NO20140047A1

NO20140047A1 - wet coupling system for an electrically submersible pump set-up

Info

Publication number: NO20140047A1
Application number: NO20140047A
Authority: NO
Inventors: Philip Head
Original assignee: Artificial Lift Co Ltd
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2015-07-17
Also published as: NO341342B1

Description

Denne oppfinnelsen vedrører faste kraftforsyningssystemer i brønner, spesielt hydrokarbonbrønner, hvorved et elektrisk nedsenkbart pumpeoppsett (ESP) kan bli senket til en utplassert posisjon og deretter koblet til kraftforsyningen vie en våtkobling, dvs., en elektrisk kobling som kan bli gjort og ugjort i et fluid miljø i brønnen. This invention relates to fixed power supply systems in wells, in particular hydrocarbon wells, whereby an electric submersible pump (ESP) setup can be lowered to a deployed position and then connected to the power supply via a wet coupling, i.e., an electrical connection that can be made and unmade in a fluid environment in the well.

Det er ønskelig at den sentrale passasjen i produksjonsrøret som er installert i en hydrokarbonbrønn skal være fri for kraftkabler for slik å tilveiebringe en uhindret strømningsbane som også kan bli benyttet til introduksjonen av verktøy inn i brønnen. Derfor er det ofte foretrukket å installere en fast kraftforsyning omfattende kabling som er satt fast på røret (slik som produksjonsrøret eller brønnforingen), for eksempel ved festing til den eksterne overflaten av røret, og som ender i en våtkobling via hvilken ESP'en fjernstyrt kan bli tilkoblet kraftforsyningen. It is desirable that the central passage in the production pipe installed in a hydrocarbon well should be free of power cables in order to provide an unobstructed flow path which can also be used for the introduction of tools into the well. Therefore, it is often preferred to install a fixed power supply comprising cabling fixed to the pipe (such as the production pipe or the well casing), for example by attachment to the external surface of the pipe, and ending in a wet coupling via which the ESP can be remotely controlled be connected to the power supply.

GB2403490 tilkjennegir ett system av denne typen, som omfatter fast kabling som ender i én eller (for trefasestrøm) en samling av tre våtkoblinger som er radialt bevegelige inn i den sentrale passasjen i produksjonsrøret. ESP'en har en tilsvarende samling av våtkoblinger og engasjerer en orienteringsprofil på innsiden av produksjonsrøret for å rotere den til den korrekte posisjonen der de respektive koblingene engasjeres sammen for å koble ESP'en til hver respektiv leder i kraftforsyningen. I andre systemer omfatter ESP'en en radialt, utad bevegelig kobling som engasjerer en fast kobling på røret. GB2403490 discloses one system of this type, which comprises fixed wiring terminating in one or (for three-phase power) a collection of three wet connectors which are radially movable into the central passage of the production pipe. The ESP has a corresponding assembly of wet connectors and engages an orientation profile on the inside of the production pipe to rotate it to the correct position where the respective connectors engage together to connect the ESP to each respective conductor in the power supply. In other systems, the ESP comprises a radially outwardly movable coupling which engages a fixed coupling on the pipe.

Fast kabling er generelt pålitelig, der de fleste feilene forekommer i ESP'en som enkelt kan bli hentet tilbake og utplassert på nytt. Dersom den faste kablingen eller våtkoblingen svikter kan de imidlertid ikke bli reparert uten å hente røret de er festet til opp til overflaten, slik at systemer av denne typen er kritisk avhengige av integriteten til de faste komponentene. Hard wiring is generally reliable, with most failures occurring in the ESP which can be easily recovered and redeployed. If the fixed cabling or wet coupling fails, however, they cannot be repaired without retrieving the pipe they are attached to up to the surface, so that systems of this type are critically dependent on the integrity of the fixed components.

Det er målet med foreliggende oppfinnelse å redusere denne sårbarheten. It is the aim of the present invention to reduce this vulnerability.

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse blir det tilveiebrakt en fremgangsmåte og et apparat som definert i kravene. In accordance with the present invention, a method and an apparatus as defined in the claims are provided.

En illustrerende utførelsesform vil nå bli beskrevet, kun som eksempel og uten begrensning for omfanget av kravene, og med referanse til de tilhørende tegningene der: Figur IA i langsgående seksjon viser en brønn som er tilpasset utplasseringen av en An illustrative embodiment will now be described, only as an example and without limitation to the scope of the claims, and with reference to the associated drawings in which: Figure IA in longitudinal section shows a well adapted to the deployment of a

ESP, ESP,

Figur IB er en forstørret fremstilling av del av figur IA, Figure IB is an enlarged representation of part of Figure IA,

Figur 2 viser våtkoblingen på ESP'en rett før den engasjerer den nedre våtkoblingen på røret, Figur 3A og 3B viser henholdsvis ESP'en før og etter sammensetting i en første konfigurasjon, Figur 4A og 4B viser henholdsvis ESP'en før og etter sammensetting i en alternativ andre konfigurasjon, Figure 2 shows the wet clutch on the ESP just before it engages the lower wet clutch on the pipe, Figures 3A and 3B respectively show the ESP before and after assembly in a first configuration, Figures 4A and 4B respectively show the ESP before and after assembly in an alternative second configuration,

Figur 5A viser ESP'en utplassert i brønnen i den første konfigurasjonen, Figure 5A shows the ESP deployed in the well in the first configuration,

Figur 5B er en forstørret fremstilling av del av figur 5A, Figure 5B is an enlarged representation of part of Figure 5A,

Figur 6A viser ESP'en utplassert i brønnen i den andre konfigurasjonen, og Figure 6A shows the ESP deployed in the well in the second configuration, and

Figur 6B er en forstørret fremstilling av del av figur 6A. Figure 6B is an enlarged representation of part of Figure 6A.

