ES2289298T3 - Compresor de fondo de pozo. - Google Patents

Abstract

Un compresor diseñado para ser bajado a un pozo de un yacimiento de gas natural para ayudar en la extracción de gas del yacimiento, comprendiendo el compresor: una envuelta (2), un rotor (8) montado dentro de la envuelta, un motor eléctrico (3) para accionar el rotor, que tiene: un estator (6) con arrollamientos estacionarios montados en la envuelta y un inducido (7) que forma parte del rotor, y apoyos de gas (9, 10) que soportan el rotor para que gire con relación al estator, estando dispuestos los apoyos de gas aguas arriba y aguas abajo en extremos opuestos del motor, que se caracteriza porque una rueda impulsora (13) con álabes para comprimir el gas de producción proveniente del yacimiento está montada en un extremo sobresaliente del rotor que se extiende más allá del apoyo de gas en un extremo del motor, de tal manera que los apoyos de gas del compresor y del motor eléctrico están dispuestos en el mismo lado de la rueda impulsora con álabes, y durante la operación, el gas de producciónfluye por, y sirve para enfriar, el motor eléctrico.

Description

Compresor de fondo de pozo.

Campo del invento

El invento presente se refiere a un compresor de fondo de pozo, esto es, un compresor diseñado para ser bajado a un pozo de un yacimiento de gas natural para ayudar a extraer gas del yacimiento.

Antecedentes del invento

Se conoce en la técnica que el gas que fluye desde un pozo perforado en un yacimiento de gas lleva frecuentemente consigo una carga de vapor y de gotas pequeñas de líquido. La presión del gas en la base de un pozo disminuye cuando el gas es extraído. Por consiguiente, la velocidad del flujo de gas en las conducciones de producción disminuye también, y finalmente llega a ser demasiado baja para transportar su carga de líquidos condensados. Como resultado, el líquido se acumula en la base del pozo, el flujo de gas disminuye y finalmente deja de fluir. La producción de gas deja de ser efectiva económicamente antes de que cese el flujo de gas y, normalmente, los operadores abandonan un pozo mucho antes de que el suministro de gas se haya extinguido.

Anteriormente, se había propuesto en el documento WO 97/33070 que se instalara en el pozo un compresor de gas accionado eléctrica o hidráulicamente para ser situado en el fondo del pozo. El efecto del compresor consiste en acelerar la producción y aumentar la recuperación definitiva del yacimiento. En primer lugar, el compresor actúa reduciendo la presión estática en su entrada, lo cual aumenta la diferencia de presiones entre el yacimiento y el pozo, de manera que estimula un flujo mayor. En segundo lugar, al aumentar la presión del gas, el compresor hace que aumente la densidad media, lo que da lugar a una reducción de la velocidad del flujo y por tanto a una reducción de las pérdidas de presión a lo largo de la longitud del pozo. Un efecto adicional de la compresión es elevar la temperatura del gas y de ese modo retrasar la condensación del vapor.

Aunque en la solicitud de la patente anterior se describe el concepto de lo que aquí se denomina un compresor de fondo de pozo, el compresor que en ella se describe tiene varias limitaciones que lo hacen impracticable. Por ejemplo, el motor eléctrico usado para accionar el eje del rotor que lleva los impulsores que comprimen el gas de producción está conectado al eje del rotor por medio de engranajes que permiten que el motor gire mucho más lentamente que los impulsores. Este diseño tiene como objeto permitir que el motor sea enfriado y lubricado por aceite, mientras que se usan apoyos de aire para soportar el eje en el que están montados los impulsores. Sin embargo, esto presenta problemas en el mantenimiento de los engranajes de reducción, de los que no habla la solicitud. Además, la solicitud no da detalles de cómo pueden ser construidos o configurados los apoyos de aire que soportan el eje del rotor para recibir un suministro adecuado de gas limpio, ni resuelve los requisitos dinámicos del rotor de un sistema de eje soportado tanto sobre apoyos lubricados con gas como con líquido.

En el documento WO 95/24563 se describe otro compresor adecuado para ser usado en un agujero de pozo.

