CN103688017A - 绕编织电缆的密封 - Google Patents

Abstract

一种将井下工具设置到井眼（5）中的方法，包括：将电缆（130）下降到井眼中；在下降电缆之后，将模型（200）与电缆的外表面接合；将密封剂（250）注入到模型中和电缆的铠装（138i、o）中，由此密封电缆的部分（150）；通过使用电缆将井下工具下降至设置深度；将密封件与电缆的密封部分接合；并且通过使用电缆操作井下工具。

Description

绕编织电缆的密封

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月19日提交的美国临时专利申请No.61/487,945（代理人案号No.ZEIT/0006USL）的优先权，上述申请的全部内容通过参引的方式并入本文。

技术领域

本发明的实施方式总体涉及一种绕编织电缆的密封。

背景技术

在石油和天然气工业中，术语测井电缆（wireline）通常认为是这样的电缆，所述电缆由油气井的操作者用来将诸如测井传感器之类的井下工具下降到井眼中以用于较好的介入和储集层评估。测井电缆可以是编织管路并且可以容纳向位于测井电缆的端部处的设备提供动力的绝缘线的内芯，并且测井电缆提供在表面与在测井电缆的端部处的设备之间的通信的电遥测技术的路径。测井电缆位于表面上，且绕绞盘的大直径（例如3-10英寸直径）线轴缠绕。绞盘可以是便携式的（例如在卡车的后面上的）或者是钻探设备的半永久的部分。绞盘可以包括能够操作使线轴旋转的电动机和传动系，由此将工具上升出井和下降入井中。

在测井电缆操作过程中也可以使用压力控制头来控制井眼引起的压力。但是，编织电缆存在问题，因为压力可能在编织的多个绳索之间和之下连通。为此，压力控制头包括润滑剂喷射器来将浓稠的润滑剂注入到与填料函结合的电缆中和电缆周围来对电缆的外表面密封，同时允许测井电缆滑动通过。但是，如果需要绕编织电缆的更多个半永久性的固定密封件（例如，在电缆悬浮电潜泵（ESP）***的设置中），连续的润滑剂注入可能是不便的。

发明内容

本发明的实施方式总体涉及一种绕编织电缆的密封。在一个实施方式中，将井下工具设置到井眼中的方法包括：将电缆下降到井眼中；在下降电缆之后，将模型与电缆的外表面接合；将密封剂注入到模型中和电缆的铠装中，由此密封电缆的一部分；使用电缆将井下工具下降至设置深度；将密封件与电缆的密封部分接合；并且使用电缆操作井下工具。

在另一实施方式中，用于设置和操作井下工具的电缆包括：一个或者更多个电导体，一个或者更多个电导体延伸电缆的长度；衬套，衬套绕每个导体布置并且延伸电缆长度；一层或者更多层绕衬套布置的铠装；密封剂，密封剂灌注铠装中并且仅延伸电缆长度的一部分。电缆长度大于或者等于五百英尺。密封部分的长度小于或者等于电缆长度的十分之一。

附图说明

为了能够详细地理解本发明的上述特征，可以参照实施方式对上文简要概括的本发明进行更具体的描述，一些实施方式在附图中示出。但是，应当注意，附图仅示出了本发明的典型的实施方式并且因此无意于限制本发明的范围，本发明可以提供其它等效的实施方式。

图1A-1C示出了根据本发明的一个实施方式的电潜泵（ESP）设置到井眼中。图1A示出了朝向采油树（production tree）下降的ESP和填料函。图1B示出了绕电缆的模型的安装。图1C示出了被设置和操作的ESP。

图2A-2D示出了用密封剂模制电缆的部分。图2A示出了电缆。图2B示出了绕电缆组装的模型。图2C示出了密封剂注入到模型中。图2D示出了注有密封剂的电缆的部分。

图3A-3C示出了根据本发明的另一实施方式的ESP设置到井眼中。图3A示出了连接至防喷器/封井器（BOP）的模型。图3B示出了朝向树下降的ESP和填料函。图3C示出了被设置和操作的ESP。

图4A-4D示出了用密封剂浇注的电缆的一部分。图4A为图3A的部分的放大图，示出了延伸通过模型的电缆。图4B示出了与电缆接合的模型的密封件。图4C示出了密封剂注入到模型中。图4D示出了被密封剂灌注的电缆的一部分。