Tilsvarende referansenummer indikerer tilsvarende deler på hver av figurene. Corresponding reference numbers indicate corresponding parts in each of the figures.

Med referanse til figurene IA og IB omfatter en brønn 1 et borehull kledd med en foring 2 koblet til et brønnhode 3 på bakkeoverflaten 4. En kraftforsyning 5 er tilveiebrakt på brønnhodet. Produksj onsrør 20 strekker seg ned på innsiden av foringen fra brønnhodet for å avsluttes på sin åpne nedre ende 21 i regionen for den produktive formasjonen 6, der annulusen (annulusavstanden) 7 mellom produksjonsrøret og foringen er forseglet med en packer 8. Perforeringer 29 i rørveggen 23 i produksjonsrøret forbinder den indre hulrom 24 med annulusen 7 under packeren 8. For enkelhetens skyld er kun enkelte strenger med foring og produksj onsrør vist, selv om det i praksis kan være flere strenger med suksessivt mindre diameter koblet ende til ende. With reference to figures IA and IB, a well 1 comprises a borehole lined with a liner 2 connected to a wellhead 3 on the ground surface 4. A power supply 5 is provided on the wellhead. Production tubing 20 extends down the inside of the casing from the wellhead to terminate at its open lower end 21 in the region of the productive formation 6, where the annulus (annulus gap) 7 between the production tubing and the casing is sealed with a packer 8. Perforations 29 in the tubing wall 23 in the production pipe connects the inner cavity 24 with the annulus 7 below the packer 8. For the sake of simplicity, only individual strings with liner and production pipe are shown, although in practice there may be several strings of successively smaller diameter connected end to end.

Med referanse til figur 2 inkluderer produksjonsrøret et våtkoblingsoppsett 30 omfattende første og andre våtkoblinger 31, 31'. Hver våtkobling omfatter minst én fatning, og omfatter i den illustrerte utførelsesformen en gruppe på tre fatninger 32, 32', der hver fatning inneholder en respektiv kontakt 33, 33'. Våtkoblingene er lokalisert i to respektive vinduer 22, 22' i rørveggen 23 på produksjonsrøret, der vinduene er anbrakt ett over det andre slik at våtkoblingene har avstand til hverandre i retningen av den langsgående aksen XI-XI for røret 20. Det øvre vinduet 22' er noe smalere enn det nedre vinduet 22 i omkretsretningen av produksjonsrøret, noe som betyr at det går mot en mindre vinkel om aksen Xl-Xl. De respektive gruppene med kontakter 33, 33' på de to våtkoblingene er koblet til kraftforsyningen 5 via de respektive, isolerte lederne 34, 34' på to respektive kabler 35, 35' som er festet med klemmer (ikke vist) på produksjonsrøret og strekker seg forseglingsbart gjennom packeren 8 via annulusen 7 til brønnhodet. Referring to Figure 2, the production pipe includes a wet coupling arrangement 30 comprising first and second wet couplings 31, 31'. Each wet coupling comprises at least one socket, and in the illustrated embodiment comprises a group of three sockets 32, 32', where each socket contains a respective contact 33, 33'. The wet couplings are located in two respective windows 22, 22' in the pipe wall 23 of the production pipe, where the windows are placed one above the other so that the wet couplings are spaced from each other in the direction of the longitudinal axis XI-XI of the pipe 20. The upper window 22' is somewhat narrower than the lower window 22 in the circumferential direction of the production pipe, which means that it runs towards a smaller angle about the axis Xl-Xl. The respective groups of contacts 33, 33' on the two wet connectors are connected to the power supply 5 via the respective insulated conductors 34, 34' on two respective cables 35, 35' which are fixed with clamps (not shown) on the production pipe and extend sealable through the packer 8 via the annulus 7 to the wellhead.

Hver av våtkoblingene kan være av enhver passende type som er kjent på fagområdet. Mens våtkoblingene som er permanent installerte i produksjonsrøret for hensiktsmessighetens skyld heretter blir referert til som «festet» for slik å skille dem fra de tilsvarende våtkoblingene på ESP'en, så er det på det rene at de kan være bevegelige, for eksempel sleidbare, eller fremførbare fra en sidelomme inn i hulrommet i røret for slik å engasjere en statisk våtkobling på legemet til ESP'en slik det er kjent på fagområdet, heller enn å være ubevegelig montert med hensyn på rørsveggen som vist. I den illustrerte utførelsesformen er hver av de festede våtkoblingene 31, 31' av en konvensjonell hunn-type, der hver fatning er bekledd med avskrapere, eventuelt inneholdende et ikke-ledende fluid, og som huser en fjærbelastet plunger som normalt okkuperer fatningen. Each of the wet couplings may be of any suitable type known in the art. While the wet couplings that are permanently installed in the production pipe are hereafter referred to as "fixed" for convenience to distinguish them from the corresponding wet couplings on the ESP, it is clear that they may be movable, e.g. slideable, or extendable from a side pocket into the cavity of the pipe so as to engage a static wet coupling on the body of the ESP as is known in the art, rather than being immovably mounted with respect to the pipe wall as shown. In the illustrated embodiment, each of the attached wet couplings 31, 31' is of a conventional female type, each socket being lined with scrapers, optionally containing a non-conductive fluid, and housing a spring-loaded plunger which normally occupies the socket.

