专利名称：利用油井能量的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从含有天然气的石油油井中，特别是从海下油井中获能的方法，以及实施该方法的设备。
不同油井中开采的产品以及开采条件是明显不同的。首先是石油和天然气的组分不同，以及油井中开采物的压力不同，而且在开采过程中产品的一些标准参数也是变化的。这种对环境条件的必要考虑，在海下开采中更要特别仔细，因为，钻孔本身是很难接近的。
在处于超压的油井中，至今通常是把主要由油和气组成的开采物在一个置于海平面上边的平台上进行分离其组分的工作。亦即在这类海洋平台上的气体分离器内实行一个与非能量减压相关的分离。
由于，现在一般不能基于，油井所提供的压力在整个开采过程中都足以把开采物输送到一个海上平台或者甚至输送到某一陆地上，所以人们就必须在海下开采中提出一个新方案，找到的这一方案规定，将井眼处的多余压力在一个阀门中减低，并通过作功机械进行必要的向陆地的输送。此外，开采物可以按获得的状态，即未分离成天然气和石油组分，以“多相(态)流动”或者在分离成油和气组分后“以单相(态)流动”进行输送，同时，对于混合开采物如对石油一样应采用泵，而对于天然气要应用压缩机。
在这一方案中为了驱动作功机械需要很多的电能，使得这一解决方案十分昂贵。最后还应考虑的是，在这一高能需要情况下为提供电流还必需粗的电缆。
本发明的任务在于，要明显地降低为提供驱动作功机械的必要能量造成的费用。
基于从井孔中喷出的开采物在许多情况下具有过剩的压力，而它最迟要在开采物分离其组分时作必要地减小，由此，本发明是如此解决所提出任务的，即，这从油井喷出的开采物的减压是在一个可利用释放能量的装置中实现的。
从属权利要求描述了本发明方法的有利实施结构。此外，还在权利要求中建议了装置的不同选择方案，借助它就可实现在分离之前的降压并同时实现释放能量的转化。
借助于不同的，在附图中描绘的实施例对本发明作详细说明。附图表明
图1表示现有技术中“多相(态)流动”的输送装置;
图2表示公知结构形式的“单相(态)流动”输送装置;
图3表示实施本发明方法的设备，它具有一台由开采物驱动的动力机和两台作功机;
图4表示与图3相应的设备，但附加了一台用于驱动作功机的电动机;
图5表示与图3相应的设备，并附加了一台向远处的机组供电的发电机;
图6表示图3中设备的改型。
在图1中描绘的设备在一定程度上表示了输送从井眼(1)流出的开采物的最简单形式。特别是由石油和天然气组成的混合物，在到达输送泵(3)之前，必须先流经一个减压阀(2)。然后，对石油和天然气组分的分离工作，不是在安置于海平面上的平台上就是在陆地上进行。该减压阀(2)可确保流经管道的输送物压力载荷保持在允许的界限内。
在图2中所示的早已公知的设备中，已在井眼(1)的附近实现了油和气组分的分离。此处，输送物首先在减压阀(2)中减压至允许天然气从分离器(4)内的开采物中分离出来的压力。在分离器(4)中分离出的天然气由压缩机(5)送往陆地的平台上，而石油则由泵(6)加压到输送所必需的压力。
在图3中所示的本发明设备同样是安置在一个置于井眼(1)上的阀门后面。但是，阀(7)纯粹是一个逆止阀，并不象图1和图2描绘的已知装置中的阀起减压作用。这里，为了石油和天然气组分的分离所必需的减压是在一个作为获能涡轮(EGT)(8)作用的动力机中实现的，该动力机在实施例中由一个反转的离心泵构成。为了使获能涡轮(EGT)(8)适应于开采物变化的参数设置了一个可调节的连通口(9)，它通入获能涡轮(EGT)(8)的排出管(10)中。
这减压后的开采物就通过排出管(10)到达分离器(11)，从那儿石油和天然气的单一组分经过单独的管道(12)和(13)到达用来输送的作功机。该作功机与动力机同轴安置并由此动力机驱动。这样，石油就通过离心泵(14)，而天然气由压缩机(15)经过管道(16)和(17)被送往置于陆地上的贮运站。
