[發明專利]錨固在連續油管中的電潛泵電纜

有效

• 申請號: 201780042751.1
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN109477368B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 蘭德爾·謝普勒;J·肖
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21B17/20;E21B23/01
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;張蕓

一種用于將動力電纜(40)部署在連續油管(34)內的系統包括：動力電纜(40)，其能操作成向電潛泵提供動力，動力電纜(40)能延伸穿過連續油管(34)。多個錨固組件(42)沿著動力電纜(40)的長度間隔開，每個錨固組件(42)固定至動力電纜(40)并具有夾持元件(44)。夾持元件(44)能響應于施加的刺激而在縮回位置與展開位置之間移動，其中，夾持元件(44)的尺寸設計成當夾持元件(44)處于展開位置時與連續油管(34)的內徑表面(38)接合。

發明人：蘭德爾·謝普勒(Randall SHEPLER)

J·肖(Jinjiang XIAO)

技術領域

本公開總體涉及電潛泵電纜，并且更具體地涉及具有電纜的電潛泵在連續油管內的無鉆機部署。

背景技術

電潛泵(“ESP”)系統部署在一些采出烴的井筒中，以提供將流體輸送到地面的人工舉升。典型為液體的流體由液態烴和水組成。當安裝時，典型的ESP系統在采油管的管柱底部處懸掛在井筒中。除了包括泵之外，ESP系統一般還包括以電為動力的電動機以及密封部分。泵通常是離心泵或正排量泵中的一種。

當ESP出故障時，使用修井機拉出油管，并更換掉出故障的ESP。修井機的成本很高，尤其是在海上。還有，鉆機的等待時間可長達6至12個月，導致采出顯著延期。

正在開發允許利用動力電纜將ESP無鉆機部署在采油管內的技術。當ESP出故障時，可以使用連續油管或線纜單元(wireline unit)拉出并更換掉出故障的ESP，而將采油管留在原位。在一些無鉆機ESP系統中，動力電纜必須具有足夠的機械強度來承載電纜自身以及ESP系統的重量，并且還必須具有承受用于系統取回的拉力的強度。動力電纜還必須能夠承受侵蝕和腐蝕，因為它在含有H2S、CO2以及具有高濃度氯化物的水的采出流體中操作。為了提供足夠的電流來驅動ESP的電動機，動力電纜的導體可能像AWG#2一樣大。然而，動力電纜需要在尺寸上盡可能緊湊。采出流體在采油管的內徑與動力電纜的外徑之間的環形空間中采出。具有足夠強度以支撐和取出ESP的大直徑動力電纜將減小流動區域、增加摩擦并因此將增加使流體舉升到地面所需的電動機的尺寸。

發明內容

本文公開的實施例描述了用于將ESP動力電纜錨固在連續油管內使得動力電纜由連續油管支撐并保護免受腐蝕環境的影響的系統和方法。本公開的系統和方法使用能夠在刺激下經歷體積或形狀改變的材料，以將動力電纜錨固在連續油管內。

在本公開的實施例中，一種用于將動力電纜部署在連續油管內的系統包括：動力電纜，其能操作成向電潛泵提供動力，動力電纜能延伸穿過連續油管。多個錨固組件沿著動力電纜的長度間隔開，每個錨固組件固定至動力電纜并具有夾持元件。夾持元件能響應于施加的刺激而在縮回位置與展開位置之間移動，其中，夾持元件的尺寸設計成當夾持元件處于展開位置時與連續油管的內徑表面接合。

在替代實施例中，錨固組件可以包括外接在動力電纜上的開口軸環，從而將錨固組件固定至動力電纜。作為替代方案，錨固組件可以直接粘合至動力電纜，從而將錨固組件固定至動力電纜。夾持元件可以包括可膨脹彈性體，并且施加的刺激可以是介電油。可膨脹彈性體可以粘合至外接在動力電纜上的開口軸環，從而將錨固組件固定至動力電纜。

在其它替代實施例中，夾持元件可以包括形狀記憶聚合物，并且施加的刺激可以是溫度改變、電場、磁場或光。作為替代方案，夾持元件可以包括雙向形狀記憶效應材料，并且施加的刺激可以是溫度改變。

在另外其它替代實施例中，錨固組件具有致動器，致動器能操作成響應于施加的刺激而使夾持元件在縮回位置與展開位置之間移動。致動器可以由形狀記憶合金形成，并且施加的刺激可以是溫度改變、電場、磁場或光。致動器可以定向成在沿著動力電纜的軸線的方向上擴展和收縮，以使夾持元件在縮回位置與展開位置之間徑向移動。