[发明专利]监测电动潜油泵的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及监测ESP的方法。另外本发明还涉及用于实现该方法的适当且低成本的设备。本发明涉及输油行业。

背景技术

油在岸上工业从地下储层中被泵送，而在海上工业中从水下被泵送。大多数情况下，存在油和气及最后水的多相流。因此，需要电动潜油泵(ESP)。

对于ESP的安全监测是重要的。这样的监测系统必须检测油井液流中的气体含量，以在油井液体中的气体含量过高时，关闭泵以防止损伤泵。

井底监测系统是可用的。下面的公开和专利文献是本发明的技术基础。

考虑到1997年8月31日的“Boletin Quincenial”，多相流量计适用于油井测量，特别是具有泵系统的。WO 2006/115931 A2说明了具有在钻孔外侧的不同单元的数据系统和多相流量计。EP 0 684 458 A2说明了用于基于压差测量来测量多相流比如油井流出物的流率的多相流量计，所述流出物包含液态碳氢化合物、气体和水。EP 1 022 429 A1说明了油路管线内的多用途竖管。US 2005/0268702 A1说明了非侵入式多相流量计，其中测量所述流的两个物理参数以确定混合物的密度。US 4 604 902 A说明了在用于多相流的质量流量计中使用的装置和技术。

另外，WO 02/044664 A1说明了使用多个压力微分用于产生信号的多相流量计。特别地，WO 2007/114707 A2说明了一种声学多相测量计，该测量计包括超声发生器和用于信号的超声接收器。

在前述文献中说明的全部监测或者测量系统基于用于多相流量测量的三种现象和/或原理工作。这些现象和/或原理是：

-1)测量压降和压降与流隙比例之间的相互关系

-2)使用放射源或者超声源测量速度和流隙比例，和

-3)将多相流的不同相分离的半在线测量

根据前述说明或技术书籍的设备相当复杂。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于发现用于监测ESP的其它现象。本发明的另一个目的在于制成用于实现成本有效的方法的且能够整合在现有系统中的设备。

完成前述目的的本发明通过权利要求1的方法实现。用于实现本发明的方法的设备限定在权利要求11中。新方法和新设备的具体特征示出在从属权利要求中。

本发明是一种监测系统，如果需要，例如如果在油井液体中出现过高的气体含量，该监测系统允许控制泵以关闭泵。这通过布置在泵入口(见具体本说明第4页，图1)的至少一个声学检测器实现。

根据油井液体中的气隙比例，检测器对于泵送的流体介质和所述流体介质的不同相给出显著的不同信号。以此，能够识别油井液体中的气体比例，并由此控制所述泵。

另外，该监测系统能够制成与其它的测量系统组合，例如与用于相分离、压降的双壁管、pH评估和/或组分测量系统组合。

本发明的创造性在于将声学传感器用于泵监测和油井液体中的气体含量的测量。未使用如WO 2007/114707 A2中公开的有源发声器，而通过声学传感器使用了冲击声。这在技术复杂性和总体成本方面是有利的。

这样的监测系统可以具有不同的形状、组装形式并且可以被布置于不同的位置处。

在任意情况中，介质流中的气体比例被识别。这根据油井液体中的气隙比例来标识。

在本发明的范围中，通过识别油井液体中的气体比例来控制泵。通过从检测器传送不同的控制信号，泵在油井液体中的气体比例超过给定阈值时将被停止。

使用具有该新的监测系统的本发明，能够防止由于油井液体中的过高气体含量的原因而对泵造成损伤。

在与附图说明和其它的专利权利要求组合的示例中示出了本发明的更多的优点和特殊的细节。

附图说明

在附图中示出：

图1是用于油井液体泵送的具有钻孔(油井)和泵组件的设施的投影图，以及

图2是具有用于评估测量结果的硬件和软件的系统。

具体实施方式

在图1中，以剖面形式示出了钻孔并标注为附图标记1。钻孔1具有数千米的深度，例如距离地表3000m，并且具有例如4”(英寸)的直径。钻孔1从油储层(未示出)引至地面并且就长度而言相当的窄。钻孔1也能够位于水下，从海底至储层。从储层传送到地面的流体通常是油、气体和水的混合物。在图1中，附图标记1表示多相混合流。