BR112021014417A2 - Bomba em receptáculo dupla hidraulicamente ativada - Google Patents

Abstract

bomba em receptáculo duplahidraulicamente ativada. trata-se de uma bomba de fundo de poço (17) que tem um compartimento (19) com um orifício de compartimento que tem uma seção superior (20a), uma seção inferior (20c) e uma seção intermediária (20b) com um diâmetro interno maior. um êmbolo (21) tem uma porção de êmbolo superior (25) na seção superior do orifício de compartimento, um pistão (27) na seção intermediária do orifício de compartimento e uma porção de êmbolo inferior (29) na seção inferior do orifício de compartimento. uma bomba hidráulica (55) na superfície fornece alternadamente pressão de fluido hidráulica aos lados superior e inferior do pistão para fazer com que o êmbolo se mova para cima e para baixo. uma válvula estacionária (43) no compartimento admite fluido de poço para dentro do compartimento durante o curso de levantamento. uma válvula móvel (35) se move em uníssono com o êmbolo para descarregar o fluido de poço do compartimento durante o curso de levantamento.

Description

"BOMBA EM RECEPTÁCULO DUPLA HIDRAULICAMENTE ATIVADA" CAMPO DA REVELAÇÃO

[0001] Esta revelação se refere a bombas de poço reciprocantes e, em particular, a uma bomba de fundo de poço que tem um êmbolo com um pistão que é acionado entre um curso de levantamento e retração por pressão hidráulica fornecida alternadamente a lados opostos do pistão.

ANTECEDENTES

[0002] Uma variedade de bombas é usada em poços de produção de óleo para bombear fluido de poço até um conjunto de cabeça de poço em uma extremidade superior do poço. O fluido de poço compreende frequentemente água, e óleo e gás. Bombas típicas incluem bombas rotativas, como do tipo centrífuga ou de cavidade progressiva, ou elas podem ser bombas recíprocas que têm um êmbolo que se move para cima e para baixo dentro de um orifício polido de um cilindro ou compartimento. A bomba pode ser acionada eletricamente por um motor de fundo de poço ou, no caso de bombas recíprocas, mobilizada por uma coluna de hastes que se estendem para baixo a partir do conjunto de cabeça de poço.

[0003] As bombas recíprocas acionadas por haste têm suas questões, como o desgaste da tubulação de haste e a eficiência mais baixa do sistema devido à extensão e retração da coluna de hastes. Além disso, problemas ambientais da superfície podem ocorrer na caixa de empanque do conjunto de cabeça de poço.

[0004] Bombas recíprocas alimentadas por uma bomba hidráulica de superfície também são conhecidas. Os sistemas de bomba hidráulica têm uma variedade de designs, mas aprimoramentos são necessários.

SUMÁRIO

[0005] Um aparelho para bombear fluido de poço de um poço compreende um compartimento para prender a uma coluna de tubulação, sendo que o compartimento tem um orifício de compartimento com uma seção superior, uma seção inferior e uma seção intermediária entre as seções superior e inferior, sendo que a seção intermediária tem um diâmetro interno maior que os diâmetros internos das seções superior e inferior. Um êmbolo é transportado reciprocamente no compartimento entre um curso de levantamento e um curso de retração, sendo que o êmbolo tem uma porção de êmbolo superior em encaixe vedante deslizante com a seção superior do orifício de compartimento, sendo que o êmbolo tem uma porção de êmbolo inferior em encaixe vedante deslizante com a seção inferior do orifício de compartimento. Um pistão sobre o êmbolo se move em uníssono com o êmbolo e está em encaixe vedante deslizante com a seção intermediária do orifício de compartimento. Uma porta de curso de levantamento no compartimento leva à seção intermediária do orifício de compartimento abaixo do pistão. Uma porta de curso de retração no compartimento leva à seção intermediária do compartimento acima do pistão.

[0006] Um conjunto de bomba hidráulica para ser colocado adjacente a uma cabeça de poço do poço está em comunicação fluida com a porta de curso de levantamento e a porta de curso de retração. O conjunto de bomba hidráulica tem meios para fornecer alternadamente a pressão de fluido hidráulica à porta de fluido de levantamento para fazer com que o êmbolo se mova para cima e para fornecer pressão de fluido hidráulica à porta de fluido de retração para empurrar o êmbolo para baixo. O compartimento tem uma entrada de fluido de poço e uma válvula estacionária para admitir fluido de poço para dentro do compartimento durante o curso de levantamento do êmbolo. O compartimento tem uma descarga de fluido de poço. Uma válvula móvel se move em uníssono com o êmbolo para descarregar o fluido de poço do compartimento para dentro da coluna de tubulação durante o curso de levantamento do êmbolo.

