【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种要放置在流体生产井中的流体提升系统，其包括：-流体泵，所述流体泵具有限定中间流体泵送空间的泵转子和泵定子，所述泵转子具有被接收在所述中间流体泵送空间中的叶轮，所述泵转子能够围绕纵向旋转轴线旋转，-气体涡轮机，所述气体涡轮机包括具有叶片的涡轮机转子和与所述涡轮机转子一起限定气体膨胀室的涡轮机定子，-气体注射导管，所述气体注射导管被配置为从外部气体源接收气流并将所述气流引入所述气体膨胀室中以驱动所述涡轮机转子围绕所述纵向旋转轴线旋转，所述涡轮机转子能够围绕所述纵向旋转轴线旋转，所述涡轮机转子和所述泵转子机械地联接，使得由来自所述气体注射导管的气体注射产生的所述涡轮机转子的旋转驱动所述泵转子旋转。
技术介绍
1、流体例如是包括各种相的多相流体，包括液态和气态的烃和/或水。多相流体可以包括随时间变化的气体含量，例如随时间逐渐减少的气体含量。
2、在生产期间，所生产的流体的相组成的变化、特别是气体含量的降低在一些情况下可能导致井底部处的流体柱的压力增加。
3、实际上，当气体流速较小时，由于流体柱中液体滞留量较高，井中流体柱中输送的液体具有更高的重量贡献。
4、因此，设备的生产率可能受到显著影响。在一些情况下，在临界气体流速以下，液体不能再被气体提升。于是它连续地积聚在流体柱中，直到生产最终因设备自镇静(self-killing)而停止。
5、如果在流体柱中发生这种液体积聚，可以根据需要通过建立所生产的液体的人工提升来避免潜在的生产停止。人工提升可以通过气体提升或/和通过泵送
6、气体提升通常通过经由气体提升孔口将气体从环形空间注射到生产管道系统中来进行。将气体注射到流体柱中使流体柱变轻并增强其向井表面的循环。
7、同样，井底部的流体泵能够将流体泵送到表面。如上所述，这两种方案能够提供提升，但增加了生产成本。
8、为了减轻这个问题，wo2015/065574公开了一种流体提升系统，其中所注射的用于气体提升的气体被注射到与泵串联安装的气体涡轮机中。气体涡轮机中的气体的膨胀驱动泵的转子旋转，这向上泵送液体。同时，在涡轮机中膨胀的气体被注射到流体提升系统上方的流体柱中以使流体柱变轻。
9、这种方案不完全令人满意。实际上，流体提升系统中的气体涡轮机和泵的组合长度可能不利于在井中插入流体提升系统，特别是在井包括弯曲区域时。在严重的情况下，可能发生流体提升系统的弯曲，这可能导致流体提升系统卡在井中。
10、另外，气体到气体涡轮机的输送必须与通过泵泵送的流体的通道隔离。这意味着在流体提升系统内提供通过流体通道的特定的管，这使得制造更复杂并且导致压力损失增加。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是提供一种在流体生产井中的流体提升系统，当流体柱变得更重时，该流体提升系统提高流体的产量，该流体提升系统易于放置就位并且操作非常有效。
2、为此，本专利技术的主题的特征在于，涡轮机转子和泵转子在旋转轴线上的投影中至少部分地纵向重叠。
3、根据本专利技术的提升系统可以包括单独地或根据任何技术上可行的组合采用的以下特征中的一个或多个：
4、-所述流体泵是无发动机的，所述泵转子的旋转仅由所述涡轮机转子的旋转驱动；
5、-所述涡轮机转子和所述泵转子直接机械地联接，使得所述涡轮机转子围绕所述纵向旋转轴线以给定的角旋转速度的旋转驱动所述泵转子围绕所述旋转轴线以相同的角旋转速度旋转；
6、-所述流体泵包括插入在所述泵转子与所述涡轮机转子之间的机械分离器，所述涡轮机转子以给定的第一角旋转速度的旋转驱动所述泵转子以不同于所述第一角旋转速度的给定的第二角旋转速度旋转，所述第二角旋转速度有利地小于所述第一角旋转速度；
7、-所述机械分离器包括插入在所述涡轮机转子与所述泵转子之间的非牛顿流体、周转齿轮或/和磁联接器；
8、-所述流体包括将所述膨胀室流体连接到所述中间流体泵送空间的径向气体通道；
9、-所述泵转子的所述叶轮限定气体混合通孔；
10、-所述涡轮机转子和所述泵转子在所述旋转轴线上的投影中完全纵向重叠；
11、-所述泵转子被接收在所述涡轮机转子内；
12、-所述涡轮机定子接收所述涡轮机转子，所述涡轮机转子接收所述泵转子并且机械地联接到所述泵转子，所述泵转子接收所述泵定子；
13、-所述泵转子的所述叶轮具有朝向所述纵向旋转轴线径向突出的轮叶，所述泵转子的所述叶片远离所述旋转轴线径向突出。
14、本专利技术还涉及一种包括流体生产井的流体生产设备，所述流体生产井具有：
15、-生产管道系统，所述生产管道系统在内部限定内部生产管道并且在外部限定外部环形空间，所述外部环形空间连接到在所述井的表面处的气体源，所述生产管道系统界定在所述外部环形空间与所述生产管道之间延伸的气体注射入口，
16、-如上所述的流体提升系统，所述气体注射导管连接到所述气体注射入口。
17、本专利技术还涉及一种流体提升方法，其包括以下步骤：
18、-在流体生产井中提供如上所述的流体提升系统；
19、-从外部气体源向所述气体注射导管提供气流，并将所述气流引入所述气体膨胀室中以驱动所述涡轮机转子围绕所述纵向旋转轴线旋转，
20、-利用所述涡轮机转子连带地驱动所述泵转子，以将流体泵送通过所述中间流体泵送空间。
21、根据本专利技术的流体提升方法可以包括单独地或根据任何技术上可行的组合采用的以下特征中的一个或多个：
22、-它包括将膨胀的气体从所述膨胀室转移到所述中间流体泵送空间，以将所述膨胀的气体与泵送的液体混合；
23、-它包括：通过所述气体室中的气体的膨胀在所述气体涡轮机中产生负的第一热功率，以及通过将流体泵送通过所述中间泵送空间在所述流体泵中产生正的第二热功率，以及在所述气体涡轮机与所述流体泵之间提供热交换以用第一热功率至少部分地补偿所述第二热功率。