El invento presente pretende proporcionar un compresor rotatorio que sea adecuado para ser usado como un compresor de fondo de pozo, ya que sus apoyos de gas pueden ser operados durante periodos de tiempo muy prolongados sin necesitar atención y porque su motor eléctrico es enfriado adecuadamente por el gas de producción.

De acuerdo con un primer aspecto del invento presente, se proporciona un compresor diseñado para ser bajado a un pozo de un yacimiento de gas natural para ayudar a extraer gas del yacimiento, comprendiendo el compresor una envuelta, un rotor montado dentro de la envuelta, un motor eléctrico para accionar el rotor, que tiene un estator con arrollamientos estacionarios montados en la envuelta y un inducido que forma parte del rotor, y apoyos de gas que soportan el rotor para que gire con relación al estator, estando dispuestos los apoyos de gas aguas arriba y aguas abajo en extremos opuestos del motor, que se caracteriza porque una rueda impulsora de álabes para comprimir el gas de producción desde el yacimiento está montada sobre un extremo que sobresale del rotor que se extiende más allá del apoyo de gas en un extremo del motor, de tal manera que todos los apoyos de gas del compresor y del motor eléctrico están dispuestos en el mismo lado de la rueda del impulsor de álabes y, durante la operación, el gas de producción fluye y sirve para enfriar el motor eléctrico.

En el invento presente, la rueda impulsora de álabes, aquí también llamada el compresor principal, sobresale del motor.

El diseño del rotor del motor con un compresor que sobresale permite que el motor sea fabricado hueco para que pueda enfriarse mejor.

En una realización preferida del invento, el compresor principal está dispuesto en el extremo de aguas arriba del rotor y hay montado un compresor auxiliar en el extremo opuesto del rotor, impulsando el compresor auxiliar gas desde aguas abajo del compresor principal y sirviendo para suministrar el gas después de una presurización adicional de los apoyos del rotor.

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En el segundo aspecto del invento, ambos compresores pueden sobresalir, de modo que todos los apoyos estén situados axialmente entre los compresores principal y auxiliar.

El compresor auxiliar puede ser un compresor axial u otro tipo de compresor dinámico. La expresión "compresor dinámico" se usa aquí para incluir compresores giratorios que producen flujo axial y/o radial, y esto incluye particularmente a los compresores axiales, mixtos y centrífugos.

Está previsto que se pueda proporcionar un purificador a la entrada del compresor auxiliar para retirar partículas u otras impurezas suspendidas en el gas de producción. El purificador puede convenientemente ser un separador inercial.

En la realización preferida del invento, el gas para los apoyos de gas fluye en dirección opuesta al flujo de gas axial principal del gas de producción. Aunque el gas puede ser descargado al flujo principal del gas de producción después de que haya pasado a través de los apoyos, se prefiere enfriar el gas transfiriendo calor desde éste al flujo principal del gas de producción, con lo que el gas puede ser reciclado hacia los apoyos haciendo que regrese a la entrada del compresor auxiliar. De esta manera, es posible que el gas suministrado a los apoyos de gas fluya esencialmente en un circuito cerrado.

Cuando el gas suministrado a los apoyos fluye en un circuito cerrado que contiene un purificador, el purificador no tiene que ser capaz de retirar la materia de partículas en todo el gas de producción y por tanto puede funcionar con fiabilidad durante períodos prolongados de tiempo. En este caso, el purificador puede ser incluso un simple filtro.

Ya que en el invento presente el gas entra y sale siempre axialmente del compresor, es posible usar un enfoque modular en el que un número de tales módulos de compresor estén estrechamente acoplados (aerodinámica y eléctricamente) en tándem. Además, los módulos, y/o un conjunto de módulos en tándem, pueden ser dispuestos a varias profundidades en el tubo de producción de un pozo para optimizar el movimiento hacia arriba de gotas pequeñas e inhibir la condensación de vapor.

