[發(fā)明專(zhuān)利]油田泵組件和井維護(hù)作業(yè)的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410231037.5
• 申請(qǐng)日: 2008-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103967738A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 布賴(lài)恩.奧喬亞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 普拉德研究及開(kāi)發(fā)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F04B17/03
• 分類(lèi)號(hào): F04B17/03;F04B23/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張祥

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年4月28日，申請(qǐng)?zhí)枮?00810094822.5的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)所描述的實(shí)施例涉及用于向油田中的井輸送各種油田流體的油田泵。尤其是，這里描述了采用直線電機(jī)(LEM)的油田泵的實(shí)施例。用LEM代替曲軸或液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)可以降低設(shè)備部件的數(shù)量，從而降低用于油田中的泵組件的維護(hù)費(fèi)用。LEM的出現(xiàn)還可提高由泵組件提供的流體輸送的精度以及對(duì)該流體輸送的控制。

背景技術(shù)

鉆井、完井和操作油氣井要使用各種大型設(shè)備。因此，井作業(yè)可能在主要設(shè)備費(fèi)用和設(shè)備維護(hù)方面的花費(fèi)自然較高。此外，在許多情況下，不管花多少費(fèi)用，常規(guī)的大型設(shè)備都可能會(huì)提供很不精確的輸出。

作為大型油田設(shè)備的示例，油田常常應(yīng)用到許多曲軸驅(qū)動(dòng)的容積泵。容積泵可以是非常大的設(shè)備，其具有在曲軸的驅(qū)動(dòng)下朝向腔體和遠(yuǎn)離腔體移動(dòng)的柱塞，以在腔體上顯著產(chǎn)生高壓或低壓。對(duì)于高壓場(chǎng)合這是一種好的選擇。實(shí)際上，在要產(chǎn)生超過(guò)幾千英鎊每平方英寸(PSl)的流體壓力的情況下，一般要使用曲軸驅(qū)動(dòng)的容積泵。曲軸驅(qū)動(dòng)的容積泵可用于大型作業(yè)中，例如固井、撓性管作業(yè)、水射流切割或地下巖石的水力壓裂等。地下巖石的水力壓裂例如常常需要在10,000到15,000PSI的壓力下泵入含有磨料的流體，以在地下巖石中產(chǎn)生“裂縫”，從而促進(jìn)油氣從巖石孔隙中釋放出來(lái)以進(jìn)行開(kāi)采。上述曲軸驅(qū)動(dòng)的容積泵易于滿(mǎn)足這種壓力和大型應(yīng)用場(chǎng)合。

如上所述，曲軸驅(qū)動(dòng)的容積泵可包括各種設(shè)備部件，這些設(shè)備部件必須得到維護(hù)以確保所進(jìn)行的油田作業(yè)的連續(xù)效果。這些設(shè)備部件可包括相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)(transmission)、曲軸、傳動(dòng)線路(driveline)和其它部件，這些部件工作在約1,500Hp到約4,000Hp之間。不幸的是，由于這種大型設(shè)備具有許多在泵結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用的設(shè)備部件，因此從泵獲得可靠精度的輸出水平可能是困難的。可以采用補(bǔ)償這種不精確性的技術(shù)。例如，曲軸驅(qū)動(dòng)泵的作業(yè)可以在比所需要的更高的輸出水平下進(jìn)行，且比所需要的持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間，以確保為給定的作業(yè)提供最小的輸出水平。然而，以這種方式補(bǔ)償這種泵的不精確輸出會(huì)導(dǎo)致泵輸出的浪費(fèi)和泵部件的過(guò)早磨損。

為了解決曲軸驅(qū)動(dòng)泵輸出的固有不精確性，在油田應(yīng)用允許的情況下，在油田可由液壓驅(qū)動(dòng)泵代替曲軸驅(qū)動(dòng)泵。這種泵的液壓性質(zhì)可以提供上述曲軸驅(qū)動(dòng)泵所不能獲得的精確度的泵輸出。例如，代替采用大曲軸可旋轉(zhuǎn)地致動(dòng)柱塞的直線運(yùn)動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)泵可包括由更嚴(yán)密被控的水力驅(qū)動(dòng)的柱塞，其中水力直接作用于柱塞。因此，可更為精確地控制液壓驅(qū)動(dòng)泵的輸出。

不幸的是，采用液壓驅(qū)動(dòng)泵可能會(huì)顯著地增加泵送應(yīng)用中所用的設(shè)備和部件的種類(lèi)。也就是說(shuō)，在曲軸驅(qū)動(dòng)泵的情況下，原動(dòng)機(jī)(prime mover)可聯(lián)接到引導(dǎo)上述曲軸運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)(transmission)。然而，在液壓驅(qū)動(dòng)泵的情況下，原動(dòng)機(jī)可能要聯(lián)接到多個(gè)液壓泵，采用所述多個(gè)液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)泵或增壓器。其它的泵可在它們之間設(shè)置它們自己的液壓管線。此外，所有這些設(shè)備和部件(例如，液壓管線和另外的閥)必須要得到維護(hù)，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)使用液壓驅(qū)動(dòng)泵而獲得的輸出精度得以改進(jìn)的好處。也就是說(shuō)，為了獲得改進(jìn)的輸出精度，可能需要主要設(shè)備費(fèi)用和設(shè)備維護(hù)方面的額外花費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種油田泵組件，所述泵組件設(shè)置于油田，并包括相對(duì)于腔體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞。往復(fù)運(yùn)動(dòng)可用于引導(dǎo)油田流體離開(kāi)泵組件并進(jìn)入油田的井。柱塞可聯(lián)接到直線電機(jī)，從而為往復(fù)運(yùn)動(dòng)供給動(dòng)力。

附圖說(shuō)明

圖1為使用曲軸泵組件的油田固井作業(yè)現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用的局部概略透視圖；

圖2為使用直線電機(jī)(LEM)的泵組件的圖1所示油田固井作業(yè)的局部概略透視圖；

圖3為具有聯(lián)接到LEM的流體端的LEM泵組件的實(shí)施例的側(cè)透視圖；

圖4為圖3所示LEM泵組件的側(cè)截面圖；

圖5為采用圖3所示流體端的疊加LEM泵組件的實(shí)施例的側(cè)透視圖；

圖6為采用圖3所示流體端的多輸出LEM泵組件的實(shí)施例的側(cè)透視圖。

具體實(shí)施方式