurden und bestätigt wurde, dass das Gewicht hängt, werden die Sperrschrauben an der Rohrkopfspule 1310 festgezogen. Die ESP-Baugruppe 100 kann eingesetzt werden und das Aufhängen kann bestätigt werden. Bei Schritt 1620 wird die Kontrolle des Bohrlochs bestätigt. Sobald die Kontrolle des Bohrlochs bestätigt wurde, werden die Schmiervorrichtung 1430 und der BOP-Stapel 1700 abgelassen. Das Fenster kann geöffnet werden und der Versorgungsschlauch 215 kann auf die Länge geschnitten werden, die durch die Bohrlochkopfkonfiguration bestimmt wird. Die Schmiervorrichtung/Steigung 1430, das Fenster 1425 und der BOP-Stapel 1700 können dann entfernt werden.
Bei Schritt 1625 kann der Versorgungsschlauch 215 abgetrennt werden, um die Hülle 235 zu entfernen und die Rohrschlange 220 und die Stromkabel 125 am abgetrennten Abschnitt zu trennen. Bei Schritt 1630 können eine zweite Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300, ein Abstandshalter der Rohrschlange und eine Gelenkklammer der Rohrschlange installiert werden. Bei Schritt 1635 kann die Haube 360 des Bohrlochkopfs mit Hebeöse auf die Rohrkopfspule 1310 gesenkt werden. Bei Schritt 1640 kann das Kapillarrohr 1035 durch eine Öffnung in der Haube 360 des Bohrlochkopfs mit einem Führungswerkzeug gezogen werden. Bei Schritt 1645 können die Stromkabel 125 durch eine zweite Öffnung in der Haube 360 des Bohrlochkopfs gezogen werden. Bei Schritt 1650 kann die Rohrschlange 220 durch eine dritte Öffnung in der Haube 360 des Bohrlochkopfs geführt werden. Bei Schritt 1655 kann die Haube 360 des Bohrlochkopfs an die Rohkopfspule 1310 geschraubt werden. Bei Schritt 1660 kann ein Befestigungselement vom Typ Linsensperre über das Kapillarrohr 1035 gleiten und festgezogen werden, um das Kapillarrohr 1035 zu sichern. Bei Schritt 1665 kann eine zweite Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung 1300 über die Rohrschlange 220 gleiten und ein zweiter Satz von Abfangkeilen 1220 und eine Haltekappe 1215 können installiert werden. Haltekappen 1215 können festgezogen werden und die Rohrschlange 220 kann gemäß den Kundenanforderungen geschnitten werden. Eine Bohrerführung und eine Plombe können gemäß den Kundenanforderungen installiert werden. Bei Schritt 1670 kann die elektrische Durchführung 1400 des Bohrlochkopfs an den Stromkabeln 125 angebracht und gesichert werden. Bei Schritt 1675 können die elektrischen Verbindungen abgeschlossen sein, der Blowout-Stopfen 200 kann übermäßig unter Druck gesetzt werden, um vom Nippel 300 entfernt und in die Auffangvorrichtung 400 gedrückt zu werden, und die ESP-Baugruppe 100 kann in Betrieb genommen werden.
21 veranschaulicht die Rohrschlangenanlage 2100 einer veranschaulichenden Ausführungsform, die eine beispielhafte künstliche Liftbaugruppe einsetzt. Wie hier erläutert, kann eine Rohrschlangenanlage 2100 die herkömmlicherweise eingesetzte Service- oder Aufwältigungsanlage unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren ersetzen.
Veranschaulichende Ausführungsformen können Formationsschäden aufgrund von Druck und Kill-Fluiden eliminieren, die Risiken für ein offenes Bohrloch mindern, schneller als herkömmliche Verfahren sein, da kein verlaufendes Rohr, Verbindungen oder Bandbefestigungen vorliegen, ökonomischer sein, da weniger Zeit und weniger Arbeitskraft am Standort erforderlich ist und Service-Anlagen nicht erforderlich sind, und komfortabler sein, da die Ausrüstung sofort verfügbar und weniger kostenintensiv ist. Rohrschlangenanlagen sind kleiner und beinhalten nur ein Fahrzeug im Gegensatz zu Service-Anlagen, die drei Fahrzeuge erfordern. Rohrschlangenanlagen weisen typischerweise weniger als die Hälfte der Kosten eines Services auf und sind mehr als zweimal so schnell wie das Betreiben einer Pumpe mit einer Service-Anlage. Rohrschlangenanlagen sind leichter zu mobilisieren und erfordern zur Bedienung die Hälfte des Personals, nur 2-3 Personen im Vergleich zu 5-6 Personen für eine Service- oder Aufwältigungsanlage. Zusätzlich sind Rohrschlangenanlagen sicherer und umweltfreundlicher als Service- oder Aufwältigungsanlagen.