[0007] Uma linha de fluido de curso de retração leva da porta de curso de retração até o conjunto de bomba hidráulica. Uma linha de fluido de curso de levantamento leva da porta de curso de levantamento até o conjunto de bomba hidráulica. Uma válvula de controle direcional conectada entre a linha de fluido de curso de retração e a linha de fluido de curso de levantamento comuta alternadamente a pressão de fluido hidráulica entre a linha de fluido de curso de levantamento e a linha de fluido de curso de retração.

[0008] Em uma modalidade, um adaptador inferior é preso à parte do compartimento, e forma parte do mesmo. O adaptador inferior tem um ressalto voltado para cima que se estende para fora a partir de uma parte externa do compartimento. A porta de curso de levantamento tem uma porção externa que se estende para baixo a partir do ressalto voltado para cima e para dentro do adaptador inferior. Uma linha de curso de levantamento está em comunicação fluida com o conjunto de bomba hidráulica e se estende ao longo do compartimento para dentro da porta de curso de levantamento, sendo que a linha de curso de levantamento é paralela a um eixo geométrico do compartimento.

[0009] Em uma modalidade, um adaptador superior é preso à parte do compartimento, e forma parte do mesmo. O adaptador superior está acima do adaptador inferior e tem um ressalto voltado para cima que se estende para fora a partir da parte externa do compartimento. A porta de curso de retração tem uma porção externa que se estende para baixo a partir do ressalto voltado para cima do adaptador superior para dentro do adaptador superior. Uma linha de curso de retração em comunicação fluida com o conjunto de bomba hidráulica se estende ao longo do compartimento para dentro da porta de curso de retração, sendo que a linha de curso de retração é paralela ao eixo geométrico do compartimento.

[0010] Em uma modalidade, o adaptador inferior tem um orifício que é coaxial ao eixo geométrico do compartimento. O adaptador inferior tem um diâmetro externo que é excêntrico em relação ao eixo geométrico do compartimento.

[0011] Um orifício de êmbolo se estende através do êmbolo. A válvula móvel é montada no orifício de êmbolo. O orifício de êâmbolo está em comunicação fluida com a válvula estacionária para receber fluido de poço a partir da entrada de fluido de poço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] A Figura 1 é uma vista em corte esquemática de uma bomba de fundo de poço, de acordo com esta revelação.

[0013] A Figura 2 é uma vista esquemática de componentes de superfície para fornecer pressão hidráulica a fim de acionar a bomba de poço.

[0014] A Figura 3 é uma vista em corte de uma modalidade mais refinada da bomba de poço da Figura 1.

[0015] A Figura 4 é outra vista em corte da bomba de poço da Figura 3, tomada a partir de um plano de corte diferente.

[0016] A Figura 5 é uma vista em corte ampliada de uma porção inferior da bomba de poço da Figura 3.

[0017] A Figura 6 é uma vista em perspectiva da bomba de poço da Figura 3.

[0018] Embora a revelação seja descrita em conexão com uma modalidade, será entendido que não se pretende limitar a revelação a essas modalidades. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modificações, e equivalentes, conforme eles podem ser incluídos dentro do escopo das reivindicações.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0019] O método e o sistema da presente revelação serão agora descritos mais completamente a seguir com referência aos desenhos em anexo nos quais as modalidades são mostradas. O método e o sistema da presente revelação podem estar em muitas formas diferentes e não devem ser interpretados como limitados às modalidades ilustradas aqui apresentadas; ao invés disso, essas modalidades são fornecidas de modo que essa revelação será detalhada e completa, e irá representar totalmente o seu escopo às pessoas versadas na técnica. Números similares se referem a elementos similares por todo o relatório descritivo. Em uma modalidade,

o uso do termo "cerca de" inclui +/- 5% da magnitude citada. Em uma modalidade, o uso do termo "substancialmente" inclui +/- 5% da magnitude citada.

[0020] Deve ser adicionalmente entendido que o escopo da presente revelação não se limita aos detalhes exatos de construção, operação, materiais exatos, ou às modalidades mostradas e descritas, uma vez que as modificações e equivalentes serão aparentes a uma pessoa versada na técnica. Nos desenhos e no relatório descritivo, foram reveladas modalidades ilustrativas e, embora termos específicos sejam usados, eles são usados em um sentido genérico e descritivo apenas e não para propósitos de limitação.

[0021] A Figura 1 ilustra esquematicamente um poço que tem uma coluna de revestimento 11 cimentada no poço e que tem perfurações (não mostradas) ou outras aberturas para admitir fluido de poço. Nesse exemplo, uma coluna externa de tubulação 13 é suspensa no revestimento 11 a partir de um conjunto de cabeça de poço (não mostrado) na superfície. A tubulação externa 13 é um conduto com uma extremidade inferior aberta para admitir o fluido de poço. Uma tubulação interna 15 é suspensa dentro da tubulação externa 13 e serve como uma coluna de tubulação de produção para fluir o fluido de poço para o conjunto de cabeça de poço. À tubulação interna 15 poderia ser uma coluna contínua de tubulação em espiral ou poderia compreender juntas tubulares presas uma à outra. Opcionalmente, uma das colunas das tubulações externa e interna 13, 15 poderia ser omitida.