Med referanse til figurene 3 og 4 omfatter ESP'en en sammensetting av generelt sylindriske, modulære deler 42, 45, 46, 48 og 49, som er forbundet sammen ende til ende i retningen av den langsgående aksen X3-X3 av ESP'en ved hjelp av skruede flenser 41.1 eksemplet som er vist er det en enkelt pumpe 42 med et inntak 43 og et utløp 44, der utløpet er tilpasset å være frigjørbart i inngrep ved et hente- og utplasseringsverktøy 50 på en vaierline 51. Pumpen blir drevet av en enkelt elektrisk trefase-motor 45. (I praksis kan ESP'en være en mye lengre sammensetting inkludert flere slike pumpemoduler drevet av et tilsvarende antall motormoduler, der alle er drevet via den samme våtkoblingen). With reference to Figures 3 and 4, the ESP comprises an assembly of generally cylindrical, modular parts 42, 45, 46, 48 and 49, which are joined together end to end in the direction of the longitudinal axis X3-X3 of the ESP by using screwed flanges 41.1 the example shown is a single pump 42 with an inlet 43 and an outlet 44, where the outlet is adapted to be releasable in engagement by a retrieval and deployment tool 50 on a cable line 51. The pump is driven by a single electric three-phase motor 45. (In practice, the ESP can be a much longer assembly including several such pump modules driven by a similar number of motor modules, where all are driven via the same wet coupling).

Den nedre enden av sammensettingen omfatter en orienteringsmodul 46 som har en redusert ekstern diameter, med et orienteringselement 47 som strekker seg radialt utover fra denne for å danne et anlegg på ett punkt på dens omkrets. Sammensettingen inkluderer også en tubulær spacer 48 (en hul komponent uten noen funksjonelle indre deler) og en våtkoblingsmodul 49, som holder den respektive våtkoblingssammensettingen 60 omfattende en enkelt våtkobling 61 som har et oppsett med tre kontakter 62 som omfatter ledende hann-prober, der hver probe har en tilsvarende leder 63. The lower end of the assembly comprises an orientation module 46 having a reduced external diameter, with an orientation member 47 extending radially outwards therefrom to form a fixture at one point on its circumference. The assembly also includes a tubular spacer 48 (a hollow component without any functional internal parts) and a wet connector module 49, which holds the respective wet connector assembly 60 comprising a single wet connector 61 having an arrangement of three contacts 62 comprising conductive male probes, each probe has a corresponding conductor 63.

Våtkoblingen 61 kan bli festet ubevegelig til foringen til ESP'en (og i dette tilfellet kan de festede koblingene bli anbrakt for å beveges radialt innover inn i brønnhullet for å kobles til dette), men i den illustrerte utførelsesformen er den utplassert i en inntrukket posisjon 61' som vist med prikkede linjer på figur 3B og deretter frigjort inne i produksjonsrøret slik at den strekker seg radialt utover til den utvidede posisjonen som vist. Dette kan bli oppnådd på ulike måter slik dette er kjent på fagområdet. Våtkoplingen 61 kan for eksempel være belastet radialt utover med en fjær og holdt tilbake ved kontakt med den indre overflaten 25 av hulrommet i produksjonsrøret. Alternativt kan våtkoblingen 61 være holdt tilbake i den inntrukne posisjonen ved en skjærepinne eller annet element og tvunget mot den utvidede posisjonen ved det hydrostatiske trykket som utøves av fluid i brønnhullet som virker på én side av et stempel med et evakuert kammer på den andre. Skjærepinnen eller annet element svikter ved et forhåndsbestemt trykk tilsvarende omtrentlig mål dybde, for å frigjøre våtkoblingen 61 som da blir holdt tilbake ved kontakt med den indre overflaten 25 i produksjonsrøret ettersom ESP'en fortsetter nedover i brønnen inntil den når det respektive vinduet 22 eller 22'. En liknende mekanisme er beskrevet i GB 2478108 A. The wet coupler 61 may be immovably attached to the casing of the ESP (and in this case the attached couplers may be arranged to move radially inwardly into the wellbore to engage therewith), but in the illustrated embodiment it is deployed in a retracted position 61' as shown in dotted lines in Figure 3B and then released within the production tube so that it extends radially outward to the extended position as shown. This can be achieved in various ways as is known in the art. The wet coupling 61 can, for example, be loaded radially outwards with a spring and held back by contact with the inner surface 25 of the cavity in the production pipe. Alternatively, the wet coupling 61 may be retained in the retracted position by a shear pin or other element and forced toward the extended position by the hydrostatic pressure exerted by fluid in the wellbore acting on one side of a piston with an evacuated chamber on the other. The cutting pin or other element fails at a predetermined pressure corresponding to the approximate target depth, to release the wet clutch 61 which is then retained by contact with the inner surface 25 of the production tubing as the ESP continues down the well until it reaches the respective window 22 or 22 '. A similar mechanism is described in GB 2478108 A.

ESP'en kan bli rekonfigurert ved å demontere og selektivt sette den sammen på nytt i enten den første konfigurasjonen som vist på figurene 3A og 3B eller i den andre konfigurasjonen som vist på figurene 4A og 4B for slik å ha en avstand mellom våtkoblingssammensettingen og orienteringselementet ved en variabel avstand Dl, D2 i retningen av den langsgående aksen X3-X3 for ESP'en. The ESP may be reconfigured by disassembling and selectively reassembling it in either the first configuration as shown in Figures 3A and 3B or in the second configuration as shown in Figures 4A and 4B so as to have a distance between the wet coupling assembly and the orientation element at a variable distance D1, D2 in the direction of the longitudinal axis X3-X3 of the ESP.