具体实施方式

图1A-1C示出了根据本发明的一个实施方式的电潜泵（ESP）105设置到井眼5中。图1A示出了朝向采油树50下降的ESP105和填料函115。ESP105可以是人工提升***（ALS）100的一部分。ALS100可以包括ESP105、防喷器（BOP）110或者BOP组（仅示出了一个BOP）、填料函115、以及发射和回收***（LARS）120。

井眼5已经从地表面1s钻到含烃（即原油和/或天然气）的储集层25。一系列套筒10c已经行进至井眼5中，从井口15悬挂，并且将水泥（未示出）设定到其中。套筒10c已经打孔30以提供在储集层25与套筒10c的孔之间的流体连通。一系列生产管道10p从井口15向储集层25延伸以将产品流体35（图1C）从储集层25向表面1s运输。填装器12已经设定在生产管道10p与套筒10c之间以将形成在生产管道与套筒之间的环形空间10a与产品流体35隔离开。

采油树（又叫做采油树）50可以安装在井眼15上。采油树50可以包括主阀51、T形物52、抽汲阀53、盖（未示出）、以及生产阻气门55。来自储集层25的产品流体35可以进入生产管道10p的孔，穿过管道孔行进到表面1s。产品流体可以连续通过主阀51、T形物52、并且通过阻气门55到流动管道（未示出）。产品流体35可以连续通过出油管到表面分割、处理、以及存储设备（未示出）。储集层25可能由于损耗或压井液而贫瘠，或者储集层可能继续使用并且由地下安全阀（未示出）隔离开，由此消除对于润滑剂（未示出）的需要。可替代地，井眼5可以继续使用并且可以采用润滑剂以将ESP下降到井眼中。

为了准备将ESP105***到井眼5中，一个或者更多个卡车（未示出）可以将ALS***100运送至井场。LARS120可以包括控制室121、绞盘124、吊杆125、发电机122、控制器123、以及滑动架126，绞盘124具有绕其缠绕的电缆130。发电机122可以是柴油机提供动力的并且提供交流（AC）电源。LARS控制器123可以包括变压器（未示出），变压器用于将来自发电机122的AC电源信号从低电压信号跨至中等电压信号。低电压信号可以小于或者等于一千伏（kV）并且中等电压信号可以大于一kV，例如三至十kV。LARS控制器123还可以包括整流器，整流器用于将中等电压AC信号转换成用于通过电缆130传输至井下的中等电压直流（DC）电源信号。LARS控制器123可以通过导线和诸如电刷或者滑动环的电联接器（未示出）与电缆130电连通，以允许通过电缆的电源输送，同时绞盘124缠绕并且展开电缆130。LARS控制器123还可以包括数据调制解调器（未示出）和多路复用器（未示出）以用DC电源信号从/向井下控制器调制并且多路复用数据信号。绞盘124可以包括电动电机或者液压电动机（未示出）和鼓，鼓可由电动机旋转以缠绕或者展开电缆130。

ESP105可以包括电动机101，电源转换模块（PCM）102、密封部分103、泵104、隔离装置106、电缆接头107、以及扁平电缆108。每个ESP部件的壳体可以例如通过凸缘或者螺纹连接而纵向地和旋转地连接。电缆接头107可以包括电缆紧固件（未示出），例如滑动部或者夹具，以将ESP纵向连接至电缆130。由于电源信号可以是DC，电缆130可以仅包括共轴布置的两个导体（下文中将更具体地描述）。

电缆130可以通过可剪切连接（未示出）纵向联接至电缆接头107。电缆130可以非常坚固使得在设置重量与电缆的强度之间存在差额。例如，如果设置重量是一万磅，可剪切的连接可以设定成在一万五千磅处失效并且电缆可以设定为两万磅。电缆接头107还可以包括鱼颈/捞颈（fishneck）使得如果ESP105例如由隔离装置106的阻塞或者沙子的积累而阻挡在井眼5中，电缆130可以通过操作可剪切连接从其余部件释放出来并且打捞工具（未示出）例如捞筒（overshot）可以被设置以用于收回ESP105。

电缆接头107还可以包括延伸穿过电缆接头107和穿过隔离装置106的导线（未示出）。导线可以提供在电缆130的导体与扁平电缆108的导体之间的电连通。扁平电缆108可以沿泵104和密封部分102延伸至PCM102。扁平电缆108可以具有下轮廓以考虑在部件103、104与生产管道10p之间的有限的环形间隔。由于扁平电缆108可以传导DC信号，扁平电缆可以仅需要两个导体（未示出）并且可以仅需要支承其自身重量。扁平电缆108可以由金属或者合金铠装。