[0022] Uma bomba de fundo de poço hidraulicamente acionada 17 se prende à extremidade inferior da tubulação interna 15. A bomba de fundo de poço 17 tem um cilindro ou um compartimento 19 com uma seção superior ou de retração 19a, uma seção intermediária 19b e uma seção inferior ou de levantamento 19c, sendo que cada uma tem um eixo geométrico longitudinal comum 22. A seção intermediária 19b tem um diâmetro interno 20b maior que um diâmetro interno 20a da seção superior 19a e o diâmetro interno 20c da seção inferior 19c. A seção inferior 19c tem um diâmetro interno igual ao diâmetro interno da seção superior 19a, conforme mostrado, ou poderia ser maior. A Figura 1 ilustra a seção superior 19a como tendo o mesmo diâmetro interno que a tubulação interna 15, mas que poderia ser diferente. Os diâmetros internos 20a, 20b e 20c da seção superior 19a, da seção intermediária 19b e da seção inferior 19c são orifícios polidos. Os termos "superior", "inferior" e similares são usados apenas por conveniência, uma vez que a bomba de fundo de poço 17 poderia operar em outras orientações além daquelas mostradas.

[0023] Um êmbolo 21 se move reciprocamente no compartimento 19. O êmbolo 21 tem um orifício 23 que se estende através do mesmo no eixo geométrico 22 do compartimento 19. O êmbolo 21 tem uma porção superior 25 que desliza reciprocamente e veda na seção superior de cilindro 19a. O êmbolo 21 tem um pistão intermediário 27 que desliza e veda na seção intermediária de compartimento 19b. O êmbolo 21 tem uma porção inferior 29 que desliza e veda na seção inferior de compartimento 19c. Cada porção de êmbolo 25, 27, 29 poderia ter vedações para vedar dinamicamente as porções de diâmetro interno do compartimento 19, ou as porções de êmbolo 25, 27, 29 poderiam vedar por um encaixe deslizante justo com as porções de diâmetro interno polidas 20a, 20b, 20c do compartimento 19. Nesse exemplo, as porções da porção de êmbolo superior 25 e da porção inferior 29 têm diâmetros externos menores que os diâmetros internos 20a, 20c das seções de compartimento superior e inferior 19a, 19c. Entretanto, as porções superior e inferior 25, 29 do êmbolo 21 poderiam ter diâmetros externos constantes que se estendem a partir do pistão 27.

[0024] Uma linha de fluido hidráulico de curso ascendente ou de levantamento 31 se estende para baixo a partir do conjunto de cabeça de poço através do ânulo entre a tubulação externa e interna 13, 15 e as seções intermediárias de cilindro 19b em uma porta 31a. A porta 31a está abaixo do pistão intermediário 27 quando o êmbolo 21 está em sua posição mais baixa. Uma linha de fluido hidráulico de curso descendente ou de retração 33 se estende para baixo a partir do conjunto de cabeça de poço através do ânulo entre a tubulação externa e interna 13, 15 e a seção intermediária de compartimento 19b em uma porta 33a. A porta 33a está acima do pistão intermediário 27 quando o êmbolo 21 está em sua posição mais alta. A Figura 1 mostra o êmbolo 21 acima de sua posição mais baixa e no processo de se mover para cima em um curso de levantamento.

[0025] A pressão de fluido hidráulica é alternadamente fornecida à linha de curso de levantamento 31 e à linha de curso de retração 33. A pressão de fluido hidráulica aplicada à linha de curso de levantamento 31 enquanto alivia a pressão na linha de curso de retração 33 aplicará pressão de fluido a uma câmara de levantamento ou inferior 34 na seção intermediária de compartimento 19b abaixo do pistão 27. À diferença na área de pressão menor da porção de êmbolo inferior 29 e na área de pressão maior do pistão 27 cria uma força ascendente sobre o êmbolo 21, fazendo com que o mesmo se mova para cima. A diferença nas áreas de pressão é determinada pela diferença entre o diâmetro interno 20b da seção intermediária de compartimento 19b e o diâmetro interno 20c que abriga a seção inferior 19c.

[0026] De modo similar, a pressão de fluido hidráulica aplicada à linha de curso de retração 33 enquanto alivia a pressão na linha de curso de levantamento 31 aplicará pressão a uma câmara de retração ou superior 36 acima do pistão 27. À diferença na área de pressão menor da porção de êmbolo superior 25 e na área de pressão maior do pistão 27 cria uma força descendente sobre o êmbolo 21, fazendo com que o mesmo se mova para baixo. A diferença nas áreas de pressão é causada pela diferença entre o diâmetro interno 20b da seção intermediária de compartimento 19b e o diâmetro interno 20a da seção superior de compartimento 19a.