I den første konfigurasjonen (figurene 3A, 3B) er spaceren 48 anbrakt mellom våtkoblingsmodulen 49 og motoren 45 slik at våtkoblingsmodul en er koblet direkte til orienteringsmodulen. Lederne 63 i våtkoblingen er koblet til de respektive viklingene på motoren 45 via en kabel 64 som passerer gjennom den tubulære spaceren 48, men selvfølgelig kan passende interne plugger og fatninger like godt bli benyttet. I denne konfigurasjonen blir en forlengningsblokk 65 festet til våtkoblingen 61 for slik å øke dens bredde i omkretsretningen av produksjonsrøret, noe som betyr å øke vinkelen den antar omkring den langsgående aksen X3-X3 på ESP'en, slik at den kan passe innenfor det bredere, nedre vinduet 22 men ikke det smalere, øvre vinduet 22'. In the first configuration (Figures 3A, 3B) the spacer 48 is placed between the wet coupling module 49 and the motor 45 so that the wet coupling module is connected directly to the orientation module. The conductors 63 of the wet coupling are connected to the respective windings of the motor 45 via a cable 64 which passes through the tubular spacer 48, but of course suitable internal plugs and sockets may just as well be used. In this configuration, an extension block 65 is attached to the wet coupling 61 so as to increase its width in the circumferential direction of the production pipe, which means to increase the angle it assumes about the longitudinal axis X3-X3 of the ESP, so that it can fit within the wider , the lower window 22 but not the narrower, upper window 22'.

I den andre konfigurasjonen (figurene 4A, 4B) er spaceren 48 fjernet og erstattet i en posisjon mellom våtkoblingsmodulen 49 og orienteringsmodulen 46 slik at avstanden mellom våtkoblingen og orienteringselementet er redusert men avstanden mellom inntaket og orienteringselementet forblir den samme. I denne konfigurasjonen blir forlengningsblokken 65 også fjernet slik at våtkoblingen 61 kan passe inne i det smalere, øvre vinduet 22'. In the second configuration (Figures 4A, 4B), the spacer 48 is removed and replaced in a position between the wet coupling module 49 and the orientation module 46 so that the distance between the wet coupling and the orientation element is reduced but the distance between the intake and the orientation element remains the same. In this configuration, the extension block 65 is also removed so that the wet coupling 61 can fit inside the narrower upper window 22'.

Med referanse til figurene IA og IB definerer den indre overflaten 25 i hullet 24 i produksjonsrøret en orienteringsprofil 26 rett over dens åpne nedre ende 21, omfattende et oppad vendt delvis elliptisk fremspring 27 (der halvparten av dette kan sees på tegningene), der den lange aksen X2-X2 for ellipsen heller med hensyn på den langsgående aksen XI-XI for røret. Den elliptiske profilen er nedad forlenget på sitt laveste punkt for å danne en kort vertikal fure 28 mellom to motstående vegger (der én av disse kan sees på tegningene) slik at orienteringsprofilen ligner en omvendt tåre. With reference to Figures IA and IB, the inner surface 25 of the hole 24 of the production tube defines an orientation profile 26 immediately above its open lower end 21, comprising an upwardly facing partially elliptical projection 27 (half of which can be seen in the drawings), where the long the axis X2-X2 for the ellipse rather with respect to the longitudinal axis XI-XI for the tube. The elliptical profile is extended downwardly at its lowest point to form a short vertical furrow 28 between two opposing walls (one of which can be seen in the drawings) so that the orientation profile resembles an inverted teardrop.

Med referanse til figur 2 og figurene 5 A og 5B er ESP'en anbrakt i den første konfigurasjonen og utplassert via brønnhodet 3 og senket ned i hullet 24 i produksjonsrøret på vaierlinen 51. Våtkoblingen 61 blir frigjort på en forhåndsbestemt dybde og blir deretter holdt tilbake ved glidende kontakt med den indre overflaten 25 i produksjonsrøret ettersom ESP'en fortsetter nedover i brønnen. Forlengningsblokken 65 hindrer at våtkoblingen 61 går inn i det øvre vinduet 22' slik at ESP'en fortsetter nedover inntil orienteringselementet 47 griper fremspringet 27 på orienteringsprofilen og fortsetter deretter glidende langs fremspringet inntil den entrer den vertikale furen 28, og orienterer ESP'en ved å rotere den i posisjonen der våtkoblingen 61 kan bevege seg radialt utover for å gå inn i det nedre vinduet 22 innrettet med den festede våtkoblingen 31 på produksjonsrøret som vist på figur 2. Ettersom orienteringselementet 47 beveger seg nedover furen 28 til den utplasserte posisjonen som vist på figurene 5A og 5B så fortrenger hver hann-probe på våtkoblingen 61 plungeren i den tilsvarende fatningen 32 på den nedre festede vårkoblingen 31 slik at kontaktene 62 engasjerer kontaktene 33, og kobler viklingene på motoren til kraftforsyningen via de respektive lederne 34. Det bemerkes at i den første konfigurasjonen for ESP'en så tilsvarer avstanden Dl mellom våtkoblingen 61 og orienteringselementet 47 slik avstanden Dl' mellom lokaliseringen av orienteringselementet 47 og den nedre festede våtkoblingen 31 når ESP'en er i inngrep med orienteringsprofilen i den utplasserte posisjonen. Referring to Figure 2 and Figures 5A and 5B, the ESP is placed in the first configuration and deployed via the wellhead 3 and lowered into the hole 24 of the production pipe on the wireline 51. The wet coupling 61 is released at a predetermined depth and is then held back by sliding contact with the inner surface 25 of the production tubing as the ESP continues down the well. The extension block 65 prevents the wet coupling 61 from entering the upper window 22' so that the ESP continues downward until the orientation element 47 grips the protrusion 27 on the orientation profile and then continues sliding along the protrusion until it enters the vertical groove 28, and orients the ESP by rotating it into the position where the wet coupling 61 can move radially outward to enter the lower window 22 aligned with the attached wet coupling 31 on the production pipe as shown in Figure 2. As the orientation member 47 moves down the groove 28 to the deployed position as shown in Figures 5A and 5B then each male probe on the wet coupling 61 displaces the plunger in the corresponding socket 32 on the lower attached spring coupling 31 so that the contacts 62 engage the contacts 33, connecting the windings of the motor to the power supply via the respective conductors 34. It is noted that in the first configuration for the ESP then corresponds to the distance Dl between the wet coupling 61 and ori the entering element 47 such that the distance Dl' between the location of the orientation element 47 and the lower attached wet coupling 31 when the ESP is engaged with the orientation profile in the deployed position.

