NO338872B1

NO338872B1 - return Machine

Info

Publication number: NO338872B1
Application number: NO20070287A
Authority: NO
Inventors: Klaus Almeroth
Original assignee: Wincor Nixdorf Int Gmbh
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2016-10-31
Also published as: EP1811468B1; DE102006007875B3; NO20070287L; PL1811468T3; DE502006001126D1; EP1811468A1

Description

GASSDREVET PUMPE FOR HYDROKARBONBRØNNER GAS OPERATED PUMP FOR HYDROCARBON WELLS

Apparat og fremgangsmåter ifølge den foreliggende oppfinnelse vedrører kunstig løft for hydrokar-bonbrønner. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen gassdrevne pumper for drift av et brønnhull. Oppfinnelsen vedrører i særdeleshet en fremgangsmåte og et apparat for å øke produksjonen fra en brønn. Apparatus and methods according to the present invention relate to artificial lift for hydrocarbon wells. More specifically, the invention relates to gas-driven pumps for operating a wellbore. The invention relates in particular to a method and an apparatus for increasing production from a well.

Rundt om i verden finnes det store forekomster av tungolje som man til nå i alt vesentlig ikke har ansett som petroleumskilder, ettersom oljene i disse ikke kunne produseres ved hjelp av vanlige produksjonsteknikker. Around the world, there are large deposits of heavy oil that have not been considered as petroleum sources until now, as the oils in these could not be produced using normal production techniques.

Disse forekomster omtales ofte som "tjæresand" (oljesand)- eller "tungoljeforekomster", ettersom hydrokarbonene som befinner seg i disse, har en høy viskositeten. Disse tjæresandforekomster kan strekke seg over mange kilometer og variere i tykkelse. Tjæresanden inneholder et viskøst hydrokarbonmateriale som vanligvis kalles bitumen. Bitumen er vanligvis immobilt ved typiske re-servoartemperaturer. Selv om tjæresandforekomster kan ligge ved eller nær jordoverflaten, befinner de seg som regel under et betydelig overliggende jordlag eller berg lag som kan være flere tu-sen fot tykt. I Canada og California finnes det enorme forekomster av tungolje i de ulike reservoarer. Oljeforekomstene er i alt vesentlig immobile, og kan derfor ikke strømme ved hjelp av naturlig driv eller primærutvinningsmekanismer. Videre er det typisk en høy oljemetning i disse formasjonene, noe som begrenser mulighetene for å injisere et fluid (oppvarmet eller kaldt) i formasjonen. These deposits are often referred to as "tar sands" (oil sands) or "heavy oil deposits", as the hydrocarbons found in them have a high viscosity. These tar sand deposits can extend over many kilometers and vary in thickness. The tar sands contain a viscous hydrocarbon material commonly called bitumen. The bitumen is usually immobile at typical reservoir temperatures. Although tar sands deposits may lie at or near the earth's surface, they are usually located beneath a significant overlying layer of soil or rock that may be several thousand feet thick. In Canada and California there are huge deposits of heavy oil in the various reservoirs. The oil deposits are essentially immobile, and therefore cannot flow using natural drift or primary extraction mechanisms. Furthermore, there is typically a high oil saturation in these formations, which limits the possibilities of injecting a fluid (heated or cold) into the formation.

Fra publikasjonen US 3,894814 A er det kjent en anordning for å hente olje fra en produksjonssone etter at et bunnhullstrykk har sunket til en slik grad at kunstig løft er nødvendig for produksjonen. En akkumulator er plassert i området av foringsrøret hvor oljen samler seg sammen med det øverste parti som blir utluftet til atmosfæren for å tillate oljestrømning deri. En anordning som omfatter et såkalt flytende stempel, kan være plassert umiddelbart over akkumulatoren med en såkalt bypass fra akkumulatoren og til toppen av et påfølgende stempel. Deretter påføres trykk gjennom en lufteledning til akkumulatoren for å tvinge olje fra akkumulatoren gjennom en stinger over det flytende stempel og deretter heve oljen og det flytende stempelet til overflaten. From the publication US 3,894814 A, a device is known for retrieving oil from a production zone after a bottom hole pressure has dropped to such an extent that artificial lift is necessary for production. An accumulator is located in the area of the casing where the oil collects with the upper portion being vented to the atmosphere to allow oil flow therein. A device comprising a so-called floating piston can be placed immediately above the accumulator with a so-called bypass from the accumulator and to the top of a subsequent piston. Pressure is then applied through a vent line to the accumulator to force oil from the accumulator through a stinger above the floating piston and then raise the oil and floating piston to the surface.

Fra publikasjonen US 6,662,872 B2 er det kjent en fremgangsmåte for utvinning av hydrokarboner fra et underjordisk reservoar som gjennomtrenges av en injeksjonsbrønn og en produksjonsbrønn i avstand fra injeksjonsbrønnen, hvor fremgangsmåten omfatter: (a) injisering av damp inn i reservoaret for derved å mobilisere og gjenvinne minst en fraksjon av hydrokarbonene og å tildanne et oppvarmet kammer i reservoaret; (b) å fortsette å injisere damp inn i reservoaret og mobilisering og utvinning av hydrokarboner til en øvre overflate av kammeret har beveget seg vertikalt til en posi-sjon som er tilnærmet 25 til 75% av avstanden fra injeksjonsbrønnen til toppen av reservoaret; og (c) injisering av et oppløsningsmiddel som kan eksistere i dampform i kammeret, for derved å mobilisere og utvinne hydrokarbonene. I årenes løp er det blitt utviklet flere in situ fremgangsmåter for utvinning av viskøs olje og bitumen. Én slik fremgangsmåte kalles Steam Assisted Gravity Draina-ge (SAGD) og beskrives i amerikansk patent nr. 4 344 485, som i sin helhet innlemmes i dette skrift gjennom henvisning. SAGD-prosessen krever at det anordnes et par horisontale brønner med samme utstrekning, plassert over hverandre og typisk med en avstand på 5-8 meter. Brønnparet plasseres nær bunnen av den viskøse olje og bitumen. Deretter sirkuleres det damp gjennom hver brønn for å varme opp det området av formasjonen som befinner seg mellom brønnene, for å mobilisere oljen i dette området. På denne måten varmes formasjonsområdet langsomt opp ved hjelp av varmeledning. From the publication US 6,662,872 B2 it is known a method for the extraction of hydrocarbons from an underground reservoir which is penetrated by an injection well and a production well at a distance from the injection well, where the method comprises: (a) injecting steam into the reservoir to thereby mobilize and recover at least a fraction of the hydrocarbons and forming a heated chamber in the reservoir; (b) continuing to inject steam into the reservoir and mobilizing and recovering hydrocarbons until an upper surface of the chamber has moved vertically to a position approximately 25 to 75% of the distance from the injection well to the top of the reservoir; and (c) injecting a solvent which may exist in vapor form into the chamber, thereby mobilizing and recovering the hydrocarbons. Over the years, several in situ methods have been developed for the extraction of viscous oil and bitumen. One such method is called Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD) and is described in US Patent No. 4,344,485, which is incorporated herein by reference in its entirety. The SAGD process requires the arrangement of a pair of horizontal wells of the same extent, placed one above the other and typically at a distance of 5-8 metres. The well pair is placed near the bottom of the viscous oil and bitumen. Steam is then circulated through each well to heat the area of the formation located between the wells, in order to mobilize the oil in this area. In this way, the formation area is slowly heated up by means of a heat pipe.

Etter at oljen er varmet godt nok opp, kan oljen fortrenges eller drives fra én brønn til den andre. På dette tidspunkt avbrytes sirkulasjonen av damp gjennom brønnene, og det iverksettes en innblå-sing av damp gjennom den øvre brønn samtidig som den nedre brønn åpnes for å frembringe et væskeavløp, idet dampinnblåsingen foregår ved et trykk som er mindre en formasjonens brudds-penning. Når det injiseres damp, dannes det et dampkammer etter hvert som dampen stiger og kommer i kontakt med kald olje rett over den øvre injeksjonsbrønn. Dampen gir fra seg varme og kondenseres; oljen tar opp varme og blir mobil etter hvert som viskositeten blir mindre, noe som så gjør det mulig for den oppvarmede olje å renne nedover mot den nedre brønn under påvirkning av tyngdekraften. After the oil has been heated well enough, the oil can be displaced or driven from one well to the other. At this point, the circulation of steam through the wells is interrupted, and an injection of steam is initiated through the upper well at the same time as the lower well is opened to produce a liquid drain, the steam injection taking place at a pressure that is less than the formation's rupture pressure. When steam is injected, a steam chamber is formed as the steam rises and contacts cold oil directly above the upper injection well. The steam gives off heat and condenses; the oil absorbs heat and becomes mobile as the viscosity decreases, which then enables the heated oil to flow downwards towards the lower well under the influence of gravity.

Dampkammeret fortsetter å utvide seg oppover og til siden, helt til det kommer i kontakt med et ugjennomtrengelig, overliggende lag. Dampkammeret har et i alt vesentlig trekantet tverrsnitt, som vist på figur 2A. Dersom det anordnes to par SAGD-brønner med avstand til hverandre i sideretningen, vil dampkamrene til disse vokse i sideretningen til de kommer i kontakt med hverandre høyt oppe i reservoaret. På dette stadiet kan videre dampinnblåsing stanses, og produksjonen avtar til brønnene forlates. The vapor chamber continues to expand upward and laterally until it contacts an impermeable overlying layer. The steam chamber has an essentially triangular cross-section, as shown in Figure 2A. If two pairs of SAGD wells are arranged with a distance from each other in the lateral direction, the steam chambers of these will grow in the lateral direction until they come into contact with each other high up in the reservoir. At this stage, further steam injection can be stopped, and production decreases until the wells are abandoned.

Selv om SAGD-prosessen har vist seg effektiv når det gjelder å utvinne en stor andel av tjæresand- eller bitumenforekomster, har det vært vanskelig å få til en fullstendig utvinning av forekomstene på grunn av manglende evne til å fjerne de viskøse avsetninger oppover i produksjonsrøret. Høy temperatur, lavt sugetrykk og et stort volum med innblanding av sand er alle trekk ved en SAGD-prosess som påvirker produksjonen. Although the SAGD process has proven effective in extracting a large proportion of tar sands or bitumen deposits, it has been difficult to achieve complete recovery of the deposits due to the inability to remove the viscous deposits up the production pipe. High temperature, low suction pressure and a large volume of mixed sand are all features of a SAGD process that affect production.

Man har ved transport av hydrokarboner opp gjennom produksjonsrøret benyttet ulike fremgangsmåter for kunstig løft, for eksempel pumping. Én pumpetype er den elektriske nedsenkbare pumpe When transporting hydrocarbons up through the production pipe, various methods have been used for artificial lifting, for example pumping. One type of pump is the electric submersible pump

(ESP), som er effektiv når det gjelder å transportere fluider gjennom produksjonsrøret. ESP'en har imidlertid en tendens til gasslåsing ved høye temperaturer. En annen pumpetype som brukes i brønnen, kalles en stangpumpe. Stangpumpen kan arbeide ved høye temperaturer, men kan ikke håndtere store volumer av olje. En annen pumpetype er en kammerløftepumpe (chamber lift pump), vanligvis kalt en gassdrevet pumpe. Den gassdrevne pumpe er effektiv ved lavt trykk og lave temperaturer, men har liten volumkapasitet. Et eksempel på en gassdrevet pumpe beskrives i amerikansk patent nr. 5 806 598, som i sin helhet innlemmes i dette skrift gjennom henvisning. '598-patentet beskriver en fremgangsmåte og et apparat for pumping av fluider fra en hydrokar-bonproduserende formasjon ved bruk av en gassdrevet pumpe som har en ventil som betjenes ved hjelp av en hydraulisk drevet mekanisme. I én utførelse er det i en ende av et kveilrør anordnet en ventilsammenstilling som kan fjernes fra pumpen for utskiftning. Som regel er det slik at dersom en SAGD-brønn ikke drives på effektivt vis ved hjelp av et effektivt pumpesystem, vil flytende olje ho-pe seg opp i dampkammeret og omslutte både det nedre og det øvre brønnhull. Dersom oljenivået stiger over det øvre brønnhull og holder seg på dette nivå, vil en stor andel av oljeforekomsten bli liggende urørt i reservoaret. Som følge av dette problemet utvinnes det i mange brønner hvor SAGD-prosessen brukes, ikke maksimalt av forekomstene i reservoaret. (ESP), which is efficient in transporting fluids through the production pipe. However, the ESP has a tendency to throttle lock at high temperatures. Another type of pump used in the well is called a rod pump. The rod pump can work at high temperatures, but cannot handle large volumes of oil. Another type of pump is a chamber lift pump, commonly called a gas-driven pump. The gas-driven pump is efficient at low pressure and low temperatures, but has a small volume capacity. An example of a gas-driven pump is described in US patent no. 5,806,598, which is incorporated in its entirety in this document by reference. The '598 patent describes a method and apparatus for pumping fluids from a hydrocarbon-producing formation using a gas-driven pump having a valve operated by a hydraulically driven mechanism. In one embodiment, a valve assembly is provided at one end of a coiled tube which can be removed from the pump for replacement. As a rule, if a SAGD well is not operated efficiently using an efficient pumping system, liquid oil will accumulate in the steam chamber and enclose both the lower and upper wellbore. If the oil level rises above the upper wellbore and stays at this level, a large proportion of the oil deposit will remain untouched in the reservoir. As a result of this problem, in many wells where the SAGD process is used, not the maximum of the deposits in the reservoir is extracted.