A continuación, y a modo de ejemplo, se describe el invento con más detalle haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

la Figura 1 es un corte axial de una primera realización de un compresor dinámico de fondo de pozo,

la Figura 2 es un detalle de una segunda realización del invento mostrada en corte axial,

la Figura 3 es un corte axial de un compresor de acuerdo con una tercera realización del invento,

la Figura 4 es un detalle de una cuarta realización del invento mostrada en corte axial,

las Figuras 5a y 5b son diagramas de entalpía-entropía idealizados referidos a las realizaciones de las Figuras 3 y 4;

la Figura 6a es un corte axial de un compresor de acuerdo con una realización adicional del invento, y

la Figura 6b es un corte del compresor de la Figura 6a a lo largo del plano A-A de la Figura 6a.

En la Figura 1, el número de referencia 1 indica el tubo de producción de un pozo, el número 2 indica la envoltura exterior de un compresor y el número 3 se refiere a la envuelta o caja de un motor eléctrico. La envuelta del motor es mantenida concéntricamente dentro de la envoltura del compresor por los álabes fijos 4 del compresor y por los brazos 5 de una armadura.

El motor es un motor de inducción de alta frecuencia y es alimentado con corriente a muy alta frecuencia a través de un cordón umbilical que no se muestra en la Figura. Típicamente, la velocidad del motor varía entre 20.000 rpm y 50.000 rpm. El motor eléctrico preferido tiene un estator 6 y un inducido o rotor 7 de imán permanente, pero se puede usar otro tipo de motor de inducción, tal como un motor de jaula de ardilla.

El rotor del compresor, del que forma parte el inducido del motor, está indicado con 8. El motor funciona sobre apoyos lisos 9 y 10, y el empuje es absorbido por un cojinete de empuje que tiene un collarín 11.

El motor acciona la rueda 12 del compresor dinámico que tiene una rueda 13 impulsora con álabes. Aguas arriba de la rueda impulsora 13 están las paletas de guía de entrada 14 que también mantienen concéntricamente el segmento de una envuelta interior 15.

Se muestra con las flechas de la Figura el sentido del flujo de gas, y el sentido en el que el compresor aumenta la presión del gas.

El compresor está formado en un módulo. En la Figura 1, un módulo completo está abarcado por una A, un módulo siguiente aguas abajo de A está indicado con B, y C es un morro de entrada carenado que debe ser fijado a un módulo único o al primero de un número de módulos acoplados. El cono D es un cono difusor que debe ser fijado a la salida de un módulo o a la salida del último de los módulos conectados en tándem, esto es, uno tras otro en el sentido del flujo del gas.

La Figura 2 muestra un detalle de un módulo de compresor que difiere del módulo A de la Figura 1 en que tiene dos etapas de compresor, esto es, dos ruedas impulsoras con álabes 13a y 13b. Se pueden proporcionar una o más etapas dependiendo del trabajo que haya de ser realizado, de la potencia del motor, y del diseño que se juzgue que sea el óptimo en cada aplicación.

Se usan los apoyos de gas debido a la velocidad del compresor y porque pueden emplear como lubricante un fluido que ya está presente, a saber, el gas de producción. Los apoyos de gas tienen una fricción menor que la de los apoyos lubricados por agua o aceite. Los apoyos de elementos rodantes tendrían una esperanza de vida demasiado corta debido a las duras condiciones de las construcciones de los fondos de los pozos.

Ya que el compresor o compresores son probablemente montados o bien verticalmente, o bien en una posición casi vertical, los apoyos lisos (indicados con 9 y 10 en la Figura 1) soportan una carga pequeña, y por tanto lo más probable es que sean de un tipo hidrostático. Tales apoyos se basan en la inyección de gas a alta presión para mantener separadas las superficies de contacto. El compresor auxiliar proporciona este gas a alta presión una vez que haya alcanzado una velocidad de giro suficientemente elevada.

El cojinete de empuje (indicado con 11 en la Figura 1) soporta una carga continua y por tanto debe de ser de un tipo hidrodinámico, consiguiendo la separación mediante una película autogenerada una vez que el eje alcanza una velocidad lo suficientemente elevada.

Durante el arranque, está previsto que haya contacto de fricción en todos los apoyos hasta que el eje se automantenga sobre las películas de gas. Dicho arranque requiere potencia importante para superar la fricción y una selección del material y un control dimensional precisos.