[0027] Uma válvula móvel 35 é montada na extremidade superior do êmbolo 21 e reciproca em uníssono com o êmbolo 21. A válvula móvel 35 é uma válvula retentora de um tipo que é usado com bombas de poço reciprocantes convencionais. Esses recursos incluem um rolamento 37 dentro de uma gaiola 40 e transportado em um assento 39. Quando assentada, o rolamento 37 bloqueia o fluido de poço previamente bombeado para cima da tubulação interna 15 de fluir para baixo e para dentro do orifício de êmbolo 23. O rolamento 37 será assentado durante um curso ascendente, levantando uma coluna de fluido de poço na tubulação interna 15. O fluido de poço que flui para cima através do orifício de êmbolo 23 durante um curso descendente levanta o rolamento 37 do assento 39, permitindo que o fluido de poço flua para dentro da tubulação interna 15.

[0028] A porção inferior de compartimento 19c inclui uma porção de tubo inferior ou terminal 41. O tubo terminal 41 contém uma válvula estacionária 43 que não se move em uníssono com o êmbolo 21. A válvula estacionária 43 também é uma válvula retentora de elementos convencionais, incluindo um rolamento 45 que repousa sobre um assento 47 durante o curso descendente do êmbolo 21. Quando assentado, o rolamento 45 bloqueia um fluxo descendente do fluido de poço no orifício de êmbolo 23. Durante o curso ascendente, o rolamento 45 é levantado, admitindo fluido de poço no orifício de êmbolo 23.

[0029] Nesse exemplo, uma válvula de segurança opcional 49 prende a extremidade inferior do tubo terminal 41. Uma linha de fluido hidráulico 51 se estende para baixo a partir do conjunto de cabeça de poço no ânulo entre a tubulação interna e a tubulação externa 13 até a válvula de segurança 49. A pressão hidráulica fornecida à linha de fluido da válvula de segurança 51 mantém a válvula de segurança 51 aberta, permitindo que o fluido de poço flua para cima até a válvula estacionária 43. Se a pressão for perdida devido a danos ao conjunto de cabeça de poço, uma mola na válvula de segurança 49 faz com que o mesmo se feche.

[0030] Um obturador 53 veda o ânulo entre o tubo terminal de cilindro 41 e o diâmetro interno da tubulação externa 13. O obturador 53 pode ter uma variedade de designs. Por exemplo, o obturador 53 poderia ser executado juntamente com a bomba de fundo de poço 17 e, em seguida, ajustado. Uma maneira de definir o obturador 53 seria por pressão de fluido hidráulica e, uma vez definida, a pressão de fluido hidráulica poderia ser aliviada. Por exemplo, uma linha de ajuste de obturador (não mostrada) poderia se estender a partir de uma das linhas de curso de êmbolo 31, 33 até o obturador 53 para fazer com que o obturador 53 se ajuste mediante o fornecimento de uma pressão de ajuste através de uma das linhas de curso de êmbolo 31, 33 antes do funcionamento do êmbolo 21.

[0031] Com referência à Figura 2, uma bomba de superfície hidráulica 55 adjacente ao conjunto de cabeça de poço fornecerá alternadamente pressão de fluido hidráulica às linhas de fluido de curso de levantamento e de curso de retração 31, 33. Várias bombas hidráulicas e disposições de circuitos são exequíveis. Nessa modalidade, a bomba hidráulica 55 é um tipo de velocidade variável que tem uma linha de saída 57 e uma linha de entrada 58 com um filtro 59. A linha de entrada 58 leva a um tanque 61. Uma válvula de alívio de pressão 63 limita a pressão na linha de saída 57 e uma válvula retentora 65 impede o refluxo na linha de saída 57. Um acumulador 67 se conecta à linha de saída 57 a montante da válvula retentora 65.

[0032] Uma válvula de controle direcional 69 comuta a pressão na linha de saída 57 entre a linha de fluido de curso de levantamento 31 e a linha de fluido de curso de retração 33. A válvula de controle direcional 69 tem uma posição ou modo 69a que direciona a pressão de fluido hidráulica a partir da bomba de superfície 55 para a linha de curso de retração 33, que aplica pressão à câmara de retração 36, empurrando o êmbolo 21 para baixo. No primeiro modo 69a, a válvula de controle direcional 69 alivia a pressão hidrostática na linha de curso de levantamento 31 e na câmara de levantamento 34 direcionando-se o fluido para dentro do tanque 61. A válvula de controle direcional 69 tem um segundo modo 69b que direciona a pressão de fluido hidráulica da bomba de superfície 55 para a linha de fluido de curso de levantamento 31, que aplica pressão à câmara de levantamento 34, empurrando o êmbolo 21 para cima. No segundo modo 69b, a válvula de controle direcional 69 também alivia a pressão hidrostática na linha de retração 33 e na câmara de retração 36 direcionando-se o fluido para dentro do tanque 61. Um sensor de pressão (não mostrado) na linha de saída 57 leva a válvula de controle direcional 69 a fazer com que a mesma comute do primeiro modo 69a para o segundo modo 69b.