在图4中所示的设备基本上与图3中的设备相一致。虽然，图4中的设备还附加有一个电动机(18)，它在开采物的压力较低时附加提供驱动作功机(14)和(15)所必需的能量。理所当然，这类电动机(18)应该安置在这类井眼上，即，油井的压力在开采的初始阶段就不能足以提供为驱动作功机所必需的能量。但是，它也可予先安置在这种在开采过程中压力估计到要下降的油田上。当从电动机(18)只需提供一个补充能量时，它就可以做的相对小些，并且，由此使供电的电缆也可相对细些。在事先考虑安置电动机(18)的情况下，也就是说，在较长的时间里通过获能涡轮(EGT)(8)来驱动电动机(18)的情况下，可以把电动机(18)作发电机使用。此时，所产生的电能可应用于其他方面。
在图5中描绘了一个本发明设备，其中，一台由获能涡轮(EGT)(8)驱动的发电机(19)可向另一个按本发明构成的设备(21)的电动机(20)供电。该设备(21)与在图4中所示的设备相一致。所实施的这类设置的连续系统省去了由平台或由海岸引来的复杂电缆供电。
在图6中所示的改型设备同样用一个获能涡轮(EGT)(8)和一个泵(14)进行工作，但是放弃了用来输送由分离器(11)中分离出的天然气的压缩机。此处，从井眼(1)流出的多相(态)混合物在获能涡轮(EGT)(8)内减压至一个足够高的压力，以便不需辅助设备将天然气输送到平台或陆地上的贮运站。
当然，在实施例中所示的设备可以适应于其他独特的应用条件。例如，可以在井眼处实行获得能量的第一步降压，而此时的第二步降压，即紧靠分离开采物之前的降压，可在一个输送平台上进行。
此外，把本发明设备安置在井眼附近虽然是有利的，但这不是利用本发明方法的前提条件。原则上说，这类设备也可以安置在输送平台或陆地上。
权利要求
1.从含有石油气的油井中，特别是从海下油井中获能的方法，其特征在于，从油井中喷出的开采物之降压是在一个可利用释放能量的设备中实现的。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在降压时释放的能量用来驱动为输送石油的泵。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在降压时释放的能量用来驱动输送从开采物中分离出来的天然气的压缩机。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在降压时释放的能量用于发电。
5.按权利要求1和4所述的方法，其特征在于，所发的电流用于驱动石油和/或天然气的输送装置。
6.按权利要求1和4所述的方法，其特征在于，所发的电流输向远离该油井的地方。
7.按权利要求1、4和6所述的方法，其特征在于，所发的电流输向另一油井的输送装置。
8.实施权利要求1所述方法的设备，其特征在于，在油井的井口接头后连接一台由开采物流过的动力机(8)。
9.按权利要求8所述的设备，其特征在于，该动力机(8)为一台涡轮。
10.按权利要求8所述的设备，其特征在于，该动力机(8)为一台反转离心泵。
11.按权利要求8所述的设备，其特征在于，该动力机(8)用于驱动一台或几台作功机(14，15)。
12.按权利要求8和11所述的设备，其特征在于，该动力机(8)用来驱动一台或多台用于石油和/或天然气的输送装置(14，15)。
13.按权利要求8所述的设备，其特征在于，该动力机(8)用于驱动一台产生电流的发电机(19)。
14.按权利要求8和一个或多个后边权利要求所述的设备，其特征在于，该动力机(8)具有一个或多个带阀装置的连通口(9)，该连通口总是在动力机(8)的中间级引出并通入该动力机(8)的排出管(10)中。
15.按权利要求14所述的设备，其特征在于，一个或几个连通口(9)设置有可调节的阀装置。
全文摘要
本发明方法和实施该方法的设备应用于从油井特别是从海下油井中获得能量。
文档编号E21B43/00GK1037376SQ8910259
公开日1989年11月22日 申请日期1989年3月30日 优先权日1988年3月31日
发明者海因里希·霍夫曼 申请人:Ksb股份公司