电动机101可以是感应电动机、开关磁阻电动机（SRM）或者永磁体电动机，例如无刷DC电动机（BLDC）。电动机101可以由绝缘导热液体润滑剂例如电动机润滑油填充。电动机101可以通过与产品流体35热连通而进行冷却。电动机101可以包括用于支承传动轴（未示出）的止推轴承（未示出）。在操作中，电动机101可以使传动轴旋转，由此驱动泵104的泵轴（未示出）。传动轴可以直接连接至泵轴（没有变速箱）。

感应电动机可以是两极、三相、鼠笼式感应型并且可以以六十Hz在三千五百rpm的额定速度下运转。SRM电动机可以包括由磁性材料制成的多叶状转子和多叶状定子。定子的每个叶片可以被缠绕并且相对的叶片可以串联地连接以限定每个相。例如，SRM电动机可以是三相（六定子叶片）并且包括四叶状转子。BLDC电动机可以是两极和三相。BLDC电动机可以包括具有三相绕组的定子、永磁转子、以及转子位置传感器。永磁转子可以由一个或者更多个稀土、陶瓷、或者陶瓷磁体制成。转子位置传感器可以是霍尔效应传感器、旋转编码器、或者无传感器（即，通过电动机控制器无驱动线圈中的反电动势的测量）。

PCM102可以包括电源供应、电动机控制器（未示出）、调制解调器（未示出）、以及多路分配器（未示出）。电源供应可以包括一个或者更多个DC/DC转换器，每个转换器包括逆变器、变压器、以及整流器，从而将DC电源信号转换成AC电源信号并且将电压从中等电压减小至低电压。每个转换器可以是如专利合作条约（PCT）公报WO2008/148613中描述和示出的单相有源电桥电路，该文献的全部内容通过参引的方式并入本文。电源供应可以包括串联的多个DC/DC转换器以将DC电压从中等电压逐渐地减小至低电压。对于SRM和BLDC电动机，低电压DC信号可以随后供应至电动机控制器。对于感应电动机，电源供应还可以包括三相逆变器，其用于从DC/DC转换器接收低电压DC电源信号并且将三相低电压AC电源信号输出至电动机控制器。

对于感应电动机，电动机控制器可以是用于在额定速度下的电动机的简单控制的交换机（即逻辑电路）或者用于电动机的复杂控制的变速驱动（VSD）。VSD控制器可以包括用于改变电动机速度以实现对于给定状态的最佳值的微处理器。VSD还可以逐渐地或者温和地启动电动机，由此减小在轴上的启动应变和电源供应，并且将不利于井的条件的影响降至最低。

对于SRM或者BLDC电动机，电动机控制器可以从电源供应接收低电压DC电源信号并且继续转换电动机的相，由此供应输出信号以驱动电动机的相。输出信号可以是台阶状、梯形状、或者正弦曲线状。BLDC电动机控制器可以与转子位置传感器通信并且包括用于复杂控制（即变速驱动和/或软启动能力）的一些晶体管或者半导体闸流管和断路器驱动。SRM电动机控制器可以包括用于简单控制（即预定速度）的逻辑电路或者用于复杂控制（即变速驱动和/或软启动能力）的微处理器。SRM电动机控制器可以使用单极或者双极的一相或者两相励磁，并且通过控制转换频率来控制电动机的速度。SRM电动机控制器可以包括不对称电桥或者半电桥。

调制解调器和多路分配器可以多路分配来自DC电源信号的数据信号，解调信号，并且将数据信号输送至电动机控制器。电动机控制器可以与贯穿ESP105分布的一个或者更多个传感器（未示出）数据通信。压力和温度（PT）传感器可以与进入泵104的进口的储集层流体35流体连通。油气比（GOR）传感器也可以与进入泵进口的储集层流体35流体连通。第二PT传感器可以与从泵104的出口排出的储集层流体35流体连通。温度传感器（或者PT传感器）可以与润滑剂流体连通以确保电动机101和PCM102充分进行冷却。多个温度传感器也可以包含在用于监测和记录不同电子部件的温度的PCM102中。电压表和电流（VAMP）传感器可以与电缆130电连通以监视来自电缆的电源损失。第二VAMP传感器可以与电源供应输出电连通以监视电源供应的性能。另外，一个或者更多个振动传感器可以监示电动机101、泵104、和/或密封部分103的操作。流量计可以与泵出口流体连通以监示泵104的流速。通过使用来自传感器的数据，电动机控制器可以监示不利条件，例如停泵、气封、或者异常动力性能并且在泵104和/或电动机101损坏发生之前采取补救措施。

