Claims (32)
1. Скважинная силовая система (1), содержащая:1. Downhole power system (1), containing:
- насосно-компрессорную колонну (2), содержащую текучую среду (3) под давлением;a tubing string (2) containing a fluid (3) under pressure;
- турбину (4) для преобразования энергии текучей среды под давлением во вращение вала (5);- a turbine (4) for converting the energy of the fluid under pressure into rotation of the shaft (5);
- инструмент (6, 6а) с питанием от турбины;- tool (6, 6a) powered by a turbine;
причем между насосно-компрессорной колонной и турбиной расположен скважинный узел (7) постоянного потока, обеспечивающий, по существу, постоянный поток текучей среды под давлением в турбину;moreover, between the tubing string and the turbine there is a constant flow borehole assembly (7) providing an essentially constant pressure flow of fluid to the turbine;
причем скважинный узел постоянного потока имеет ось (9) узла и содержит:moreover, the constant flow borehole assembly has an assembly axis (9) and comprises:
- корпус (15), содержащий основной канал (16), имеющий вход (17) канала и по меньшей мере один выход (18) канала;- a housing (15) comprising a main channel (16) having an input (17) of the channel and at least one output (18) of the channel;
- полый поршень (19), имеющий вход (32) поршня и выход (33) поршня, при этом указанный полый поршень расположен в основном канале; и- a hollow piston (19) having an piston inlet (32) and a piston outlet (33), wherein said hollow piston is located in the main channel; and
- пружину (34), расположенную в основном канале, при этом указанная пружина выполнена с возможностью сжатия при перемещении поршня в первом направлении (35);- a spring (34) located in the main channel, while the specified spring is made with the possibility of compression when moving the piston in the first direction (35);
причем вход канала соединен с возможностью передачи текучей среды с входом поршня и вход поршня меньше входа канала так, чтобы заставлять поршень перемещаться в первом направлении.wherein the channel inlet is fluidly coupled to the piston inlet and the piston inlet is smaller than the channel inlet so as to cause the piston to move in a first direction.
2. Скважинная силовая система по п. 1, дополнительно содержащая генератор (8), расположенный между турбиной и инструментом, причем генератор содержит ротор (24) и статор (25), при этом ротор соединен с валом.2. The downhole power system according to claim 1, further comprising a generator (8) located between the turbine and the tool, the generator comprising a rotor (24) and a stator (25), the rotor being connected to the shaft.
3. Скважинная силовая система по п. 1 или 2, причем вход поршня меньше входа канала так, чтобы заставлять поршень перемещаться в первом направлении.3. The downhole power system according to claim 1 or 2, wherein the piston inlet is smaller than the channel inlet so as to cause the piston to move in the first direction.
4. Скважинная силовая система по п. 1 или 2, причем поршень имеет стенку (40) поршня, выполненную с возможностью частично закрывать выход канала при перемещении поршня в первом направлении, для уменьшения потока текучей среды в выход канала.4. A downhole power system according to claim 1 or 2, wherein the piston has a piston wall (40) configured to partially close the channel outlet when the piston is moved in the first direction to reduce the flow of fluid into the channel outlet.
5. Скважинная силовая система по п. 1 или 2, причем выход поршня является вытянутым и проходит вдоль оси узла.5. The downhole power system according to claim 1 or 2, wherein the piston exit is elongated and extends along the axis of the assembly.
6. Скважинная силовая система по п. 4, причем основной канал содержит первые отверстия (45), расположенные перед поршнем для обеспечения возможности протекания текучей среды под давлением в перепускной канал (46), наружу через вторые отверстия (47) и в прорези (48), расположенные в стенке поршня.6. The downhole power system according to claim 4, wherein the main channel contains first openings (45) located in front of the piston to allow fluid under pressure to flow into the bypass channel (46), out through the second openings (47) and in the slot (48 ) located in the wall of the piston.
7. Скважинная силовая система по п. 6, причем в первых отверстиях расположены сменные ограничители потока (53).7. The downhole power system according to claim 6, wherein interchangeable flow restrictors (53) are located in the first holes.
