NO315580B1 - Method and apparatus for increasing fluid flow in a gas well - Google Patents
Method and apparatus for increasing fluid flow in a gas well Download PDFInfo
- Publication number
- NO315580B1 NO315580B1 NO19984079A NO984079A NO315580B1 NO 315580 B1 NO315580 B1 NO 315580B1 NO 19984079 A NO19984079 A NO 19984079A NO 984079 A NO984079 A NO 984079A NO 315580 B1 NO315580 B1 NO 315580B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- gas
- compressor
- electric motor
- production pipe
- well
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 61
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002343 natural gas well Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 210000003954 umbilical cord Anatomy 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/128—Adaptation of pump systems with down-hole electric drives
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/13—Lifting well fluids specially adapted to dewatering of wells of gas producing reservoirs, e.g. methane producing coal beds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en innretning for økning av fluidstrøm i en naturgassbrønn. The invention relates to a method and a device for increasing fluid flow in a natural gas well.
Når naturgass produseres fra et aldrende gassfelt i hvilket formasjonstrykket er avtakende, vil også hastigheten av den produserte gass avta. Dette fører ofte til en situasjon hvor hastigheten av gassen blir utilstrekkelig til å transportere væsker som er til stede i eller kondenserer fra den produserte gass, oppover gjennom produksjonsrøret mot overflaten. When natural gas is produced from an aging gas field in which the formation pressure is decreasing, the velocity of the produced gas will also decrease. This often leads to a situation where the velocity of the gas becomes insufficient to transport liquids present in or condensing from the produced gas, up through the production pipe towards the surface.
På dette stadium opptrer problemet med væskebelastning. Ved begynnelsen av væskebelastning begynner gassproduksjonshastigheten typisk å falle med ganske rask hastighet, hvilket er en manifestasjon av vekten av det kondenserte vann og andre kondensater som samler seg i produksjonsrøret. Etter at væskebelastningen har vedvart i en viss tid kan den gradvis økende vekt av væskesøylen i produksjonsrøret til slutt utbalansere formasjonstrykket, hvoretter fluidproduksjon stanses og brønnen dør. At this stage the problem of fluid loading occurs. At the onset of liquid loading, the gas production rate typically begins to drop at a fairly rapid rate, which is a manifestation of the weight of the condensed water and other condensates accumulating in the production pipe. After the fluid load has persisted for a certain time, the gradually increasing weight of the fluid column in the production pipe can eventually balance the formation pressure, after which fluid production ceases and the well dies.
US patentskrift nr. 3 887 008 viser at den oppadrettede fluidhastighet i et konvensjonelt dimensjonert produksjonsrør bør opprettholdes på ca. 1,5-3 m/s for å drive væskedråper gjennom røret mot tyngdekraftvirkningen. Denne tidligere kjente publikasjon viser videre at fluidhastigheten i et produksjonsrør kan økes ved å resirkulere tørket gass inn i brønnen og benytte den resirkulerte gass til å drive en strålepumpe nede i brønnen. En ulempe med denne kjente teknikk er at en strålepumpe har en forholdsvis lav effektivitet, slik at en forholdsvis stor andel av den produserte gass må resirkuleres. US Patent No. 3,887,008 shows that the upward fluid velocity in a conventionally sized production pipe should be maintained at approx. 1.5-3 m/s to drive liquid droplets through the tube against the action of gravity. This previously known publication further shows that the fluid velocity in a production pipe can be increased by recycling dried gas into the well and using the recycled gas to drive a jet pump down the well. A disadvantage of this known technique is that a jet pump has a relatively low efficiency, so that a relatively large proportion of the produced gas must be recycled.