El calor generado por las pérdidas eléctricas del motor es retirado haciendo pasar el calor al flujo del gas, siendo el gas de producción el único medio de enfriamiento disponible.

En la Figura 3 se muestra esquemáticamente una realización del invento que incluye apoyos de gas. La Figura muestra una versión del módulo indicado con A o B en la Figura 1.

En la Figura 3, el tubo de producción del pozo está indicado con 301, la envoltura exterior del compresor con 302, mientras que los números 303a y 303b se refieren a una envuelta doble del motor. La envuelta del motor es mantenida concéntricamente dentro de la envoltura del compresor por medio de álabes estacionarios 304 del compresor y por los brazos de una armadura 305. Se indica el estator del motor con 306 y su inducido con 307.

El rotor hueco del compresor, del que el inducido del motor forma parte, está indicado con 308. El rotor gira sobre los apoyos lisos 309, 310, y el empuje es absorbido por un cojinete de empuje que tiene un collarín 311.

El motor acciona la rueda 312 del compresor dinámico con sus álabes de impulsión 313. Aguas arriba del compresor están las paletas de guía de entrada 314 que también mantienen concéntricamente el segmento de la envuelta interior 315, y aguas abajo están los álabes fijos, en 304.

El compresor impulsa gas dentro del canal anular principal X, que es el canal del flujo principal del gas de producción, pero también dentro de un canal anular Y delimitado por las paredes 303a y 303b de la envuelta del motor. El canal anular Z está formado por el espacio entre la envuelta exterior 302 del compresor y el tubo de producción 301. El canal Z está cerrado en cada extremo por placas anulares que se ajustan todo lo estrechamente que resulte posible dentro del agujero del tubo de producción. La presión es mantenida dentro del canal Z mediante lumbreras Z1 sustancialmente a la presión de aguas arriba de las paletas de guía de entrada 314.

De manera similar, la presión sobre la cara de la rueda del compresor 312, y dentro del agujero del rotor, es mantenida por lumbreras Z2 sustancialmente a la presión aguas arriba de las paletas de guía de entrada.

El gas que fluye a través del canal Y discurre sobre un superficie de transferencia de calor extendida Y1, que, por soldadura, u otro método de fijación, está en contacto térmico íntimo con la envuelta de motor interior 303a. El gas fluye a través del canal Y y pasa por la superficie de transferencia de calor extendida, enfriando el estator 6 (en la Figura 1) del motor.

La superficie de transferencia de calor extendida puede, a modo de ejemplo, comprender un número de aletas homogéneamente espaciadas alrededor de su periferia y extenderse en una hélice alrededor de la envuelta interior del motor o axialmente.

Aguas abajo de la superficie de transferencia de calor extendida el gas fluye a través de un purificador Y2 dentro de la entrada del compresor dinámico auxiliar que se muestra con dos etapas y está indicado como un conjunto con 316.

El compresor auxiliar comprime más el gas dentro del volumen U que está delimitado, en el lado de la izquierda de la Figura 3, por el apoyo liso 310 y por la junta de laberinto 318 que está atornillada al apoyo para asegurar la concentricidad.

El gas presurizado entra en el apoyo liso 310 a través de tantas lumbreras como sea conveniente, por ejemplo, la lumbrera mostrada con 319. El gas entra en los apoyos liso y de empuje 309 desde el volumen U, por ejemplo, a través de tubos dispuestos entre aletas adyacentes de la superficie de transferencia de calor extendida Y1, tal como se indica por medio de la línea a trazos L1.

Es deseable preservar simetría térmica, tal como la que se obtendría mediante cuatro tubos repartidos homogéneamente alrededor de la periferia.

Los volúmenes V y W están en comunicación por medio de un espacio de aire entre el agujero del estator del motor y su inducido y, consecuentemente, las presiones del gas en esos volúmenes son sustancialmente iguales. El volumen V y el volumen W, o ambos, están conectados al canal Z por medio de brazos de armadura huecos que no se muestran y que son necesarios para mantener concéntricas las diversas envueltas. Debe de entenderse que debido a espacios pasantes, tales como los espacios entre las superficies amortiguadoras, son iguales las presiones a la izquierda y a la derecha de un apoyo.