密封部分103可以通过使润滑剂压力与储集层流体35的压力相等来使通过泵104泵送的储集层流体35与电动机101中的润滑剂隔离。密封部分103可以将传动轴旋转地连接至泵轴。密封部分103可以容置能够支承来自泵104的推力载荷的止推轴承。密封部分103可以是积极型（positive type）或者迷宫型。积极型可以包括弹性、流体阻隔袋以允许在操作过程中的电动机润滑剂的热膨胀。迷宫型可以包括在润滑剂室与储集层流体室之间延伸的管道路径，该管道路径提供在所述室之间的受限制的流体连通。

根据产品流体35的GOR，泵进口可以是标准型、静态气体分离器型、或者旋转气体分离器型。标准型进口可以包括允许储集层流体35进入泵104的低阶段或者第一阶段的多个口。标准进口可以包括从储集层流体35过滤微粒的屏。静态气体分离器型可以包括反向流动路径以将储集层流体35的气相部分与储集层流体35的液相部分分开。

隔离装置106可以包括填装器、锚定部、以及致动器。致动器可以通过电缆130的连接而机械地操作，通过来自电缆的电能电操作，或者通过来自泵104的排出压力液压地操作。填装器可以由聚合物，例如热塑塑料、弹性体、或者共聚物，例如橡胶、聚亚安酯、或者PTFE（聚四氟乙烯）制成。隔离装置106可以具有形成通过隔离装置106并与泵出口流体连通的孔，并且具有形成在填装器上方的一个或者更多个排气口，该一个或者更多个排气口用于将压缩的储集层流体排到生产管道10p中。一旦ESP105已经达到设置深度，隔离装置致动器可以***作，由此设定锚定部并且使填装器对生产管道10p膨胀，将泵进口与泵出口隔离，并且将ESP105旋转地连接至生产管道。锚定部还可以纵向支承ESP105。

另外，隔离装置106可以包括支路出口（未示出），支路出口用于释放可以在隔离装置下面收集、由泵进口隔离开的气体并且防止泵104的气封。减压阀（未示出）可以布置在支路出口中。另外，井下牵引机（未示出）可以结合到电缆130中以有助于特别是用于高度倾斜的井，例如具有超过四十五度的倾斜或者每一百英尺超过五度的急转的ESP105的传输。牵引机的驱动和轮可以抵靠电缆下垂并且当需要时由来自地表的信号进行设置。

泵104可以是离心式或者正排量式。离心式泵可以是径向流动或者轴向/径向混合流动。正排量式泵可以是分级腔型。泵104可以包括一个或者更多个阶（未示出）。离心泵的每个阶可以包括叶轮和扩散部。叶轮可以例如通过键旋转地和纵向地连接至泵轴。扩散部可以例如通过在头部与旋拧到壳体中的基部之间的压缩纵向地和旋转地联接至泵的壳体。叶轮的旋转可以给予储集层流体35速度并且通过固定的扩散部的流动可以将一部分速度转化成压力。泵104可以将压缩的储集层流体35传送至隔离装置孔。

可替代地，泵104可以是2010年6月4日提交的美国专利申请No.12/794,547的图1C和图1D描述和示出的高速紧凑型泵，上述申请的全部内容通过参引的方式并入本文。高速可以大于或者等于每分钟一万、一万五千、或者两万转数（RPM）。压缩型泵可以包括一个或者更多个阶例如三个阶。每个阶可以包括壳体、心轴、以及形成在壳体与心轴之间的环形通道。心轴可以布置在壳体中。心轴可以包括转子、一个或者更多个螺旋面转子叶片、扩散部、以及一个或者更多个扩散部叶片。转子可以包括轴部和叶轮部。转子可以由扩散部支承以通过形成在扩散部的内表面与轴部的外表面之间的液力径向轴承相对于扩散部和壳体旋转。转子叶片可以交织以形成在转子叶片之间的泵室。泵室的螺距可以从阶段的进口向阶段的出口增大。转子可以纵向地和旋转地连接至电动机传动轴并且由电动机的操作旋转。随着转子旋转，产品流体35可以沿室从进口向出口泵送。环形通道可以具有喷嘴部、喉部、以及从每个阶的进口至出口的扩散部，由此形成文丘里管。