Flere andre utvinningsfremgangsmåter lider under samme type problemer som SAGD-prosessen, på grunn av en utilstrekkelig pumpeinnretning. Syklisk dampdrift er en bruk av dampinjeksjon. Det første trinn i denne fremgangsmåten innebærer det å injisere damp i en vertikal brønn og så stenge av brønnen for at den skal "bløtgjøres" ("soak"), og hvor varmen i dampen hever temperaturen og reduserer viskositeten i oljen. I løpet av det første trinnet er det behov for en brønnoverhaling eller en delvis brønnoverhaling for å trekke pumpen ut forbi pakningen, slik at damp kan blåses inn i brønnen. Etter at dampen er blitt blåst inn, må så pumpen føres inn i brønnen igjen. Deretter starter andre trinn i produksjonsperioden, hvor mobilisert olje produseres fra brønnen ved å pumpe den viskøse olje ut av brønnen. Denne prosessen gjentas om og om igjen helt til produksjonsnivået går ned. Arbeidet med å hente pumpen ut og sette den inn igjen etter det første trinnet er meget kost-bart på grunn av kostnadene forbundet med brønnoverhaling. I et annet eksempel fungerer brøn-ner med kontinuerlig dampdrift slik at damp blåses inn i brønnen kontinuerlig, i hovedsakelig vertikale brønner, for å redusere oljens viskositet. Den viskøse olje drives ut av en nærliggende, i alt vesentlig vertikal brønn ved hjelp av en pumpeinnretning. Høy temperatur, lavt sugetrykk og stort pumpevolum er karakteristiske kjennetegn ved kontinuerlig dampdrift. Under disse forhold er det, på grunn av den høye temperaturen, ikke mulig for ESP-pumpen å fungere på driftssikkert vis. Stangpumpen kan arbeide ved høye temperaturer, men har begrenset kapasitet når det gjelder hvor stort oljevolum den kan overføre. I ytterligere et eksempel produseres metan fra en brønn som er boret i et kullførende lag (kulleie). Utvinningsarbeidet med å ta ut vann som inneholder oppløst metan, vanskeliggjøres ofte av pumpeinnretningens manglende evne til å håndtere det lave trykk og de slitende/slipende materialer som er kjennetegnende for en gassbrønn i en slik anvendelse. Several other recovery processes suffer from the same type of problems as the SAGD process, due to an inadequate pumping facility. Cyclic steam operation is a use of steam injection. The first step in this process involves injecting steam into a vertical well and then shutting off the well to allow it to "soak", where the heat in the steam raises the temperature and reduces the viscosity of the oil. During the first stage, a well overhaul or a partial well overhaul is needed to pull the pump out past the packing so that steam can be blown into the well. After the steam has been blown in, the pump must then be led into the well again. Then the second stage of the production period starts, where mobilized oil is produced from the well by pumping the viscous oil out of the well. This process is repeated over and over until the production level drops. The work of taking the pump out and putting it back in after the first step is very expensive due to the costs associated with well overhaul. In another example, wells operate with continuous steam operation so that steam is blown into the well continuously, in mainly vertical wells, to reduce the viscosity of the oil. The viscous oil is driven out of a nearby, essentially vertical well using a pump device. High temperature, low suction pressure and large pump volume are characteristic features of continuous steam operation. Under these conditions, due to the high temperature, it is not possible for the ESP pump to operate reliably. The rod pump can work at high temperatures, but has a limited capacity in terms of the large volume of oil it can transfer. In a further example, methane is produced from a well that has been drilled in a coal-bearing layer (coal seam). The extraction work of extracting water containing dissolved methane is often made difficult by the pumping device's inability to handle the low pressure and the abrasive/abrasive materials that are characteristic of a gas well in such an application.

Det eksisterer derfor et behov for en bedre gassdrevet pumpe som effektivt kan transportere fluider fra den horisontale delen av en SAGD-brønn og til toppen av brønnhullet. Det eksisterer videre et behov for en pumpe som kan arbeide under forhold som innebærer lavt trykk og høy temperatur, og som har stor volumkapasitet. Videre eksisterer det ytterligere et behov for en pumpe som kan arbeide ved lavt trykk og håndtere slitende/slipende materialer. Det eksisterer også et behov for en pumpe som kan arbeide i et brønnhull hvor det ikke lenger er tilstrekkelig reservoartrykk til å bruke gassløft for å transportere fluidet til overflaten. There is therefore a need for a better gas-driven pump that can efficiently transport fluids from the horizontal part of a SAGD well to the top of the wellbore. There is also a need for a pump which can work under conditions involving low pressure and high temperature, and which has a large volume capacity. Furthermore, there is a further need for a pump that can work at low pressure and handle abrasive/abrasive materials. There is also a need for a pump that can work in a wellbore where there is no longer sufficient reservoir pressure to use gas lift to transport the fluid to the surface.

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse vedrører i det store og hele et apparat og fremgangsmåter for å øke produksjonen fra en brønn. Embodiments of the present invention generally relate to an apparatus and methods for increasing production from a well.

Ifølge et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt gassdrevet pumpe for å løfte fluid fra et brønnhull og til en jordoverflate, hvor pumpen omfatter: - et rørformet kammer anbrakt i brønnhullet for akkumulasjon av brønnfluider; - et produksjonsrør for å levere fluidet fra kammeret og til overflaten; - en første tilbakeslagsventil for å tillate fluidstrømning fra brønnhullet og til kammeret; - en andre tilbakeslagsventil for å tillate fluidstrømning fra kammeret og til produksjonsrøret; - et gassrør for å levere komprimert gass fra overflaten og til kammeret; According to a first aspect of the present invention, a gas-driven pump is provided for lifting fluid from a wellbore and to an earth surface, where the pump comprises: - a tubular chamber placed in the wellbore for accumulation of wellbore fluids; - a production pipe to deliver the fluid from the chamber to the surface; - a first check valve to allow fluid flow from the wellbore to the chamber; - a second check valve to allow fluid flow from the chamber to the production pipe; - a gas pipe to deliver compressed gas from the surface to the chamber;

- et lufterør for utlufting av gassen fra kammeret og til overflaten; og - an air tube for venting the gas from the chamber to the surface; and

- en ventilsammenstilling anbrakt ved overflaten, hvor ventilsammenstillingen omfatter: - a valve assembly placed at the surface, where the valve assembly comprises:

- et hus forsynt med en gjennomgående boring på langs; - en første åpning anordnet gjennom huset og i fluidforbindelse med en gassforsyning; - en andre åpning anordnet gjennom huset og i fluidforbindelse med gassrøret; - en tredje åpning anordnet gjennom huset og i fluidforbindelse med en lufteledning; - a housing provided with a through bore along its length; - a first opening arranged through the housing and in fluid communication with a gas supply; - a second opening arranged through the housing and in fluid communication with the gas pipe; - a third opening arranged through the housing and in fluid communication with an air duct;

- en fjerde åpning anordnet gjennom huset og i fluidforbindelse med lufterøret; og - a fourth opening arranged through the housing and in fluid communication with the air pipe; and

- en ventil anbrakt i huset, hvor ventilen er i stand til vekselvis å tilveiebringe fluidforbindelse mellom den første og den andre åpningen, og den tredje og fjerde åpningen. - a valve located in the housing, the valve being capable of alternately providing fluid communication between the first and second openings, and the third and fourth openings.

Ytterligere aspekter fremgår av de uselvstendige kravene 2-9. Further aspects appear from the independent requirements 2-9.

Brønnpumpen kan innbefatte to eller flere kamre for akkumulasjon av formasjonsfluider, og en ventilsammenstilling for fylling og utlufting av gass til og fra de to eller flere kamre. Brønnpumpen innbefatter videre en fluidkanal som forbinder de to eller flere kamre med et produksjonsrør. The well pump may include two or more chambers for accumulation of formation fluids, and a valve assembly for filling and venting gas to and from the two or more chambers. The well pump further includes a fluid channel which connects the two or more chambers with a production pipe.

I en annen utførelse anordnes en brønnpumpe som innbefatter et kammer for akkumulasjon av formasjonsfluider. Brønnpumpen innbefatter videre en ventilsammenstilling for fylling og utlufting av gass til og fra kammeret, og én eller flere utskiftbare eller uttakbare (removable) tilbakeslagsventiler som regulerer strømmen av formasjonsfluid inn i og ut av kammeret. In another embodiment, a well pump is arranged which includes a chamber for the accumulation of formation fluids. The well pump further includes a valve assembly for filling and venting gas to and from the chamber, and one or more replaceable or removable check valves that regulate the flow of formation fluid into and out of the chamber.

I enda en utførelse innbefatter en gassdrevet pumpe for transport av brønnfluider i et brønnhull et kammer for akkumulasjon av brønnfluider, hvor kammeret står i fluidforbindelse med et produk-sjonsrør og en på overflaten installert ventilsammenstilling står i fluidforbindelse med kammeret, og hvor ventilsammenstillingen er tilpasset slik at den regulerer gasstrømning til og fra kammeret. I en annen utførelse omfatter ventilsammenstillingen en utskiftbar reguleringsventil anbrakt i et hus. In yet another embodiment, a gas-driven pump for transporting well fluids in a wellbore includes a chamber for accumulation of well fluids, where the chamber is in fluid communication with a production pipe and a valve assembly installed on the surface is in fluid communication with the chamber, and where the valve assembly is adapted to that it regulates gas flow to and from the chamber. In another embodiment, the valve assembly comprises a replaceable control valve placed in a housing.

I ytterligere en utførelse innbefatter en fremgangsmåte for å øke produksjonen i en brønn det å anordne en gassdrevet pumpe med et kammer for akkumulerende formasjonsfluider; en på overflaten installert ventilsammenstilling som regulerer fluidstrømmen til og fra kammeret; og én eller flere ventiler som regulerer strømmen av formasjonsfluid inn i og ut av kammeret. Fremgangsmåten innbefatter videre det å kjøre den gassdrevne pumpe i sykluser for å drive formasjonsfluider ut av brønnen. I en annen utførelse omfatter syklisk drift av den gassdrevne pumpe det å tilføre kammeret en gass for å drive formasjonsfluidene ut av kammeret, og å lufte ut gassen fra kammeret for å la formasjonsfluider strømme inn i kammeret. In a further embodiment, a method of increasing production in a well includes providing a gas-driven pump with a chamber for accumulating formation fluids; a surface mounted valve assembly that regulates fluid flow to and from the chamber; and one or more valves that regulate the flow of formation fluid into and out of the chamber. The method further includes cycling the gas-driven pump to drive formation fluids out of the well. In another embodiment, cyclic operation of the gas-driven pump includes supplying the chamber with a gas to drive the formation fluids out of the chamber, and venting the gas from the chamber to allow formation fluids to flow into the chamber.

I enda en utførelse innbefatter en fremgangsmåte for å øke hydrokarbonproduksjonen det å utfor-me et øvre brønnhull; uforme et nedre brønnhull; og utstyre det nedre brønnhull med en gassdrevet pumpe. Den gassdrevne pumpe har et kammer for akkumulasjon av formasjonsfluider; en på overflaten installert ventilsammenstilling som regulerer fluidstrømmen til og fra kammeret, og én eller flere ventiler som regulerer strømmen av formasjonsfluid inn i og ut av kammeret. Fremgangsmåten innbefatter videre det å tilføre det øvre brønnhull damp og å kjøre den gassdrevne pumpe i sykluser for å drive formasjonsfluider ut av det nedre brønnhull. In yet another embodiment, a method of increasing hydrocarbon production includes forming an upper wellbore; unshaping a lower wellbore; and equipping the lower wellbore with a gas-driven pump. The gas-driven pump has a chamber for the accumulation of formation fluids; a surface-mounted valve assembly that regulates fluid flow to and from the chamber, and one or more valves that regulate the flow of formation fluid into and out of the chamber. The method further includes supplying the upper wellbore with steam and cycling the gas-driven pump to drive formation fluids out of the lower wellbore.

I ytterligere en utførelse tilveiebringes en fremgangsmåte for å øke produksjonen fra en brønn. Fremgangsmåten innbefatter det å føre en gassdrevet pumpe ned i et nedre brønnhull. Den gassdrevne pumpe innbefatter to eller flere kamre for akkumulasjon av formasjonsfluider, en ventilsammenstilling for fylling og utlufting av gass til og fra de to eller flere kamre, og én eller flere utskiftbare tilbakeslagsventiler som regulerer strømmen av formasjonsfluid inn i og ut av det ene kammer eller kamrene. Fremgangsmåten innbefatter videre betjening av den gassdrevne pumpe og syklisk drift av denne for å drive brønnfluid ut av brønnhullet. In a further embodiment, a method for increasing production from a well is provided. The method involves running a gas-driven pump down a lower wellbore. The gas-driven pump includes two or more chambers for accumulation of formation fluids, a valve assembly for filling and venting gas to and from the two or more chambers, and one or more replaceable check valves that regulate the flow of formation fluid into and out of one chamber or the chambers. The method further includes operation of the gas-driven pump and cyclic operation of this to drive well fluid out of the wellbore.

I enda en utførelse tilveiebringes en fremgangsmåte for å øke produksjonen fra en SAGD-prosess. Fremgangsmåten innbefatter det å føre en gassdrevet pumpe ned i et nedre brønnhull og plassere den gassdrevne pumpe i nærheten av hælen av det nedre brønnhull. Fremgangsmåten innbefatter videre betjening av den gassdrevne pumpe og syklisk drift av denne for å holde et væskenivå under et øvre borehull. In yet another embodiment, a method for increasing production from a SAGD process is provided. The method includes driving a gas-driven pump down a lower wellbore and placing the gas-driven pump near the heel of the lower wellbore. The method further includes operation of the gas-driven pump and cyclic operation thereof to maintain a liquid level below an upper borehole.