En la indicación de las presiones de gas, las pérdidas de presión del flujo, y otros efectos que tengan una influencia detallada sobre la presión, no son tomadas en consideración.

Las presiones están indicadas como:

P1:

la presión del gas aguas arriba del módulo del compresor. Al estar conectados pasos, tales como Z1 y Z2, también es la presión en el canal Z, y también la presión que actúa sobre la cara izquierda de la rueda 312, y dentro del agujero del rotor 308. Los espacios V y W están también a la presión P1 debido a su conexión con el canal Z a través de los brazos huecos de la armadura.

P2:

la presión aguas abajo de los álabes 304 del estator y la presión en el canal X.

P3:

la presión aguas abajo de la parte interior de los álabes giratorios 313. Ésta es la presión en el canal Y y la presión a la entrada del compresor auxiliar 316, y

P4:

la presión aguas abajo del compresor auxiliar. P4 es también la presión suministrada a los apoyos 309, 310 y 311.

En la operación del módulo, la parte interior de los álabes giratorios 313, junto con el compresor auxiliar 316, eleva la presión del gas desde la presión P1, pasando por la presión P3, hasta la presión P4. El gas a la presión P4 fluye hacia los apoyos, donde, en esencia, al descargar dentro de los volúmenes V y W, se reduce su presión a P1. De una manera similar, el gas que se fuga a través de la junta de laberinto 318 reduce su presión desde P4 hasta P1.

Las fuerzas axiales que actúan sobre el motor durante la operación son:

una fuerza de empuje que va desde la derecha a la izquierda (tal como se muestra en la Figura 3) generada por la rueda 312 y los álabes giratorios 313 del compresor principal,

una fuerza de empuje que va desde la izquierda a la derecha, generada por el compresor auxiliar 316,

la atracción de la gravedad sobre el rotor, de derecha a izquierda, depende de la inclinación del módulo, y una fuerza de izquierda a derecha, producida por la diferencia de presiones a través del pistón de equilibrio 317.

En el diseño, el diámetro D puede ser elegido para que la fuerza axial producida en el pistón de equilibrio 317 compense una parte tan grande como sea posible de la resultante de las otras fuerzas axiales.

En la Figura 4 se muestra otra realización, que es una versión modificada de la realización de la Figura 3. Para que sea evidente la diferencia entre partes móviles y estacionarias, las partes estacionarias están sombreadas en la parte superior de la Figura.

Las Figuras 3 y 4 pueden ser relacionadas entre sí por medio del elemento 410 que se corresponde con el apoyo liso derecho 310 del compresor mostrado en la Figura 3. En la realización de la Figura 4, el compresor auxiliar a la derecha del apoyo es un compresor centrífugo de dos etapas, al contrario que el compresor axial de dos etapas de la realización de la Figura 3.

Siendo todo lo demás igual, el aumento de presión a través de una etapa de compresor centrífugo y de un compresor de flujo axial, es determinado por la velocidad periférica del disco del compresor y por la velocidad periférica media de los álabes giratorios de la etapa de flujo axial.

Cuando están limitados dentro de una envuelta del mismo diámetro, los álabes giratorios de una etapa de flujo axial pueden tener un diámetro medio mayor que el diámetro exterior del disco del compresor centrífugo, ya que el compresor centrífugo necesita un difusor por fuera de su disco, y el compresor de flujo axial no lo necesita. Esta consideración referida a las Figuras 3 y 4 puede dar lugar a un compresor auxiliar axial de una sola etapa en la realización de la Figura 3 que realice el mismo trabajo que el compresor centrífugo de dos etapas de la Figura 4.

Las Figuras 5a y 5b son esquemas entalpía-entropía idealizados de los flujos de gas comprimido por los compresores auxiliares de las realizaciones de las Figuras 3 y 4, en los que seguidamente se reduce su presión a su presión inicial en los apoyos.

Con referencia a las Figuras 3 y 5a, el gas fluye en el módulo a presión P1. Aguas abajo de los álabes giratorios del compresor principal, en el canal Y, el gas está a la presión P3, y después de pasar a través del compresor auxiliar, entra en los apoyos a una presión P4. A continuación, se reduce la presión del gas a la presión P1 a su salida de los apoyos.

