井筒傳送設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于從井筒(wellbore)傳送介質(zhì)的井筒傳送設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中已知不同構(gòu)造的井筒傳送設(shè)備。這種傳送設(shè)備用于井筒中，特別是用于石油生產(chǎn)。井筒傳送設(shè)備朝向井筒底部下降并到達(dá)井筒底部附近，并且經(jīng)由導(dǎo)通過井筒的線路將待傳送的介質(zhì)栗送到地面。此處使用的栗通常由電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。這造成密封將電驅(qū)動(dòng)器連接到栗的軸的問題。由于井筒傳送設(shè)備通常配置于很深處，密封件的更換非常費(fèi)力并且特別地還導(dǎo)致生產(chǎn)損失，因此必須確保長(zhǎng)期的密封。因此，現(xiàn)有技術(shù)中已使用多級(jí)連接密封裝置(gland)對(duì)軸進(jìn)行密封。如果一個(gè)密封裝置失效，隨后的密封裝置將執(zhí)行密封。因而，多達(dá)七個(gè)密封裝置串聯(lián)使用。該系統(tǒng)已基本上證明是有用的，但是多個(gè)連續(xù)連接的密封裝置的使用導(dǎo)致相對(duì)大的整體長(zhǎng)度，特別是還需要相對(duì)長(zhǎng)的軸用以將電驅(qū)動(dòng)器連接到栗O
[0003]US 2011/0194949 Al公開了使用機(jī)械密封件作為密封單元的可選方案。借助于彈簧元件和波紋管，旋轉(zhuǎn)密封環(huán)在此壓抵座環(huán)(seat ring)。此外，設(shè)置在軸的軸向上可調(diào)整的襯套用于實(shí)現(xiàn)密封配合件之間的持續(xù)接觸壓力。由于該可調(diào)整性，所述機(jī)械密封件經(jīng)受高磨損，使得不能實(shí)現(xiàn)操作者期望的多達(dá)五年的長(zhǎng)期壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種井筒傳送設(shè)備，該井筒傳送設(shè)備在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易以低成本生產(chǎn)的同時(shí)，允許可靠地密封井筒中的軸并且在此確保若干年的非常長(zhǎng)的壽命O
[0005]通過具有方案I的特征的井筒傳送設(shè)備實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。從屬方案示出本發(fā)明的優(yōu)選改善。
[0006]通過對(duì)比，根據(jù)本發(fā)明的具有方案I的特征的用于從井筒傳送介質(zhì)的井筒傳送設(shè)備具有能夠確保機(jī)械密封單元具有若干年的非常長(zhǎng)的壽命的優(yōu)點(diǎn)，使其能夠在深井筒中安全應(yīng)用。本發(fā)明的井筒傳送設(shè)備還示出非常緊湊的結(jié)構(gòu)并且在井筒傳送設(shè)備和地面之間僅需要最小的連接線路。為此，本發(fā)明提出具有機(jī)械密封件的機(jī)械密封單元，該機(jī)械密封件對(duì)連接驅(qū)動(dòng)器和栗單元的軸進(jìn)行密封。驅(qū)動(dòng)器優(yōu)選為電驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明提供一種獨(dú)立供給部件，該獨(dú)立供給部件將阻隔介質(zhì)供給到機(jī)械密封件，該阻隔介質(zhì)用于阻塞和/或潤(rùn)滑機(jī)械密封件的旋轉(zhuǎn)密封環(huán)和固定密封環(huán)之間的密封間隙。獨(dú)立供給部件在此與栗、機(jī)械密封單元、軸和驅(qū)動(dòng)器一起形成緊湊傳送單元，該傳送單元全部沉入井筒中。因此，不需要從地面分別供應(yīng)獨(dú)立供給部件和機(jī)械密封件用的供給線路。