I tillegg tilveiebringes et pumpesystem til bruk i et brønnhull. Pumpesystemet innbefatter en høyt-rykksgasskilde og en gassdrevet pumpe til bruk i brønnhullet. Pumpesystemet innbefatter videre en reguleringsmekanisme som står i fluidforbindelse med høytrykksgasskilden, og en ventilsammenstilling for fylling og utlufting av høytrykksgass til og fra de to eller flere kamre. In addition, a pump system is provided for use in a wellbore. The pumping system includes a high-pressure gas source and a gas-driven pump for use in the wellbore. The pump system further includes a control mechanism which is in fluid communication with the high-pressure gas source, and a valve assembly for filling and venting high-pressure gas to and from the two or more chambers.

For å gi en bedre og mer detaljert forståelse av måten de ovennevnte trekk, fordeler og formål med oppfinnelsen oppnås på, vises det til en mer inngående beskrivelse av den ovenfor i korte trekk sammenfattede oppfinnelse, gjennom utførelser av denne, som er anskueliggjort på de vedføyde tegninger. In order to provide a better and more detailed understanding of the manner in which the above-mentioned features, advantages and purposes of the invention are achieved, reference is made to a more detailed description of the above briefly summarized invention, through embodiments thereof, which are illustrated in the attached drawings.

Det skal imidlertid bemerkes at de vedføyde tegninger kun viser typiske utførelser av denne oppfinnelse, og at de derfor ikke skal anses som begrensende for rammen av denne, ettersom oppfinnelsen kan åpne for andre, like virkningsfulle utførelser. However, it should be noted that the attached drawings only show typical embodiments of this invention, and that they should therefore not be considered as limiting the scope of this, as the invention may open up other, equally effective embodiments.

Fig. 1 viser et deltverrsnitt av en gassdrevet pumpe anordnet i et horisontalt brønnhull, til Fig. 1 shows a partial cross-section of a gas-driven pump arranged in a horizontal wellbore, to

bruk i en SAGD-prosess; use in a SAGD process;

Fig. 2A er et tverrsnitt av den øvre og nedre brønn i en optimal SAGD-prosess; Fig. 2B er et tverrsnitt av den øvre og nedre brønn i en ikke fullt optimal SAGD-prosess; Fig. 3 viser et tverrsnitt av den gassdrevne pumpe; Fig. 4 viser en annen utførelse av en gassdrevet pumpe; Fig. 5 viser en annen utførelse av en gassdrevet pumpe; Fig. 6 viser en utførelse av en utskiftbar ventilsammenstilling som egner seg til bruk med Fig. 2A is a cross section of the upper and lower well in an optimal SAGD process; Fig. 2B is a cross section of the upper and lower well in a not fully optimal SAGD process; Fig. 3 shows a cross-section of the gas-driven pump; Fig. 4 shows another embodiment of a gas-driven pump; Fig. 5 shows another embodiment of a gas-driven pump; Fig. 6 shows an embodiment of a replaceable valve assembly which is suitable for use with

den gassdrevne pumpe som er vist på figur 5; og the gas driven pump shown in Figure 5; and

Fig. 7 viser en gassdrevet pumpe anordnet i et brønnhull, med en styreventil. Fig. 7 shows a gas-driven pump arranged in a well hole, with a control valve.

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse innbefatter et apparat og fremgangsmåter for produksjon av hydrokarbonbrønner. Figur 1 viser et deltverrsnitt av en gassdrevet pumpe 100 anordnet i et horisontalt brønnhull, til bruk i en SAGD-prosess. Selv om figur 1 viser pumpen 100 til bruk i en SAGD-prosess, bør det forstås at pumpen 100 kan anvendes ved mange forskjellige komplette-ringsarbeider, som for eksempel i vertikale eller horisontale gass- eller petroleumsbrønner, vertikal eller horisontal dampdrift, og vertikal eller horisontale syklisk dampdrift. Denne oppfinnelse bruker høytrykksgass som drivkraft for oppfinnelsen. Det bør forstås at man med gass mener naturgass, damp eller en hvilken som helst annen form for gass. I en typisk SAGD-prosess er det to horisontale brønner med samme utstrekning; en nedre brønn 105 og en øvre injeksjonsbrønn 110. Som vist på figur 1, innbefatter den øvre injeksjonsbrønn 110 et foringsrør 115 i den vertikale del av brønn-hullet. På overflaten er det, forbundet med den øvre brønn 110, plassert en dampgenerator 120 som skal generere damp og blåse denne ned gjennom et damprør 125 anbrakt i brønnhullet. Som vist, er den vertikale delen av den nedre brønn 105 foret med et foringsrør 130, mens den horisontale del av brønnhullet er foret med en duk eller et slisset forlengningsrør (ikke vist). Den nedre brønn 105 innbefatter et produksjonsrør 135 som er anordnet i den vertikale del, for transport av olje til brønnens 105 overflate. Pumpen 100 er anordnet nær den nedre ende av produksjonsrøret 135, og befinner seg i en nær horisontal stilling nær brønnens 105 laveste punkt. Embodiments of the present invention include apparatus and methods for producing hydrocarbon wells. Figure 1 shows a partial cross-section of a gas-driven pump 100 arranged in a horizontal wellbore, for use in a SAGD process. Although Figure 1 shows the pump 100 for use in a SAGD process, it should be understood that the pump 100 can be used in many different completion works, such as for example in vertical or horizontal gas or petroleum wells, vertical or horizontal steam operation, and vertical or horizontal cyclic steam operation. This invention uses high-pressure gas as the driving force for the invention. It should be understood that gas means natural gas, steam or any other form of gas. In a typical SAGD process, there are two horizontal wells of the same extent; a lower well 105 and an upper injection well 110. As shown in Figure 1, the upper injection well 110 includes a casing 115 in the vertical part of the well hole. On the surface, connected to the upper well 110, a steam generator 120 is placed which will generate steam and blow it down through a steam pipe 125 placed in the well hole. As shown, the vertical portion of the lower well 105 is lined with a casing 130, while the horizontal portion of the wellbore is lined with a sheet or slotted extension pipe (not shown). The lower well 105 includes a production pipe 135 which is arranged in the vertical part, for transporting oil to the surface of the well 105. The pump 100 is arranged near the lower end of the production pipe 135, and is located in a near horizontal position near the lowest point of the well 105.

Ved den nederste brønns 105 overflate, er det plassert en reguleringsmekanisme 140 for styring av pumpen 100. Reguleringsmekanismen 140 leverer typisk et hydraulisk signal gjennom én eller flere styreledninger (ikke vist) som ligger i et kveilrør 165 til pumpen 100. Som et alternativ brukes det høytrykksgass for å drive pumpens 100 reguleringsmekanisme 140.1 den foretrukne utførelse består reguleringsmekanismen 140 av et elektrisk, pneumatisk eller gassdrevet mekanisk tidsur (ikke vist) for elektrisk eller pneumatisk betjening av en reguleringsventil (ikke vist) som vekselvis trykk-setter og ventilerer ut et signal gjennom én eller flere styreledninger til en ventilsammenstilling (ikke vist) i pumpen 100. Signalet fra reguleringsmekanismen 140 kan være et elektrisk signal, pneumatisk signal, hydraulikksignal eller et kombinert gass-over-hydraulikksignal for å ta høyde for fluidtap i hydraulikksystemet og forandringer i relativt volum på grunn av temperaturforandringer. Dersom det brukes et hydraulikksignal eller et gass-over-hydraulikksignal, benyttes et fluid reservoar. Ved bruk av et gass-over-hydraulikksystem kan den samme høytrykksgasskilden både drive reguleringsmekanismen og forsyne pumpen 100 med gass. At the bottom well 105 surface, a control mechanism 140 is placed for controlling the pump 100. The control mechanism 140 typically delivers a hydraulic signal through one or more control lines (not shown) located in a coiled pipe 165 to the pump 100. As an alternative, it is used high-pressure gas to drive the pump's 100 control mechanism 140.1 the preferred embodiment, the control mechanism 140 consists of an electric, pneumatic or gas-driven mechanical timer (not shown) for electric or pneumatic operation of a control valve (not shown) which alternately pressurizes and vents a signal through one or more control lines to a valve assembly (not shown) in the pump 100. The signal from the control mechanism 140 may be an electrical signal, pneumatic signal, hydraulic signal or a combined gas-over-hydraulic signal to account for fluid loss in the hydraulic system and changes in relative volume due to temperature changes. If a hydraulic signal or a gas-over-hydraulic signal is used, a fluid reservoir is used. When using a gas-over-hydraulic system, the same high-pressure gas source can both drive the control mechanism and supply the pump 100 with gas.

Som regel injiseres gass fra høytrykksgasskilden (ikke vist) i en gassforsyningsledning 145 og deretter ned gjennom kveilrøret 165 til en ventilsammenstilling 150 som er anbrakt i et legeme i pumpen 100 (se figur 3). Figur 3 viser et tverrsnitt av pumpen 100. Ventilsammenstillingen 150 styrer tilførsel og utlufting av gass til og fra et kammer 170. Kraft til drift av ventilsammenstillingen 150 leveres via tilførselsledninger 155. Som vist på figur 3, er det en åpning 160 i kammerets 170 nedre ende som gjør det mulig for formasjonsfluid å strømme gjennom en tilbakeslagsventil 175 og inn i kammeret 170. Etter at kammeret 170 er fylt med formasjonsfluid, vil gass fra kveilrørstrengen 165 strømme gjennom ventilsammenstillingen 150 og inn i kammeret 170. Når gass kommer inn i kammeret 170, vil gasstrykket fortrenge formasjonsfluidet og dermed stenge den første tilbakeslagsventil 175. Etter hvert som gasstrykket øker, drives formasjonsfluid inn i produksjonsrøret 135 gjennom en andre tilbakeslagsventil 180. Når formasjonsfluidet er blitt fortrengt fra kammeret 170, vil ventilsammenstillingen 150 stanse gasstrømmen fra kveilrørstrengen 165 og la gassen 170 i kammeret 170 strømme ut gjennom et lufterør 185 og inn i et ringrom 190 som er dannet mellom brønnhullet og produksjonsrøret 135, hvilket fullfører pumpesyklusen. Etter hvert som den gassdrevne pumpe 100 fortsetter gjennom sine sykluser, vil formasjonsfluid akkumuleres i røret 135 og til slutt nå opp til brønnens 105 overflate, hvor det blir samlet opp. As a rule, gas is injected from the high-pressure gas source (not shown) into a gas supply line 145 and then down through the coiled tube 165 to a valve assembly 150 which is housed in a body in the pump 100 (see Figure 3). Figure 3 shows a cross section of the pump 100. The valve assembly 150 controls the supply and venting of gas to and from a chamber 170. Power to operate the valve assembly 150 is supplied via supply lines 155. As shown in Figure 3, there is an opening 160 in the chamber 170's lower end that allows formation fluid to flow through a check valve 175 and into the chamber 170. After the chamber 170 is filled with formation fluid, gas from the coiled tubing string 165 will flow through the valve assembly 150 and into the chamber 170. When gas enters the chamber 170 , the gas pressure will displace the formation fluid and thus close the first check valve 175. As the gas pressure increases, formation fluid is driven into the production pipe 135 through a second check valve 180. When the formation fluid has been displaced from the chamber 170, the valve assembly 150 will stop the gas flow from the coiled tubing string 165 and allow the gas 170 in the chamber 170 flows out through an air tube 185 and into an annulus 190 formed between the wellbore and production tubing 135, completing the pumping cycle. As the gas-driven pump 100 continues through its cycles, formation fluid will accumulate in the pipe 135 and eventually reach the surface of the well 105, where it is collected.

I utførelsen som vises på figur 1, er det plassert et fluidrør 195 i den nedre ende av pumpen 100. Fluidrøret 195 strekker seg fra pumpen 100 til en tå eller ytterste punkt av den nedre brønn 105, og åpner dermed for samtidig produksjon fra brønnens 105 hæl og tå. Fluidrøret 195 utligner også trykket og motvirker de trykkendringer i den horisontale produksjonssone som forårsakes av frik-sjonstap. Det kan i tillegg være knyttet én eller flere pumper 200 til fluidrøret 195 for å hjelpe fluid-strømmen frem fra tåen til hælen i den nedre brønn. In the embodiment shown in figure 1, a fluid pipe 195 is placed at the lower end of the pump 100. The fluid pipe 195 extends from the pump 100 to a toe or outermost point of the lower well 105, and thus opens for simultaneous production from the well's 105 heel and toe. The fluid pipe 195 also balances the pressure and counteracts the pressure changes in the horizontal production zone caused by friction loss. In addition, one or more pumps 200 may be connected to the fluid pipe 195 to help the fluid flow forward from the toe to the heel in the lower well.