US patentskrift nr. 5 105 889 viser en annen strålepumpekonstruksjon ved hjelp av hvilken kondenserte væsker kan løftes fra en gassbrønn. US patentskrift nr. 5 211 242 viser at et væskeoppsamlingskammer nede i brønnen kan benyttes når væskebelastning opptrer i en gassbrønn, og at væsken med mellomrom kan løftes ut av brønnen ved med mellomrom å sprøyte høytrykksgass inn i kammeret via et gassinjeksjonsrør som er parallelt med produksjonsrøret. Denne tidligere kjente publikasjon viser videre at produksjonsrøret kan oppvarmes for å minimere kondensasjon og væskeutfall. US Patent No. 5,105,889 shows another jet pump construction by means of which condensed liquids can be lifted from a gas well. US patent document no. 5 211 242 shows that a liquid collection chamber down in the well can be used when liquid loading occurs in a gas well, and that the liquid can be lifted out of the well at intervals by injecting high-pressure gas into the chamber at intervals via a gas injection pipe that is parallel to the production pipe . This prior art publication further shows that the production pipe can be heated to minimize condensation and liquid fallout.
Ulemper ved de teknikker som er vist i denne tidligere kjente publikasjon, er at oppvarming av produksjonsrøret er kostbart, og at den intermitterende innsprøyting av høytrykksgass for å fjerne væske fra oppsamlingskammeret blir kostbart dersom det må gjøres på hyppig basis dersom gassen har et høyt væskeinnhold. Disadvantages of the techniques shown in this prior art publication are that heating the production pipe is expensive, and that the intermittent injection of high pressure gas to remove liquid from the collection chamber becomes expensive if it has to be done on a frequent basis if the gas has a high liquid content.
Innretningen ifølge innledningen til krav 1 og fremgangsmåten ifølge innledningen til krav 5 er kjent fra EP-A-480 501. Den i brønnen beliggende, elektrisk drevne rotasjonskompressor som er vist i denne tidligere kjente publikasjon, omfatter et skrueformet skrueblad og antas å være uegnet for pumping av store volumer av gass ved en slik høy hastighet gjennom produksjonsrøret at problemet med væskebelastning ville bli effektivt redusert. The device according to the preamble of claim 1 and the method according to the preamble of claim 5 are known from EP-A-480 501. The in-well electrically driven rotary compressor shown in this previously known publication comprises a helical screw blade and is believed to be unsuitable for pumping large volumes of gas at such a high rate through the production pipe that the problem of liquid loading would be effectively reduced.
Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning for strømningsstimulering nede i en gassbrønn, hvor fremgangsmåten og innretningen muliggjør en kontinuerlig reduksjon av væskebelastning uten behov for avbrutt eller kontinuerlig reinjeksjon av produsert gass, og videre kan benyttes på effektiv måte selv om den produserte gass har et høyt væskeinhhold og formasjonstrykket er lavt. It is an object of the invention to provide a method and a device for flow stimulation down a gas well, where the method and the device enable a continuous reduction of liquid load without the need for interrupted or continuous reinjection of produced gas, and furthermore can be used in an efficient manner even if the produced gas has a high liquid content and the formation pressure is low.
Innretningen ifølge oppfinnelsen omfatter en rotasjonskompressor som drives av en elektrisk motor, og er kjennetegnet ved at kompressoren er en flertrinns rotasjonskompressor med en aksel som er utstyrt med gasslagre, og at kompressoren er forsynt med en separat gasskompresjonsenhet for tilførsel av en liten del av produktgassen til gasslagrene for frembringelse av en gassfilm mellom en statordel og en rotordel av hvert lager når kompressoren er i bruk. The device according to the invention comprises a rotary compressor which is driven by an electric motor, and is characterized by the fact that the compressor is a multi-stage rotary compressor with a shaft equipped with gas bearings, and that the compressor is provided with a separate gas compression unit for supplying a small part of the product gas to the gas bearings for producing a gas film between a stator part and a rotor part of each bearing when the compressor is in use.
