气举系统和气举方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种布置在具有井口并包括井筒流体的井中的气举系统，该气举系统 包括布置在井眼中的限定出周围环形空间的套管、套管上的开口和用于将气体栗送至环形 空间内的栗送单元。本发明还涉及一种气举方法。
【背景技术】
[0002] 在井中气举流体柱以克服流体静压力并将烃驱动至地面通常是借助于布置成生 产套管的一部分的侧兜（side pocket)来实现的。在生产套管和中间套管之间形成的环形 空间是利用气体加压的，所述气体在一定压力下被允许经某一侧兜气举阀流入。加压气体 能够沿环形空间向下流动至某一点，最后一个侧兜通常布置在该点处。目前，无法加压气体 以流过这点。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更特别 地，一个目的是提供一种改进的气举系统，其能够在沿井进一步下降超过具有侧兜气举阀 的已知系统能够达到的点的位置提供气举。
[0004] 从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由 根据本发明的方案来实现，即通过布置在具有顶部并包括井筒流体的井中的气举系统来实 现，该气举系统包括：
[0005] -布置在井眼中的限定出周围环形空间的套管；
[0006] -在套管上的开口；以及
[0007] -用于将气体栗送至环形空间中的栗送单元，
[0008] 其中，该气举系统还包括井下工具，该井下工具具有第二端和最靠近井的顶部的 第一端，该井下工具包括栗部，该栗部包括：
[0009] -壳体，该壳体包括具有轴向延伸方向的腔室；
[0010] -柱塞，其在该腔室内滑动并将该腔室分隔成第一隔室和第二隔室；
[0011] -与柱塞连接的柱塞杆；
[0012] -腔室入口通道和腔室出口通道，该入口通道和该出口通道与该第二隔室流体连 通；
[0013] -用于将该套管的第一部分与套管的第二部分隔离的密封元件，所述第一部分和 入口通道与该开口流体连通；
[0014] -布置在入口通道中以允许流体流入该腔室内的单向阀；以及
[0015] -布置在出口通道中以允许流体从该腔室流出的单向阀。
[0016] 通过在套管中设有抽吸工具，气体可沿井进一步下降，并且因此，该系统能够比在 已知系统中举升更多的流体。因此，本系统能够提供对已知系统不能气举的井的气举。
[0017] 此外，该井下系统还可被浸入深水井中以降低在这些井中的压力，从而不会在井 口装置或防喷器中形成水合物。当在井筒流体中具有低温和高压和一定量的水时会形成水 合物。
[0018] 并且，入口通道的至少一部分可从壳体的外表面朝向腔室径向延伸。
[0019] 此外，该柱塞可包括从柱塞的面向入口通道和/或出口通道的第一柱塞端面突伸 出的突起。
[0020] 该突起可布置成从腔室的最靠近工具的第二端的端面延伸出来。
[0021 ] 此外，该密封元件可以是用于邻近开口密封的环形密封件。
[0022] 此外，可在开口中布置单向阀，以允许流体流入该套管内。
[0023] 该密封元件还可沿壳体的周向布置并可适于靠着该套管密封。
[0024] 根据本发明的气举系统还可包括第二密封元件，其沿壳体周向布置并适于靠着该 套管密封，从而隔离套管的第一部分的对着开口的部分。
[0025] 另外，可在沿轴向延伸方向上与开口基本正对的位置设置入口通道的入口。
[0026] 此外，该入口通道的入口可与开口基本正对地沿壳体的周向布置。
[0027] 进一步地，该出口通道的出口可比入口通道更靠近该工具的第一端布置。
[0028] 此外，该出口通道的出口可比该入口更靠近该工具的第一端布置。
[0029] 根据本发明中任一项所述的气举系统还可包括线性致动器，用于提供柱塞的往复 运动。
[0030] 上述的线性致动器可包括：
[0031] -包括一个或多个活塞壳体的管状冲程缸；
[0032] -可滑动地设置在该活塞壳体内以将活塞壳体分隔成第一腔室和第二腔室的一个 或多个活塞元件；
[0033] -冲程轴杆，其被可操作地连接至用于与柱塞杆连接的活塞元件，以提供该柱塞的 往复运动；
[0034] -栗，用于将处于压力下的液压流体交替地供应至柱塞壳体的第一腔室和第二腔 室，以使该活塞元件在该活塞壳体内往复运动；以及
[0035] -用于驱动该栗的电动马达。
[0036] 此外，该密封元件可以是迷宫式密封件。
[0037] 并且，该工具的第一端可以与测井电缆连接。
[0038] 此外，该开口可包括两个相继布置的单向阀。
[0039] 该套管还可包括沿套管间隔开的多个开口。
[0040] 此外，该密封元件可以是可膨胀的或可展开的。
[0041 ] 该工具可包括用于推进该工具在井中前行的驱动单元。
[0042] 此外，该工具可包括工具部，该工具部包括用于在套管上钻设或铣削出开口的钻 头。
[0043] 进一步地，该套管可包括至少一个侧兜，并且所述侧兜可比该开口更靠近所述顶 部布置。
[0044] 该套管可具有基本竖直部分和基本水平部分以及连接该竖直部分和水平部分的 踵部，该开口可布置在该踵部或该水平部分内。
[0045] 孔可从该工具的第二端延伸至布置在出口通道中的平衡阀，以将该孔与出口通道 的一部分连接。
[0046] 本发明还涉及一种气举方法，该方法包括以下步骤：
[0047] -将根据前述权利要求中任一项所述的气举系统插入井眼中；
[0048] -对着该开口设置入口通道；
[0049] -借助密封元件将该套管的第一部分与该套管的第二部分隔离，以使得该第一部 分与该开口流体连通并且该入口通道与该开口流体连通；
[0050] -致动该栗送单元以将气体栗送至该环形空间中；
[0051 ]-使该柱塞杆往复运动；以及
[0052] -从该套管的第一部分抽吸流体，以使得在环形空间中的流体中的气体朝向该开 口被抽吸并进入该第一部分内并进一步进入该第一隔室内并经该出口通道排出。
[0053] 上述的气举方法还可包括将套管的第一部分的对着开口的部分隔离以在套管和 对着开口的工具之间形成抽吸区域的步骤。
[0054] 该方法还可包括在套管上开设开口的步骤。
[0055] 进一步地，该气举方法还可包括在套管上钻设开口的步骤。
[0056] 并且，该方法可包括从套管释放该工具的步骤。
[0057] 此外，该方法可包括在套管上开设第二开口的步骤。
[0058] 此外，该方法可包括使该工具沿远离井的顶部的方向进一步移动至与第二开口相 对并借助密封元件接合该套管的步骤。
[0059] 最后，该方法可包括经该第二开口吸入流体的