树盖可以从树50除去。BOP110可以例如通过紧固连接至抽汲阀53。BOP110可以包括一个或者更多个闸板BOP，例如两个。第一闸板BOP可以包括能够在致动时切割电缆130并且密封孔的一对全封闭剪断闸板（或者单独的全封闭闸板和剪断闸板），并且第二闸板BOP可以包括一对电缆闸板，其用于在致动时对电缆130的外表面密封。LARS120还可以包括用于操作BOP组110的液压动力单元（HPU，未示出）。一旦BOP110已经安装，那么电缆130可以随后***穿过填料函115并且紧固至电缆接头105。吊杆125可以用于将ESP和填料函吊起到BOP110之上。抽汲阀53和主阀51可以随后打开。ESP105可以下降穿过树50并且进入到井眼中直到填料函115与BOP110接合为止。下降可以暂停并且填料函115可以例如通过凸缘连接紧固至BOP110。ESP105到井眼5中的下降可以继续进行，直到ESP接近设置深度之上为止。

图1B示出了模型200的绕电缆130的安装。绞盘124可以在井眼5中在靠近设置深度之上与ESP105锁定。可替代地，隔离装置106可以设定成支承ESP105。模型200可以围绕130组装在填料函115上方。

图2A至图2D示出了用密封剂250模制电缆130的部分150。图2A示出了电缆130。电缆130可以包括内芯131、内衬套132、防护件133、外衬套136、以及铠装的一个或者更多个层138i、o。

内芯131可以是第一导体并且由导电材料例如铝、铜、或者铝、铜的合金制成。内芯131可以是实心的或者成股的（如图所示）。内衬套132可以将芯131与防护件133电隔离并且由绝缘材料例如聚合物制成。防护件133可以用作第二导体并且由导电材料制成。防护件133可以是管状的（如图所示）、编织的、或者由编织物覆盖的箔。外衬套136可以将防护件133与铠装138i、o电隔离并且由抗油绝缘材料制成。铠装可以由高强度材料（即抗拉强度大于或者等于一百、一百五十、或者两百kpsi）的一个或者更多个层138i、o制成以支承设置重量（电缆130的重量和ESP105的重量）），使得电缆130可以用于将ESP105设置到井眼5中和从井眼5除去。根据储集层流体35的腐蚀性，高强度材料可以是金属或者合金并且耐腐蚀，例如镀锌钢或者镍合金。铠装可以包括线或者条带的两个反螺旋缠绕层138i、o。

另外，电缆130可以包括布置在防护件133与外衬套136之间的护套135。护套135可以由润滑材料例如聚四氟乙烯（PTFE）或者石墨制成，并且可以围绕防护件133螺旋缠绕捆绑。如果石墨被用于护套135，基底134的层可以将防护件133与护套隔离并且由绝缘材料制成。另外，缓冲器137可以布置在铠装层138i、o之间。缓冲器137可以捆绑并且可以由润滑材料制成。缓冲器137可以被穿孔以允许密封剂流动至内铠装层138i。

由于共轴布置，电缆130可以具有小于或者等于一又四分之一英寸、一英寸、或者四分之三英寸的外径。可替代地，导体131、133可以离心地布置和/或电缆130可以包括三个或者更多个导体，例如三个导体，并且将三相AC电源传导至电动机101（排除PCM102）。可替代地，电缆130可以仅包括一个导体，并且生产管道10p可以用于其它导体。

图2B示出了绕电缆130组装的模型200。模型200可以通过服务性卡车（未示出）运输至井场。服务性卡车可以包括反应喷射器和起重机或者平台以将模型提升到填料函的顶部。反应喷射器可以包括一对供应槽，每个供应槽具有储存在其中的液态反应成分（又称作树脂和硬化剂）。供应槽或部件可以加热或者可以不加热。服务性卡车还可以包括一对供给泵，每个供给泵具有连接至相应供应槽的进口。每个供应泵的出口可以连接至混合头并且混合头的出口可以连接至模型200。服务性卡车还可以包括用于向供应泵提供动力的HPU。服务性卡车还可以包括用于平衡供给泵的控制器。供给泵可以操作以将液体反应成分同时供应至混合头。混合头可以撞击液态成分以开始密封剂混合物250的聚合。密封剂混合物250可以从混合头继续进入到模型200中。