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1.一种要放置在流体生产井(12)中的流体提升系统(20)，其包括：
2.根据权利要求1所述的流体提升系统(20)，其中所述流体泵(40)是无发动机的，所述泵转子(70)的旋转仅由所述涡轮机转子(52)的旋转驱动。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的流体提升系统(20)，其中所述涡轮机转子(52)和所述泵转子(70)直接机械地联接，使得所述涡轮机转子(52)围绕所述纵向旋转轴线(A-A’)以给定的角旋转速度的旋转驱动所述泵转子(70)围绕旋转轴线(A-A’)以相同的角旋转速度旋转。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的流体提升系统(20)，其包括插入在所述泵转子(70)与所述涡轮机转子(52)之间的机械分离器(68)，所述涡轮机转子(52)以给定的第一角旋转速度的旋转驱动所述泵转子(70)以给定的第二角旋转速度旋转，所述第二角旋转速度不同于所述第一角旋转速度，有利地小于所述第一角旋转速度。
5.根据权利要求4所述的流体提升系统(20)，其中所述机械分离器(68)包括插入在所述涡轮机转子(52)与所述泵转子(70)之间的非牛顿流体、
6.根据前述权利要求中任一项所述的流体提升系统(20)，其包括将所述膨胀室(58)流体连接到所述中间流体泵送空间(76)的径向气体通道。
7.根据前述权利要求中任一项所述的流体提升系统(20)，其中所述泵转子(70)的所述叶轮(74)限定气体混合通孔(75)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的流体提升系统(20)，其中所述涡轮机转子(52)和所述泵转子(70)在所述旋转轴线(A-A’)上的投影中完全纵向重叠。
9.根据前述权利要求中任一项所述的流体提升系统(20)，其中所述泵转子(70)被接收在所述涡轮机转子(52)内。
10.根据权利要求9所述的流体提升系统(20)，其中所述涡轮机定子(50)接收所述涡轮机转子(52)，所述涡轮机转子(52)接收所述泵转子(70)并且机械地联接到所述泵转子(70)，所述泵转子(70)接收所述泵定子(72)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的流体提升系统(20)，其中所述泵转子(70)的所述叶轮(74)具有朝向所述纵向旋转轴线(A-A’)径向突出的轮叶，所述泵转子(70)的叶片(62)远离所述旋转轴线(A-A’)径向突出。
12.一种流体生产设备(10)，其包括流体生产井(12)，所述流体生产井具有：
13.一种流体提升方法，其包括以下步骤：
14.根据权利要求13所述的流体提升方法，其包括将膨胀的气体从所述膨胀室(58)转移到所述中间流体泵送空间(76)，以将所述膨胀的气体与泵送的液体混合。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的流体提升方法，其包括：通过所述气体室(58)中的气体的膨胀在所述气体涡轮机(42)中产生负的第一热功率，以及通过将流体泵送通过所述中间泵送空间(76)在所述流体泵(40)中产生正的第二热功率，以及在所述气体涡轮机(42)与所述流体泵(40)之间提供热交换以用所述第一热功率至少部分地补偿所述第二热功率。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种要放置在流体生产井(12)中的流体提升系统(20)，其包括：
2.根据权利要求1所述的流体提升系统(20)，其中所述流体泵(40)是无发动机的，所述泵转子(70)的旋转仅由所述涡轮机转子(52)的旋转驱动。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的流体提升系统(20)，其中所述涡轮机转子(52)和所述泵转子(70)直接机械地联接，使得所述涡轮机转子(52)围绕所述纵向旋转轴线(a-a’)以给定的角旋转速度的旋转驱动所述泵转子(70)围绕旋转轴线(a-a’)以相同的角旋转速度旋转。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的流体提升系统(20)，其包括插入在所述泵转子(70)与所述涡轮机转子(52)之间的机械分离器(68)，所述涡轮机转子(52)以给定的第一角旋转速度的旋转驱动所述泵转子(70)以给定的第二角旋转速度旋转，所述第二角旋转速度不同于所述第一角旋转速度，有利地小于所述第一角旋转速度。
5.根据权利要求4所述的流体提升系统(20)，其中所述机械分离器(68)包括插入在所述涡轮机转子(52)与所述泵转子(70)之间的非牛顿流体、周转齿轮或/和磁联接器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的流体提升系统(20)，其包括将所述膨胀室(58)流体连接到所述中间流体泵送空间(76)的径向气体通道。
7.根据前述权利要求中任一项所述的流体提升系统(20)，其中所述泵转子(70)的所述叶轮(74)限定气体混合通孔(75)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的流体提升系统(20...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊尚·布斯凯，让路易·博坎，
申请(专利权)人：道达尔能源一技术公司，
类型：发明
国别省市：
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