DE3509489A1

DE3509489A1 - Verfahren und einrichtung zur verteilung von fluessigkeiten innerhalb eines unterirdischen bohrloches

Info

Publication number: DE3509489A1
Application number: DE19853509489
Authority: DE
Inventors: Don S. Lafayette La. Cruise
Original assignee: Chevron Research and Technology Co; Chevron Research Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1984-03-20
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1985-09-26
Also published as: CA1251393A; US4580634A; BR8500830A; ATA83885A; AT386866B; AR243965A1

Description

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Hamburg, den 26. Februar 1985 290885 3509489

Anmelder:

Chevron Research Co.
555 Market Street
San Francisco, CaI.
U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zur Verteilung von Flüssigkeiten innerhalb eines unterirdischen Bohrloches

Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verteilung von Flüssigkeiten innerhalb eines unterirdischen Bohrloches und insbesondere auf Verfahren und eine Einrichtung zur Verteilung von korrosionsverhindernden Substanzen innerhalb des Bohrloches.

Die Ablagerung von Gestein und die Korrosion der Fördereinrichtung innerhalb eines Bohrloches sind bei einer Reihe von ölfeldern problematisch. In manchen Bereichen sind die Kor-

rosionsprobleme so groß, daß die heruntergebrachte Einrichtung alle paar Wochen zum Zwecke des Ersatzes von beschädigten Komponenten herausgezogen werden muß. Die Bildung einer Gesteinsschicht kann so stark sein, daß eine herabgelassene tauchfähige Pumpenanordnung von der Förderflüssigkeit isoliert werden kann, so daß der Motor sich aufheizt und frühzeitig ausfällt. In anderen Fällen kann das aufgebaute Gestein so stark sein, daß die heruntergelassenen Einrichtungen in dem Loch bewegungsunfähig werden, so daß deren Zurückziehen eine kostenaufwendige Fangoperation erfordert.

Ein Verfahren zur Schutzbehandlung von Bohrkomponenten besteht darin, daß kontinuierlich Ablagerungs- und Korrosionsverhüter in den Ringraum zwischen Förderrohr und Bohrlochwand eingespült werden. Eine andere Schutzmöglichkeit besteht darin, einen Packer zwischen Bohrrohr und Steigrohr oberhalb der Förderzone einzubringen. Oberhalb der Förderzone ist der Ringraum zwischen Steigrohr und Futterrohr mit korrosions- und ablagerungsverhütender Flüssigkeit gefüllt. Keine dieser Techniken schützt das Futterrohr oder die Elemente des Steigrohrgestänges unterhalb der Stelle, an der die Bohrlochflüssigkeit in das Förderrohr geleitet wird.

Anlagerung und Korrosion unterhalb des Förderrohreinlasses ist besonders in tiefen Bohrungen schädlich, bei denen eine tauchfähige Pumpe verwendet ist, um die Förderflüssigkeit an die Oberfläche zu pumpen. Bekannte Verfahren zur kontinuierlichen Spülung von Ansatz- und Korrosionsverhütern oder die Verwendung eines abgestopften mit Ansatz- und Korrosionsverhütern gefüllten Ringraumes ermöglicht keinen Schutz von Dichtungen und dem Motor, der normalerweise unterhalb des Pumpeneinlasses verwendet ist. Daher kann häufiges mit großen Kosten versehenes Heraufziehen des Bohrgestänges notwendig sein, trotz der Verwendung von Ansatz- und Korrosionsverhütern.