可替代地，服务性卡车可以包括喷射器、将喷射头和模型提升到填料函的顶部的起重机或者平台、以及向喷射器提供动力的HPU。喷射器可以包括储料器、桶、驱动器、以及加热器。加热器可以包围桶的模型侧面。驱动器可以是布置在桶中的旋转螺旋桨。螺旋桨可以具有供给部分、输送部分、以及测量部分。供给部分可以从储料器接纳密封剂颗粒并且将它们传送至输送部分。输送部分可以将颗粒压缩成熔融的密封剂并且将熔融的密封剂泵送至测量部分。螺旋桨可以由液压闸门支承，液压闸门由通过螺旋桨的密封剂供给远离模型移位。随后，液压闸门可以倒转以将熔融的密封剂注入到模型中。可替代地，驱动器可以是液压活塞和鱼雷形分流板。

模型200可以包括分离式壳体205和上密封件210u和下密封件210b（图1B）。壳体205可以包括一对配合的半管状段205a、b。每个壳体段205a、b可以具有沿其形成的径向联接，例如凸缘208，和形成在其纵向端部中的一者或者两者处的半个纵向联接211。每个壳体段205a、b的径向凸缘208可以由紧固件207，例如螺拴和螺母，连接至配合的径向凸缘。衬垫209可以布置在形成在壳体段中的一个的槽中以用于密封径向连接。可选地，径向联接可替代地是铰接和栓接。每个密封件210u、b可以包括一对配合半环状段。每个密封件210u、b的一个段可以包括形成在其端部处的联接（未示出），例如球，并且另一段可以包括配合联接，例如球座，使得当壳体205组装时联接配合。

模型壳体205的内径可以稍大于电缆130的外径，由此在模型壳体与电缆之间形成环形空间212。壳体205可以具有形成通过段205a、b中的一个的壁并且与环形空间212流体连通的注入口206。模型密封件210u、b的内径可以稍小于电缆130的外径，使得当模型200被组装时，模型密封件与电缆的外表面接合。

服务性卡车起重机/平台可以将每个壳体段205a、b提升至填料函115。壳体段205a、b可以通过使用紧固件207绕电缆130径向组装。组装的壳体205可以随后通过凸缘211连接至填料函115。可替代地，壳体205可以仅被搁置在填料函115上。

图2C示出了密封剂250到模型200中的注入。密封剂250可以是聚合物，例如热塑性塑料、弹性体、共聚物、或者热固性塑料，例如聚异戊二烯、聚丁二烯、聚异丁烯、聚氯丁烯、丁二烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物（热塑弹性体）、丁二烯-丙烯晴、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、硅树脂、三元乙丙（EPDM）橡胶、或者聚亚安酯。

一旦模型200已经绕电缆130进行组装，那么混合头可以由服务性卡车起重机提升至模型200或者服务性卡车平台可以将反应喷射器提升至模型200。混合头可以连接至注入口206。供应泵可以随后进行操作以将液态反应物泵送至混合头。密封剂混合物250可以从混合头连续进入到模型200中。由密封剂混合物250排出的气体可以从模型通过泄漏通过并且沿铠装138i、o排出。密封剂混合物250可以绕并且沿环形空间212流动直到密封剂混合物250遇到密封件210u、b为止。在模型200中的压力可以增大并且可以使密封剂混合物250受迫进入铠装138i、o中。可以由外衬套136阻止密封剂渗透到电缆130中。密封剂混合物250的泵送可以继续，直到模型200被填满为止。模型200可以由混合物250的放热的聚合作用加热。模型密封件210u、b、衬垫209、以及外衬套136的熔点可以适合于承受放热反应。

图2D示出了被密封剂250灌注的电缆130的部分150。一旦密封剂250已经固化并冷却成至少足以保持结构完整性的程度，混合头可以与模型200断开连接并且模型200可以与填料函115断开连接。可以随后除去紧固件207。服务性卡车还可以包括液压扩张器。该扩张器可以连接至模型200并且***作以分开模型。服务性卡车可以装载模型200和混合头并且离开井场。

密封部分150的长度可以大于或者等于填料函115的密封件的长度。例如，密封部分长度可以大于或者等于一英尺、三英尺、五英尺、六英尺、或者十英尺。电缆130的长度可以大于或者等于五百或者一千英尺。密封部分长度可以远小于电缆130的长度，例如小于或者等于电缆长度的十分之一、百分之一、或者千分之一。密封部分150的外径可以稍大于电缆130的其余部分的外径。可替代地，密封部分150的外径可以例如通过除去环形空间212或者修整密封部分等于电缆130的其余部分的外径。