I en annen utførelse kan tilbakeslagsventilene 175,180 i pumpen 100, vist på figur 3, fjernes, hvilket åpner for åpen strømning gjennom fluidrøret 195 og inn i produksjonsrøret 135. Dette trekket vil være av nytte under de første dampinnblåsninger i en SAGD-prosess, og operatøren vil kunne gå fra første fase i SAGD og til andre fase uten å måtte ha en brønnoverhaling for å installere pumpen. I et annet aspekt kan en installérbar innsats (ikke vist) føres inn i fluidrøret 195 for å stenge av fluidstrømmen fra brønnens 105 tå og kun tillate produksjon fra brønnens hæl. Alternativt kan en annen installérbar innsats (ikke vist) føres inn i produksjonsrøret 135 for å stenge av strømmen fra brønnens 105 hæl og dermed stimulere produksjonen fra brønnens tå, hvilket avstedkommer en mer balansert produksjon langs hele brønnens lengde. In another embodiment, the check valves 175,180 in the pump 100, shown in Figure 3, can be removed, allowing open flow through the fluid pipe 195 and into the production pipe 135. This feature will be useful during the first steam injections in a SAGD process, and the operator will be able to go from the first phase in SAGD to the second phase without having to have a well overhaul to install the pump. In another aspect, an installable insert (not shown) can be inserted into the fluid pipe 195 to shut off fluid flow from the toe of the well 105 and only allow production from the heel of the well. Alternatively, another installable insert (not shown) can be introduced into the production pipe 135 to shut off the flow from the heel of the well 105 and thus stimulate production from the toe of the well, resulting in a more balanced production along the entire length of the well.

Idet det igjen vises til figur 1, kan det under en SAGD-prosess brukes et oppsamlingssystem (ikke vist) med pumpen 100. Oppsamlingssystemet er forbundet med et rør 390 ved den nedre brønns 105 overflate. Oppsamlingssystemet samler opp gassen som slippes ut fra pumpen 100 under utluftingssyklusen, og sender gassen til dampgeneratoren 102 for dampinnblåsning i den øvre brønn 110.1 denne utførelse kan det benyttes én høytrykksnaturgasskilde for å drive pumpen 100 og produsere damp uten behov for noen ekstra energikilde. Oppsamlingssystemet kan om nød-vendig bestå av følgende komponenter: En kondenser som fjerner fukt fra gasstrømmen, én eller flere gassvaskere som fjerner karbondioksyd og/eller hydrogensulfid, en kompressor til kompresjon av gassen, eller en naturgassforsterker eller såkalt natural gas intensifier for å sette gassen under trykk. Referring again to figure 1, a collection system (not shown) can be used during a SAGD process with the pump 100. The collection system is connected to a pipe 390 at the lower well 105 surface. The collection system collects the gas released from the pump 100 during the venting cycle, and sends the gas to the steam generator 102 for steam injection into the upper well 110. In this embodiment, one high-pressure natural gas source can be used to drive the pump 100 and produce steam without the need for any additional energy source. If necessary, the collection system can consist of the following components: A condenser that removes moisture from the gas stream, one or more gas scrubbers that remove carbon dioxide and/or hydrogen sulphide, a compressor for compressing the gas, or a natural gas intensifier to concentrate the gas under pressure.

Figur 2A er et tverrsnitt av den øvre 110 og nedre brønn 105 i en optimal SAGD-prosess, sett fra enden. Etter hvert som dampen injiseres i den øvre injeksjonsbrønn 110, vil den stige opp og komme i kontakt med den kalde oljen rett over. Når dampen gir fra seg varme og kondenserer, vil oljen absorbere varmen og bli bevegelig, idet den får en redusert viskositet. Kondensatet og den oppvarmede olje vil så renne mot den nedre brønn 105 ved naturlig fall. Fra den nedre brønn 105 transporteres oljen til overflaten slik det beskrives i de foregående avsnitt. I en optimal SAGD-prosess fyller kondensatet og den oppvarmede, flytende olje et område som vist ved form 205. Toppen av formen 205 kalles et væskenivå 260. På grunn av dampen vil olje strømme innover Figure 2A is a cross-section of the upper 110 and lower well 105 in an optimal SAGD process, viewed from the end. As the steam is injected into the upper injection well 110, it will rise and come into contact with the cold oil directly above. When the steam gives off heat and condenses, the oil will absorb the heat and become mobile, with a reduced viscosity. The condensate and the heated oil will then flow towards the lower well 105 by natural fall. From the lower well 105, the oil is transported to the surface as described in the preceding paragraphs. In an optimal SAGD process, the condensate and heated liquid oil fill an area as shown at mold 205. The top of mold 205 is called a liquid level 260. Due to the steam, oil will flow inward

langs dreneringslinjer 215 og inn i området 205. Dreneringslinjenes 215 vertikale plassering korre-sponderer med høyden på væskenivået 260. Under SAGD-prosessen vil væskenivået 260 gå opp og ned, avhengig av oljemengden og hvor i reservoaret oljen befinner seg. For å oppnå størst mulig produksjon må imidlertid væskenivået 260 holde seg rundt midtpunktet mellom den nedre brønn 105 og den øvre brønn 110. Dette oppnås ved å bruke pumpen 100 ifølge den foreliggende oppfinnelse til å sørge for at oljen på effektivt vis pumpes ut av den nedre brønn 105. Etter hvert som det produseres mer og mer olje, blir dreneringslinjene 215 stadig mer horisontale, til de når et punkt hvor produksjonen ikke lenger er økonomisk. along drainage lines 215 and into area 205. The vertical location of the drainage lines 215 corresponds to the height of the liquid level 260. During the SAGD process, the liquid level 260 will go up and down, depending on the amount of oil and where in the reservoir the oil is located. In order to achieve the greatest possible production, however, the liquid level 260 must remain around the midpoint between the lower well 105 and the upper well 110. This is achieved by using the pump 100 according to the present invention to ensure that the oil is efficiently pumped out of the lower well 105. As more and more oil is produced, the drainage lines 215 become increasingly horizontal, until they reach a point where production is no longer economical.

Figur 2B er et tverrsnitt av den øvre brønn 110 og den nedre brønn 105 i en SAGD-prosess som ikke er optimal. Den viskøse olje fyller et område som vist ved hjelp av form 220, med en væske-nivålinje 225. Olje strømmer innover langs dreneringslinjer 230 og inn i område 220. Som vist på figur 2B, ligger væskenivålinjen 225 og dreneringslinjene 230 over den øvre injeksjonsbrønn 110. Væskenivålinjens 225 høyde skyldes en utilstrekkelig pumpeinnretning. Grunnen til at væske/fast-stoff låtene er mer vertikale mens dreneringslinjene 230, 215 er mer horisontale, er at den konden- serende konveksjonsvarmeoverføring via damp er mye mer effektiv enn varmeledningen (med noe konveksjon) gjennom væsken. De stiplede linjer forestiller dreneringslinjene 215 i en optimal SAGD-prosess. Mengden ikke-produsert olje som blir igjen i reservoaret etter at SAGD-prosessen er ferdig, er angitt ved hjelp av AP. Figure 2B is a cross section of the upper well 110 and the lower well 105 in a SAGD process which is not optimal. The viscous oil fills an area as shown by shape 220, with a liquid level line 225. Oil flows inward along drain lines 230 and into area 220. As shown in Figure 2B, liquid level line 225 and drain lines 230 lie above the upper injection well 110 .The height of the liquid level line 225 is due to an insufficient pumping device. The reason why the liquid/solid lines are more vertical while the drainage lines 230, 215 are more horizontal is that the condensing convection heat transfer via steam is much more efficient than the heat conduction (with some convection) through the liquid. The dashed lines represent the drainage lines 215 in an optimal SAGD process. The amount of unproduced oil remaining in the reservoir after the SAGD process is completed is indicated by AP.

Figur 3, som er omtalt i dette skrift, viser et tverrsnitt av pumpen 100 som innbefatter det første kammer 170 og et andre kammer 235 for akkumulasjon av formasjonsfluider. Kamrene 170, 235 er vist i tandem (etter hverandre). Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til den kammerorientering eller det antall kamre som er vist på figur 3. Avhengig av plass- og rombehov kan man for eksempel arrangere to eller flere kamre i serie, eller de kan anbringes med en hvilken som helst oriente-ring som viser seg å være nødvendig eller effektiv. Som regel har det første og andre kammer 170, 235 en vekselfunksjon, hvorved det første kammer 170 fylles med gass og driver vekk brønnfluid, mens det andre kammer 235 lufter ut gass og fylles med brønnfluid. Ved slutten av halvsyklusen vil ventilsammenstillingen 150 snu gasstrømmen, slik at det andre kammer 235 fylles med gass og det første kammer 170 lufter ut gassen. I dette henseende fungerer kamrene 170, 235 motsyn-kront. Figure 3, which is discussed in this document, shows a cross section of the pump 100 which includes the first chamber 170 and a second chamber 235 for accumulation of formation fluids. Chambers 170, 235 are shown in tandem (one after the other). However, the invention is not limited to the chamber orientation or the number of chambers shown in Figure 3. Depending on space and room requirements, for example, two or more chambers can be arranged in series, or they can be placed in any orientation that proves to be necessary or effective. As a rule, the first and second chambers 170, 235 have an alternating function, whereby the first chamber 170 is filled with gas and drives away well fluid, while the second chamber 235 vents gas and is filled with well fluid. At the end of the half cycle, the valve assembly 150 will reverse the gas flow, so that the second chamber 235 is filled with gas and the first chamber 170 vents the gas. In this respect, the chambers 170, 235 countersyn-krona work.

Den etterfølgende redegjørelse referer seg til tverrsnittet av hele pumpesystemet, vist på figur 3. Det bør forstås at den også gjelder for et hvilket som helst pumpesystem med et hvilket som helst antall kamre. Et filterelement 245 er anbrakt i øvre ende av kammeret 170 eller mellom kammeret 170 og ventilsammenstillingen 150 for å forhindre at slipende partikler blåses gjennom ventilsammenstillingen 150 under utluftingssyklusen. Kammeret 170 innbefatter i sin nedre ende tilbakeslagsventilen 175, for eksempel en kule- og setetilbakeslagsvent.il eller en tilbakeslagsventil av klafftypen. Tilbakeslagsventilen 175 lar formasjonsfluid strømme inn i kammeret 170 gjennom åpningen 160, men hindrer de akkumulerte fluider i å strømme ut av kammeret igjen i den nedre ende av produksjonsrøret 135. Tilbakeslagsventilen 175 er konstruert og innrettet slik at den kan plasseres ut og hentes opp gjennom produksjonsrøret 135. For å forhindre lekkasje av hydrokarboner fra kammeret 170 er det anbrakt tetningselementer (ikke vist) om ventilen 175. Tetningselementene kan være elastomertetninger, O-ringer, leppetetninger, metallpakkede leppetetninger (metal loaded lip seals), deformerbare metalltetninger, elastiske metalltetninger eller et hvilket som helst annet tetningselement. The following explanation refers to the cross-section of the entire pumping system, shown in Figure 3. It should be understood that it also applies to any pumping system with any number of chambers. A filter element 245 is located at the upper end of the chamber 170 or between the chamber 170 and the valve assembly 150 to prevent abrasive particles from being blown through the valve assembly 150 during the venting cycle. The chamber 170 includes at its lower end the check valve 175, for example a ball and seat check valve or a flap type check valve. The check valve 175 allows formation fluid to flow into the chamber 170 through the opening 160, but prevents the accumulated fluids from flowing out of the chamber again at the lower end of the production pipe 135. The check valve 175 is constructed and arranged so that it can be placed out and retrieved through the production pipe 135. In order to prevent leakage of hydrocarbons from the chamber 170, sealing elements (not shown) are placed around the valve 175. The sealing elements can be elastomer seals, O-rings, lip seals, metal loaded lip seals, deformable metal seals, elastic metal seals or a any other sealing element.

En omløpskanal 240 forbinder den nedre ende av produksjonsrøret 135 med den nedre ende av kammeret 170. Tilbakeslagsventil 180 er anbrakt i nedre ende av produksjonsrøret 135 for å la hydrokarboner strømme oppover og inn i produksjonsrøret 135, men forhindrer nedadgående strømning tilbake til kanal 240. Tilbakeslagsventilen 180 er konstruert og ordnet slik at den kan plasseres ut og hentes opp gjennom produksjonsrøret 135. Tetningselementer (ikke vist) er anbrakt om ventilen 180 for å danne en fluidtett tetning og dermed forhindre lekkasje av hydrokarboner fra produksjonsrøret 135. A bypass channel 240 connects the lower end of the production pipe 135 with the lower end of the chamber 170. Check valve 180 is located at the lower end of the production pipe 135 to allow hydrocarbons to flow upward into the production pipe 135, but prevent downward flow back to channel 240. The check valve 180 is constructed and arranged so that it can be placed out and retrieved through the production pipe 135. Sealing elements (not shown) are placed around the valve 180 to form a fluid-tight seal and thus prevent leakage of hydrocarbons from the production pipe 135.

I den foretrukne utførelse er tilbakeslagsventilene 175,180 vist i en enkelt installérbar innsats, hvil ket gjør det mulig å plasseres ut og hente opp ventilene 175,180 sammen, som en komponent-gruppe. Det bør imidlertid bemerkes at oppfinnelsen ikke er begrenset til den utførelse som vises på figur 3. Avhengig av plassbehov og hvor lett de skal kunne tas ut, kan én eller flere ventiler 175, 180 installeres uavhengig av hverandre, slik at én eller flere ventiler 175,180 kan fjernes. Mulighe-ten for å plasseres ut og hente opp tilbakeslagsventilene 175,180, enten i form av den installér-bare innsats 250 som vises på figur 3, eller hver for seg, gir anledning til å fjerne ventilene 175,180 for å få adgang til brønnhullet bak pumpen 100 gjennom produksjonsrøret 135. Denne opsjonen kan være nyttig ved brønnvedlikeholdsarbeider, som for eksempel fjerning av tilstoppende sand fra produksjonssonen eller utskifting av ventiler. In the preferred embodiment, the check valves 175,180 are shown in a single installable insert, which makes it possible to place and pick up the valves 175,180 together, as a component group. However, it should be noted that the invention is not limited to the embodiment shown in figure 3. Depending on space requirements and how easily they should be removed, one or more valves 175, 180 can be installed independently of each other, so that one or more valves 175,180 can be removed. The possibility to place out and pick up the non-return valves 175,180, either in the form of the installable insert 250 shown in figure 3, or individually, gives the opportunity to remove the valves 175,180 to gain access to the well hole behind the pump 100 through the production pipe 135. This option can be useful for well maintenance work, such as removing clogging sand from the production zone or replacing valves.