Det foretrekkes at den elektriske motor er en børsteløs motor med en rotor som omfatter permanentmagneter som frembringer et første magnetfelt, og en stator som omfatter en ankervikling som kan tilkoples til en kilde for elektrisk strøm for å frembringe et andre magnetfelt, idet de første og andre magnetfelter er i stand til å vekselvirke for å frembringe et elektromagnetisk dreiemoment som får rotoren til å rotere i forhold til statoren. It is preferred that the electric motor is a brushless motor with a rotor comprising permanent magnets which produce a first magnetic field, and a stator comprising an armature winding which can be connected to a source of electric current to produce a second magnetic field, the first and second magnetic fields are able to interact to produce an electromagnetic torque that causes the rotor to rotate relative to the stator.
Motorer av denne type, for bruk ved forskjellige anvendelser, er vist i for eksempel US-patentskriftene 4 125 792, 4 276 490, 4 443 906 og 5 428 522 og i europeisk patentskrift nr. 533 359. Motors of this type, for use in various applications, are shown in, for example, US Patent Nos. 4,125,792, 4,276,490, 4,443,906 and 5,428,522 and in European Patent No. 533,359.
De kjente motorer er imidlertid ikke konstruert for anvendelse nede i et borehull ved hydrokarbonfluid-produksjonsoperasjoner, og en overraskende fordel ved disse motorer for bruk nede i et borehull er at de kan konstrueres som en drivenhet med liten diameter som arbeider med mye høyere rotasjonshastigheter enn andre elektriske motorer, slik at motorakselen kan tilkoples direkte til kompressorakselen og tilstedeværelsen av en girboks mellom disse aksler kan elimineres. However, the known motors are not designed for downhole use in hydrocarbon fluid production operations, and a surprising advantage of these downhole motors is that they can be designed as a small diameter drive unit operating at much higher rotational speeds than others electric motors, so that the motor shaft can be connected directly to the compressor shaft and the presence of a gearbox between these shafts can be eliminated.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter økning av gasshastigheten i et produksjonsrør nede i en gassbrønn ved hjelp av en flertrinns rotasjonskompressor med en aksel som er utstyrt med gasslagre, hvor en liten del av den produserte gass komprimeres ved hjelp av en separat gasskompresjonsenhet og tilføres til gasslagrene for å frembringe en gassfilm mellom stator- og rotordeler av disse gasslagre, hvilken gasskompressor drives av en elektrisk motor som styres av effektstyreanordninger som begrenser effekt som utøves av motorakselen på kompressoren, slik at utløpstemperaturen til gassen som komprimeres av kompressoren, opprettholdes under 250 °C. The method according to the invention comprises increasing the gas velocity in a production pipe down in a gas well by means of a multi-stage rotary compressor with a shaft equipped with gas bearings, where a small part of the produced gas is compressed by means of a separate gas compression unit and supplied to the gas bearings in order to produce a gas film between the stator and rotor parts of these gas bearings, which gas compressor is driven by an electric motor controlled by power control devices which limit the power exerted by the motor shaft on the compressor, so that the outlet temperature of the gas compressed by the compressor is maintained below 250 °C.
Kompressoren vil vanligvis være installert på en slik dybde i brønnen at kondensasjon er ubetydelig på den relevante dybde. The compressor will usually be installed at such a depth in the well that condensation is negligible at the relevant depth.
Det foretrekkes at produksjonsrøret langs en del av sin lengde er forsynt med en varmeisolasjon, og at denne varmeisolasjon er tilveiebrakt ved å fylle et ringformet rom som omgir produksjonsrøret langs i det minste en del av sin lengde, med et gassfluid, og ved i det minste delvis å evakuere det nevnte rom. It is preferred that the production pipe along part of its length is provided with a thermal insulation, and that this thermal insulation is provided by filling an annular space which surrounds the production pipe along at least part of its length, with a gas fluid, and by at least partially to evacuate the said room.