图1C示出了所设置和操作的ESP105。绞盘124可以随后解锁并且***作以将ESP105下降至设置深度。随着ESP105下降，密封部分150可以被下降成与填料函密封件对准。隔离装置106可以随后设定成与生产管道10p接合并且填料函115可以操作成与密封部分150接合。ESP105可以随后操作成将产品流体35从井眼5泵送至树50并且通过树到表面分隔、处理、以及存储设备。

图3A至图3C示出了根据本发明的另一实施方式的ESP105设置到井眼5中。图3A示出了连接至BOP110的模型300。上文结合模型200进行讨论的服务性卡车可以将模型300运送至井场。树盖可以从树50上除去。BOP110可以连接至抽汲阀53。抽汲阀53和主阀51可以随后打开。电缆130可以随后***通过模型300。电缆接头（未示出）可以紧固至电缆130并且用于将模型300提升到BOP110上方，并且将模型降至BOP上。模型300可以随后紧固至BOP110。可替代地，服务性卡车的平台/起重机可以用于将模型300提升至BOP110。模型300可以随后紧固至BOP110并且电缆130可以***通过模型和树50并且进入井眼5中。电缆130可以随后下降到井眼5中直到接近ESP设置深度之上。

图4A至图4D示出了利用密封剂250的模制电缆130的部分150。图4A为示出延伸通过模型300的电缆130的图3A的部分的放大图。模型300可以包括滑行装置305、以及上填料函315u和下填料函315b。滑行装置305可以包括由联接部308连接的一个或者更多个管状段305u、b。每个段305u、b可以包括壳体309和***部307。环状联接部308可以例如通过螺纹连接与每个滑行装置段连接。每个壳体309还可以例如通过螺纹连接与相应的填料函315u、b的壳体316连接。联接部308可以具有形成在其中的用于接纳每个***部307的端部的肩部，并且每个填料函壳体316可以具有用于接纳每个***部的另一端部的肩部。***部307的内径可以稍大于电缆130的外径，由此形成在***部307与电缆130之间的环形空间312。联接部308可以具有注入口306，注入口306通过联接部308的壁并且与环形空间312流体连通而形成。

每个填料函315u、b可以包括环状壳体316、密封件320、活塞318、以及弹簧317。每个壳体316可以包括一个或者更多个段并且每个壳体段例如通过螺纹连接。口319可以形成为通过壳体与活塞318连通。口319可以通过液压管道（未示出）连接至服务性卡车HPU。当由液压流体操作时，活塞318可以纵向压缩密封件320，由此使密封件320径向向内膨胀成与电缆130接合。弹簧317可以远离密封件320偏压活塞318。可替代地，可以省略弹簧317并且来自密封件320的偏压可以用于将密封件与电缆130脱离接合。

图4B示出了与电缆130接合的模型300的密封件320。一旦电缆130下降至接近ESP设置深度之上的深度，液压流体可以被供应至填料函口319，由此将填料函密封件320与电缆130接合。

图4C示出了密封剂注入到模型300中。一旦密封件320与电缆130接合，混合头可以连接至注入口306。密封剂混合物250可以随后泵送到模型300中。由密封剂混合物250排出的气体可以从压模通过渗漏通过铠装138i、o排出并且沿铠装138i、o排出。密封剂混合物250可以绕环形空间312流动并且沿环形空间312流动直到密封剂混合物250遇到密封件320。在模型300中的压力可以增大并且可以使密封混合物250受迫进入铠装138i、o中。密封剂到电缆130中的渗透可以由外部的铠装136阻止。密封剂混合物250的泵送可以继续直到模型300被充满。

图4D示出了由密封剂250灌注的电缆130的部分150。一旦密封剂250已经固化并且冷却成至少足以保持结构整体性的程度，液体压力可以从口319减轻。绞盘124可以随后操作成从模型300自由地拉动密封部分150并且可以继续缠绕电缆130直到电缆的端部在模型300之上。混合头可以从模型300上断开连接。模型300可以与BOP110断开连接。服务性卡车可以装载模型300和混合头，并且离开井场。

图3B示出了朝向树50下降的ESP105和填料函115。电缆130可以随后***通过填料函115并且紧固至电缆接头105。吊杆125可以用于将ESP105和填料函115上升到BOP110上。ESP105可以下降通过树50并且进入井眼5中，直到填料函115与BOP110接合为止。下降可以暂停并且填料函115可以紧固至BOP110。ESP105到井眼5中的下降可以继续进行，直到ESP到设置深度处为止。