Ein Ansatz zum Schutz gegen Anlagerungen und Korrosion unterhalb des Pumpeneinlasses besteht darin, Ablagerungs- und Korrosionsverhüter von der Oberfläche durch ein 3/4" (1"=2»54 cm) Weicheisenrohr zu pumpen, das dem Fördergestänge folgt und das an ein Fiberglas-Abflußrohr angeschlossen ist, das an der unteren Oberfläche eines Motors am Ende des Fördergestänges unterhalb des Bodens der Förderzone angeschlossen ist. Diese Technik ist zum Schutz von Untertagekomponenten geeignet, ist jedoch sehr platzraubend, kann ein Zusammenschweißen von Rohrgestängen im Felde erfordern und das Rohr selbst kann Korrosionsprobleme ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einreichtung zur Verhinderung der Ablagerung und der Korrosion von Untertageeinrichtungen anzugeben, das die beim Stand der Technik auftretenden Probleme löst bzw. verringert.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 6 angegebene Erfindung gelöst. Weitergehende Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Verteilung von Flüssigkeiten, insbesondere von Korrosions- und Ablagerungsverhütern innerhalb eines unterirdischen Bohrloches angegeben. Die Einrichtung gemäß der Erfindung weist eine tauchfähige Pumpe auf, die an einer ersten Stelle innerhalb des Bohrloches angeordnet ist. Es sind Mittel zur Einschaltung der tauchfähigen Pumpe mit der Pumpe verbunden. Eine Einlaßöffnung der tauchfähigen Pumpe ist mit einem ersten Ende einer Einlaßleitung verbunden, deren zweites Ende zum Abziehen von Flüssigkeiten von einer freien zweiten Stelle innerhalb des Bohrloches verbunden ist. Eine Auslaßöffnung der tauchfähigen Pumpe ist mit dem ersten Ende eines Auslaßkanals verbunden, dessen freies zweites Ende an einer dritten Stelle innerhalb des Bohrloches angeordnet ist.

Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gibt die Verteilung von Flüssigkeiten innerhalb eines unterirdischen Bohrloches an und enthält die Schritte, an einer ersten Stelle eine Einrichtung innerhalb des Bohrloches einzubringen, die eine tauchfähige Pumpe mit einem Einlaß, der an ein erstes Ende eines Einlaßkanals angeschlossen ist, aufweist, und die ferner einen Auslaß aufweist, der mit dem ersten Ende eines Auslaßkanals verbunden ist.. Ein freies Ende des Einlaßkanals ist innerhalb des Bohrloches an einer zweiten Stelle angeordnet, von der die Flüssigkeit abgezogen wird. Ein freies zweites Ende des Auslaßkanals ist innerhalb des Bohrloches an einer dritten Stelle angeordnet, an die die Flüssigkeit gebracht werden soll. Die Pumpe wird dann eingeschaltet.

Die Figur zeigt eine Ansicht in teilweisem Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In der Figur, die den Inhalt eines Bohrloches in der Umgebung der Förderzone darstellt, ist eine tauchfähige Förderpumpe angeordnet, die einen Einlaß 16 und einen Auslaß aufweist, der mit dem Ende eines zylindrischen Förderrohrgestänges 12 innerhalb des Bohrfutters 14 verbunden ist.

Zwischen der Pumpe 10 und einer weiteren Pumpe 20 ist ein drehbarer Anschluß vorgesehen. Diese Verhütungspumpe 20 ist mit dem oberen Ende eines abgedichteten Motors 24 durch eine drehbare nicht dargestellte Welle über eine Dichtung 22 verbunden. Der Boden des Motors 24 ist mit dem ersten Ende einer hohlen zylindrischen Fiberglasdüsenanordnung 26 verbunden, die ein freies, d.h. unverbundenes zweites Ende 39 oberhalb der Durchbohrungen 28 in dem Bohrfutter 14 aufweist.

Eine erste Länge eines Weicheisenrohres 30 weist ein erstes Ende auf, das mit dem Einlaß 32 der Pumpe 20 verbunden ist

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und das ein freies zweites Ende 31 oberhalb der Pumpe 10 aufweist. Eine zweite Länge eines Weicheisenrohres 34 weist ein erstes Ende auf, das mit dem Auslaß 35 der Pumpe 20 verbunden ist und das ein zweites Ende enthält, das mit der Düsenanordnung 26 an einer Verknüpfung 36 verbunden ist.

Ein Ringraum 38 befindet sich zwischen dem Förderrohr 12 und den daran angeordneten Elementen und dem Futterrohr 14. Das Rohr 30 bildet einen Einlaßkanal mit einem freien Ende 31 zum Abziehen von Flüssigkeiten aus einem Reservoir, das durch den Ringraum 38 oberhalb der Pumpe 10 gebildet ist. Ähnlich bildet das Rohr 34 in Kombination mit dem Auslaß 26, der ein freies Ende 38 aufweist, einen Auslaßkanal zum Einführen von Flüssigkeiten in das Reservoir, das durch den Hohlraum innerhalb des Futterrohrs 14 unterhalb des Motors 24 gebildet ist.