[0033] A válvula de controle direcional 69 opcionalmente pode ter um terceiro modo 69c que direciona a pressão de fluido hidráulica da bomba de superfície 55 para o tanque 61 e que fecha as extremidades superiores das linhas 31, 33, o que faz com que a bomba de fundo de poço 17 cesse a operação. O sistema hidráulico para acionar a bomba de fundo de poço 17 pode ter componentes convencionais para condicionar o fluido hidráulico durante o funcionamento. Esses componentes podem incluir um filtro 73 que leva a uma bomba de circulação 71 que extrai fluido hidráulico do tanque 61 e faz o fluido circular através de um trocador de calor 75 a fim de resfriar o fluido.

[0034] Durante o funcionamento, a pressão de fluido hidráulica aplicada à linha de levantamento 31 e à câmara de levantamento 34 faz com que o êmbolo 21 se mova para cima, empurrando o fluido de poço para cima da tubulação interna 15. Na extremidade superior do curso de levantamento, a válvula de controle direcional 69 comuta a pressão de fluido hidráulica para retrair a linha 33 e retrair a câmara 36, empurrando o êmbolo 21 para baixo e admitindo o fluido de poço para dentro do orifício 23. As porções de êmbolo superior e inferior 25, 29 isolam o fluido hidráulico do contato com o fluido de poço. O controle sobre o curso de retração não depende do peso do fluido de poço na tubulação interna 15. Qualquer gás que flui a partir do poço não faria com que, no fundo do poço, a bomba de fundo de poço 17 travasse a gás.

[0035] As Figuras 3 a 6 ilustram uma bomba de fundo de poço 77 que é uma versão mais refinada da bomba de fundo de poço 17 (Figura 1). A bomba de fundo de poço 77 opera da mesma maneira que a bomba de fundo de poço 17. A bomba de fundo de poço 17 tem um compartimento 79 com uma porção superior 79a, uma porção intermediária 79b e uma porção inferior 79c. A porção intermediária 79b tem um diâmetro interno maior que as porções superior e inferior 79a, 79c. Nessa modalidade, as porções 79a, 79b e 79c são membros tubulares separados presos um ao outro. Um adaptador superior 81 une a porção superior de compartimento 79a à porção intermediária de compartimento 79b. Um adaptador inferior 83 une a porção intermediária de compartimento 79b à porção inferior de compartimento 79c. As junções dos adaptadores 81, 83 ao compartimento 79 podem ser feitas por conexões rosqueadas ou outras técnicas.

[0036] Como na primeira modalidade, a pressão de fluido hidráulica movimenta um êmbolo 85 entre um curso de levantamento para cima e um curso de retração para baixo. O êmbolo 85 tem uma porção superior 85a que desliza de maneira vedante no orifício da porção superior de compartimento 79a. O êmbolo 85 tem uma porção intermediária 85b que desliza de maneira vedante no orifício da porção intermediária de compartimento 79b. O êmbolo 85 tem uma porção inferior 85c que desliza de maneira vedante no orifício da porção inferior de compartimento 79c.

[0037] Uma válvula estacionária 87 em comunicação fluida com o fluido de poço é montada dentro do orifício da porção inferior de compartimento 79c abaixo do êmbolo 85. Uma válvula móvel 89 é montada na extremidade superior do orifício 91 do êmbolo 85.

[0038] Com referência à Figura 4, neste exemplo, o adaptador inferior 83 tem um orifício 93 com roscas internas 95 presas a roscas externas na porção inferior de compartimento 79c, mas essa disposição poderia ser revertida. O orifício de adaptador inferior 93 é excêntrico em relação ao diâmetro externo 96 do adaptador inferior 83, que também é cilíndrico. O eixo geométrico do diâmetro externo 96 é deslocado em relação ao eixo geométrico do orifício de adaptador inferior 93. Como resultado, uma porção de diâmetro externo 96 do adaptador inferior 83 se projeta para fora a partir da parte externa da porção inferior de compartimento 79c mais distante do que a porção no lado oposto. O adaptador inferior 83 tem roscas externas 97 que se prendem a roscas internas na porção intermediária de compartimento 79b, mas essa disposição poderia ser invertida.