Veranschaulichende Ausführungsformen können für oberflächliche, kostengetriebene Anwendungen mit geringem Volumen geeignet sein, wie etwa Entwässerung von Gasbohrlöchern, Kohlenstoffbettmethan und Schiefergas. Die veranschaulichenden Ausführungsformen können ebenfalls für kostensparende Anwendungen mit mäßigem Volumen, mäßiger Tiefe und empfindlichem Reservoir geeignet sein, wie etwa Bakken- und Cardium-Formationen. Die veranschaulichenden Ausführungsformen können für tiefe, entfernte Service- und Reservoir-empfindliche Anwendungen mit hohem Volumen geeignet sein, wie etwa Nord-Alaska, McKenzie-Delta, Norman Wells, Hibernia und White Rose. Die veranschaulichenden Ausführungsformen können für Anwendungen im Bergbau mit eingeschränktem Zugriff auf herkömmliche Ölfeld-Services geeignet sein, wie etwa Logan Lake, Horizon, Sunrise und Diavik. Die veranschaulichenden Ausführungsformen können für Large-Slat-Bohrlochanwendungen geeignet sein, wie etwa SAGD, Wasserquelle und Bergbau.
Es wurden eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift beschrieben. Veranschaulichende Ausführungsformen stellen eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift bereit. Eine Abschlusskapsel eines aktiven Bohrlochs kann einen Versorgungsschlauch mit Stromkabeln, die innerhalb der Versorgungsschlauchhülle extrudiert sind, beinhalten. Dieses verbesserte Versorgungsschlauchdesign ermöglicht eine ungehinderte äußere Versorgungsschlauchoberfläche, die ermöglichen kann, dass der Ringdruck zwischen dem Versorgungsschlauch und dem Bohrlochgehäuse während des Abschlusses des aktiven Bohrlochs beibehalten wird. Eine ringförmige Tasche und ein Bohrlochkopf der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung, die in einer doppelten Funktion eingesetzt werden, können den Ringdruck regulieren und beinhalten außerdem eine ringförmige Aufhängevorrichtung des Bohrlochkopfs, um den Versorgungsschlauch und die künstliche Liftbaugruppe, die im Bohrloch hängen, zu stützen. Ein Blowout-Stopfen und eine Auffangvorrichtung können in den Pumpenablauf eingeführt werden. Der Blowout-Stopfen kann den Druck innerhalb des Versorgungsschlauchs während des Abschlusses des aktiven Bohrlochs beibehalten. Die Abschlusskapsel des aktiven Bohrlochs von veranschaulichenden Ausführungsformen kann in einem Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs eingesetzt werden. Eine Schmiervorrichtung, an der eine künstliche Liftbaugruppe installiert ist, kann über das Bohrlochabsperrventil und den Bohrlochkopf gehoben werden. Die ESP kann dann über die Rohrschlangenanlage in das Bohrloch gesenkt und dann aufgehangen werden, ohne Druck zu verlieren. Die Schmiervorrichtung kann dann entfernt werden.
Die veranschaulichenden Ausführungsformen ermöglichen einen Abschluss eines aktiven Bohrlochs ohne die Verwendung von Kill-Fluiden, wodurch die Produktivität des Bohrlochs verbessert wird. Die veranschaulichenden Ausführungsformen können die Sicherheit über einem offenen Bohrlochabschluss verbessern indem die Exposition gegenüber schädlichen Gasen, wie etwa H₂S, reduziert wird. Die veranschaulichenden Ausführungsformen können ferner das Planen und die Ökonomie durch Eliminieren des Bedarfs nach einer Service-Anlage verbessern. Die veranschaulichenden Ausführungsformen stellen ein System und Verfahren zum Kontrollieren des Drucks eines aktiven Bohrlochs während des Bohrlochabschlusses und der Aufwältigung bereit.