Da reservoartemperaturen til underjordiske, gassførende formasjoner er ca. 100 °C, og temperaturen på formasjonslag som omgir gassbrønnen, gradvis vil avta mot den atmosfæriske temperatur ved overflaten, vil den produserte gass bli gradvis avkjølt. Ved å isolere produksjonsrøret reduseres reduksjonen av temperaturen på det produserte fluid, slik at man dermed reduserer den hastighetsreduksjon som skriver seg fra varmekomprimering, og også forsinker starten av væskebelastning. Since the reservoir temperature of underground, gas-bearing formations is approx. 100 °C, and the temperature of the formation layer surrounding the gas well will gradually decrease towards the atmospheric temperature at the surface, the produced gas will gradually cool. By insulating the production pipe, the reduction of the temperature of the produced fluid is reduced, so that the speed reduction resulting from thermal compression is reduced, and also delays the start of fluid loading.
Disse og andre særtrekk, formål og fordeler med fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen vil bli åpenbare ut fra den etterfølgende beskrivelse og tegningen som viser et skjematisk, delvis gjennomskåret, langsgående riss av innretningen ifølge oppfinnelsen. These and other special features, purposes and advantages of the method and the device according to the invention will become obvious from the following description and the drawing which shows a schematic, partly cross-sectional, longitudinal view of the device according to the invention.
Idet det nå henvises til tegningen, er det der vist en pumpeinnretning ifølge oppfinnelsen som er opphengt ved den nedre ende av et produksjonsrør 1 inne i en gassproduksjonsbrønn. Et foringsrør eller en produksjonsforing 2 er anordnet ved den indre omkrets av borehullet for å hindre sammenrasing av den omgivende formasjon 3. Foringsrøret eller produksjonsforingen 2 inneholder perforeringer 4 for å tillate innstrømning av fluider fra den gassførende formasjon 3 inn i borehullet. Referring now to the drawing, there is shown a pump device according to the invention which is suspended at the lower end of a production pipe 1 inside a gas production well. A casing or production liner 2 is arranged at the inner circumference of the borehole to prevent collapse of the surrounding formation 3. The casing or production casing 2 contains perforations 4 to allow the inflow of fluids from the gas-bearing formation 3 into the borehole.
Innretningen ifølge oppfinnelsen omfatter et sylindrisk hus 5, en elektrisk motor 6 med en statordel 6A og en rotordel 6B som er montert på en motoraksel 7, en girboks 8 for overføring av effekt fra motorakselen 7 til en kompressoraksel 9, og en flertrinns rotasjonskompressor 10 som er montert på kompressorakselen 9. The device according to the invention comprises a cylindrical housing 5, an electric motor 6 with a stator part 6A and a rotor part 6B which is mounted on a motor shaft 7, a gearbox 8 for transferring power from the motor shaft 7 to a compressor shaft 9, and a multi-stage rotary compressor 10 which is mounted on the compressor shaft 9.
Elektrisk effekt tilføres til motoren 6 via en navlestreng eller kontrollkabel 11. Motorrommet og girboksrommet i huset 5 er fylt av olje, og kontrollkabelen 11 kan omfatte oljetilførselsledninger for tilførsel av smøremiddel under drift av innretningen. Electrical power is supplied to the motor 6 via an umbilical cord or control cable 11. The motor compartment and the gearbox compartment in the housing 5 are filled with oil, and the control cable 11 may include oil supply lines for the supply of lubricant during operation of the device.
På grunn av den begrensede bredde av borehullet har flertrinns-rotasjonskompressoren 10 en langstrakt form og inneholder et stort antall trinn. Kompressorakselen 9 er følgelig også så lang at den må understøttes av en rekke bærelagre 12 som er montert mellom i det minste noen av kompressortrinnene. Due to the limited width of the borehole, the multi-stage rotary compressor 10 has an elongated shape and contains a large number of stages. The compressor shaft 9 is consequently also so long that it must be supported by a number of support bearings 12 which are mounted between at least some of the compressor stages.