對(duì)于到地面的連接，本發(fā)明的井筒傳送設(shè)備僅包括栗線路和電線，待傳送的介質(zhì)經(jīng)由栗線路栗送到地面，當(dāng)使用電驅(qū)動(dòng)器時(shí)電線對(duì)電驅(qū)動(dòng)器供電。因此，歸因于一體形成于井筒傳送設(shè)備中的獨(dú)立供給部件，能夠提供機(jī)械密封件的流體供給，特別是用于機(jī)械密封件的阻隔介質(zhì)，使得在操作期間，能夠在旋轉(zhuǎn)密封環(huán)和固定密封環(huán)之間持續(xù)地維持密封間隙，該密封間隙借助于阻隔介質(zhì)密封。因此，利用本發(fā)明能夠第一次在深井筒中使用能夠獨(dú)立地確保若干年操作的機(jī)械密封組件。
[0007]優(yōu)選地，井筒傳送設(shè)備的供給部件配置于緊湊傳送單元的一端處。因此能夠特別地確保驅(qū)動(dòng)器和栗之間的短距離，并由此還能確保連接栗和驅(qū)動(dòng)器的軸的短的軸長(zhǎng)度。優(yōu)選地，供給部件在此配置于傳送單元的自由端。該自由端在此優(yōu)選為傳送單元的配置于井筒中最低點(diǎn)的端部。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)器在傳送單元的軸向上配置于供給部件和機(jī)械密封單元之間。該配置使得能夠?qū)⒗醵ㄎ辉隍?qū)動(dòng)器上方，使得待傳送的介質(zhì)通過井筒傳送設(shè)備進(jìn)入傳送線路的傳送路徑可以很短。
[0009]優(yōu)選地，獨(dú)立供給單元包括用于容納阻隔介質(zhì)的第一室、填充有介質(zhì)的第二室和以不透介質(zhì)的方式將第一室和第二室分隔開的波紋管。第二室在此連接到井筒傳送設(shè)備的外側(cè)，使得與井筒中待傳送的介質(zhì)的壓力對(duì)應(yīng)的壓力(環(huán)境壓力)存在于第二室中。第二室優(yōu)選地填充有待傳送的介質(zhì)?？蛇x地，第二室填充有比待傳送的介質(zhì)更粘的粘性介質(zhì)，例如油脂。
[0010]特別優(yōu)選地，獨(dú)立供給單元包括配置于波紋管的活塞元件，使得波紋管和活塞元件形成杯狀單元。第一室在此配置于杯狀單元的內(nèi)部。第二室設(shè)置于杯狀單元的外側(cè)和供給單元的殼體之間。殼體優(yōu)選地包括開口，經(jīng)由該開口建立與井筒傳送設(shè)備外側(cè)的連接，使得第二室中的壓力與井筒的外部壓力對(duì)應(yīng)并且包含在井筒內(nèi)的介質(zhì)包含在第二室中。獨(dú)立供給部件中的活塞元件的使用能夠在包含阻隔介質(zhì)的第一室內(nèi)設(shè)定限定的壓力，所述壓力通常比第二室內(nèi)的壓力(即，井筒壓力)高。由此以高于井筒壓力的較高壓力持續(xù)作用于機(jī)械密封件，以產(chǎn)生安全的密封。
[0011]為了確保第一室中的壓力一直比第二室中的壓力高，獨(dú)立供給單元還包括對(duì)第一室中的阻隔介質(zhì)持續(xù)施力的施力元件。該施力元件優(yōu)選地為彈簧，特別是螺旋彈簧。施力元件特別優(yōu)選地作用于活塞，使得能夠可靠地防止對(duì)波紋管的損害。
[0012]優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)器為電驅(qū)動(dòng)器。
[0013]為了特別緊湊的結(jié)構(gòu)，供給部件和機(jī)械密封單元之間的連接線路穿過電驅(qū)動(dòng)器延伸?？蛇x地，該連接線路也可以被引導(dǎo)為圍繞電驅(qū)動(dòng)器的旁路。
[0014]優(yōu)選地，獨(dú)立供給部件還包括第三室，該第三室以完全不透介質(zhì)的方式被密封。第三室優(yōu)選地填充有不可壓縮的介質(zhì)，特別優(yōu)選地為石油。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選地，第三室中的壓力等于或大于第一和/或第二室中的壓力。第三室優(yōu)選地配置于獨(dú)立供給部件的波紋管的外側(cè)，由此波紋管是穩(wěn)固的。