I den utplasserte posisjonen er inntaket 43 på pumpen anbrakt rett imot perforeringene 29 i produksjonsrøret, og ESP'en blir forseglet i hullet 24 ved hjelp av en packer 52 slik at det produserte fluidet blir trukket inn i pumpen fra den produktive formasjonen 6 via annulusen 7 under packeren 8 og gjennom perforeringene 29 og inntaket 43 og utstøtt via utløpet 44 gjennom produksjonsrøret til brønnhodet. I alternative utførelsesformer kan selvfølgelig ESP'en og produksjonsrøret være konfigurert for å produsere fluid til overflaten via annulusen 7 over packeren 8 eller på enhver annen hensiktsmessig måte som er kjent på fagområdet. In the deployed position, the inlet 43 of the pump is placed directly opposite the perforations 29 in the production pipe, and the ESP is sealed in the hole 24 by means of a packer 52 so that the produced fluid is drawn into the pump from the productive formation 6 via the annulus 7 under the packer 8 and through the perforations 29 and the intake 43 and expelled via the outlet 44 through the production pipe to the wellhead. In alternative embodiments, of course, the ESP and the production pipe can be configured to produce fluid to the surface via the annulus 7 above the packer 8 or in any other appropriate manner known in the art.

ESP'en er slik drevet i den utplasserte posisjonen via den nedre festede våtkoblingen 31 men ikke den øvre festede våtkoblingen 31' som tilveiebringer en redundant våtkobling, slik at ESP'en i normal bruk alternativt kan bli drevet fra én av de festede våtkoblingene. I alternative utførelsesformer kan selvfølgelig mer enn to festede våtkoblinger være tilveiebrakt. I den illustrerte utførelsesformen er hver av de festede våtkoblingene forbundet med overflaten via en separat kabel 35, 35' slik at de to redundante koblingene er helt separate, selv om de to eller flere festede våtkoblingene i alternative utførelsesformer kan være forbundet med ulike ledere på samme kabel. The ESP is thus driven in the deployed position via the lower fixed wet clutch 31 but not the upper fixed wet clutch 31' which provides a redundant wet clutch, so that in normal use the ESP can alternatively be driven from one of the fixed wet clutches. In alternative embodiments, of course, more than two fixed wet couplings may be provided. In the illustrated embodiment, each of the attached wet connectors is connected to the surface via a separate cable 35, 35' so that the two redundant connectors are completely separate, although in alternative embodiments the two or more attached wet connectors may be connected by different conductors on the same cable.

Med referanse til figurene 4A og 4B og figurene 6A og 6B, i tilfellet med svikt i den nedre festede våtkoblingen 31 eller dens kabel 35, så er opphentingsverktøyet 50 koblet til utløpet 44 og ESP'en blir hentet til overflaten via produksjonsrøret 20 og brønnhodet 3 på vaierlinjen 51. Ettersom ESP'en blir hevet fra den utplasserte posisjonen blir våtkoblingen 61 frakoblet fra den nedre festede våtkoblingen før dens krummede øvre overflate engasjerer den øvre kanten av vinduet 22' og gjør at den trekker seg inn i legemet til våtkoblingsmodulen 49. Referring to Figures 4A and 4B and Figures 6A and 6B, in the event of failure of the lower attached wet coupling 31 or its cable 35, the retrieval tool 50 is connected to the outlet 44 and the ESP is retrieved to the surface via the production pipe 20 and the wellhead 3 on the wire line 51. As the ESP is raised from the deployed position, the wet coupling 61 is disconnected from the lower attached wet coupling before its curved upper surface engages the upper edge of the window 22' and causes it to retract into the body of the wet coupling module 49.

ESP'en blir deretter demontert på overflaten og deretter satt sammen igjen i den andre konfigurasjonen før den utplasseres på nytt på vaierlinjen til den utplasserte posisjonen som vist, der våtkoblingen 61 på nytt blir koblet til den øvre festede våtkoblingen 31' slik at motoren blir drevet normalt fra kraftforsyningen via de i inngrep med hverandre kontaktene 62, 33' og ikke kontaktene 33 på den sviktede nedre våtkoblingen 31. The ESP is then disassembled on the surface and then reassembled in the second configuration before being re-deployed on the wireline to the deployed position as shown, where the wet coupling 61 is reconnected to the upper mounted wet coupling 31' so that the engine is driven normally from the power supply via the interlocking contacts 62, 33' and not the contacts 33 on the failed lower wet coupling 31.