Tauchfähige Pumpen, wie die Pumpen 10 und 20, sind bekannt und stehen dem Fachmann zur Verfügung. Die Pumpe 20 kann eine Einstufenpumpe sein, die aus einer einzigen Stufe einer gewöhnlich mehrstufigen Pumpe besteht. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf einstufige Pumpen zu beschränken. Abdichtungen, Wellen und Motoren sind ebenfalls bekannt und für den Fachmann verfügbar und werden nicht weiter erläutert. 3/4" Weicheisenröhren, geeignet für die vorliegende Erfindung, sind von einer Vielzahl von Herstellern, einschließlich NOWSCO, Houston, Texas, beziehbar. Ein Fiberglasmündungsrohr, wie die Düsenanordnung 26, kann leicht aus einem Fiberglasrohr von einem Fachmann hergestellt werden.

Die Ablagerungsverhütungspumpe 20 kann in Reihe zwischen Pumpe 10 und Dichtung 22 eingeschraubt werden. Die Pumpe 20 kann den gleichen Wellendurchmesser wie die Pumpe 10 aufweisen und durch ein oberes Lager gegen Seitenspiel stabilisiert sein.

Die Rohre 30 und 34 können rund sein, wo die Weite des Ringraums 38 es erlaubt, und können abgeflacht sein, wo der Ringraum schmal ist. Das freie Ende 31 kann ein angesetztes Filter

aufweisen oder einfach verschlossen mit Bohrungen in dem Rohr 30 zur Ermöglichung einer Filterfunktion versehen sein.

Der Motor 24 kann elektrisch betätigt sein durch ein Kabel, das sich in nicht dargestellter Weise von der Oberfläche erstreckt. In der dargestellten Ausführungsanordnung ist die Verhütungspumpe 20 betätigt, sobald der Motor 24 die Pumpe betätigt.

Beim Einsatz der vorliegenden Erfindung wird das Ablagerungsund Korrosionsverhütungsmittel von der Oberfläche durch den Ringraum 38, wie durch den Pfeil 40 dargestellt heruntergepumpt. Nach Einschaltung der Pumpe 20 wird das Mittel aus dem Ringraum 38 durch das Rohr 30 in den Einlaß 32 der Pumpe 20 geführt. Das Flüssigkeitsmittel wird dann von dem Auslaß 35 durch das Rohr 34, die Verbindung 36 aus der Mündung 26 herausgepumpt. Die aus dem freien Ende 39 der Mündung 26 durch Einschaltung der Pumpe 20 ausgetretene Flüssigkeit wird zur Pumpe 10 zusammen mit der Gebirgsflüssigkeit, die in das Bohrfutter 14 durch die öffnungen 28, wie durch die Pfeile 42 dargestellt, fließt, befördert.

Daher treten die Ablagerungs- und Korrosionsverhinderungsflüssigkeiten in den Einlaß 16 der Pumpe 10 sowohl von der Oberfläche als auch von unten zusammen mit der Förderflüssigkeit ein. Auf diese Weise sind die Elemente der Förderstrecke sowohl oberhalb als auch unterhalb des Einlasses 16 der Pumpe 10 geschützt, im Gegensatz zur Anordnung nach dem Stand der Technik.

Obwohl die vorliegende Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, gehören Verbesserungen und Veränderungen ebenfalls zur Erfindung. So ist z.B. die genaue Anordnung der Pumpe 20 in Relation zur Pumpe 10, dem Motor und der Dichtung 22 unkritisch, so daß Veränderungen dieser Elemente zueinander entlang der Förderstrecke innerhalb der

beschriebenen Erfindung liegen. Ebenfalls ist die dargestellte Anordnung des Einlasses^und des Auslasses der Pumpe 20 nicht eingeschränkt und diese Anordnungen können gemäß einer speziell verwendeten Pumpe variiert werden. Weiter kann das freie Ende 39 unterhalb der Durchbrechungen 28 angeordnet sein, wenn es wünschenswert ist, das Futter 14 um die Durchbrechungen 28 herum zu schützen, oder das Vermischen der Flüssigkeiten vor dem Eintritt in den Pumpeneinlaß zu erhöhen. Die Einlaß- und Auslaßkanäle können in ihrer Länge in geeigneter Weise bis zu einem Wert verändert werden, daß sie die Wülste oder leichte Erstreckungen der Ein- und Auslaßkanäle bilden.