[0016]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的構(gòu)造，井筒傳送設(shè)備還包括用于將氣體成分從待傳送的介質(zhì)分離開的分離器。該分離器在此還集成到緊湊傳送單元。優(yōu)選地，分離器直接配置于栗的前方。
[0017]本發(fā)明的井筒傳送設(shè)備優(yōu)選地用于石油生產(chǎn)。特別地，根據(jù)本發(fā)明的井筒傳送設(shè)備還可以用于非常深處并且可以具有五年或更多的壽命。當(dāng)密封環(huán)的滑動(dòng)面優(yōu)選為金剛石涂層時(shí)，能夠確保甚至更長(zhǎng)的壽命。
【附圖說明】
[0018]現(xiàn)在參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。在圖中:
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的井筒傳送設(shè)備的示意性代表；
[0020]圖2是圖1的設(shè)備的獨(dú)立供給部件和機(jī)械密封件的示意性部分截面圖；以及
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的具有獨(dú)立供給部件的井筒傳送設(shè)備的示意性部分截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下參照?qǐng)D1和圖2詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的井筒傳送設(shè)備
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[0023]井筒傳送設(shè)備I配置于井筒8以傳送位于井筒8內(nèi)的介質(zhì)9。
[0024]如圖1中能夠看見的，井筒傳送設(shè)備I包括經(jīng)由軸4驅(qū)動(dòng)栗3的電驅(qū)動(dòng)器2。配置有電驅(qū)動(dòng)器的馬達(dá)M的馬達(dá)室借助于軸4上的機(jī)械密封單元5密封。此外，井筒傳送設(shè)備I包括獨(dú)立供給部件6，該獨(dú)立供給部件6將阻隔介質(zhì)(barrier medium)供給到機(jī)械密封單元5的機(jī)械密封件50。
[0025]機(jī)械密封件包括旋轉(zhuǎn)密封環(huán)51和固定密封環(huán)52，兩個(gè)密封環(huán)之間形成密封間隙53。獨(dú)立供給部件6在此經(jīng)由連接線路12連接到機(jī)械密封件50，以將阻隔流體供給到機(jī)械密封件50。這里，連接線路12穿過電驅(qū)動(dòng)器2 (參見圖1)。
[0026]井筒傳送設(shè)備I還包括分離器10，分離器10配置在栗3的前方并且集成到井筒傳送設(shè)備。
[0027]此外，分離器10包括多個(gè)流入開口 11，待傳送的介質(zhì)9經(jīng)由流入開口 11進(jìn)入分離器10，使得可能包含在待傳送介質(zhì)9中的氣體成分能夠被分離。沒有氣體成分的介質(zhì)9接著借助于栗3傳送到通向地面的傳送線路7。
[0028]獨(dú)立供給部件6、電驅(qū)動(dòng)器2、栗3、軸4和機(jī)械密封單元5形成能夠全部沉入井筒內(nèi)的緊湊傳送單元。這里，緊湊傳送單元的組件在軸向X-X上串聯(lián)(in series)配置。
[0029]圖2詳細(xì)地示出獨(dú)立供給部件6。獨(dú)立供給部件6在此配置于井筒傳送設(shè)備I的自由端。供給部件6、栗3、電驅(qū)動(dòng)器2、軸4和機(jī)械密封單元5形成能夠完全沉入井筒8內(nèi)的緊湊傳送單元。
[0030]獨(dú)立供給部件6包括第一室61、第二室62和波紋管67。此外，獨(dú)立供給部件6包括活塞64和施力元件65，施力元件65在本實(shí)施方式中為彈簧。此外，連接開口 66設(shè)置于供給