Ventilsammenstillingen 150 i pumpen 100 består av en enkel eller dobbel aktuator (ikke vist) som styrer tilførsel og utstrømning av gass til og fra kammeret 170. På figur 3 er ventilsammenstillingen 150 vist forbundet med kveilrør 165 som rommer én eller flere styreledninger 155 og anordner en gjennomgang for gass. Styreledningene 155 er typisk hydrauliske styreledninger og brukes til å betjene ventilsammenstillingen 150.1 tillegg kan det overføres elektrisk kraft eller trykksatt gass gjennom den ene eller de flere styreledninger 155 for å betjene ventilsammenstillingen 150. Ventilsammenstilling 150 kan innbefatte en dataoverføringsinnretning som sender data som for eksempel kammerets 170 eller ringrommets 190 trykk og temperatur, gjennom den ene eller de flere styreledninger 155 til brønnoverflaten. Ventilsammenstillingen 150 kan innbefatte en følemekanisme (ikke vist) som avleser væskenivået under en SAGD-prosess. Det kan opprettes en resistivitetslogg som er basert på den spesifikke brønn og brukes til å bestemme væskenivået. Dersom føleren The valve assembly 150 in the pump 100 consists of a single or double actuator (not shown) which controls the supply and outflow of gas to and from the chamber 170. In Figure 3, the valve assembly 150 is shown connected to a coiled tube 165 which accommodates one or more control lines 155 and arranges a review for gas. The control lines 155 are typically hydraulic control lines and are used to operate the valve assembly 150. In addition, electrical power or pressurized gas can be transmitted through the one or more control lines 155 to operate the valve assembly 150. The valve assembly 150 may include a data transmission device that sends data such as the chamber's 170 or the pressure and temperature of the annulus 190, through one or more control lines 155 to the well surface. The valve assembly 150 may include a sensing mechanism (not shown) that senses the liquid level during a SAGD process. A resistivity log can be created that is based on the specific well and used to determine the fluid level. If the sensor

(ikke vist) konstaterer at væskenivået er for høyt, sendes et signal til pumpens 100 reguleringsmekanisme 140 om å øke hastigheten på pumpesyklusen. Dersom føleren konstaterer at væskenivået er for lavt, sendes et signal til pumpens 100 reguleringsmekanisme 140 om å senke hastigheten på pumpesyklusen. I disse tilfellene kan ventilsammenstillingen 150 eller et ventilhus 255 omfatte (not shown) determines that the liquid level is too high, a signal is sent to the pump 100 control mechanism 140 to increase the speed of the pump cycle. If the sensor detects that the liquid level is too low, a signal is sent to the pump 100's control mechanism 140 to reduce the speed of the pump cycle. In these cases, the valve assembly 150 or a valve housing 255 may comprise

følere, eller følerne kan være plassert ut på et eget rør. Dataoverføringsinnretningen kan innbefatte en fiberoptisk kabel. Ventilhuset 255 kan befinne seg i øvre ende av kammeret 170, som vist, eller det kan være plassert et annet sted i brønnhullet og være forbundet med kammeret 170 ved hjelp av et fluidrør (ikke vist). sensors, or the sensors can be placed on a separate pipe. The data transmission device may include a fiber optic cable. The valve housing 255 may be located at the upper end of the chamber 170, as shown, or it may be located elsewhere in the wellbore and be connected to the chamber 170 by means of a fluid pipe (not shown).

I én utførelse innbefatter pumpen 100 en uttakbar og innsett bar (utskiftbar) ventilsammenstilling 150.1 ett aspekt innbefatter oppfinnelsen et pumpehus (ikke vist) med en fluidvei for gass under trykk og en andre fluidvei for utløpsgass. Fluidveiene ferdigstilles når ventilen 150 føres inn i en langsgående boring i huset. Den utskiftbare ventilsammenstilling 150 beskrives utførlig i amerikansk patentsøknad 09/975 811, med innleveringsdato 11 .oktober 2000, og amerikansk patent 5 806 598, til Mohammad Amani, hvorav begge innlemmes i dette skrift gjennom henvisning. In one embodiment, the pump 100 includes a removable and insertable (replaceable) valve assembly 150. In one aspect, the invention includes a pump housing (not shown) with a fluid path for gas under pressure and a second fluid path for exhaust gas. The fluid paths are completed when the valve 150 is introduced into a longitudinal bore in the housing. The replaceable valve assembly 150 is described in detail in US Patent Application 09/975,811, filed October 11, 2000, and US Patent 5,806,598, to Mohammad Amani, both of which are incorporated herein by reference.

Ventilsammenstilling 150 består av en injeksjonsreguleringsventil (ikke vist) som regulerer tilfør-selen av gass til kammeret 170, og en utluftingsreguleringsvent.il (ikke vist) som regulerer utlufting-en av gassen som strømmer ut fra kammeret 170 gjennom utluftingsrøret 185. Som vist på figur 3, strekker utluftingsrøret 185 seg til et punkt som ligger over formasjonsvæskenivået 260 ved pum pens 100 høyeste punkt. Dette er den foretrukne utførelse. Dette arrangementet gir et høyere til-gjengelig væsketrykk under fyllesyklusen, slik at kammeret 170 raskt kan fylles opp, og reduserer eventuell motstand under utluftingssyklusen. Det er ønskelig å kunne hindre væske fra å strømme inn i utluftingsrøret 185, fordi den idet den under utluftingssyklusen støtes ut, kan forårsake erosjon i brønnhullet og en tidlig svikt i ventilsammenstillingen 150. For å hindre at væske strømmer inn i utluftingsrøret 185, er det anordnet en tilbakeslagsventil 265 i den øvre ende av utluftingsrøret 185, hvilken ventil gjør det mulig for gassen å strømme ut, men hindrer væske i å strømme inn. I tillegg er det anordnet en hastighetsreduserende innretning (ikke vist) i enden av utluftingsrøret 185 for å forebygge erosjon av brønnhullet. Den hastighetsreduserende innretning har et større strømnings-areal enn utluftingsrøret 185 og reduserer dermed hastigheten til gassen som strømmer ut av utluf-tingsrøret 185. Den hastighetsreduserende innretning kan innbefatte en tilbakeslagsventil (ikke vist) som er anbrakt i en øvre ende for å la gassen strømme ut samtidig som den hindrer væske i å strømme inn i innretningen. I en annen utførelse kan trykksatt gass fra kveilrøret 165 eller et annet rør luftes ut gjennom en dyse (ikke vist) til produksjonsrøret 135 og redusere tettheten til fluidet i produksjonsrøret 135. Denne type kunstig løft er kjent som gassløft, og er godt kjent innenfor fag-området. Valve assembly 150 consists of an injection control valve (not shown) which regulates the supply of gas to the chamber 170, and a vent control valve (not shown) which regulates the venting of the gas flowing out from the chamber 170 through the vent pipe 185. As shown in 3, the vent pipe 185 extends to a point above the formation fluid level 260 at the highest point of the pump 100. This is the preferred embodiment. This arrangement provides a higher available fluid pressure during the fill cycle, so that the chamber 170 can be filled quickly, and reduces any resistance during the vent cycle. It is desirable to be able to prevent liquid from flowing into the vent pipe 185, because as it is ejected during the vent cycle, it can cause erosion in the wellbore and an early failure of the valve assembly 150. To prevent liquid from flowing into the vent pipe 185, it is arranged a non-return valve 265 at the upper end of the vent pipe 185, which valve enables the gas to flow out, but prevents liquid from flowing in. In addition, a speed-reducing device (not shown) is arranged at the end of the vent pipe 185 to prevent erosion of the wellbore. The velocity reducing device has a larger flow area than the vent pipe 185 and thus reduces the velocity of the gas flowing out of the vent pipe 185. The velocity reducing device may include a check valve (not shown) which is located at an upper end to allow the gas to flow. out while preventing liquid from flowing into the device. In another embodiment, pressurized gas from the coil pipe 165 or another pipe can be vented through a nozzle (not shown) to the production pipe 135 and reduce the density of the fluid in the production pipe 135. This type of artificial lift is known as gas lift, and is well known in the art - area.

Det er viktig å regulere mengden gass og væske i kammeret 170 under en pumpesyklus for å for-bedre pumpens 100 yteevne. Fyllesyklusen skjer når ventilsammenstillingen 150 lar kammeret 170 fylles med gass som fortrenger eventuell fluid i kammeret, og utluftingssyklusen skjer når ventilsammenstillingen 150 lar gassen i kammeret 170 slippe ut samtidig som kammeret 170 fylles med fluid. Under utluftingssyklusen bør mengden væske som er i kontakt med ventilsammenstillingen 150, reduseres til et minimum for å forhindre tidlig svikt eller erosjon av ventilsammenstillingen 150. Under fyllesyklusen bør mengden gass som strømmer inn i produksjonsrøret 135, reduseres til et minimum for å forhindre erosjon av produksjonsrøret 135. En øvre føler 270 er anbrakt i øvre ende av kammeret 170 for å få ventilsammenstillingen 150 til å starte fyllesyklusen når væskenivået under utluftingssyklusen når et på forhånd bestemt punkt. En nedre føler 275 er anbrakt i nedre ende av kammeret 170 for å få ventilsammenstillingen til å starte utluftingssyklusen når væskenivået under fyllesyklusen når et på forhånd bestemt punkt. Det finnes mange forskjellige typer følere som kan anvendes her, og denne oppfinnelse begrenses derfor ikke av den etterfølgende beskrivelse av følere. It is important to regulate the amount of gas and liquid in the chamber 170 during a pump cycle in order to improve the performance of the pump 100. The filling cycle occurs when the valve assembly 150 allows the chamber 170 to be filled with gas that displaces any fluid in the chamber, and the venting cycle occurs when the valve assembly 150 allows the gas in the chamber 170 to escape at the same time as the chamber 170 is filled with fluid. During the bleed cycle, the amount of liquid in contact with the valve assembly 150 should be minimized to prevent early failure or erosion of the valve assembly 150. During the fill cycle, the amount of gas flowing into the production tubing 135 should be minimized to prevent erosion of the production tubing 135. An upper sensor 270 is located at the upper end of the chamber 170 to cause the valve assembly 150 to initiate the fill cycle when the liquid level during the vent cycle reaches a predetermined point. A lower sensor 275 is located at the lower end of the chamber 170 to cause the valve assembly to initiate the bleed cycle when the liquid level during the fill cycle reaches a predetermined point. There are many different types of sensors that can be used here, and this invention is therefore not limited by the following description of sensors.

I én utførelse er den øvre og nedre føler 270, 275 konstruert og innrettet slik at de har en glideflot-tør (ikke vist) som beveger seg opp og ned på en grenseflate mellom gass og væske, og en føler som setter i gang ventilsammenstillingen 150.1 denne utførelse er glideflottøren konstruert slik at den er litt mindre enn innsiden av kammeret 170, slik at friksjonskreftene som oppstår mellom gli-deflottøren og oversiden i kammeret 170 blir så små som mulig. Dette arrangementet er slik at trykkforskjellen som skyldes strømningsreduksjonen i ringrommet mellom flottøren og kammeret, kan hjelpe flottørens bevegelse nedover i kammeret 170. Føleren i denne utførelse kan være en mekanisk forbindelse, elektrisk bryter, styreventil, avtappingsføler, magnetisk avstandsføler, ultra- lyd-avstandsføler eller en hvilken som helst annen føler som er i stand til å påvise flottørens stilling og starte ventilsammenstillingen 150. In one embodiment, the upper and lower sensors 270, 275 are constructed and arranged to have a sliding float (not shown) that moves up and down on a gas/liquid interface, and a sensor that actuates the valve assembly 150.1 in this embodiment, the sliding float is constructed so that it is slightly smaller than the inside of the chamber 170, so that the frictional forces that occur between the sliding float and the upper side of the chamber 170 are as small as possible. This arrangement is such that the pressure difference resulting from the flow reduction in the annulus between the float and the chamber can assist the float's downward movement in the chamber 170. The sensor in this embodiment can be a mechanical connection, electrical switch, control valve, drain sensor, magnetic distance sensor, ultrasonic distance sensor or any other sensor capable of detecting the position of the float and initiating the valve assembly 150.