Weiterhin ist es nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung in ihrer Verwendung zur Bewegung von Ablagerungs- oder Korrosionsverhütungsmitteln zu beschränken. Die Ablagerungsverhütungspumpe gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch in Bohrlöchern mit Problemen hinsichtlich des Gasabsperrens verwendet werden, kann weiterhin zum Kühlen des Motors einer tauchfähigen Pumpe mit geringer Förderleistung, die unter den Perforationen angeordnet ist, verwendet werden, und kann weiterhin zur Verteilung einer Vielzahl von anderen Behandlungsflüssigkeiten und Chemikalien, wie z.B. Schaumverhütern, Emulsionszerkleineren, Ausflockern, Paraffinverhütern, Bakteriziden usw. von und zu verschiedenen Stellen innerhalb des Bohrloches verwandt werden.

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Bezugszeichen liste:

10	Förderpumpe
12	Förderrohr
14	Bohrfutter
16	Einlaß
20	Verhütungspumpe
22	Dichtung
24	Motor
26	Mündungsanordnunq
28	Durchbrechungen
30	Weicheisenrohr
31	freies Ende
32	Einlaß
34	Weicheisenrohr
35	Auslaß
36	Verbindung
38	Ringraum
39	Ende
40	Pfeil

Claims

Ansprüche

1. Einrichtung zur Verteilung von Flüssigkeiten in einem unterirdischen Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, daß eine tauchfähige Pumpe (20) mit einem Einlaß (32) und einem Auslaß (35) an einer ersten Stelle im Bohrloch vorhanden ist, wobei Mittel zur Einschaltung der Pumpe vorgesehen sind, daß ein Einlaßkanal (30) mit dem ersten Ende an dem Einlaß (32) der Pumpe angeordnet ist, und daß das zweite Ende des Einlaßkanals sich an einem zweiten Ort in dem Bohrloch zum Abpumpen von Flüssigkeit von diesem Ort befindet und daß ein Auslaßkanal (34), dessen erstes Ende an dem Auslaß (35) angeordnet ist und dessen zweites freies Ende an einem dritten Ort innerhalb des Bohrloches zum Eingeben von Flüssigkeit an die dritte Stelle vorhanden ist, vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Förderpumpe enthält mit einem Einlaß, wobei der zweite Ort sich oberhalb dieses Einlasses der Förderpumpe (10) befindet und der dritte Ort sich unterhalb des Einlasses der Förderpumpe befindet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin ein Futterrohr aufweist, das Durchbrechungen in der Förderzone enthält, wobei der dritte Ort sich unterhalb der Durchbrechungen befindet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Auslaßkanal (34) ein Mündungsrohr (36) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pumpe (20) eine einstufige Pumpe ist.

6. Verfahren zur Verteilung von Flüssigkeiten innerhalb eines unterirdischen Bohrloches, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

Einführen einer Einrichtung mit einer tauchfähigen Pumpe mit einem Einlaß, der an einem ersten Ende eines Einlaßkanals angeschlossen ist und einem Auslaß, der mit einem ersten Ende eines Auslaßkanals verbunden ist, in ein Bohrloch, Festlegung eines freien Endes des Einlaßkanals innerhalb des Bohrloches an einem zweiten Ort, von dem die Flüssigkeit abgezogen wird und Festlegen eines freien zweiten Endes des Auslaßkanals innerhalb des Bohrloches an einem dritten Ort, zu dem die Flüssigkeit geleitet wird und Betätigen der tauchfähigen Pumpe.

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet weiterhin durch überleiten einer Behandlungsflüssigkeit zur zweiten Stelle.

8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlungsflüssigkeit einen Korrosionsverhüter enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlungsflüssigkeit ein Ablagerungsverhütungsmittel enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlungsflüssigkeit ein Schaumverhütungsmittel enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlungsflüssigkeit ein Emulsionsaufbrechmittel enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlungsflüssigkeit ein Flockungsmittel enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlungsflüssigkeit ein Paraffinverhütungsmittel enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlungsflüssigkeit ein Bakterizid enthält.