Forlengningsblokken 65 blir fjernet slik at våtkoblingen 61 går inn i det øvre vinduet 22' og engasjerer den øvre festede våtkoblingen 31' ettersom orienteringselementet 47 beveger seg nedover orienteringsprofilen for å komme på plass i nøyaktig den samme utplasserte posisjonen som i den første konfigurasjonen. Det bemerkes at i den andre konfigurasjonen så tilsvarer avstanden D2 mellom våtkoblingen 61 og orienteringselementet 47 avstanden D2' mellom lokaliseringen av orienteringselementet 47 og den øvre festede våtkoblingen 31' når ESP'en er i inngrep med orienteringsprofilen i den utplasserte posisjonen som vist. The extension block 65 is removed so that the wet coupler 61 enters the upper window 22' and engages the upper attached wet coupler 31' as the orientation member 47 moves down the orientation profile to settle in exactly the same deployed position as in the first configuration. It is noted that in the second configuration the distance D2 between the wet coupling 61 and the orientation element 47 corresponds to the distance D2' between the location of the orientation element 47 and the upper attached wet coupling 31' when the ESP is engaged with the orientation profile in the deployed position as shown.

Ved å omarrangere posisjonen til den tubulære spaceren forblir fordelaktig avstanden D3 fra pumpeinntaket til orienteringselementet også den samme i den andre konfigurasjonen som i den første konfigurasjonen, og det gjør også avstanden D4 fra pumpeutløpet til orienteringselementet, slik at pumpeinntaket er anbrakt i den samme posisjonen i produksjonsrøret, og den samme ESP'en kan enkelt bli utplassert på nytt uten å kreve noen ytterligere tilpasninger og uten å påvirke strømmen av produsert brønnfluid, uavhengig av den spesifikke strømningskonfigurasjonen som benyttes i brønnen. By rearranging the position of the tubular spacer, advantageously the distance D3 from the pump inlet to the orientation element also remains the same in the second configuration as in the first configuration, and so does the distance D4 from the pump outlet to the orientation element, so that the pump inlet is placed in the same position in the production pipe, and the same ESP can easily be redeployed without requiring any further adaptations and without affecting the flow of produced well fluid, regardless of the specific flow configuration used in the well.

Oppsummert, i en foretrukket utførelsesform så omfatter et våtkoblingssystem en fast rør med en orienteringsprofil og redundante første og andre festede vårkoblinger, og en ESP som omfatter en våtkobling og et orienteringselement for engasjering av orienteringsprofilen. ESP'en kan for eksempel bli konfigurert på nytt ved å bytte om på dens komponentmoduler for slik å endre posisjonen til dens våtkobling med hensyn på orienteringselementet, hvorved våtkoblingen på ESP'en alternativt kan bli engasjert med én av de festede våtkoblingene når orienteringselementet er i inngrep med orienteringsprofilen i den samme utplasserte posisjonen for ESP'en. In summary, in a preferred embodiment, a wet coupling system comprises a fixed pipe with an orientation profile and redundant first and second fixed spring couplings, and an ESP comprising a wet coupling and an orientation element for engaging the orientation profile. For example, the ESP can be reconfigured by swapping its component modules so as to change the position of its wet clutch with respect to the orientation element, whereby the wet clutch on the ESP can alternatively be engaged with one of the attached wet clutches when the orientation element is in engagement with the orientation profile in the same deployed position for the ESP.

I alternative utførelsesformer kan selvfølgelig mer enn to redundante festede våtkoblinger være tilveiebrakt. In alternative embodiments, of course, more than two redundant fixed wet couplings may be provided.

I stedet for en tubulær spacer kan én eller flere funksjonelle moduler slik som en motorbeskyttelse, en motor eller en pumpe selektivt bli anbrakt i den samme posisjonen mellom våtkoblingsmodulen og orienteringsmodulen og fjernet eller omarrangert for å konfigurere ESP'en på nytt som beskrevet ovenfor. Alternativt kan den tubulære spaceren eller andre valgte komponenter blir byttet ut med andre komponenter med ulike dimensjoner. Delene i ESP'en kan også selektivt bli satt sammen på nytt ved å utelate noen deler og sette inn andre deler i sammensettingen for slik å oppnå den andre konfigurasjonen. Instead of a tubular spacer, one or more functional modules such as an engine guard, a motor or a pump can be selectively placed in the same position between the wet coupling module and the orientation module and removed or rearranged to reconfigure the ESP as described above. Alternatively, the tubular spacer or other selected components can be replaced with other components with different dimensions. The parts of the ESP can also be selectively reassembled by omitting some parts and inserting other parts into the assembly to achieve the second configuration.

I alternative utførelsesformer behøver ikke nødvendigvis røret som omfatter orienteringsprofilen å være produksj onsrør, det kan for eksempel være brønnforingen eller enhver annen rør som er installert i borehullet. Orienteringsprofilen kan være et fremspring, en fure eller ethvert annet trekk av helisk eller enhver annen passende form slik dette er kjent på fagområdet. In alternative embodiments, the pipe that comprises the orientation profile does not necessarily have to be production pipe, it can for example be the well casing or any other pipe that is installed in the borehole. The orientation profile may be a protrusion, a furrow or any other feature of a helix or any other suitable shape as is known in the art.