Weitere Modifikationen und alternative Ausführungsformen von verschiedenen Aspekten der Erfindung können dem Fachmann in Anbetracht dieser Beschreibung ersichtlich sein. Dementsprechend ist diese Beschreibung nur als veranschaulichend auszulegen und dient dem Zwecke, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise zum Ausführen der Erfindung zu lehren. Es versteht sich, dass die Formen der hier gezeigten und beschriebenen Erfindung als die derzeit bevorzugten Ausführungsformen aufzufassen sind. Elemente und Materialien können durch die hier veranschaulichten und beschriebenen ersetzt werden, Teile und Verfahren können umgekehrt werden und bestimmte Merkmale der Erfindung können unabhängig verwendet werden, wie sich dies dem Fachmann ergeben würde, nachdem er den Nutzen dieser Beschreibung der Erfindung hat. Änderungen an den hier beschriebenen Elementen können vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang und Bereich von Äquivalenten, wie in den folgenden Ansprüchen beschrieben, abzuweichen. Zusätzlich versteht es sich, dass hier beschriebene Merkmale in bestimmten Ausführungsformen unabhängig kombiniert werden können.

Claims

Aktives Bohrlochabschlusssystem mit künstlichem Lift, umfassend: einen Pumpenablauf des künstlichen Lifts; einen Ablaufadapterkörper, der zwischen dem Pumpenablauf des künstlichen Lifts und einem Versorgungsschlauch gesichert ist, wobei der Ablaufadapterkörper einen elektrischen Verbinder umfasst, der an einer Außenseite des Ablaufadapterkörpers befestigt ist; wobei ein Innendurchmesser des Ablaufadapterkörpers fluidisch an den Pumpenablauf des künstlichen Lifts gekoppelt ist; wobei der Versorgungsschlauch Folgendes umfasst: eine Rohrschlange, wobei die Rohrschlange stützend von einer Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung innerhalb eines Bohrlochkopfs hängt, wobei die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung an einer Rohraufhängevorrichtung gesichert ist, wobei die Rohraufhängevorrichtung und die Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung in einer Rohrkopfspule positioniert sind; wobei ein Innendurchmesser der Rohrschlange fluidisch an den Innendurchmesser des Ablaufadapterkörpers gekoppelt ist; eine Hülle, die die Rohrschlange umgibt; und ein Stromkabel, das innerhalb der Hülle extrudiert ist, wobei das Stromkabel zwischen dem elektrischen Verbinder des Ablaufadapterkörpers und einer Oberflächenstromquelle verbunden werden kann.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 1, ferner umfassend eine mehrstufige Kreiselpumpe, die an den Pumpenablauf des künstlichen Lifts gekoppelt ist, wobei die mehrstufige Kreiselpumpe von einem elektrischen Tauchmotor angetrieben wird, wobei der elektrische Tauchmotor elektrisch an den elektrischen Verbinder des Ablaufadapterkörpers gekoppelt ist.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 2, wobei ein Motoranschlusskabel, der elektrische Verbinder und das Stromkabel sich zusammen zwischen dem elektrischen Tauchmotor und der Oberflächenstromquelle erstrecken, um dem elektrischen Tauchmotor Strom bereitzustellen.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 2, wobei die mehrstufige Kreiselpumpe in einem Bohrloch positioniert ist und die mehrstufige Kreiselpumpe Produktionsfluid durch den Pumpenablauf, durch den Innendurchmesser des Ablaufadapterkörpers und durch den Innendurchmesser der Rohrschlange des Versorgungsschlauchs, fördert.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 1, umfassend eine Vielzahl der Stromkabel, die innerhalb der Hülle extrudiert sind, und mindestens eine stützende Rippen, die innerhalb der Hülle zwischen zwei benachbarten Stromkabeln der Vielzahl von Stromkabeln extrudiert ist.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 1, umfassend drei Stromphasen, die innerhalb der Hülle extrudiert sind, wobei sich jede Stromphase in zwei Stromkabel unterteilt, und wobei eine Rippe stützend zwischen den zwei Stromkabeln von jeder Stromphase in Eingriff steht.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Kapillarrohr, das innerhalb der Hülle extrudiert ist.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Blowout-Stopfen, der entfernbar innerhalb des Pumpenablaufs des künstlichen Lifts angebracht ist.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 8, wobei der Blowout-Stopfen zwischen Folgendem beweglich ist: einer Blockierposition, die den Fluidstrom durch den Pumpenablauf des künstlichen Lifts verhindert, wobei der Blowout-Stopfen in einem Nippel in der Blockierposition gesichert ist; und einer offenen Position, die den Pumpenablauf des künstlichen Lifts für den Fluidstrom öffnet, wobei der Blowout-Stopfen in einer Auffangvorrichtung in der offenen Position positioniert ist.