图3C示出了所设置的并且操作的ESP105。随着ESP105下降至设置深度，密封部分150可以下降成与填料函密封件对准。隔离装置106可以随后设定成与突出管道10p接合并且填料函115可以操作成与密封部分150接合。ESP105继而可以操作成将产品流体35从井眼5泵送至树50并且通过树到表面分隔、处理、以及存储设备。

有利地，密封部分150消除了在ESP105操作的同时油脂注入的需要。一旦ESP105需要从井眼5收回以维修和/或替代，电缆130可以进行检查并且重新使用以将修复/替代的ESP设置到井眼中，电缆可以被替代并且重新密封，或者密封部分可以切割并且剩余的电缆重新密封以将修复/替代的ESP设置到井眼中。

可替代地，（具有密封部分150的）电缆130可以用于设置和操作除了ESP的其它井下工具，例如压缩机。

尽管前述内容涉及本发明的实施方式，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下可以得出本发明的其它和另外的实施方式，并且本发明的范围由随附的权利要求所确定。

Claims (16)

1.一种将井下工具设置到井眼中的方法，该方法包括：

将电缆下降到所述井眼中；

在使所述电缆下降之后，将模型与所述电缆的外表面接合；

将密封剂注入所述模型中以及注入所述电缆的铠装中，由此密封所述电缆的一部分；

使用所述电缆将所述井下工具下降至设置深度；

使密封件与所述电缆的被密封部分接合；以及

使用所述电缆操作所述井下工具。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述井下工具是电潜泵，并且

所述ESP操作成从所述井眼泵送生产流体。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述井下工具连接至所述电缆。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

在使所述电缆下降之前连接所述井下工具，以及

使用所述电缆将所述井下工具下降到所述井眼中。

5.根据权利要求3所述的方法，其中：

在注入所述密封剂之后连接所述井下工具，以及

使用所述电缆使所述井下工具下降到所述井眼中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述模型包括一对半管状壳体段和密封件，并且

通过将所述段绕所述电缆组装来使所述模型的密封件与所述电缆接合。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述电缆***通过所述模型，以及

通过操作所述模型的相应的致动器来使所述模型的密封件与所述电缆接合。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述密封剂是聚合物。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

所述密封剂是树脂和硬化剂的混合物，并且

所述树脂和硬化剂在所述密封剂被注入所述模型中时混合。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述密封剂在被注入所述模型中时熔融。

11.根据权利要求1所述的方法，

还包括将填料函连接至井口，

其中，所述填料函包括所述密封件。

12.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述电缆的长度大于或者等于五百英尺，以及

所述被密封部分的长度小于或者等于所述电缆长度的十分之一。

13.一种用于设置和操作井下工具的电缆，包括：

一个或者更多个电导体，所述一个或者更多个电导体延伸所述电缆的长度；

衬套，所述衬套绕每个导体布置并且延伸所述电缆长度；

一层或者更多层绕所述衬套布置的铠装；以及

密封剂，所述密封剂灌注于所述铠装中并且仅延伸所述电缆长度的一部分，

其中：

所述电缆长度大于或者等于五百英尺，以及

所述被密封部分的长度小于或者等于所述电缆长度的十分之一。

14.根据权利要求13所述的电缆，其中：

所述电缆包括内导体和绕所述内导体共轴地布置的外导体，以及

所述密封剂延伸到所述电缆中至所述外衬套。

15.一种人工提升***（ALS），包括：

传动轴；

潜没电动机，所述潜没电动机能够操作成使所述传动轴旋转；

泵，所述泵旋转地连接至所述传动轴；

隔离装置，所述隔离装置能够操作成膨胀为与生产管柱接合，由此将所述泵的进口与所述泵的出口流体地隔离，并且将所述电动机和所述泵旋转地连接至所述生产管柱；以及

根据权利要求13所述的电缆，所述电缆具有足以支承所述电动机、所述泵、以及所述隔离装置的强度。

16.根据权利要求15所述的ALS，其中：

所述电缆包括内导体和绕所述内导体共轴地布置的外导体，以及

所述ALS还包括电源转换模块（PCM），所述电源转换模块能够操作成从所述电缆接收直流（DC）电源信号以及将第二电源信号供应至所述电动机。

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