I den illustrerte utførelsesformen er det avstand mellom den første og andre festede våtkoblingen 31, 31' i retningen av den langsgående aksen XI-XI for produksjonsrøret. I alternative utførelsesformer kan de ha avstand til hverandre alternativt eller i tillegg i vinkelrelasjon, dvs., rotasjonsmessig omkring aksen XI-XI, og i dette tilfellet kan ESP'en bli konfigurert på nytt ved å separere de respektive modulene og rotere våtkoblingen til den nødvendige vinkelposisjonen med hensyn på orienteringselementet før ny sammensetting. Hver våtkoblingssammensetting kan også omfatte mer enn én våtkobling, der hver våtkobling omfatter et isolert legeme med én eller flere kontakter. I stedet for oppsettet som er vist kan de festede våtkoblingene i alternative utførelsesformer selvfølgelig like godt være av hanntype og den på ESP'en av hunntype. In the illustrated embodiment, there is a distance between the first and second fixed wet couplings 31, 31' in the direction of the longitudinal axis XI-XI of the production pipe. In alternative embodiments, they may be spaced from each other alternatively or additionally in angular relation, i.e., rotationally about the axis XI-XI, and in this case the ESP may be reconfigured by separating the respective modules and rotating the wet coupling to the required the angular position with respect to the orientation element before reassembly. Each wet connector assembly may also comprise more than one wet connector, where each wet connector comprises an insulated body with one or more contacts. Instead of the arrangement shown, the attached wet connectors in alternative embodiments could of course just as easily be of the male type and the one on the ESP of the female type.

I alternative utførelsesformer, heller enn å sette de sylindriske delene av ESP'en sammen på nytt, så kan to alternative monteringsposisjoner bli tilveiebrakt for våtkoblingen slik at den kan bli frakoblet å tilkoblet på nytt i an annen posisjon på den ytre foringen. In alternative embodiments, rather than reassembling the cylindrical parts of the ESP, two alternative mounting positions can be provided for the wet coupling so that it can be disconnected and reconnected in a different position on the outer casing.

I den illustrerte utførelsesformen omfatter våtkoblingssammensettingen på ESP'en en enkelt våtkobling som er i inngrep i den utplasserte posisjonen, i den første konfigurasjonen med den minst ene første (nedre) kontakten 33 men ikke den minst ene andre (øvre) kontakten 33' på den festede sammensettingen, og i den andre konfigurasjonen med den minst ene andre (øvre) kontakten 33' men ikke den minst ene første (nedre) kontakten 33 på den festede sammensettingen. In the illustrated embodiment, the wet clutch assembly of the ESP comprises a single wet clutch engaged in the deployed position, in the first configuration with the at least one first (lower) contact 33 but not the at least one second (upper) contact 33' of the attached assembly, and in the second configuration with the at least one second (upper) contact 33' but not the at least one first (lower) contact 33 on the attached assembly.

I alternative utførelsesformer kan våtkoblingssammensettingen på ESP'en inkludere en første våtkobling og en andre våtkobling anbrakt med avstand til den første våtkoblingen, og i dette tilfellet kan den første og andre våtkoblingen henholdsvis bli tilkoblet samtidig til den første og andre kontakten på den festede sammensettingen. In alternative embodiments, the wet connector assembly of the ESP may include a first wet connector and a second wet connector spaced from the first wet connector, in which case the first and second wet connectors may respectively be simultaneously connected to the first and second contacts of the attached assembly.

I dette tilfellet kan ESP'en være selektivt konfigurerbar ved hjelp av en intern In this case, the ESP can be selectively configurable using an internal

bryter for selektivt å koble motoren til enten den første eller andre våtkoblingen på ESP'en, der bryteren for eksempel er opererbar ved tilstedeværelsen av en spenning på den andre kontakten på den festede sammensettingen for å koble motoren fra den første våtkoblingen og koble den til den andre. switch to selectively connect the motor to either the first or second wet clutch of the ESP, the switch being operable, for example, by the presence of a voltage on the second contact of the attached assembly to disconnect the motor from the first wet clutch and connect it to the second.

Alternativt kan for eksempel bryteren være mekanisk opererbar, for eksempel ved hjelp av en bistabil mekanisme som virker på en konvensjonell måte (for eksempel som generelt kjent i lysbrytere med trekksnor). Mekanismen kan for eksempel bli utløst ved glidbart å montere orienteringselementet (eller et annet separat anleggselement) i foringen til ESP'en slik at hver gang ESP'en sendes ned for å bringe det respektive elementet i kontakt med orienteringsprofilen eller en annen anleggsoverflate på røret så blir de respektive elementene beveget glidbart oppover for å hekte den bistabile mekanismen mellom en første posisjon (der motoren er koblet til den første våtkontakten og koblet fra den andre) og en andre posisjon der koblingene er reversert. Et bistabilt elektronisk bryteroppsett kan selvfølgelig bli benyttet i stedet for å hekte koblingen mellom motoren og de to respektive våtkoblingene, og kan for eksempel bli operert ved et signal som genereres av en sensor hver gang ESP'en passerer en magnet eller liknende i røret. Alternatively, for example, the switch can be mechanically operable, for example by means of a bistable mechanism which works in a conventional way (for example as is generally known in light switches with a pull cord). The mechanism can be triggered, for example, by slidingly mounting the orientation element (or another separate contact element) in the casing of the ESP so that each time the ESP is sent down to bring the respective element into contact with the orientation profile or another contact surface on the pipe then the respective members are slidably moved upwardly to engage the bistable mechanism between a first position (where the motor is connected to the first wet contact and disconnected from the second) and a second position where the connections are reversed. A bistable electronic switch setup can of course be used instead of hooking the connection between the motor and the two respective wet couplings, and can for example be operated by a signal generated by a sensor every time the ESP passes a magnet or similar in the pipe.