Aktives Bohrlochabschlusssytem mit künstlichem Lift nach Anspruch 1, wobei die Hülle ein Paar von Kunststoffwänden und eine Faserfüllung zwischen dem Paar von Kunststoffwänden umfasst, wobei das Stromkabel in der Faserfüllung extrudiert ist.
Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift, Folgendes umfassend: Hängen eines Versorgungsschlauchs auf einen Bohrlochkopf eines aktiven Bohrlochs, wobei der Versorgungsschlauch eine Produktionspumpe fluidisch an eine Bohrlochfläche koppelt und einen Elektromotor elektrisch an eine Oberflächenstromquelle koppelt, wobei der Elektromotor die Produktionspumpe mit Strom versorgt, wobei der Versorgungsschlauch Folgendes umfasst: eine Rohrschlange, die von einer Hülle umgeben ist; und Stromkabel, die innerhalb der Hülle extrudiert sind, um eine glatte Außenfläche der Hülle zu bilden; Erzeugen einer Druckdichtung innerhalb des Versorgungsschlauchs während des Einsatzes des Versorgungsschlauchs im aktiven Bohrloch, wobei die Druckdichtung innerhalb des Versorgungsschlauchs unter Verwendung eines Blowout-Stopfens erzeugt wird, der positioniert ist, um einen Ablauf der Produktionspumpe zu blockieren; und Bilden einer ringförmigen Druckdichtung während des Einsatzes der Produktionspumpe, um eine Kontrolle über das Bohrloch zu erhalten, wobei die ringförmige Druckdichtung unter Verwendung einer ringförmigen Tasche gebildet wird, die an den Bohrlochkopf gekoppelt ist.
Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift nach Anspruch 11, wobei die glatte Außenfläche der Hülle des Versorgungsschlauchs die Bildung der ringförmigen Druckdichtung zwischen dem Versorgungsschlauch und dem Bohrlochgehäuse ermöglicht.
Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift nach Anspruch 11, ferner umfassend: Anbringen eines Ablaufadapterkörpers zwischen dem Versorgungsschlauch und dem Ablauf der Produktionspumpe, wobei der Ablaufadapterkörper: einen Innendurchmesser der Rohrschlange fluidisch an den Produktionspumpenablauf koppelt; und den Elektromotor elektrisch an die Stromkabel koppelt.
Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift nach Anspruch 13, ferner umfassend: Senken der Produktionspumpe zur Betriebstiefe innerhalb des aktiven Bohrlochs, wobei die Produktionspumpe unter dem Versorgungsschlauch hängt; übermäßiges Unterdrucksetzen des Blowout-Stopfens, um den Ablauf der Produktionspumpe zu entblocken; und Betreiben der Produktionspumpe, um Fluid nach oben durch den Pumpenablauf, durch den Ablaufadapterkörper und durch das Innere der Rohrschlange zu einer Oberfläche der aktiven Bohrung zu fördern.
Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift nach Anspruch 14, ferner umfassend Versorgen des Elektromotors mit Energie unter Verwendung der Stromkabel innerhalb des Versorgungsschlauchs.
Verfahren für den Abschluss eines aktiven Bohrlochs mit künstlichem Lift nach Anspruch 11, wobei Hängen des Versorgungsschlauchs an den Bohrlochkopf Einziehen einer Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung in eine Rohraufhängevorrichtung und Aufsetzen der Versorgungsschlauchaufhängevorrichtung und der Rohraufhängevorrichtung auf eine Rohrkopfspule umfasst.