Disse bærelagre 12 er understøttet av støtteskiver 13 som er perforert (ikke vist) for å tillate den produserte gass å strømme fra en innløpsseksjon 15 av kompressoren via det første og senere trinn av kompressoren 10 i retning mot utløpsseksjonen 16. These support bearings 12 are supported by support discs 13 which are perforated (not shown) to allow the produced gas to flow from an inlet section 15 of the compressor via the first and later stages of the compressor 10 in the direction towards the outlet section 16.
Huset 5 inneholder en rekke åpninger 17 ved kompressorens 10 innløpsseksjon 15 for å tillate innstrømning av gass fra borehullet inn i huset 5. The housing 5 contains a series of openings 17 at the inlet section 15 of the compressor 10 to allow the inflow of gas from the borehole into the housing 5.
På grunn av den betydelige mengde av bærelagre 12 og den høye temperatur og det høye trykk av den produserte gass, ville det være upraktisk å smøre bærelagrene 12 med et flytende smøremiddel, særlig på grunn av at den store mengde tetninger som ville være nødvendig for å tilveiebringe en fluidbarriere på hver side av bærelagrene 12, ville frembringe en betydelig friksjon som ville øke smøremiddeltemperaturen ytterligere og som også ville kreve et betydelig ekstra effektbehov for motoren. Because of the considerable amount of thrust bearings 12 and the high temperature and high pressure of the produced gas, it would be impractical to lubricate the thrust bearings 12 with a liquid lubricant, particularly because the large amount of seals that would be required to providing a fluid barrier on either side of the support bearings 12 would produce a significant friction which would increase the lubricant temperature further and which would also require a significant additional power requirement for the engine.
Det er derfor fordelaktig å smøre bærelagrene 12 med den produserte gass. Gassen tilføres til bærelagrene via en liten kompressorenhet 18 som er montert i en fordypning eller utsparing i girboksseksjonen 8, og en avgrenet høytrykksgass-tilførselsled-ning 20 som er vist med stiplede linjer. It is therefore advantageous to lubricate the support bearings 12 with the produced gas. The gas is supplied to the support bearings via a small compressor unit 18 which is mounted in a recess or recess in the gearbox section 8, and a branched high-pressure gas supply line 20 which is shown in dashed lines.
Gasskompressorenheten 18 kan drives av den elektriske motor 6. Alternativt kan enheten 18 drives av en separat elektrisk motor som tilfører gassen til bærelagrene 12 med konstant trykk, selv under oppstarting eller nedkjøling av flertrinnsrotasj on skompressoren. The gas compressor unit 18 can be driven by the electric motor 6. Alternatively, the unit 18 can be driven by a separate electric motor which supplies the gas to the bearing bearings 12 at constant pressure, even during start-up or cooling of the multi-stage rotary compressor.
Bærelagrene 12 kan være gasslagre av dreiepute- eller vinkelspor-typen (herringbone groove type). Lagre av denne type er i og for seg kjent, og er beskrevet for eksempel i Mechanical Engineers Handbook, utgave 1986, side 488-567, publisert av John Wiley & Sons, og er derfor ikke nærmere beskrevet her. The support bearings 12 can be gas bearings of the rotary cushion or angular groove type (herringbone groove type). Bearings of this type are known in and of themselves, and are described for example in the Mechanical Engineers Handbook, edition 1986, pages 488-567, published by John Wiley & Sons, and are therefore not described in more detail here.
I den konfigurasjon som er vist på fig. 1, er trykklageret 21 for kompressorakselen 9 montert ved bunnen av girboksseksjonen 8 og er derfor et konvensjonelt, oljesmurt trykklager. Om ønsket, kunne imidlertid trykklageret også være montert inne i kompressorens 10 gassinnløp 15, i hvilket tilfelle trykklageret også kunne være et gasslager. In the configuration shown in fig. 1, the thrust bearing 21 for the compressor shaft 9 is mounted at the bottom of the gearbox section 8 and is therefore a conventional, oil-lubricated thrust bearing. If desired, however, the pressure bearing could also be mounted inside the gas inlet 15 of the compressor 10, in which case the pressure bearing could also be a gas bearing.