I en annen utførelse er den øvre og nedre føler 270, 275 konstruert og innrettet slik at de har en flottør (ikke vist) som bæres ved hjelp av et hengsel eller en fleksibel holder, slik at en regulerings-åpning er dekket til når flottøren befinner seg i opp-stilling, og er avdekket når flottøren befinner seg i ned-stilling. I denne utførelse tilføres åpningen en strøm av styregass. Når åpningen er dekket til, bygger styregasstrykket seg opp til et nivå som er høyere enn trykket i kammeret 170 som rommer flottøren. Når åpningen avdekkes, slippes styregasstrykket ut og utlignes ved et trykk som ligger litt over trykket i kammeret 170. Denne forskjellen mellom det høye trykk og det lave trykk brukes til svitsjing av ventilsammenstillingen 150. Alternativt kan føleren i denne utførelse være en hvilken som helst av de ovenfor nevnte følere, som er i stand til å påvise flottørens stilling og starte ventilsammenstillingen 150. In another embodiment, the upper and lower sensors 270, 275 are constructed and arranged so that they have a float (not shown) which is carried by means of a hinge or a flexible holder, so that a regulation opening is covered when the float is located in the up position, and is uncovered when the float is in the down position. In this embodiment, a stream of control gas is supplied to the opening. When the opening is covered, the control gas pressure builds up to a level that is higher than the pressure in the chamber 170 which houses the float. When the opening is uncovered, the control gas pressure is released and equalized at a pressure slightly above the pressure in the chamber 170. This difference between the high pressure and the low pressure is used to switch the valve assembly 150. Alternatively, the sensor in this embodiment can be any of the above-mentioned sensors, which are able to detect the position of the float and start the valve assembly 150.

I en annen utførelse er den øvre og nedre føler 270, 275 konstruert og innrettet slik at de har en strømningsinnsnevring (ikke vist) i kammeret 170 som inneholder gassen og væsken, og et mål som strømmen av gass eller væske rettes mot når den strømmer gjennom innsnevringen. Strøm-ningsinnsnevringen gjør at fluidet har en høyere hastighet enn det fluid som beveger seg opp eller ned gjennom kammeret. Den volumetriske strømningsraten av væske gjennom innløpet til kammeret 170 er tilnærmet lik volumetriske strømningsraten av gass gjennom utløpet fra kammeret 170, som er tilnærmet lik den volumetriske strømningsraten av gass eller væske som strømmer gjennom innsnevringen i kammeret 170. Alle tre volumstrømmer holder seg tilnærmet konstante gjennom hele fyllesyklusen. Den kraft fluidet utøver mot målet, er dermed proporsjonal med fluidet tetthet, og den er også avhengig av hastigheten, som i alt vesentlig er konstant. Siden væsketettheten er mye høyere enn gasstettheten, vil kraften som utøves mot målet, være mye mindre når det fluid som strømmer gjennom innsnevringen, er en gass, og kraftnivået øker dramatisk når væskenivået øker slik at væsken strømmer gjennom innsnevringen. I denne utførelse kan det benyttes forskjellige komponenter til å overføre kraften fra målet for å betjene reguleringsventilen, for eksempel en belg fylt med hydraulikkfluid, en membran som overfører kraften mekanisk, en membran som over-fører kraften hydraulisk, eller ved å overføre kraften direkte fra målet til en styreventil eller en såkalt "pilot control valve". Oppfinnelsen kan gjøre bruk av en hvilken som helst type komponent, og begrenser seg ikke til ovennevnte liste. In another embodiment, the upper and lower sensors 270, 275 are constructed and arranged to have a flow constriction (not shown) in the chamber 170 containing the gas and liquid, and a target towards which the flow of gas or liquid is directed as it flows through. the narrowing. The flow narrowing means that the fluid has a higher speed than the fluid moving up or down through the chamber. The volumetric flow rate of liquid through the inlet to chamber 170 is approximately equal to the volumetric flow rate of gas through the outlet from chamber 170, which is approximately equal to the volumetric flow rate of gas or liquid flowing through the constriction in chamber 170. All three volume flows remain approximately constant throughout the entire filling cycle. The force the fluid exerts against the target is thus proportional to the fluid's density, and it also depends on the speed, which is essentially constant. Since the liquid density is much higher than the gas density, the force exerted against the target will be much less when the fluid flowing through the constriction is a gas, and the force level increases dramatically when the liquid level increases so that the fluid flows through the constriction. In this embodiment, different components can be used to transfer the force from the target to operate the control valve, for example a bellows filled with hydraulic fluid, a membrane that transfers the force mechanically, a membrane that transfers the force hydraulically, or by transferring the force directly from the target of a control valve or a so-called "pilot control valve". The invention can make use of any type of component, and is not limited to the above list.

I en annen utførelse er den øvre og nedre føler 270, 275 konstruert og innrettet slik at de har en ledeplate eller annen strupeinnretning (ikke vist) som struper strømmen av fluid gjennom pumpens 100 kammer 170, med en trykkfallsføler festet til begge sider av strupeinnretningen. Trykkfallet over strupeinnretningen i kammeret 170 er først og fremst avhengig av fluidets tetthet, ettersom volumstrømmen, og dermed hastigheten, i alt vesentlig er konstant. Trykkfallsføleren sender et mekanisk, elektrisk eller fluidtrykksignal for å endre ventilsammenstillingens 150 reguleringsstatus. In another embodiment, the upper and lower sensors 270, 275 are constructed and arranged so that they have a guide plate or other throttling device (not shown) which throttles the flow of fluid through the chamber 170 of the pump 100, with a pressure drop sensor attached to both sides of the throttling device. The pressure drop across the throat device in the chamber 170 is primarily dependent on the density of the fluid, as the volume flow, and thus the speed, is essentially constant. The pressure drop sensor sends a mechanical, electrical or fluid pressure signal to change the valve assembly 150 control status.

I en annen utførelse er reguleringsventilsammenstillingen 450 anbrakt på overflaten 401 og utenfor brønnhullet 105, som vist på figur 4. Et kveilrør 465 forbinder ventilsammenstillingen 450 med kammeret 470 som er plassert i brønnhullet 105. Kammeret 470 står i fluidforbindelse med produk-sjonsrøret 435 for å lagre formasjonsfluider. Et par tilbakeslagsventiler 475, 480 anbrakt i produk-sjonsrøret 435 går over kanal 441 for å regulere fluidstrømmen mellom produksjonsrøret 435 og kammeret 470. Begge tilbakeslagsventiler 475, 480 er tilpasset slik at de på selektivt vis lar formasjonsfluid strømme opp gjennom produksjonsrøret 435 mot overflaten. Tilbakeslagsventilene 475, 480 arbeider i tandem for å la formasjonsfluid akkumulere i kammeret 470 før det drives oppover i produksjonsrøret 435. In another embodiment, the control valve assembly 450 is placed on the surface 401 and outside the wellbore 105, as shown in Figure 4. A coiled pipe 465 connects the valve assembly 450 to the chamber 470 which is located in the wellbore 105. The chamber 470 is in fluid communication with the production pipe 435 to store formation fluids. A pair of check valves 475, 480 placed in the production pipe 435 go over channel 441 to regulate the fluid flow between the production pipe 435 and the chamber 470. Both check valves 475, 480 are adapted so that they selectively allow formation fluid to flow up through the production pipe 435 towards the surface. The check valves 475 , 480 work in tandem to allow formation fluid to accumulate in the chamber 470 before being driven upward into the production tubing 435 .

Ventilsammenstillingen 450 er tilpasset slik at den regulerer tilførselen eller utslippet av gass til eller fra kammeret 470. Mengden gass i kammeret 470 reguleres for å gjøre det mulig å bevege formasjonsfluid inn i og ut av kammeret 470. En gasstilførselsledning 445 er forbundet med ventilsammenstillingen 450 for å føre høytrykksgass fra en gasskilde 443 og til kammeret 470. Gassen som leveres til kammeret 470, sørger for drivkraften som skal drive det akkumulerte formasjonsfluid ut av kammeret 470 og opp gjennom produksjonsrøret 435. Gass luftes ut fra kammeret 470 gjennom en lufteledning 485 som er forbundet med ventilsammenstillingen 450. Kveilrøret 465 fungerer som kanal for gasstrømmen i begge retninger. The valve assembly 450 is adapted to regulate the supply or discharge of gas to or from the chamber 470. The amount of gas in the chamber 470 is regulated to enable movement of formation fluid into and out of the chamber 470. A gas supply line 445 is connected to the valve assembly 450 for to lead high-pressure gas from a gas source 443 and to the chamber 470. The gas delivered to the chamber 470 provides the driving force to drive the accumulated formation fluid out of the chamber 470 and up through the production pipe 435. Gas is vented from the chamber 470 through an air line 485 which is connected to the valve assembly 450. The coil tube 465 acts as a channel for the gas flow in both directions.

En reguleringsmekanisme 440 er koplet til ventilsammenstillingen 450 for å styre ventilsammenstillingen 450 mellom en injeksjonsmodus og en utluftingsmodus. Reguleringsmekanismen 440 sender fortrinnsvis et hydraulisk signal til ventilsammenstillingen 450 gjennom én eller flere styreledninger 442. A control mechanism 440 is coupled to the valve assembly 450 to control the valve assembly 450 between an injection mode and a venting mode. The control mechanism 440 preferably sends a hydraulic signal to the valve assembly 450 through one or more control lines 442.

Ved drift får formasjonsfluid strømme gjennom den første tilbakeslagsventil 475 for å akkumuleres i kammeret 470.1 akkumulasjonsfasen slipper den andre ventil 480 lite eller ikke noe formasjonsfluid gjennom. Etter at en tilstrekkelig mengde formasjonsfluid har samlet seg i kammeret 470, svitsjer reguleringsmekanismen 440 ventilsammenstillingen 450 til injeksjonsmodus for å sette kveilrøret 465 i fluidforbindelse med gasstilførselsledningen 445. Høytrykksgass fra gasskilden 443 injiseres ned gjennom kveilrøret 465 for å fortrenge formasjonsfluidet i kammeret 470. Formasjonsfluid drives ut av kammeret 470 gjennom den andre tilbakeslagsventil 480. Utdrevet formasjonsfluid kan ikke strømme forbi den første tilbakeslagsventil 475, fordi denne er en énveisventil. På samme vis kan formasjonsfluid som strømmer ut av den andre tilbakeslagsventil 480, ikke strømme inn i kammeret 470 igjen. Etter at formasjonsfluidet er blitt fortrengt fra kammeret 470, opphører gasstil-førselen gjennom ventilsammenstillingen 450. Så svitsjes ventilsammenstillingen 450 over til utluftingsmodus for å sette kveilrøret 465 i forbindelse med lufteledningen 485.1 dette henseende strømmer gassen nå i motsatt retning. Gass i kammeret 470 luftes ut gjennom ventilsammenstillingen 450 og lufteledningen 485; dermed reduseres trykket i kammeret 470. Den utluftede gass kan sendes til brønnhullet 105 eller gasskilden 443 for resirkulering, eller avhendes på annen måte. Når trykket i kammeret 470 er tilstrekkelig redusert, kan formasjonsfluid begynne å strømme gjennom den første tilbakeslagsventil 475 for å fylle kammeret 470 og dermed starte produksjonssyklusen på nytt. During operation, formation fluid is allowed to flow through the first check valve 475 to accumulate in the chamber 470.1 the accumulation phase, the second valve 480 lets little or no formation fluid through. After a sufficient amount of formation fluid has accumulated in chamber 470, control mechanism 440 switches valve assembly 450 to injection mode to place coil tubing 465 in fluid communication with gas supply line 445. High pressure gas from gas source 443 is injected down through coil tubing 465 to displace the formation fluid in chamber 470. Formation fluid is driven out of the chamber 470 through the second check valve 480. Expelled formation fluid cannot flow past the first check valve 475, because this is a one-way valve. Similarly, formation fluid flowing out of the second check valve 480 cannot flow into the chamber 470 again. After the formation fluid has been displaced from the chamber 470, the gas supply through the valve assembly 450 ceases. The valve assembly 450 is then switched to vent mode to connect the coil pipe 465 to the vent line 485. In this respect, the gas now flows in the opposite direction. Gas in chamber 470 is vented through valve assembly 450 and vent line 485; thereby reducing the pressure in the chamber 470. The vented gas can be sent to the wellbore 105 or the gas source 443 for recirculation, or disposed of in another way. When the pressure in the chamber 470 is sufficiently reduced, formation fluid can begin to flow through the first check valve 475 to fill the chamber 470 and thus restart the production cycle.

Den på overflaten installerte reguleringsventilsammenstilling 450 er spesielt fordelaktig for grunne brønner, hvor det ikke er spesielt viktig at reguleringsventilsammenstillingen plasseres i umiddelbar nærhet av kammeret 470 i brønnhullet 105. Én av fordelene med å plassere ventilsammenstillingen 450 på overflaten, er den lette tilgjengeligheten. Ved langvarig drift vil ventilsammenstillingen 450 typisk være den første komponenten som svikter. Det å ha ventilsammenstillingen 450 på overflaten gjør at den raskt kan skiftes ut eller repareres. I dette henseende kan man unngå å måtte gjøre enkeltturer ned i brønnhullet for å skifte ut eller reparere ventilsammenstillingen 450, noe som både reduserer tiden systemet er ute av drift, og sparer penger. The surface installed control valve assembly 450 is particularly advantageous for shallow wells, where it is not particularly important that the control valve assembly be placed in close proximity to the chamber 470 in the wellbore 105. One of the advantages of placing the valve assembly 450 on the surface is its easy accessibility. In long-term operation, the valve assembly 450 will typically be the first component to fail. Having the valve assembly 450 on the surface allows it to be quickly replaced or repaired. In this regard, one can avoid having to make single trips down the wellbore to replace or repair the valve assembly 450, which both reduces the time the system is out of service and saves money.