[0039] A porção de êmbolo inferior 85c desliza e se move através do orifício de adaptador inferior 93. Uma extremidade superior 101 do adaptador inferior 83 está situada internamente dentro do orifício da porção de compartimento intermediária 79b. Um mancal 103 se encaixa em uma reentrância anular no orifício de adaptador inferior 93 em engate deslizante com a porção inferior de êmbolo 85c.

[0040] O adaptador inferior 83 tem um ressalto externo voltado para cima 107 que se estende para fora a partir da parte externa da porção intermediária de compartimento 79b. Devido à excentricidade do adaptador inferior 83, o ressalto 107 tem uma largura maior em um lado do que em um lado oposto. Uma porta de curso de levantamento 109 se estende através do adaptador inferior 83 desde a parte externa até o orifício da porção intermediária de compartimento 79a. A porta de curso de levantamento 109 tem uma porção externa 109a que se estende para baixo a partir do ressalto do adaptador inferior 107 e para dentro do adaptador inferior 83. À porta de curso de levantamento 109 tem uma porção lateral 109b que se estende radialmente para dentro a partir da porção externa 109a. A porta de curso de levantamento 109 tem uma porção interna 109c que se estende para cima a partir da porção lateral 109b até a extremidade superior do adaptador inferior 101.

[0041] Uma linha de fluido de curso de levantamento 111 se estende ao longo da porção superior de compartimento 79a e da porção intermediária 79b para dentro da porção externa da porta de curso de levantamento 109a. A extremidade inferior da linha de fluido de curso de levantamento 111 pode ser unida à porção externa da porta de curso de levantamento 109a do adaptador inferior 83 por várias disposições. Por exemplo, um tubo de encaixe por encolhimento (não mostrado) poderia circundar uma porção inferior da linha de fluido de curso de levantamento 111 e unir de maneira vedante a porção externa da porta de curso de levantamento 109a. Devido à excentricidade do ressalto superior de adaptador 107, nenhuma porção da linha de fluido de curso de levantamento 111 estará mais distante do eixo geométrico 113 do compartimento 79 do que o diâmetro externo 96 do adaptador inferior 83. Além disso, o eixo geométrico longitudinal da linha de fluido de curso de levantamento 111 será paralelo ao eixo geométrico do compartimento 113. O adaptador inferior 83 fornece um diâmetro geral pequeno para a bomba de fundo de poço 77, incluindo a linha de fluido de curso de levantamento 111. O diâmetro externo geral pequeno facilita a instalação da bomba de fundo de poço 77 em um conduto de poço.

[0042] Com referência à Figura 6, o adaptador superior 81 pode ter a mesma configuração que o adaptador inferior 83, exceto por uma fenda ou reentrância 117 através da qual a linha de fluido de curso de levantamento 111 passa. A linha de fluido de curso de retração 115 une a porta de fluido de retração no adaptador superior 81 e se estende para cima a partir do adaptador superior 81 ao longo da porção superior de compartimento 79a da mesma maneira que a linha de fluido de curso de levantamento 111. A linha de fluido de curso de retração 115 é circunferencialmente deslocada em relação à linha de fluido de curso de levantamento 111.

[0043] A presente revelação aqui descrita, portanto, é bem adaptada para executar os objetivos e atingir os fins e vantagens mencionados, bem como outros que lhes são inerentes. Embora uma modalidade da revelação tenha sido apresentada para os propósitos da revelação, há várias alterações nos detalhes dos procedimentos para a realização dos resultados desejados. Essas e outras modificações similares serão prontamente sugeridas aos versados na técnica, e são destinadas a serem abrangidas dentro do escopo das reivindicações em anexo.

[0044] Por exemplo, se for desejado, uma âncora de gás poderia ser montada abaixo da válvula de segurança 49 para separar gás por gravidade e direcionar o gás separado através de uma porta no obturador 53 para o ânulo entre os tubos externo e interno 13, 15. Outra modificação seria bombear o fluido de poço até o ânulo entre as tubulações externa e interna 13, 15 em vez de dentro da tubulação interna 15. Nesse caso, a tubulação interna 15 poderia ter aberturas acima da válvula móvel 35 para fazer com que o fluxo ascendente através da válvula móvel 35 flua para dentro do ânulo entre a tubulação externa 13 e a tubulação interna 15. Se apenas uma tubulação externa 13 for utilizada e não uma tubulação interna 15, a bomba de fundo de poço 17 poderia ser presa à extremidade inferior da tubulação externa 13 e às linhas hidráulicas 31, 33 situadas no lado externo da tubulação externa 13.

[0045] Além disso, uma das linhas de fluido hidráulico 31, 33 poderia ser omitida, com pressão de fluido hidráulica fornecida tanto para a câmara de levantamento 34 quanto para a câmara de retração 36 bombeando-se o fluido hidráulico para baixo em direção ao ânulo entre as tubulações externa e interna 13, 15. Outra alternativa seria tornar as porções de êmbolo 21 recuperáveis do compartimento 19 para reparo ou substituição.