Lagrene 22 for den elektriske motor 6 er konvensjonelle, oljesmurte lagre. The bearings 22 for the electric motor 6 are conventional, oil-lubricated bearings.
I innretningen ifølge oppfinnelsen foretrekkes det å benytte gasslagre for pumpeakseiens 9 bærelagre 12, da dette - slik som ovenfor beskrevet - unngår behovet for en stor mengde akseltetninger, og dessuten på grunn av at gasslagre er i stand til å løpe ved mye høyere temperaturer enn oljesmurte lagre. In the device according to the invention, it is preferred to use gas bearings for the support bearings 12 of the pump shaft 9, as this - as described above - avoids the need for a large amount of shaft seals, and also because gas bearings are able to run at much higher temperatures than oil-lubricated ones store.
Dette er en vesentlig fordel for en borehulls-gasskompressor da det ville være vanskelig og kostbart å avkjøle innretningen. Da det imidlertid fremdeles er nødvendig å benytte flytende smøremidler i girboksen 8 og motoren 6, foretrekkes det å utstyre den elektriske motor 6 med effektstyreanordninger som begrenser den effekt som utøves på pumpeakselen 9, slik at utløpstemperaturen til den komprimerte gass ved utløpet 16 opprettholdes under 250 °C. This is a significant advantage for a borehole gas compressor as it would be difficult and expensive to cool the device. However, since it is still necessary to use liquid lubricants in the gearbox 8 and the motor 6, it is preferable to equip the electric motor 6 with power control devices that limit the power exerted on the pump shaft 9, so that the outlet temperature of the compressed gas at the outlet 16 is maintained below 250 °C.
Temperaturøkningen til den komprimerte gass er gunstig for reduksjon av væskebelastning i produksjonsrøret 1. Produksjonsrøret kan imidlertid være flere kilometer langt, slik at en vesentlig avkjøling av gassen virkelig opptrer. The temperature increase of the compressed gas is beneficial for reducing the liquid load in the production pipe 1. However, the production pipe can be several kilometers long, so that a significant cooling of the gas really occurs.
For å redusere avkjølingen av den produserte gass i produksjonsrøret 1, foretrekkes det å isolere røret 1 ved å frembringe et lavt gasstrykk i det ringformede rom 24 som strekker seg mellom produksjonsrøret I og brønnfoirngsrøret 2 fra en pakning 25 i retning mot brønnhodet (ikke vist). In order to reduce the cooling of the produced gas in the production pipe 1, it is preferred to isolate the pipe 1 by creating a low gas pressure in the annular space 24 which extends between the production pipe I and the well casing pipe 2 from a gasket 25 in the direction towards the wellhead (not shown) .
Det ringformede rom 24 fylles fortrinnsvis først med en inertgass, så som nitrogen, og blir deretter evakuert. På denne måte virker det ringformede rom 24 som en effektiv varmeisolator som reduserer avkjølingen av den produserte gass og kondensasjonen av vannholdige væsker som kan være til stede i gassen i betydelig grad. The annular space 24 is preferably first filled with an inert gas, such as nitrogen, and is then evacuated. In this way, the annular space 24 acts as an effective heat insulator which reduces the cooling of the produced gas and the condensation of aqueous liquids which may be present in the gas to a considerable extent.
Man vil forstå at produksjonsrøret 1, i stedet for eller i tillegg til tilstedeværelsen av en vakuumisolasjon i det ringformede rom 24, også kan isoleres ved hjelp av en annen isolasjonsanordning, så som en konvensjonell skumisolasjonshylse. It will be understood that the production pipe 1, instead of or in addition to the presence of a vacuum insulation in the annular space 24, can also be insulated by means of another insulation device, such as a conventional foam insulation sleeve.