I en annen utførelse kan kammeret for akkumulasjon av formasjonsfluid utgjøres av en del av pro-duksjonsrøret. I dette henseende er den første og andre tilbakeslagsventil plassert lang nok fra hverandre i produksjonsrøret til at de avgrenser kammeret for akkumulasjon av formasjonsfluid. Kveilrøret er direkte forbundet med produksjonsrøret for å injisere eller lufte ut gass i eller fra kammeret. Kammeret har fortrinnsvis samme diameter som andre partier av produksjonsrøret. Det må imidlertid bemerkes at kammeret kan ha en diameter som er større eller mindre enn produksjons-rørets. Figur 5 viser en annen utførelse av en gassdrevet pumpe med en på overflaten installert, utskiftbar reguleringsventilsammenstilling 550. Den utskiftbare reguleringsventilsammenstilling 550 gjøre det lettere å skifte ut eller reparere reguleringsventilen 550. Amerikansk patent nr. 6 691 787 beskriver en hensiktsmessig utskiftbar reguleringsventilsammenstilling, idet dette patent i sin helhet innlemmes i dette skrift gjennom henvisning. Den gassdrevne pumpe omfatter et hus 552 som er installert på overflaten for å oppta den utskiftbare reguleringsventilsammenstilling 550. Huset 552 fungerer også som manifold for de ulike gassledninger, herunder gasstilførselsledningen 545, lufteledningen 585 og kveilrørene 565, 566. Som vist har reguleringsventilsammenstillingen 550 separate kveilrør 565, 566 for injeksjon av gass til og utlufting av gass fra kammeret 570. Figur 6 viser den utskiftbare ventilsammenstilling 550 anbrakt i enden av gasstilførselsledningen In another embodiment, the chamber for accumulation of formation fluid can be made up of a part of the production pipe. In this regard, the first and second check valves are spaced far enough apart in the production pipe that they delimit the formation fluid accumulation chamber. The coil pipe is directly connected to the production pipe to inject or vent gas into or from the chamber. The chamber preferably has the same diameter as other parts of the production pipe. However, it must be noted that the chamber can have a diameter that is larger or smaller than that of the production pipe. Figure 5 shows another embodiment of a gas-driven pump with a surface-mounted replaceable control valve assembly 550. The replaceable control valve assembly 550 facilitates replacement or repair of the control valve 550. US Patent No. 6,691,787 describes a suitable replaceable control valve assembly, which patent in its entirety is incorporated into this document by reference. The gas-driven pump includes a surface-mounted housing 552 to accommodate the replaceable control valve assembly 550. The housing 552 also serves as a manifold for the various gas lines, including the gas supply line 545, the vent line 585, and the coil tubes 565, 566. As shown, the control valve assembly 550 has separate coil tubes. 565, 566 for injecting gas into and venting gas from the chamber 570. Figure 6 shows the replaceable valve assembly 550 placed at the end of the gas supply line

545. Den utskiftbare ventilsammenstilling 550 innbefatter en innløpsreguleringsventil 505, en utluf-tingsreguleringsventil 510, en ventilspindel 515 og en aktuator 520. Ventilspindelen 515 er forbundet med både innløpsreguleringsventilen 505 og utluftingsreguleringsventilen 510. Aktuatoren 520 beveger ventilspindelen 515 for å veksle mellom åpning og lukking av innløpsreguleringsventilen 505 og utluftingsreguleringsventilen 510. Når innløpsreguleringsventilen 505 befinner seg i åpen stilling, strømmer høytrykksgass gjennom ventilsammenstillingen 550, ut av en gassutløpsåpning 530 og nedover i kveilrøret 565 mot kammeret 570. Når utluftingsreguleringsventilen 510 befinner seg i åpen stilling, beveger gass fra kammeret 570 seg oppover i kveilrøret 566, inn i ventilsammenstillingen 550 gjennom en lufteinnløpsåpning 548, og ut av ventilsammenstillingen 550 gjennom en lufteutløpsåpning 549. Gass strømmer ut av ventilsammenstillingen 550 gjennom lufteledning 585. 545. The replaceable valve assembly 550 includes an inlet control valve 505, a vent control valve 510, a valve stem 515 and an actuator 520. The valve stem 515 is connected to both the inlet control valve 505 and the vent control valve 510. The actuator 520 moves the valve stem 515 to alternate between opening and closing of the inlet control valve 505 and the vent control valve 510. When the inlet control valve 505 is in the open position, high pressure gas flows through the valve assembly 550, out of a gas outlet opening 530 and down the coil tube 565 towards the chamber 570. When the vent control valve 510 is in the open position, gas from the chamber 570 moves up into the coil tube 566, into the valve assembly 550 through an air inlet opening 548, and out of the valve assembly 550 through an air outlet opening 549. Gas flows out of the valve assembly 550 through air line 585.

En flerhet av tetninger 561, 562, 563 er anbrakt perifert om en utside av en ventilsammenstilling 550. Tetningene 561, 562, 563 er plassert slik at de skiller ut fluidveier mellom ventilsammenstillingen 550 og huset 552 (som vist på figur 5) når ventilsammenstillingen 550 er satt inn i dette. Ventilsammenstillingen 550 innbefatter videre én eller flere låsekiler 571, 572 som fester ventilsammenstillingen 550 i huset 552. Låsekilene 571, 572 er forspent utover og er tilpasset og utfor-met slik at de passer sammen med profiler 573 på innsiden av huset 552. A plurality of seals 561, 562, 563 are positioned peripherally about an outside of a valve assembly 550. The seals 561, 562, 563 are positioned to separate fluid paths between the valve assembly 550 and the housing 552 (as shown in Figure 5) when the valve assembly 550 is inserted into this. The valve assembly 550 further includes one or more locking wedges 571, 572 which fasten the valve assembly 550 in the housing 552. The locking wedges 571, 572 are biased outwards and are adapted and designed so that they fit together with profiles 573 on the inside of the housing 552.

En reguleringsmekanisme 540 er forbundet med ventilsammenstillingen 550 for betjening av aktuatoren 520. Reguleringsmekanismen 540 kan levere et hydraulisk signal til ventilsammenstillingen 550 gjennom én eller flere styreledninger 541, 542. Ventilsammenstillingen 550 kan omfatte data-overførende elementer som overfører data som for eksempel kammerets 570 trykk og temperatur, til overflaten 501. Det kan samles inn data fra følere som er plassert i kammeret 570, ventilsammenstillingen 550 eller huset 552. Et eksempel på et dataoverførende element er en fiberoptisk kabel. Man ser for seg at signaler til og fra ventilsammenstillingen 550 og følerne innbefatter elektriske, pneumatiske, optiske, hydrauliske eller en hvilken som helst annen form for signal som er kjent for en fagperson. A control mechanism 540 is connected to the valve assembly 550 for operating the actuator 520. The control mechanism 540 can deliver a hydraulic signal to the valve assembly 550 through one or more control lines 541, 542. The valve assembly 550 can include data-transmitting elements that transmit data such as the chamber 570 pressure and temperature, to surface 501. Data may be collected from sensors located in chamber 570, valve assembly 550, or housing 552. An example of a data transmitting element is a fiber optic cable. It is envisioned that signals to and from the valve assembly 550 and sensors include electrical, pneumatic, optical, hydraulic, or any other form of signal known to one skilled in the art.

Ved bruk monteres den utskiftbare ventilsammenstilling 550 i en ende av gasstilførselsledningen 545, og ventilsammenstillingen 550 føres inn i huset 552 på en slik måte at låsekilene 571, 572 går i inngrep med profilene 573. Låsekilene 571, 572 og profilene 573 sikrer at tetningene 561, 562, In use, the replaceable valve assembly 550 is mounted at one end of the gas supply line 545, and the valve assembly 550 is inserted into the housing 552 in such a way that the locking wedges 571, 572 engage with the profiles 573. The locking wedges 571, 572 and the profiles 573 ensure that the seals 561, 562,

563 befinner seg i en slik stilling at de skiller ut fluidveier for fluidforbindelse mellom ventilsammenstillingen 550 og de ulike gassledninger 545, 585, 565, 566. Nærmere bestemt skiller tetninger 561, 562 ut en første fluidvei for fluidforbindelse mellom gassutløpsåpningen 530 og injeksjonskveilrøret 565; tetninger 562, 563 skiller ut en andre fluidvei for fluidforbindelse mellom lufteutløpsåpningene 549 og lufteledningen 585; og tetning 563 skiller ut en tredje fluidvei for fluidforbindelse mellom lufteinnløpsåpningen 548 og luftekveilrøret 566. 563 are in such a position that they separate fluid paths for fluid connection between the valve assembly 550 and the various gas lines 545, 585, 565, 566. More specifically, seals 561, 562 separate a first fluid path for fluid connection between the gas outlet opening 530 and the injection coil tube 565; seals 562, 563 separate a second fluid path for fluid communication between the air outlet openings 549 and the air line 585; and seal 563 separates a third fluid path for fluid connection between the air inlet opening 548 and the air coil tube 566.

Under drift får formasjonsfluidet strømme gjennom den første tilbakeslagsventil 575 for å akkumuleres i kammeret 570.1 akkumulasjonsfasen slipper den andre ventil 580 lite eller ikke noe formasjonsfluid gjennom. Etter at en tilstrekkelig mengde formasjonsfluid har samlet seg i kammeret 570, gir reguleringsmekanismen 540 aktuatoren 520 instruks om å bevege ventilspindelen 515 slik at innløpsreguleringsventilen 505 åpnes. I dette henseende settes gasstilførselsledningen 545 i fluidforbindelse med injeksjonskveilrøret 565. Høytrykksgass fra gasskilden injiseres ned gjennom kveilrøret 565 for å fortrenge formasjonsfluidet i kammeret 570. Formasjonsfluid drives ut av kammeret 570 gjennom den andre tilbakeslagsventil 580. Utdrevet formasjonsfluid kan ikke strømme forbi den første tilbakeslagsventil 575, fordi denne er en énveisventil. På samme vis kan formasjonsfluid som strømmer ut av den andre tilbakeslagsventil 580, ikke strømme inn i kammeret 570 igjen. Etter at formasjonsfluidet er blitt fortrengt fra kammeret 570, gir reguleringsmekanismen 540 aktuatoren 520 instruks om å bevege ventilspindelen 515 slik at innløpsreguleringsventilen 505 stenges og utluftingsreguleringsventilventilen 510 åpnes; dermed opphører gasstrømmen til kammeret 570. Gass i kammeret 570 strømmer opp gjennom luftekveilrøret 566 og inn i ventilsammenstillingen 550 gjennom lufteinnløpsåpningen 548. Gass luftes ut fra ventilsammenstillingen 550 gjennom lufteutløpsåpningen 549 og lufteledningen 585. Når trykket i kammeret 570 er tilstrekkelig redusert, kan formasjonsfluid begynne å strømme gjennom den første tilbakeslagsventil 575 for å fylle kammeret 570 og dermed starte produksjonssyklusen på nytt. During operation, the formation fluid is allowed to flow through the first check valve 575 to accumulate in the chamber 570.1 the accumulation phase, the second valve 580 lets little or no formation fluid through. After a sufficient amount of formation fluid has collected in the chamber 570, the control mechanism 540 instructs the actuator 520 to move the valve spindle 515 so that the inlet control valve 505 is opened. In this regard, the gas supply line 545 is placed in fluid communication with the injection coil pipe 565. High pressure gas from the gas source is injected down through the coil pipe 565 to displace the formation fluid in the chamber 570. Formation fluid is expelled from the chamber 570 through the second check valve 580. Expelled formation fluid cannot flow past the first check valve 575 , because this is a one-way valve. Similarly, formation fluid flowing out of the second check valve 580 cannot flow into the chamber 570 again. After the formation fluid has been displaced from the chamber 570, the control mechanism 540 instructs the actuator 520 to move the valve stem 515 so that the inlet control valve 505 is closed and the vent control valve valve 510 is opened; thus the gas flow to the chamber 570 ceases. Gas in the chamber 570 flows up through the air coil tube 566 and into the valve assembly 550 through the air inlet opening 548. Gas is vented from the valve assembly 550 through the vent outlet opening 549 and the vent line 585. When the pressure in the chamber 570 is sufficiently reduced, formation fluid can begin to flow through the first check valve 575 to fill the chamber 570 and thus restart the production cycle.

Figur 7 viser en annen utførelse av en gassdrevet pumpe 300 anbrakt i et brønnhull 350. Den viste utførelse omfatter pumpen 300 med en enkelt reguleringsmekanisme 310 og en enkelt styreventil 305. Det bør imidlertid forsås at denne utførelse kan gjelde for et hvilket som helst antall pumper med ett eller flere kamre, med én eller flere reguleringsmekanismer, og med én eller flere styreventiler. Som regel brukes det høytrykksgass 315 fordrive pumpen 300 og reguleringsmekanismen 310. Reguleringsmekanismen 310 befinner seg nær brønnens 350 overflate og bruker høytrykks-gassen 315 til å sende et hydraulisk igangsettingssignal til pumpen 300. Reguleringsmekanismen 310 består av et elektrisk, pneumatisk eller gassdrevet mekanisk tidsur 320 som på elektrisk eller pneumatisk måte aktiverer én eller flere på overflaten installerte reguleringsventiler 330 som alternativt sender et trykksignal til ett eller flere kamre 395 som inneholder hydraulikkvæske og kan settes under trykk. Dermed omformes trykksignalet fra et gass- til et hydraulisk signal som ledes gjennom én eller flere styreledninger 335 til styreventilen 305 i brønnen. Styreventilen 305 sender et signal til en ventilsammenstilling 340 som befinner seg over et formasjonsvæskenivå 260. Ventilsammenstillingen 340 fyller og lufter ut et kammer 345 og bevirker fluidstrømning gjennom ventiler 355, 360, hvilket fullfører pumpesyklusen, som nevnt ovenfor. Signalet fra reguleringsmekanismen 310 kan være et elektrisk signal, pneumatisk signal, hydraulisk signal eller gass-over-hydraulikksignal. Hensikten med kammerets 395 volum er å ta høyde for fluidtap i hydraulikksystemet og endringer i det relative volum forårsaket av temperaturforandringer. Figure 7 shows another embodiment of a gas-driven pump 300 placed in a well hole 350. The embodiment shown comprises the pump 300 with a single control mechanism 310 and a single control valve 305. However, it should be understood that this embodiment can apply to any number of pumps with one or more chambers, with one or more regulating mechanisms, and with one or more control valves. As a rule, high-pressure gas 315 is used to drive the pump 300 and the regulating mechanism 310. The regulating mechanism 310 is located near the surface of the well 350 and uses the high-pressure gas 315 to send a hydraulic start signal to the pump 300. The regulating mechanism 310 consists of an electric, pneumatic or gas-operated mechanical timer 320 which electrically or pneumatically activates one or more surface-installed control valves 330 which alternatively sends a pressure signal to one or more chambers 395 which contain hydraulic fluid and can be pressurized. Thus, the pressure signal is transformed from a gas to a hydraulic signal which is led through one or more control lines 335 to the control valve 305 in the well. The control valve 305 sends a signal to a valve assembly 340 located above a formation fluid level 260. The valve assembly 340 fills and vents a chamber 345 and causes fluid flow through valves 355, 360, completing the pumping cycle, as mentioned above. The signal from the control mechanism 310 can be an electrical signal, pneumatic signal, hydraulic signal or gas-over-hydraulic signal. The purpose of the chamber's 395 volume is to account for fluid loss in the hydraulic system and changes in the relative volume caused by temperature changes.