[0046] Além disso, a porção de bombeamento de fluido de poço poderia ser separada da porção de acionamento hidráulica. Por exemplo, uma bomba reciprocante geralmente convencional poderia estar situada acima da porção de acionamento hidráulica, que inclui o êmbolo 21 e o compartimento 19. O compartimento 19 poderia se estender para cima para alojar também a válvula estacionária e um êmbolo da bomba separado que é movimentado pelo êmbolo da porção de acionamento hidráulica. A válvula móvel seria montada no êmbolo da bomba. O êmbolo da porção de acionamento hidráulica não precisaria de um orifício. O fluido de poço desviaria da porção de acionamento hidráulica e fluiria para uma entrada na porção do compartimento que serve como a bomba para fluidos de poço.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para bombear fluido de poço a partir de um poço, o qual compreende: um compartimento (19) para prender a uma coluna de tubulação (13); um êmbolo (21) transportado reciprocamente no compartimento entre um curso de levantamento e um curso de retração; uma entrada de fluido de poço (45) no compartimento; uma válvula estacionária (43) no compartimento para admitir fluido de poço do poço através da entrada de fluido de poço para dentro do compartimento durante o curso de levantamento do êmbolo; uma descarga de fluido de poço (15) no compartimento; e uma válvula móvel (35) que se move em uníssono com o êmbolo para descarregar o fluido de poço do compartimento para fora, sendo que o fluido de poço descarrega para dentro da coluna de tubulação durante o curso de levantamento do êmbolo; caracterizado por: o compartimento ter um orifício de compartimento com uma seção superior (20a), uma seção inferior (20c) e uma seção intermediária (20b) entre as seções superior e inferior, sendo que a seção intermediária tem um diâmetro interno maior que os diâmetros internos das seções superior e inferior; o êmbolo ter uma porção de êmbolo superior (25) em encaixe vedante deslizante com a seção superior do orifício de compartimento, sendo que o êmbolo tem uma porção de êmbolo inferior (29) em encaixe vedante deslizante com a seção inferior do orifício de compartimento; um pistão (27) sobre o êmbolo que se move em uníssono com o êmbolo e está em encaixe vedante deslizante com a seção intermediária do orifício de compartimento; uma porta de curso de levantamento (31a) no compartimento que leva à seção intermediária do orifício de compartimento abaixo do pistão;

uma porta de curso de retração (33a) no compartimento que leva à seção intermediária do compartimento acima do pistão; e um conjunto de bomba hidráulica (55) para posicionamento adjacente a uma cabeça de poço do poço e em comunicação fluida com a porta de curso de levantamento e a porta de curso de retração, sendo que o conjunto de bomba hidráulica tem um meio (69) para fornecer alternadamente pressão de fluido hidráulica à porta de fluido de levantamento para fazer com que o êmbolo se mova para cima e para fornecer pressão de fluido hidráulica à porta de fluido de retração para empurrar o êmbolo para baixo.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: uma linha de fluido de curso de retração (33) que leva da porta de curso de retração até o conjunto de bomba hidráulica.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: uma linha de fluido de curso de levantamento (31) que leva da porta de curso de levantamento até o conjunto de bomba hidráulica.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: uma linha de fluido de curso de retração que leva da porta de curso de retração até o conjunto de bomba hidráulica; uma linha de fluido de curso de levantamento que leva da porta de curso de levantamento até o conjunto de bomba hidráulica; e sendo que o meio para fornecer alternadamente pressão de fluido hidráulica compreende: uma válvula de controle direcional (69) conectada entre a linha de fluido de curso de retração e a linha de fluido de curso de levantamento que comuta alternadamente a pressão de fluido hidráulica entre a linha de fluido de curso de levantamento e a linha de fluido de curso de retração.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio para fornecer alternadamente fluido hidráulico compreender:

uma válvula de controle direcional que comuta alternadamente a pressão de fluido hidráulica entre a porta de curso de levantamento e a porta de curso de retração.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: um adaptador inferior (83) que é preso a uma parte do compartimento (79), e forma uma parte do mesmo, sendo que o adaptador inferior tem um ressalto voltado para cima (107) que se estende para fora a partir de uma parte externa do compartimento; sendo que a porta de curso de levantamento (109) tem uma porção externa (109a) que se estende para baixo a partir do ressalto voltado para cima e para dentro do adaptador inferior; e uma linha de curso de levantamento (111) em comunicação fluida com o conjunto de bomba hidráulica e que se estende ao longo do compartimento e para dentro da porta de curso de levantamento, sendo que a linha de curso de levantamento é paralela a um eixo geométrico (113) do compartimento.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender adicionalmente: um adaptador superior (81) preso a uma parte do compartimento, e que forma uma parte do mesmo, sendo que o adaptador superior está acima do adaptador inferior e tem um ressalto voltado para cima que se estende para fora a partir da parte externa do compartimento; a porta de curso de retração que tem uma porção externa que se estende para baixo a partir do ressalto voltado para cima do adaptador superior para dentro do adaptador superior; uma linha de curso de retração (115) em comunicação fluida com o conjunto de bomba hidráulica e que se estende ao longo do compartimento para dentro da porta de curso de retração, sendo que a linha de curso de retração é paralela ao eixo geométrico do compartimento.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por: o adaptador inferior ter um orifício (93) que é coaxial ao eixo geométrico do compartimento; e o adaptador inferior ter um diâmetro externo (96) que é excêntrico em relação ao eixo geométrico do compartimento.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: um orifício de êmbolo (23) que se estende através do êmbolo; sendo que a válvula móvel é montada no orifício de êmbolo; e o orifício de êmbolo está em comunicação fluida com a válvula estacionária para receber fluido de poço a partir da entrada de fluido de poço.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o diâmetro interno da seção inferior do orifício de compartimento ser ao menos igual ao diâmetro interno da seção superior do orifício de compartimento.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a válvula estacionária ser montada na seção inferior do orifício de compartimento.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: o compartimento ter uma porção inferior (79c) que contém a seção inferior do orifício de compartimento, uma porção superior (79a) que contém a seção superior do orifício de compartimento e uma porção intermediária (79b) que contém a seção intermediária do orifício de compartimento, sendo que o aparelho compreende adicionalmente: um adaptador inferior (83) conectado entre a porção inferior e a porção intermediária de compartimento, sendo que o adaptador inferior tem um orifício de adaptador (93) através do qual a porção inferior do êmbolo passa; uma porção externa (96) do adaptador inferior se estender lateralmente para fora a partir da porção inferior de compartimento em relação a um eixo geométrico longitudinal (113) do compartimento; e sendo que a porta de curso de levantamento (109) se estende através da porção externa do adaptador inferior até a seção inferior do orifício de compartimento.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por: a porção externa do adaptador inferior ter um ressalto voltado para cima (107); a porta de curso de levantamento ter uma porção externa (109a) que se estende para baixo a partir do ressalto e para dentro do adaptador inferior; a linha de fluido de curso de levantamento (111) ter uma extremidade inferior que se estende para dentro da porção externa da porta de curso de levantamento; e sendo que a linha de fluido de curso de levantamento se estende ao longo das porções intermediária e superior do compartimento paralelas ao eixo geométrico.

14. Método de bombeamento de fluido de poço a partir de um poço com um acionamento hidráulico de fundo de poço (17), o qual compreende: um compartimento (19) suspenso na tubulação de produção (13) no poço; um êmbolo (21) transportado reciprocamente no compartimento entre um curso de levantamento e um curso de retração; uma válvula estacionária (43) no compartimento em comunicação fluida com o fluido de poço no poço; e uma válvula móvel (35) que se move em uníssono com o êmbolo e está em comunicação fluida com a tubulação de produção; caracterizado por: o compartimento ter um orifício de compartimento com uma seção superior (20a), uma seção inferior (20c) e uma seção intermediária (20b) entre as seções superior e inferior, sendo que a seção intermediária tem um diâmetro interno maior que os diâmetros internos das seções superior e inferior; o êmbolo ter uma porção de êmbolo superior (25) em encaixe vedante deslizante com a seção superior do orifício de compartimento, sendo que o êmbolo tem uma porção de êmbolo inferior (29) em encaixe vedante deslizante com a seção inferior do orifício de compartimento; e um pistão (27) sobre o êmbolo que se move em uníssono com o êmbolo e está em encaixe vedante deslizante com a seção intermediária do orifício de compartimento; sendo que o método compreende: fornecer pressão de fluido hidráulica à seção intermediária do orifício de compartimento abaixo do pistão para fazer com que o êmbolo se mova para cima no curso de levantamento; abrir a válvula estacionária e fechar a válvula móvel para levantar uma coluna de fluido na tubulação de produção durante o curso de levantamento; fornecer, em seguida, pressão de fluido hidráulica à seção intermediária do orifício de compartimento acima do pistão para empurrar o êmbolo para baixo no curso de retração; e fechar a válvula estacionária e abrir a válvula móvel durante o curso de retração.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por: o êmbolo ter um orifício de êmbolo (23) que se estende através do mesmo; a válvula móvel ser montada no orifício de êmbolo; e a válvula estacionária estar situada abaixo da porção de êmbolo inferior; e sendo que o método compreende adicionalmente: fluir o fluido de poço através da válvula estacionária para dentro do orifício de êmbolo durante o curso de levantamento; e bloquear o fluido de poço de fluir para baixo para fora do orifício de êmbolo e através da válvula estacionária durante o curso de retração.