Alternativt kan ESP'en omfatte første og andre våtkoblinger som alternativt og individuelt er koblet til henholdsvis den første og andre kontakten, for eksempel med hensiktsmessige kontrollmidler for å forlenge dem selektivt én av gangen fra en utplassert posisjon til en radialt utad forlenget posisjon. Kontrollmidlet kan være elektrisk eller hydraulisk drevet via en passende leder vaierlinen som ESP'en utplasseres med. Alternativt kan det være mekanisk, ved for eksempel å benytte en bistabil mekanisme av typen som er nevnt ovenfor, hvorved den første og andre våtkoblingen er alternativt og henholdsvis tilbakeholdt eller trukket inn og frigjort eller forlenget. Hver kobling kan bli forlenget eller trukket inn ved lagret fjærkraft, hydraulisk kraft, en elektrisk drevet sylinderspole, motor eller annet element, eller ved anlegg mot en hellende, intern overflate på røret når ESP'en heves eller senkes, slik dette er velkjent på fagområdet. Igjen kan den ikke-mekaniske sensoren bli benyttet for å utløse utplasseringsmekanismen for slik å holde én våtkobling i den inntrukne posisjonen og forlenge den andre. Alternatively, the ESP may comprise first and second wet connectors which are alternatively and individually connected to the first and second contacts respectively, for example with suitable control means to extend them selectively one at a time from a deployed position to a radially outwardly extended position. The control means can be electrically or hydraulically driven via a suitable conductor cable with which the ESP is deployed. Alternatively, it can be mechanical, for example using a bistable mechanism of the type mentioned above, whereby the first and second wet coupling are alternatively and respectively retained or retracted and released or extended. Each link may be extended or retracted by stored spring force, hydraulic force, an electrically driven cylinder spool, motor or other element, or by abutment against an inclined internal surface of the tube as the ESP is raised or lowered, as is well known in the art . Again, the non-mechanical sensor can be used to trigger the deployment mechanism so as to hold one wet coupling in the retracted position and extend the other.

Fagfolk på området vil enkelt se for seg mange ytterligere tilpasninger innenfor omfanget av kravene. Professionals in the field will easily envision many further adaptations within the scope of the requirements.

Claims

1. Apparatus for use in a well, wherein the well includes a wellhead and a power supply on the wellhead, wherein the apparatus includes: a pipe placed in the well, wherein the pipe includes an orientation profile, at least one first wet coupling contact and at least one second wet coupling contact, wherein the first and the second contact is placed in spatial relation fixed on the pipe and connected by at least one cable to the power supply, and an electric submersible pump setup (ESP), where the ESP includes at least one pump, at least one electric motor to drive the pump. a corresponding ESP wet coupling part, and an orientation element, where the ESP can be deployed and retrieved via the pipe and wellhead to and from a deployed position where the ESP is oriented by engagement of the orientation element with the orientation profile, where the ESP is selectively configurable in a first configuration in which the at least one motor in the deployed position is connected to the power supply via the at least one first contact but not the at least one second contact, and a second, alternative configuration in which the at least one motor in the deployed position is connected to the power supply via the at least one second contact but not the at least one first contact, and so that this ESP can be operated in normal use in any of the first and second configurations.

2. Apparatus according to claim 1, wherein the ESP in the first configuration is engaged in the deployed position with the at least one first contact but not the at least one second contact, and in the second configuration, the corresponding ESP is engaged in the deployed position with the at least one second contact but not the at least one first contact.

3. Apparatus according to claim 2, wherein the ESP comprises parts that can be disassembled and selectively reassembled in either the first or second configuration.

4. Apparatus according to claim 3, wherein the first and second contacts are spaced apart in a longitudinal, axial direction of the pipe, and the ESP is reconfigurable to place the corresponding ESP connector part spaced from the orientation element at a variable distance in a longitudinal axial direction of the ESP.

5. Apparatus according to claim 4, wherein said parts are connected end to end in the longitudinal axial direction of the ESP, and the ESP is reconfigurable by inserting or removing one said part into or from a position between the corresponding The ESP coupling part and the orientation element.

6. Apparatus according to claim 5, wherein a distance between an inlet or outlet of the pump and the orientation element is the same in both the first and second configurations.

7. Procedure for connecting an electric submersible pump setup (ESP) to a power supply in a well, wherein the well includes a wellhead, a pipe placed in the well and which includes an orientation profile, and a first wet connection arrangement comprising at least one first contact and at least one second contact, where the first and second contact are spaced apart and connected by at least one cable for power supply sy ni ng, wherein the ESP includes at least one pump, at least one electric motor for driving the pump, a corresponding ESP wet coupling part, and an orientation element, wherein the method comprises: deploying the ESP down the pipe via the wellhead, engaging the orientation element with the orientation profile so as to orient the ESP, and then driving the at least one motor in the deployed position from the power supply via the at least one first contact but not the at least one second contact, and then reconfigure the ESP to drive the at least one motor in the deployed position from the power supply via the at least one second contact but not the at least one first contact.

8. The method of claim 7, wherein reconfiguring the ESP includes disconnecting the corresponding ESP wet-connect part from the at least one first connector and reconnecting it to the at least one second connector but not to the at least one first connector.

9. Method according to claim 8, wherein reconfiguring the ESP includes retrieving the ESP from the deployed position via the pipe and the wellhead, disassembling the ESP, repositioning the corresponding ESP coupling part with respect to the orientation element, reassembling the ESP again and redeploy it via the wellhead and tubing to the deployed position.

10. Method according to claim 9, wherein repositioning the corresponding ESP coupling part with respect to the orientation element includes inserting or removing a part of the ESP into or from a position between the second wet coupling arrangement and the orientation element in a longitudinal axial direction of the ESP 'one.