8. Скважинная силовая система по п. 7, причем ограничители потока представляют собой сопла (55).8. The downhole power system according to claim 7, wherein the flow restrictors are nozzles (55).
9. Скважинная силовая система по любому из п.п. 1, 2, 6, 7 или 8, причем инструмент представляет собой приводной модуль (6), например скважинный трактор.9. Downhole power system according to any one of paragraphs. 1, 2, 6, 7 or 8, and the tool is a drive module (6), for example a downhole tractor.
10. Скважинная силовая система по п. 9, причем приводной модуль содержит выдвижные рычаги 31, имеющие колеса 30.10. The downhole power system according to claim 9, wherein the drive module comprises extendable arms 31 having wheels 30.
11. Скважинная силовая система по любому из п.п. 1, 2, 6, 7, 8 или 10, причем система содержит два приводных модуля, электрический приводной модуль и гидравлический приводной модуль.11. Downhole power system according to any one of paragraphs. 1, 2, 6, 7, 8 or 10, the system comprising two drive modules, an electric drive module and a hydraulic drive module.
12. Скважинная силовая система по любому из п.п. 1, 2, 6, 7, 8 или 10, причем насосно-компрессорная колонна представляет собой колонну гибких насосно-компрессорных труб.12. Downhole power system according to any one of paragraphs. 1, 2, 6, 7, 8 or 10, and the tubing string is a string of flexible tubing.
13. Скважинный узел постоянного потока для поддержания, по существу, постоянной скорости потока в скважинной силовой системе по любому из п.п. 1-12, причем указанный скважинный узел постоянного потока имеет ось узла и содержит:13. A constant flow borehole assembly for maintaining a substantially constant flow rate in a borehole power system according to any one of paragraphs. 1-12, wherein said constant flow well assembly has an assembly axis and comprises:
- корпус, содержащий основной канал, имеющий вход канала и по меньшей мере один выход (18) канала;- a housing containing a main channel having a channel input and at least one channel output (18);
- полый поршень (19), имеющий вход поршня и выход поршня и расположенный в основном канале; и- a hollow piston (19) having a piston inlet and a piston outlet and located in the main channel; and
- пружину, расположенную в основном канале, при этом указанная пружина выполнена с возможностью сжатия при перемещении поршня в первом направлении.- a spring located in the main channel, while the specified spring is made with the possibility of compression when moving the piston in the first direction.
14. Скважинный узел постоянного потока по п. 13, причем вход поршня меньше входа канала так, чтобы заставлять поршень перемещаться в первом направлении.14. The borehole constant flow assembly according to claim 13, wherein the piston inlet is smaller than the channel inlet so as to cause the piston to move in the first direction.
15. Способ обеспечения, по существу, постоянного потока текучей среды в турбину скважинной силовой системы по любому из п.п. 1-12, содержащий следующие этапы:15. A method of providing a substantially constant flow of fluid into a turbine of a downhole power system according to any one of paragraphs. 1-12, containing the following steps:
- повышение давления текучей среды (3) в насосно-компрессорной колонне;- increasing the pressure of the fluid (3) in the tubing string;
- введение текучей среды под давлением в основной канал скважинного узла постоянного потока;- the introduction of fluid under pressure into the main channel of the borehole site of a constant flow;
- обеспечение возможности обтекания полого поршня потоком текучей среды под давлением в турбину до того момента, когда поток текучей среды превысит предварительно заданный уровень;- providing the ability to flow around a hollow piston with a fluid flow under pressure into a turbine until the moment when the fluid flow exceeds a predetermined level;
- перемещение поршня текучей средой под давлением, воздействующей на верхнюю часть поршня; и- movement of the piston by a fluid under pressure acting on the upper part of the piston; and
- уменьшение проходного сечения выхода канала путем перемещения поршня в первом направлении до того момента, когда поток текучей среды станет, по существу, равным предварительно заданному уровню.- reducing the flow cross section of the channel exit by moving the piston in the first direction until the moment when the fluid flow becomes substantially equal to a predetermined level.