I den foretrukne utførelse gjør reguleringsmekanismen 310 bruk av et hydraulisk signal som aktiverer styreventilen 305 med en rundsleideventilkonstruksjon. Ventilsammenstillingen 340 omfatter i tillegg en trykkventil (ikke vist) for fylling av kammeret 345 og en lufteventil (ikke vist) for utlufting av kammeret 345. Trykkventilen er i alt vesentlig i hydrostatisk likevekt. Ventilsleiden (valve spool) i trykkventilen er som regel innrettet slik at innløpstrykket i alle ventestillinger virker mot like store områder av sleiden, i motsatte retninger. Innløpstrykket frembringer en kraft som åpner og stenger sleiden på balansert vis, slik at innløpstrykket ikke forspenner ventilen verken mot åpen eller stengt stilling. Videre virker utløpstrykket også i alle ventilstillinger mot like store områder av sleiden, i motsatte retninger, slik at utløpstrykket frembringer krefter som åpner og stenger sleiden på balansert vis, slik at utløpstrykket ikke forspenner ventilen verken mot åpen eller stengt stilling. Denne type konstruksjon gjør at den eneste ubalanserte kraft som får virke mot sleiden, er aktiveringskraf-ten, hvilket dermed reduserer behovet for aktiveringskraft og øker ventilens reaksjonsfølsomhet. In the preferred embodiment, the control mechanism 310 makes use of a hydraulic signal which activates the control valve 305 with a circular slide valve design. The valve assembly 340 additionally comprises a pressure valve (not shown) for filling the chamber 345 and a vent valve (not shown) for venting the chamber 345. The pressure valve is essentially in hydrostatic equilibrium. The valve spool (valve spool) in the pressure valve is usually arranged so that the inlet pressure in all standby positions acts on equal areas of the spool, in opposite directions. The inlet pressure produces a force that opens and closes the slide in a balanced manner, so that the inlet pressure does not bias the valve towards either the open or closed position. Furthermore, the outlet pressure also acts in all valve positions against equally large areas of the slide, in opposite directions, so that the outlet pressure produces forces that open and close the slide in a balanced manner, so that the outlet pressure does not bias the valve towards either the open or closed position. This type of construction means that the only unbalanced force acting against the slide is the activation force, which thus reduces the need for activation force and increases the valve's reaction sensitivity.

Lufteventilen er i all vesentlighet i hydrostatisk likevekt for å redusere den nødvendige aktiveringskraft og øke ventilens reaksjonsfølsomhet. Sleiden i lufteventilen er innrettet slik at innløpstrykket i alle ventilstillinger virker mot like store områder av sleiden, i motsatte retninger. Innløpstrykket frembringer en kraft som åpner og stenger sleiden på balansert vis, slik at innløpstrykket ikke forspenner ventilen verken mot åpen eller stengt stilling. Videre virker utløpstrykket også i alle ventil stillinger mot like store områder av sleiden, i motsatte retninger, slik at utløpstrykket frembringer krefter som åpner og stenger sleiden på balansert vis, slik at utløpstrykket ikke forspenner ventilen verken mot åpen eller stengt stilling. The air valve is essentially in hydrostatic equilibrium to reduce the required activation force and increase the valve's reaction sensitivity. The slide in the air valve is arranged so that the inlet pressure in all valve positions acts on equally large areas of the slide, in opposite directions. The inlet pressure produces a force that opens and closes the slide in a balanced manner, so that the inlet pressure does not bias the valve towards either the open or closed position. Furthermore, the outlet pressure also acts in all valve positions against equally large areas of the slide, in opposite directions, so that the outlet pressure produces forces that open and close the slide in a balanced manner, so that the outlet pressure does not bias the valve towards either the open or closed position.

I en annen utførelse kan det sammen med styreventil 305 benyttes én eller flere mellomliggende styreventiler for å aktivere ventilsammenstillingen 340 i pumpen 300.1 et annet aspekt er lufteventilen konstruert slik at strømmen kommer aksialt inn i ventilsetet gjennom ventilsetet og strømmer mot ventilpluggen. Ventilpluggen er montert slik at den når ventilen åpner seg, beveger seg vekk fra fluidstrømningsretningen etter hvert som fluidet beveger seg gjennom ventilsetet, for å redusere til et minimum den tiden ventilpluggen utsettes for støtvirkninger fra høyhastighetsstrømmen av gass som ved kontakt med brønnfluidet eventuelt er blitt forurenset med slipende partikler. For å gi en ekstra lang levetid kan ventilpluggen lages av et elastisk materiale eller et hardt, slitasjebestan-dig materiale med et elastisk tetningselement rundt ventilpluggen, og beskyttes mot direkte støt fra strømmen av ventilens harde endeparti. In another embodiment, together with control valve 305, one or more intermediate control valves can be used to activate the valve assembly 340 in the pump 300. In another aspect, the air valve is designed so that the flow enters the valve seat axially through the valve seat and flows towards the valve plug. The valve plug is mounted so that when the valve opens, it moves away from the direction of fluid flow as the fluid moves through the valve seat, to reduce to a minimum the time the valve plug is exposed to shock effects from the high-velocity flow of gas that may have been contaminated by contact with the well fluid with abrasive particles. To give an extra long life, the valve plug can be made of an elastic material or a hard, wear-resistant material with an elastic sealing element around the valve plug, and protected against direct impact from the flow by the hard end part of the valve.

I en annen utførelse av denne oppfinnelse benyttes det en væske/gasseparator sammen med en brønn med en gassdrevet pumpe. Separatoren befinner seg ved brønnens overflate, ved utløpet fra produksjonsrøret. Separatoren er innrettet til å fjerne gass fra væskestrømmen som frembring-es av pumpen, og dermed redusere strømningstrykktapene i væskeoppsamlingssystemet. I tillegg kan gassen i separatoren luftes ut til ringromsgassoppsamlingssystemet som brukes som gasstil-førselskilde for dampgeneratoren i en SAGD-prosess eller en hvilken som helst annen dampinn-blåsingsoperasjon. In another embodiment of this invention, a liquid/gas separator is used together with a well with a gas-driven pump. The separator is located at the surface of the well, at the outlet from the production pipe. The separator is designed to remove gas from the liquid flow produced by the pump, thereby reducing the flow pressure losses in the liquid collection system. In addition, the gas in the separator can be vented to the annulus gas collection system which is used as a gas supply source for the steam generator in a SAGD process or any other steam injection operation.

I en annen utførelse brukes en gassdrevet pumpe i en kontinuerlig eller syklisk dampdriftsoperasjon. Pumpen anbringes vanligvis i en brønn som en del av det kunstige løftesystem. I en syklisk dampdriftsoperasjon trenger man ikke fjerne pumpen under dampinnblåsings- og gjennomvar-mingsfasen, men kan i stedet la den være igjen i brønnen. I fase to brukes pumpen til å pumpe den viskøse olje til brønnens overflate. In another embodiment, a gas driven pump is used in a continuous or cyclic steam drive operation. The pump is usually placed in a well as part of the artificial lift system. In a cyclic steam operation, the pump does not need to be removed during the steam injection and through-heating phase, but can instead be left in the well. In phase two, the pump is used to pump the viscous oil to the surface of the well.

I en annen utførelse kan pumpen brukes til å fjerne vann og andre væsker fra en metanbrønn i et kullførende lag. Pumpen anbringes i den nedre del av brønnen for å pumpe væsken i metanbrøn-nen opp gjennom produksjonsrøret for oppsamling ved brønnens overflate. In another embodiment, the pump can be used to remove water and other liquids from a methane well in a coal bearing layer. The pump is placed in the lower part of the well to pump the liquid in the methane well up through the production pipe for collection at the surface of the well.

Man kan oppnå en økning i produksjonen fra en brønn ved hjelp av fremgangsmåter som gjør bruk av utførelser av den ovenfor beskrevne gassdrevne pumpe. En fremgangsmåte for å øke produksjonen fra en brønn innebærer det å føre en gassdrevet pumpe ned i et nedre brønnhull. Den gassdrevne pumpe inkluderer to eller flere kamre for akkumulasjon av formasjonsfluider, en ventilsammenstilling for fylling og utlufting av gass til og fra de to eller flere kamre, og én eller flere utskiftbare tilbakeslagsventiler for regulering av formasjonsfluidstrømmen inn i og ut av det ene kammeret eller kamrene. Fremgangsmåten innbefatter videre det å aktivere den gassdrevne pumpe og kjøre den gassdrevne pumpe i sykluser for å drive brønnfluid ut av brønnhullet. An increase in production from a well can be achieved by means of methods that make use of embodiments of the gas-driven pump described above. One method for increasing production from a well involves running a gas-driven pump down a lower wellbore. The gas-driven pump includes two or more chambers for accumulation of formation fluids, a valve assembly for filling and venting gas to and from the two or more chambers, and one or more replaceable check valves for regulating formation fluid flow into and out of the one or chambers . The method further includes activating the gas-driven pump and cycling the gas-driven pump to drive well fluid out of the wellbore.

Claims

1. Gas-driven pump (100) for lifting fluid from a wellbore (105) and to an earth surface, comprising: - a tubular chamber (170) placed in the wellbore for accumulation of well fluids; - a production pipe (135) for delivering the fluid from the chamber to the surface; - a first check valve (175) to allow fluid flow from the wellbore to the chamber; - a second check valve (180) to allow fluid flow from the chamber to the production pipe; - a gas pipe (165) for delivering compressed gas from the surface to the chamber; - an air tube (185) for venting the gas from the chamber to the surface; and - a valve assembly (550) placed at the surface, where the valve assembly comprises: - a housing (552) provided with a longitudinal through bore; - a first opening arranged through the housing and in fluid communication with a gas supply (545); - a second opening arranged through the housing and in fluid connection with the gas pipe (165); - a third opening arranged through the housing and in fluid communication with an air line (585); - a fourth opening arranged through the housing and in fluid communication with the air tube (185); and - a valve (505, 510) located in the housing, the valve being capable of alternately providing fluid communication between the first and second openings, and the third and fourth openings.

2. Pump (100) according to claim 1, where the pump further comprises: - a sensor (270, 275) placed in the wellbore to detect a liquid level in the wellbore; and - a control device (140) located at the surface, in communication with the sensor, and capable of varying a pumping rate based on the liquid level.

3. Pump (100) according to claim 1, where the pump further comprises: - a sensor (270) which is in communication with the chamber to detect when the chamber is full of well fluid: and - a regulation device (140) placed at the surface, in communication with the sensor, and able to activate the valve in response to when the chamber is full.

4. Pump (100) according to claim 1, where the pump further comprises: - a sensor (275) which is in communication with the chamber to detect when the chamber is empty of well fluid: and - a regulation device (140) placed at the surface, in communication with the sensor, and capable of activating the valve in response to when the chamber is empty.

5. Pump (100) according to claim 1, where the pump further comprises: a pressure sensor; a temperature sensor, where the sensors are in communication with the chamber; and a control device (140) placed at the surface and in communication with the sensors.

6. Pump (100) according to claim 5, where the pump further comprises a fiber optic cable which provides communication between the sensors and the control device.

7. Pump (100) according to claim 1, wherein the pump further comprises: an actuator (520) arranged in the housing (552) to operate the valve (505, 510).

8. Pump (100) according to claim 1, where the non-return valves (175, 180) are designed to be removable without having to remove the chamber and/or the production pipe.

9. Pump (100) according to claim 1, where the pump is located at the wellbore heel between a vertical part of the wellbore (105) and a horizontal part of the wellbore (105).

10. Method using the pump (100) according to claim 1, where the method comprises pumping tar sands from the wellbore (105) using the pump.

11. Method according to claim 10, where the wellbore is a lower wellbore (105), and the method further comprises injecting steam into an upper wellbore (110).

12. Method using the pump (100) according to claim 1, where the method comprises pumping water from a coal-bearing methane formation using the pump.

13. Method using the pump (100) according to claim 1, where the method comprises injecting steam into the well, and pumping formation fluid from the wellbore (105) using the pump.