En la Figura 5a hay dibujadas líneas de presión constante para P1 y P4. La entrada del flujo de gas ocurre en "a", el gas es comprimido hasta "b" y a continuación es ajustado hasta su salida en "c". En la entrada, el flujo de gas está relativamente frío, y a la salida, el flujo de gas ha sido calentado por la adición de energía de compresión desde "a" hasta "b".

Si se hace uso de medios de intercambio de calor para enfriar el mismo flujo de gas desde "c" hasta "a", entonces el gas para los apoyos estaría dentro de un circuito cerrado. Una vez purificado, el mismo gas sería usado continuamente. Las Figuras 6a y 6b muestran diagramas de una realización en la que se ha proporcionado dicho circuito cerrado al gas a alta presión.

En la realización de la Figura 6a, el compresor principal es un compresor de flujo axial de dos etapas, mostrado con 614, 613, 612 y 604. Un deflector cilíndrico 603b junto con la envuelta 603a del motor forma un canal Y en el cual fluye el gas por las aletas de enfriamiento Y1 del estator del motor. El canal Y y el canal X se convierten en un canal único aguas abajo del deflector.

A continuación se describe el circuito cerrado tomando el volumen T como punto de comienzo del mismo. El gas fluye desde T a través del filtro 620 hacia la entrada del compresor de flujo axial 616. El compresor proporciona gas a alta presión dentro del volumen U y desde allí el gas pasa a través de las lumbreras 619 al apoyo liso 610, y al apoyo liso y de empuje en 609 a través de tubos, uno de los cuales es L1. El gas es estrangulado al pasar a través de los apoyos y descarga en primer lugar en el volumen V y después, a través del espacio de aire del motor, al volumen W, donde se une a la descarga del otro apoyo. El gas vuelve al volumen T a través de tubos, uno de los cuales está indicado con L3. Los tubos L3 están dispuestos en el canal X, donde al pasar por ellos el flujo principal de gas enfría los tubos y al gas que circula dentro de ellos.

Hay también un flujo de fuga de gas de alta presión desde el volumen U al volumen V a través de la junta de laberinto 618. Esta fuga a través del laberinto es un camino paralelo en el cual el gas reduce su presión a la misma baja presión que el gas a alta presión que ha pasado a través de un apoyo.

La única conexión del circuito cerrado con el flujo principal de gas se produce por medio de fugas a través de la junta de laberinto 612a. Esta fuga iguala las presiones a ambos lados del laberinto, y por tanto la baja presión del circuito cerrado es la presión P3 aguas abajo de los álabes giratorios de la segunda etapa del compresor principal. La Figura 5b corresponde al esquema entalpía-entropía del circuito cerrado.

Con referencia a la Figura 5b, el enfriamiento del gas desde "b" a "c" depende de la efectividad de la transferencia de calor a través del tubo L3. Debe encontrarse un equilibrio entre el aporte de energía al gas circulante debido al compresor auxiliar y el calor perdido por la circulación a través de las paredes de los tubos L3 hacia la corriente del gas principal. El equilibrio se crea por medio de la temperatura del gas circulante. El gas pierde más calor a través de las paredes de los tubos L3 cuando aumenta la temperatura del gas y, al mismo tiempo, disminuye el aporte de energía al gas producido por el compresor. El gas del circuito cerrado estará a la temperatura a la cual la pérdida de calor y la entrada de energía estén en equilibrio. Es deseable que se procure que la temperatura del gas a la entrada del compresor auxiliar sea tan próxima como sea posible a la temperatura del flujo en el canal X optimizando el gas al coeficiente de transferencia de calor del gas de las paredes de los tubos L3.

El flujo del gas a la entrada o salida del circuito cerrado a través del laberinto 612a es tan pequeño que el peligro recae en que los apoyos resulten dañados por la materia de partículas. Es probable que cualquier materia de partículas transportada originalmente por el gas que entra en el circuito cerrado a través del laberinto 612a haya sido centrifugada previamente debido a la componente de torbellino transmitida al gas por la rueda impulsora de álabes.