Det foretrekkes at den elektriske motor 6 er en børsteløs motor med en rotordel 6B som omfatter en roterbar permanentmagnet som frembringer et første magnetfelt, og med en statordel 6A som omfatter en ankervikling (ikke vist) som er koplet til en kilde for elektrisk strøm for å frembringe et andre magnetfelt, hvilke første og andre magnetfelter er i stand til å samvirke for å frembringe et elektromagnetisk felt som ved bruk roterer rotordelen 6B i forhold til statordelen 6A av motoren 6. It is preferred that the electric motor 6 is a brushless motor with a rotor part 6B comprising a rotatable permanent magnet which produces a first magnetic field, and with a stator part 6A comprising an armature winding (not shown) which is connected to a source of electric current to produce a second magnetic field, which first and second magnetic fields are capable of cooperating to produce an electromagnetic field which, in use, rotates the rotor part 6B relative to the stator part 6A of the motor 6.
En elektrisk motor 6 av den ovenfor beskrevne type er i stand til å avgi et optimalt dreiemoment ved rotorhastigheter som ligger godt over 5000 omdreininger pr. minutt, hvilket vil gjøre tilstedeværelsen av girboksen 8 foreldet. An electric motor 6 of the type described above is capable of delivering an optimal torque at rotor speeds well above 5000 revolutions per second. minute, which will make the presence of the gearbox 8 obsolete.
Fraværet av en girboks 8 og anvendelsen av gasslagre som bærelagre 12 er attraktivt da det frembringer en kompakt motor- og kompressormontasje med et minimum av oljefylte rom som ville kreve regelmessig utskifting av olje og vedlikehold og inspeksjon av slitasjetilbøyelige komponenter, så som tetninger og pakninger. The absence of a gearbox 8 and the use of gas bearings as support bearings 12 is attractive as it produces a compact engine and compressor assembly with a minimum of oil-filled spaces that would require regular oil changes and maintenance and inspection of wear-prone components such as seals and gaskets.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP96200589 | 1996-03-05 | ||
PCT/EP1997/001145 WO1997033070A2 (en) | 1996-03-05 | 1997-03-05 | Downhole flow stimulation in a natural gas well |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO984079D0 NO984079D0 (en) | 1998-09-04 |
NO984079L NO984079L (en) | 1998-09-04 |
NO315580B1 true NO315580B1 (en) | 2003-09-22 |
Family
ID=8223746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19984079A NO315580B1 (en) | 1996-03-05 | 1998-09-04 | Method and apparatus for increasing fluid flow in a gas well |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0883732B1 (en) |
CA (1) | CA2246504C (en) |
DK (1) | DK0883732T3 (en) |
NO (1) | NO315580B1 (en) |
WO (1) | WO1997033070A2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2362901B (en) | 2000-06-03 | 2004-03-31 | Weir Pumps Ltd | Downhole gas compression |
GB0022411D0 (en) | 2000-09-13 | 2000-11-01 | Weir Pumps Ltd | Downhole gas/water separtion and re-injection |
GB2384274A (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-23 | Corac Group Plc | Downhole compressor with electric motor and gas bearings |
GB0314553D0 (en) | 2003-06-21 | 2003-07-30 | Weatherford Lamb | Electric submersible pumps |
GB0314550D0 (en) | 2003-06-21 | 2003-07-30 | Weatherford Lamb | Electric submersible pumps |
US7701106B2 (en) | 2003-06-21 | 2010-04-20 | Oilfield Equipment Development Center Limited | Electric submersible pumps |
GB0426585D0 (en) | 2004-12-06 | 2005-01-05 | Weatherford Lamb | Electrical connector and socket assemblies |
