[发明专利]用于载有固体的流体的潜水离心泵

说明书

技术领域

本发明大体涉及潜水离心泵，并且更具体地，涉及用于泵送包含固体的流体的组件和方法。

背景技术

地下泵频繁地用于迫使流体流向地表。潜水电泵（ESP）可安装在井眼的下部。井下泵送包含固体的流体存在若干问题，固体例如来自像煤田或其他能源液体源的源的煤粉或垢质。这些问题通常导致潜入的泵过早失效。

一个问题是大煤块或其他固体颗粒流经泵并对泵造成损害。另一问题是由于低入口压力或高的固体流体比而造成的低流体速率，而例如，在水-煤泥浆环境下过度磨损。更小的容积和低速生成允许固体掉落并堆在泵级的低压区域中的压降区域。与该问题结合的是，随着积累的固体通过经常曲折的传统的泵的流动路径，积累的增加可最终禁止泵产出流体。

又一问题是当与存在的气体的量相比，水流太低时，发生汽锁。在具有高气体容积的井中，还可包括气体分离器，以将气体与产出的流体的剩余部分分离。气体可在机械或静态分离器中被分离并被排放到环空。产出的流体的剩余部分可进入ESP，ESP可经由生产油管将上述剩余部分泵送到地表。在产气的井中，ESP可用于将水泵送到井眼之外，以保持非常规气体（例如，可包括甲烷气体）的流动。在这种情况下，水被向上泵送到生产油管，同时甲烷气体向上流动到生产油管与井眼之间的环空。然而，水中夹带的一些甲烷气体将借助泵而泵送。井，尤其是“气体”井可经受大量的甲烷气体经过泵，这可引起气锁，从而导致昂贵且费时的停机。

发明内容

本发明大体涉及潜水离心泵，并且更具体地，涉及用于泵送包含固体的流体的组件和方法。

在一个方案中，公开一种潜水离心泵。潜水离心泵包括泵壳体，其具有大致与泵出口相对设置的泵入口。轴至少部分地延伸穿过泵壳体，并且适合于由潜水电机驱动。离心叶轮附接到轴，并且具有供流体进入的开口。扩散器对应于离心叶轮设置，以形成泵级。并且螺旋钻联接到轴。

在另一方案中，公开一种泵送载有固体的流体的泵组件。泵组件包括壳体，其具有大致与泵出口相对而设置的泵入口。轴至少部分地延伸穿过泵壳体，并且适合于由潜水电机驱动。多级压缩泵组联接到轴。并且，螺旋钻组件联接到多级压缩泵组并构造成在流体中提供涡旋效应。

在又一方案中，公开一种泵送方法。该方法包括提供泵系统，该泵系统包括泵组件以及构造成驱动该泵组件的电机。泵组件包括：壳体，具有大致与泵出口相对设置的泵入口；轴，至少部分地延伸穿过泵壳体，并且适合于由潜水电机驱动；多级压缩泵组，联接到轴；以及螺旋钻组件，联接到多级压缩泵组。泵送系统放置在井眼中。电机供电以驱动泵组件。流体被允许进入泵组件。并且，至少在具有螺旋钻组件的部分的流体中产生涡旋效应。

因此，根据本发明的某些实施例可提供一种离心式潜水泵，其特别适合于泵送来自任何含液地层（liquid bearing formation）的钻井的固体饱和的流体，以防止泵堵塞以及低速问题。某些实施例提供离心泵，该离心泵通过保持流体中的固体流在所有的条件下移动，而提高处理夹带固体的流体的总效率。另外，某些实施例可通过在泵的下段具有未包含的区域，消除流体和气体的曲折的路径，而提高泵在气态条件下的入口效率。某些实施例可通过增大泵的底段的速率，而降低离心泵的气锁或汽锁的风险。此外，根据本发明的某些实施例可在泵的顶部的排放部处或者紧邻排放部设置涡旋，在泵未运转时，由于从产出的液体沉淀的固体而容易堵塞。

本发明的特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。虽然本领域技术人员可进行很多改变，但是这样的改变在本发明的精神内。

附图说明

通过参照以下结合附图的描述可获得本发明及其优点的更完整的理解，其中相似的附图标记指示相似的特征。

图1示出根据本发明的某些实施例的一个示例性泵送系统的示意性的局部剖视图；

图2示出根据本发明的某些实施例的泵120的示意性的局部剖视图；

图3是根据本发明的某些实施例的泵的局部侧视图；

图4A示出根据本发明的某些实施例的一个示例性压缩泵送系统的示意性的局部剖视图；

图4B示出根据本发明的某些实施例的一个示例性浮式装置泵送系统的示意性的局部剖视图。