La resistencia al flujo en los canales combinados X e Y es aumentada por la intrusión de tuberías y aletas en la zona del flujo. Por esa razón, para facilitar la comprensión, se ha cambiado el compresor principal 604, 612, 613, 614 de la Figura 3 por un compresor de dos etapas. Si dicho cambio es necesario, sólo puede ser decidido en cada caso particular mediante un estudio del diseño.

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El compresor auxiliar 616 de la Figura 6a es un compresor de una etapa única, en comparación con el compresor auxiliar de dos etapas de la Figura 3.

En la Figura 6b se muestra la sección A-A de la Figura 6a por fuera de la envuelta del motor. Las aletas de enfriamiento Y1 del estator están dispuestas entre la envuelta 603a del motor y el deflector 603b. Los cuatro tubos L1 están dispuestos entre aletas adyacentes. Se muestran ocho tubos L3 espaciados homogéneamente alrededor de la periferia del canal X. Los tubos L3 pueden ser convenientemente formados por extrusión tanto con aletas internas como externas para mejorar la transferencia de calor de gas a gas.

Claims (11)

1. Un compresor diseñado para ser bajado a un pozo de un yacimiento de gas natural para ayudar en la extracción de gas del yacimiento, comprendiendo el compresor:

una envuelta (2),

un rotor (8) montado dentro de la envuelta,

un motor eléctrico (3) para accionar el rotor, que tiene:

un estator (6) con arrollamientos estacionarios montados en la envuelta y un inducido (7) que forma parte del rotor, y

apoyos de gas (9, 10) que soportan el rotor para que gire con relación al estator, estando dispuestos los apoyos de gas aguas arriba y aguas abajo en extremos opuestos del motor,

que se caracteriza porque

una rueda impulsora (13) con álabes para comprimir el gas de producción proveniente del yacimiento está montada en un extremo sobresaliente del rotor que se extiende más allá del apoyo de gas en un extremo del motor, de tal manera que los apoyos de gas del compresor y del motor eléctrico están dispuestos en el mismo lado de la rueda impulsora con álabes, y

durante la operación, el gas de producción fluye por, y sirve para enfriar, el motor eléctrico.

2. Un compresor como se reivindica en la reivindicación 1, en el que el rotor del compresor que incorpora el inducido del motor está formado hueco para ayudar a enfriar el motor.

3. Un compresor como se reivindica en la reivindicación 1, en el que la rueda impulsora con álabes está dispuesta en el extremo de aguas arriba del rotor y en el que está montado un compresor auxiliar en el lado opuesto del rotor, impulsando gas el compresor auxiliar desde aguas abajo del compresor principal y sirviendo para suministrar el gas después de una presurización adicional a los apoyos del rotor.

4. Un compresor como se reivindica en la reivindicación 3, en el que ambos compresores sobresalen, estando situados axialmente todos los apoyos entre los compresores principal y auxiliar.

5. Un compresor como se reivindica en la reivindicación 3 ó 4, en el que el compresor auxiliar es también un compresor axial.

6. Un compresor como se reivindica en la reivindicación 3 ó 4, en el que el compresor auxiliar es un compresor centrífugo.

7. Un compresor como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que hay dispuesto un purificador en la entrada del compresor auxiliar.

8. Un compresor como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, en el que es descargado gas presurizado por el compresor auxiliar dentro del flujo axial del gas de producción después de pasar a través de los apoyos.

9. Un compresor como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, en el que están previstos medios para transferir calor del gas descargado de los apoyos al flujo axial del gas de producción y para reciclar el gas enfriado a la entrada del compresor auxiliar, por lo que el suministro de gas al apoyo fluye a través de un circuito esencialmente cerrado.

10. Un sistema de compresor para un pozo de gas que comprende dos o más compresores como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, dispuestos entre sí en tándem.

11. Un sistema de compresor como se reivindica en la reivindicación 10, que comprende una pluralidad de compresores o conjuntos de compresores dispuestos en tándem a diferentes alturas a lo largo del agujero del pozo.