CA2599447C (en) | 2007-06-18 | 2013-07-16 | Global Energy Services Ltd. | Pumping installation for a gas producing well |
GB2490149A (en) * | 2011-04-20 | 2012-10-24 | Corac Group Plc | Magnetic gearbox with gas bearings |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3035759A (en) * | 1957-11-13 | 1962-05-22 | Gen Electric | Rotor and stator construction |
DE2424290C2 (en) * | 1974-05-18 | 1986-06-05 | Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen | Brushless DC motor with a flat air gap |
US4276490A (en) * | 1977-12-16 | 1981-06-30 | Vernitron Corporation | Brushless DC motor with rare-earth magnet rotor and segmented stator |
GB8820444D0 (en) * | 1988-08-30 | 1988-09-28 | Framo Dev Ltd | Electric motor |
JP2928615B2 (en) * | 1990-09-28 | 1999-08-03 | 株式会社日立製作所 | Turbo vacuum pump |
GB9022056D0 (en) * | 1990-10-10 | 1990-11-21 | Shell Int Research | Apparatus for compressing a fluid |
US5605193A (en) * | 1995-06-30 | 1997-02-25 | Baker Hughes Incorporated | Downhole gas compressor |
-
1997
- 1997-03-05 WO PCT/EP1997/001145 patent/WO1997033070A2/en active IP Right Grant
- 1997-03-05 DK DK97907078T patent/DK0883732T3/en active
- 1997-03-05 CA CA002246504A patent/CA2246504C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-05 EP EP97907078A patent/EP0883732B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-09-04 NO NO19984079A patent/NO315580B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0883732B1 (en) | 2003-07-02 |
NO984079D0 (en) | 1998-09-04 |
DK0883732T3 (en) | 2003-08-25 |
EP0883732A2 (en) | 1998-12-16 |
NO984079L (en) | 1998-09-04 |
CA2246504A1 (en) | 1997-09-12 |
WO1997033070A2 (en) | 1997-09-12 |
CA2246504C (en) | 2005-01-11 |
WO1997033070A3 (en) | 1997-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6601651B2 (en) | Downhole gas compression | |
US5960875A (en) | Electric pump having a linear motor | |
US20150114632A1 (en) | High-Speed, Multi-Power Submersible Pumps and Compressors | |
NO20111176A1 (en) | Electrically submersible pump, rudder, and borehole production method | |
RU2686971C2 (en) | Optimised cooling of electric motor in pump compressor formation | |
US8336632B2 (en) | System and method for direct drive pump | |
US9011115B2 (en) | Radial bearings for deep well submersible pumps | |
NO315580B1 (en) | Method and apparatus for increasing fluid flow in a gas well | |
NO20131344A1 (en) | Torque-transmitting rings for sleeves in electric, submersible pumps | |
WO2009077714A1 (en) | Submersible pump assembly | |
US9470075B2 (en) | System and method for direct drive pump | |
US10669825B2 (en) | Electrically powered motor lubricant pressure compensator for submersible pump motor | |
US20120073800A1 (en) | Pump shaft bearing support | |
US20240133278A1 (en) | Downhole Lubrication System | |
US7264450B2 (en) | Pump unit and method for operating a pump unit | |
US20140174756A1 (en) | Artificial lift method for low pressure sagd wells | |
US20130022480A1 (en) | Mechanical-Hydraulic Pumping System | |
EP2464820B1 (en) | System for a direct drive pump | |
US10125585B2 (en) | Refrigeration system with internal oil circulation | |
RU2681045C1 (en) | Installation of submersible pump with sealed motor | |
US20050047944A1 (en) | Surface driven well pump | |
NO20100871A1 (en) | magnet Pump | |
WO2011159166A1 (en) | Ring motor pump | |
US20170030366A1 (en) | Lube oil recovery system for geothermal lineshaft pump | |
GB2478920A (en) | Power supply for downhole gas compression |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |