液压驱动式井下活塞泵的制作方法

本公开涉及用于深油、气和水输送井筒的泵送系统的领域。更具体地，本公开涉及描述单作用和双作用泵送系统，其中泵的主要部件是可更换的，而不需要在井筒中收回管件以更换泵部件。

已知深井筒中使用了许多不同类型的泵，例如，抽油泵和电动潜水泵。然而，需要一种复杂性更低的泵，该泵可以通过光井干预来安装和回收，例如，测井电缆、挠性油管或自定位。例如，查看国际专利申请公开号wo/2012/170112。

还需要一种井筒泵，其不利用井筒中从表面到泵的往复运动的抽油杆，特别是在高度倾斜的或偏斜的井筒中。在这样的井筒中，抽油杆或生产管道上的磨损可能导致需要频繁的维修。

水平井筒已经变得很普遍，并且为了实现更好的流体生产率和总流体回收率，已知将泵放置在这些井筒的水平部分中。在这种情况下，使用抽油杆的泵是具有挑战性的，主要由于如上所述磨损，而且还由于抽油杆和生产管道之间引起粘连的压差。不使用抽油杆来驱动的泵对于这种井筒应用来说，明显具有很多优点。

附图说明

图1示出了配置以接收泵的井筒管的示例性实施例。该例示用于产生良好的气体，其中泵可以用于回收积聚在底部或井中的采出水。

图2示出了防止流体中的碎屑进入泵中的过滤器，当井已经完成如图1所示的井筒设备配齐时，可以通过诸如测井电缆安装。该过滤器置于泵的流体吸入位置，并通常通过测井电缆或类似方法部署在井中。

图3示出了泵轴系统的示例性实施例，其具有安装(例如通过测井电缆)到井筒上的附接活塞。该系统可以适当地锁定在预安装的泵接收器中。

图4示出了泵的示例性实施例的轴/活塞密封组件。其示出了静态活塞密封件，从而可以理解其内部，其中在静态活塞密封件内可以观察动态密封件。

图5示出了安装在流体排放口上方的测井电缆型塞，该流体排放口耦接到将井筒流体输送到表面的管上。轴/活塞组件上的测井电缆塞与顶部动态活塞之间的区域创建泵腔室，用于将井筒流体泵送到表面。

图6示出了通过对静态密封组件上方和下方的腔室交替加压，将滞留在泵腔室中的流体通过朝向表面的排放口和管道朝向并推向表面。

图7a和7b示出了具有两个动力流体管线和延伸下杆的单作用泵的示例性实施例。

图8示出了作为双作用泵运行的图7a和7b示出的泵系统的变体。

图9a和9b示出了双作用、双动力流体管线泵系统。

图10和图11分别示出了上部和下部位置中的单作用、双动力流体管线泵系统。这个泵不是可替换为测井电缆的。

图12示出了能够仅使用一个动力流体管线的运行以驱动泵的空心轴泵。从井中的流体静压力获得返回动态泵元件所需的力。通过沿空心轴移动固定阀到游动阀下方的径向端口，可以使所需的流体管线数量最小化。

图13a、13b、13c和13d示出了双作用泵，其中中心定位的管布置将井筒流体从泵入口输送到流体压缩腔室，随后流体通过中心定位的管排出。

图14示出了用于图13a到13d示出的泵的游动活塞和止回阀系统。

图15a和15b示出了具有从表面延伸到泵的两个动力流体管线的液压操作泵。

图16a、16b、16c、16d和16e示出了图15a和15b显示的泵的按序和重复操作。

图17a、17b和17c示出了井筒泵，其中产出的流体从泵的底部排出，并具有内置以将任何滞留气体从泵腔室排出的功能。

图17d到17h示出了可以在如图17a、17b和17c中所示并参考其解释的泵的某些实施例中使用的其他特征。

图18示出了如图17a到17c所示的泵，其中该泵通过在图17a到17c的泵下方附接类似泵模块来扩充，从而使泵的流体提升能力加倍。

图19示出了如图18所示的泵，其中为液压控制管线提供气体排放。

具体实施方式

本公开涉及一种井用泵，其中生产管道形成泵壳体，而包括活塞、止回阀的内泵系统例如可以通过光井干预来安装和回收的等。这样的井用泵可以为泵的保养和维修提供显著的成本节省。这样的泵可以提供为泵下方的井筒提供现成的通道，用于干预(例如测井，以及其他干预操作)。对于诸如使用修井机或类似物以拔出并再运行生产管道的重量级重要干预的区域，这可能是特别令人感兴趣的。例如，近海小尺寸生产平台可以是修井机成本很重要的一个应用。此外，有限的起吊能力、没有可用的成本效益等在成本的上升中扮演重要角色。应该注意的是，本公开所描述的泵还可以部署在井筒中，其中泵具有外壳，例如连接到悬挂在井筒中的管的下端，其中管需要回收到表面以回收该泵。

并且，本公开描述了液压操作的井下泵的变体，使用来自表面的一个或两个控制线，并作为单作用和双作用。

本公开还描述了如何可以释放填充在泵腔室的生产流体中的滞留气体以避免或最小化气锁的风险。此外，本公开描述了井筒流体如何可以从动态密封件的区域保持并排出以使密封件和密封区域最小地暴露到磨料颗粒、沙石和碎屑中。

图1示出了配置为以接收井流泵的部件的井筒管110的示例性实施例。将参考图3更详细地解释该部件。在本示例性实施例中，井筒101可以用于生产气体。泵可以用于提升在井筒101的底部附近积累的采出水。这通常称作气井脱水或气井脱液化。

井筒101可以包括套管或衬管100以液压隔离该套管或衬管100外的地层，并以保持井筒101的机械完整性。在本示例性实施例中，衬管100从井筒101的底部延伸到表面套管104的底部上方。可以在产生碳氢化合物(例如天然气)的地层中的衬管100内制作射孔102。井筒管110可以延伸到井筒101的表面。井筒管110可以包括在110a和110b上示出的区段(“接头”)，每个区段具有抛光的内表面用于接收泵部件(图3)。上部抛光接头110a具有可以基本与上部抛光接头110a上方的所有管道110相同的内径。下部抛光接头110b可以比上部抛光接头110a的内径更小。当这些部件在抛光接头110a、110b内部锁定就位时，管110可以包括位于泵部件上方的纵向位置处的气体流入口106。

液压控制线116可以安装在井筒管110的外部，并可以从表面上加压的液压流体的源头(未示出)延伸到两个动力流体流入口114中的每个。动力流体流入口114用于在压力下将液压流体输送到参考图3所述的泵部件，其中加压的液压流体驱动轴/活塞系统(图3)上下行进，使得流体通过安装在管道110外的排放管道108泵送到表面。井筒管108可以延伸到表面。用于泵的“壳体”包括管道的上部110a和下部110b抛光接头。

该抛光接头110a、110b可以包括在上部110a和下部110b抛光接头之间连接处的适当位置处的井下流体流入口112。如图2所示，井下流体流入口112可以包括内部筛网或过滤器118，以帮助排出井筒流体中的固体被吸入并可能损坏泵部件。

应该理解的是气体流入口106可以位于在图1和图2所示的井筒管道中的较高的位置。图2还示出了可能的实施例，其中环形密封件和衬管悬挂件120配置在表面套管104和衬管100之间的环形间隙中。图2还示出了可能的实施例，其中管道110与衬管100的内部之间的环形间隙由环形密封件或封隔件122密封。封隔件122可以包括用于液压控制管线116和排放管线108的直通端口。

当井已配置有如图1所示的井筒设备时，过滤器118可以通过诸如测井电缆安装和回收。在其他的实施例中，过滤器可以与井下流体流入口112合并或在井下流体流入口112的外部。

图3示出了泵部件，即，可以包括外部密封件的泵活塞和轴组件300。泵活塞和轴组件300可以通过诸如测井电缆或滑线安装到抛光管线接头110a、110b内的接收位置。泵活塞和轴组件300可以锁定在预安装的泵接收器系统中(即，通过包含静态活塞和密封件306的部件的抛光管道接头110a、110b)。用于将部件锁定到井筒中的位置的方法和装置已为本领域所熟知。一个例子可以是在泵活塞和轴组件300上使用“震动”(轴向向下碰撞)以将静态活塞306锁定就位，并从静态活塞306剪切松动(例如通过断开剪切销)活塞轴(图4中的301)，从而，当液压动力流体施加到每个动力流体流入口(图1中的114)时，活塞轴(图4中的301)可以上下移动。在某些实施例中，活塞组件可以不需要机械锁定就位，因为除了通过对下游三个密封装置304、306和308之间的区域加压以将轴组件300液压锁定就位以外，活塞302上的流体静压力可能是充足的。

图4示出了更详细的活塞和轴组件300。示出了静态活塞306和其相关的内部306a和外部306b密封件，从而可以更好地理解静态活塞306的功能。内部密封件306a使得轴301能够在静态活塞306内上下移动，同时防止流体穿过静态活塞306与轴301的外部之间的静态活塞306运动。轴301可以包括顶部动态活塞302，该顶部动态活塞302具有外径和外部密封件302a以接合上部抛光接头(图1中的110a)的内部。轴可以包括中间动态活塞304，该中间动态活塞304具有外径和密封件304a以密封接合下部抛光接头(图1中的110b)的内部。在顶部动态活塞302和中间活塞304之间，轴可以包括横向流端口303以使流体能够从顶部动态活塞302和中间动态活塞304之间的环形间隙进入，并在抛光接头(图1中的110a、110b)内进入横向流端口303。横向流端口303与延伸通过顶部动态活塞302的纵向流端口307流体连通。在纵向流端口307内可以配置止回阀305(例如球和球座止回阀)，以限制流体通过顶部动态活塞302仅向一个方向运动。止回阀(未示出)还可以在流体吸入口(图1中112)中或其外部实现，防止密封组件302和304之间滞留的井筒流体倒回到井筒中。

具有相关外部密封件308a的下部动态活塞308可以设置在或接近轴301的底端处的轴301上。回到图3，当液压流体泵送到动力流体流入口114中的一个时(例如泵送到与上部环形间隙311连通的动力流体流入口中的一个)，通过静态活塞306与中间动态活塞304之间的液压流体施加压力。施加的压力引起轴(图4中的301)向上移动。顶部动态活塞302与轴(图4中的301)相应地移动。当顶部动态活塞302随轴(图4中的301)向上移动时，顶部动态活塞302上方的井筒管道110内的流体由于止回阀(图4中的305)将关闭而被提升起来。该提升的流体可以进入流体排放管108，其中该提升的流体可以通过排放管108移动到表面。为了轴的反向运动(图4中301)，液压流体可以泵送到下部动力流体流入端口114，从而为纵向设置在下部动态活塞308与静态活塞306之间的环形间隙313加压。环形间隙313中的这种压力使得下部动态活塞308向下移动；轴(图4中301)相应地移动。当轴向下移动时，流体可以通过流体流入端口112进入管道110。

图5示出了测井电缆型塞500可以安装在流入口108a上方以排出管道108，从而限制通过顶部动态活塞302向上移动的所有流体进入排放管108。轴/活塞组件300上的测井电缆塞500与顶部动态活塞302之间区域创建泵腔室，用于井筒流体泵向表面。流体排放口108a或排放管108还可以耦接到止回阀，以防止井筒流体回流到测井电缆塞500与顶部活塞302之间的井筒流体腔室。

图6示出了通过对静态活塞306上方313和下方311的环形间隙进行交替式加压，活塞和轴组件300可以引起向上和向下移动，从而交替地使井下流体流入中间动态活塞304和顶部活塞302之间的环形间隙中，并将流体移动到排放管108中。当如上所述通过操作活塞和轴组件300从井筒中移除液体时，相应地减小了抵靠在射孔102附近的地层的流体静压力。减小流体静压力可以增强地层在504处产生气体的能力，其中该气体可以通过设置在塞500上方的气体产生端口106进入管道110。该气体可以进入井筒并向上流入管道110与衬管100(或套管，如果井筒这样配置的话)之间的环形间隙中。

图7a和7b示出了根据本公开的泵的另一示例性实施例。类似于图1和2中所示的井筒，井筒101可以包括套管或衬管100和表面套管104。井筒管道110可以包括如参考图1所示的直径的井下流体流入口112和上部110a与下部110b抛光的接头。如参考图3和4所示，泵活塞和轴组件700可以插入到井筒管110中。在本示例性实施例中，可以存在每个具有相应的动力流体流入口114a、114b的两个液压控制管线116a和116b。

首先参考图7a，本示例性实施例中的泵活塞和轴组件可以包括耦接到下部轴701a的上部轴701。下部轴701a可以具有如图4所示的相似轴外径。基本上如参考图4所示，该下部轴701a穿过具有内部和外部密封件的静态活塞706。静态活塞706可以定位在管道110中，从而动力流体流入口114a、114b设置在静态活塞706的相对侧上。中间动态活塞704可以固定在下部轴701a的上端。当动力流体(例如液压流体)交替地施加在动力流体流入口114a、114b时，施加液压以使中间动态活塞704(和下部轴701a和上部轴701)向上移动，或使下部动态活塞708(和下部轴701a和上部轴701)向下移动。下部轴701a和上部轴701的运动用于移动上部动态活塞702，其可以基本如参考图4所示的上部动态活塞进行配置。在图7a中，动力流体施加在上部动力流体流入口114b上，并且当动力流体对上部环形间隙713加压时，中间动态活塞704向上移动。当上部动态活塞702随上部轴701向上移动时，流体可以通过设置在活塞和轴组件700上方的管道110中的止回阀705移动。从而在图7a和7b的实施例中，泵出的流体可以通过管道110提升到表面。同时，可以关闭上部动态活塞中的一个或多个整体止回阀702a，从而使井筒流体能够吸入到上部活塞702和下方的中间活塞704之间的井筒流体腔室中。

图7b示出了图7a的实施例，其中通过液压控制管线116a施加动力流体，并进入下部动力流体流入口114a，当下部动态活塞708逆着液压流体压力向下移动时，液压流体压力作用在下部动态活塞708上，导致下部环形间隙711扩张。下部轴701a和上部轴701相应于下部动态活塞708的向下运动而向下移动。

在图8中示出了双作用泵的另一示例性实施例。井筒101可以配置基本如参考图1所述的衬管100、管道110和表面套管104。活塞和轴组件800可以基本上如参考图3所述插入到管道110中并锁定就位。活塞和轴组件800可以包括轴801、上部动态活塞802、中间动态活塞804、静态活塞806和下部动态活塞806，其构造类似于参考图3和4所示的轴和活塞组件。

图8中的流体排放管道108可以包括通过恰好处在管道110内的位置正下方的于管道110纵向设置的上部流入口808a上，其中设置双対置极性止回阀816。该止回阀816可以通过诸如测井电缆或滑线进入管道110中并设置就位。止回阀816的一个排放口与上部流入口808a对齐。止回阀816的一个入口与耦接到外部井下流体流入管线809a的井下流体流入口809对齐。流体排放管线108的下部流体流入口808b可以在井下流体流入口112的正上方的位置处穿过管道110。下部流体流入口808b可以包括止回阀817，从而通过活塞和轴组件801的作用，限制流体流仅移动至排放管道108中。当动力流体(液压流体)交替地泵入到动力流体流入口114中的每个时，静态活塞806的相对侧上的环形间隙811、813被交替地加压，从而引起活塞和组件801交替地向上和向下移动。活塞和轴组件801的向上运动引起设置在上部动态活塞802下方的第一容积822扩张，从而通过井下流体入口112将井下流体吸入到容积822中。同时，上部动态活塞802和止回阀816之间的第二容积收缩，从而通过止回阀816将第二容积820中的井筒流体排出，并通过上部流体入口808a进入排放管道108。

当活塞和轴组件的运动反向时，第二容积820扩张，从而通过井下流体流入口809将井筒流体从井下流体流入管道809a吸入到第二容积820中。相应地，第一容积822缩小，从而使井下流体流入口112的止回阀821关闭。从而限制流体通过下部井下流体流入口808b移动到排放管线108中。止回阀816防止排放的井下流体通过上部井下流体入口808a回流，从而通过排放管线限制排放的井筒流体向上移动。从地层产生的气体可以通过基本如参考图6所示的气体产生端口106进入井筒。

在图9a中示出了井下泵的另一示例性实施例。图9a，本示例性实施例中的泵活塞和轴组件可以包括耦接到下部轴901a的上部轴901。下部轴901a可以具有如图4所示的相似轴外径。基本上如参考图4所示，该下部轴901a穿过具有内部和外部密封件的静态活塞906。静态活塞906可以定位在管道110中，从而动力流体流入口114a、114b设置在静态活塞906的相对侧上。中间动态活塞904可以固定在下部轴901a的上端。当动力流体(例如液压流体)交替地施加到动力流体流入口114a、114b时，施加液压压力以使中间动态活塞904(和下部轴901a和上部轴901)向上移动，或使下部动态活塞908(和下部轴901a和上部轴901)向下移动。下部轴901a和上部轴901的运动用于移动上部动态活塞902，其可以基本如参考图7所示的上部动态活塞进行配置。在图9a中，动力流体施加在上部动力流体流入口114b上，并且当动力流体对上部环形间隙(图7a的713)加压时，中间动态活塞904向上移动。当上部动态活塞902随上部轴901向上移动时，上部动态活塞902和止回阀905之间的第二容积920收缩，从而井筒流体可以通过设置在活塞和轴组件900上方的管道110中的止回阀905移动。从而在图9a的实施例中，泵送的流体可以通过管道110提升，并进入上部流体排放管线的流入口908a。上部动态活塞902可以包括一个或多个整体止回阀902a，从而当第二容积920收缩而上部动态活塞902下方的容积扩张时，井下流体可以通过井下流体流入口112吸入到上部动态活塞下方的容积中。吸入的井筒流体通过一个或多个整体止回阀902a移动经过上部动态活塞902进入到第二容积920，以通过止回阀905排出并进入如上所述的管道110。

当活塞和轴组件900向下移动时，设置在下部动态活塞908和双止回阀接头909之间的第一容积922收缩。第一容积922中的流体通过双止回阀接头909限制移动到井下流体排放管线108中。在本示例性实施例中，井下流体排放管线108延伸到止回阀905的位置上方的管道110中的排放流体端口908a。当活塞和轴组件900向上移动时，第一容积922扩张，从而通过双止回阀接头909将井筒流体吸入到第一容积中。从而，图9a中所示的井筒泵的示例性实施例是双作用的。

图9b示出了与图9a中所示类似的井筒泵的另一示例性实施例。图9b的实施例包括耦接到管道110的外部的井下流体排放接头909a(带整体止回阀)，从而来自收缩的第一容积(图9a中的922)的排放流体移动到井下流体排放管道108中。当第一容积(图9a中的922)扩张时，井筒流体可以通过设置在下部动态活塞(图9a中的908)下方的管道110中的可取代的(例如通过测井电缆或滑线)吸入止回阀909b吸入到第一容积中。在其他方面，图9b中所示的井筒泵与图9a中所示的井筒泵的工作原理基本相同，但是，通过首先通过例如测井电缆或滑线可检索所有泵部件和止回阀组件，能够通过测井电缆或滑线工具等管道实现全孔径。

图10和11示出了液压操作的井筒泵的另一实施例，该泵可以改造成现有的井筒套管。泵活塞1009在泵壳体1001内部向上和向下移动。在1002处示出了泵活塞1009和壳体1001之间形成的泵腔室的入口。止回阀1008在泵活塞1009向下运动时关闭，并在其向上运动时开启。井下流体可以通过止回阀控制的流体入口1002进入泵1000。动力流体可以交替地施加在两个动力流体端口1004、1006以在动力活塞1014的相对侧上产生压力。动力活塞可以通过操作杆1012耦接到泵活塞1009上。从而，动力活塞1014的往复运动引起泵活塞1009的往复运动，从而将井筒流体向上提升至表面。图10示出了其下行冲程端部位置中的泵1000。

图11示出了其上行冲程位置中的泵1000。

图12示出了其单动力线的液压泵，其使用液柱的静压头以将动态泵组件(动力活塞1014和操作杆1012)向下返回。井下流体路径与用于图10和图11所示的泵中的相同。由于固定阀和操作杆1012中的孔1012a的位置，当从动力流体入口1006释放液压控制压力时，附加区域和由此的力有助于推动动力活塞1014向下。

图13a到13e示出了液压操作的井筒泵的另一示例性实施例。在本示例性实施例中，并参考图13a，井筒泵1300可以在一个纵向端部与井筒管道1302的下端耦接。井筒管道1302可以是有接头的管道、挠性管道或任何将泵出的流体1301从井筒(例如图1中的101)传送到表面的任何其他合适的导管。管道延伸件1302a可以耦接到井筒泵1300的另一纵向端。

井筒泵1300可以通过接合器或转接接头1304附接到井筒管道1302的下端。转接接头1304可以连接到泵壳体1300a的一端。泵壳体1300a的另一端可以耦接到泵动力室1305的一端。泵动力室1305可以包括动力室气缸1305a，该动力室气缸通过上部动力室接合器1324a耦接到泵壳体1300a的下端。动力室气缸1305a的下端可以通过下部动力室接合器1324b耦接到管道延伸件1302a上。管道延伸件1302a可以包括流体流入口1307，其设置在流体吸入管道1306a的下端上方的轴向位置上。

泵动力室1305可以包括动力活塞1310，该活塞密封地接合泵动力室气缸1305a的内壁。处于压力下的液压流体可以交替地提供给耦接到泵动力室气缸1305a的每个下部液压控制管线1318a到动力活塞1310的下方的位置。在本示例性实施例中，通过下部液压控制管线1318a泵出的液压流体可以通过将在下部动力室接合器1324b中形成的合适的通道耦接到下部动力流体入口1318b进入泵动力室气缸1305a。相应地，上部液压控制管线1316a可以提供加压的液压流体到动力活塞1310上方的位置，例如，通过具有在上部动力室接合器1324a上形成合适流体通道的上部动力流体入口1316b。

流体吸入管道1306a可以密封地通过动力活塞1310并附接到动力活塞1310上，从而动力活塞1310的运动或者对每个液压控制管线1316a、1318a加压将使流体吸入管1306a相应地移动。图13a示出了最下面的位置处的动力活塞1310。

流体吸入管道1306a可以附接到设置在泵壳体1300a中的泵活塞1308上。泵活塞1308可以将泵壳体1300a的内部分成上部泵腔室1301a和下部泵腔室1301b。

当液压流体1317供应到上部液压控制管线1316a时，使得动力活塞1310向下移动，吸入管道1306a和泵活塞1308相应地移动，从而下部泵腔室1301b的容积减小。泵活塞1310可以包括内部流体通道1308c和布置的止回阀1308a、1308b、1308d，从而泵活塞1310的向下运动将引起下部泵腔室1301b中的流体移动到泵活塞1310中的管道1308c中并通过上部排放管道1306排出。上部排放管道1306可以通过转接接头1304纵向延伸并与转接接头1304密封地接合。通过上部排放管道1306排出的流体1301可以通过转接接头1304中止回阀1304a的作用限制向上移动穿过井筒管1302。

相反地，当动力活塞1310通过施加液压动力流体1317引起向上移动到下部动力流体入口1318b时，该流体吸入管道1306a、动力活塞1310、泵活塞1308和上部排放管道1306做相应地移动。从而，上部泵腔室1301a容积减小。泵活塞1308中止回阀1308a中的一个限制着上部泵腔室1301a的流体进入上部排放管道1306。同时，上部泵腔室1301a中的流体可以移动穿过转接接头1304中的止回阀1304a，并因此移动到井筒管道1302中。当下部泵腔室1301b相应地扩张时，泵活塞1310中的其他止回阀1308d、1308b使得井筒流体能够通过流体吸入管道1306a吸入到下部泵腔室1301b中。

通过定位流体吸入管道1306a的位置上方的管道延伸件1302a中的井下流体入口1307，可以形成固体阱1320。固体可能易于通过重力下沉，并因此可以极大地排除其进入流体吸入管道1306a。在某些实施例中，引导鼻1322可以用在管道延伸件1302a的端部。

图13b示出了动力活塞1310，其向上移动并通过转接接头1304中的止回阀1304a将相应的井筒流体从上部泵腔室1301a排出并进入井筒管道1302。

图13c示出了靠近其最上面位置的动力活塞1310。图13d示出了向下移动的动力活塞1310，并且相应的流体从下部泵腔室1301b排放到上部排放管道1306，并从而进入井筒管道1302。

图14更详细地示出了本示例性实施例的泵活塞1308。泵活塞可以包括通向流体吸入管道1306a的流体通道1308e，其中止回阀1308a、1308d限制了来自流体吸入管道1306a的流体的运动，以流入上部泵腔室1301a或下部泵腔室1301b(这取决于哪个泵腔室正在扩张)。当其容积减小时，流体通道1308f使用止回阀1308b将上部排放管道1306连接到上部泵腔室1301a，从而将上部泵腔室1301a中的井筒流体移动到上部排放管道1306。相应地，泵活塞1310的向下运动将引起止回阀1308a、1308b、1308d通过泵活塞1308移动来自下部泵腔室1301b的流体，并进入上部泵腔室1301a，其中流体将通过转接接头1304中的止回阀1304a排出。

图15a和15b示出了液压操作泵的其他实施例。参考图15a，示出了泵动力活塞和泵活塞组件1500，并且其包括具有流体密封件1500a(其设置在纵向位置中间)、上部活塞1502(在其外表面具有密封件1502a)和下部泵活塞1504(在其外表面1504a上具有耦接到活塞杆1500b纵向端部的密封件)的活塞杆1500b。

图15b示出了设置在泵主体1510中的泵动力活塞和泵活塞组件1500以形成井筒流体泵1530。泵主体1510包括设置在中心通道1510a的相对的纵向侧的上部气缸1518a和下部气缸1518b，通过该中心通道1510a可以移动活塞杆1502。泵主体1510内泵动力活塞和泵活塞组件1500的运动可以通过在压力下泵送液压流体通过第一控制管线1516a引起，该第一控制管线1516a连接到流体密封件1500a和上部活塞1502底部之间的上部气缸1518a上。相应地，另一方向上泵动力活塞和泵活塞组件的运动可以通过在压力下为下部气缸1518b供应液压流体通过第二管线1516b。

上部泵活塞1502和下部泵活塞1504中的每一个可以各自包括压力密封件1502a和1504b。泵主体1510的纵向端部和相应的泵活塞1502和1504可以限定上部泵腔室1510a和下部泵腔室1510b。用于下部泵腔室1510b的流体吸入可以通过止回阀1520提供，该止回阀1520在其扩张时将允许流体进入下部泵腔室1510b。止回阀1520可以使流体限制移动以通过排出管线1518，通过止回球1514并进入井筒管道110中。相应地，上部泵腔室1510a可以具有流体吸入管线1522和通过端口1512的排放口，其中端口1512具有止回球1512a。通过上部活塞1502的相应运动，扩大和收缩上部泵腔室1510a的容积将相应地使流体吸入到上部泵腔室1510a和从其中排出。

图16a至16e示出了参考图15a和15b在其操作的不同阶段所述的井筒流体泵1530，以例示出井筒流体泵1530的操作。在图16a中，动力活塞和泵活塞组件(图15a中的1500)通过液压流体的作用向下移动。箭头示出了如图15b所示的井筒流体泵1530的流体进入、穿过和排出部分的各自运动。图16b示出了通过液压流体的作用继续向下移动的井筒流体泵动力活塞和泵活塞组件(图15a中的1500)。在图16c中，动力活塞和泵活塞组件(图15a中的1500)在其最下面的位置处。图16d示出了通过处在压力下的液压流体的作用向上移动的动力活塞和泵活塞组件(图15a中的1500)。最后，图16e再次示出了在其最上面的位置处的动力活塞和泵活塞组件(图15a中的1500)。

图17a至17c示出了井筒流体泵，其中产出的流体从泵的底部排出，并具有内置以将任何滞留气体从泵腔室排出的功能。这个泵设计还可以确保生产的流体内的固体(碎屑和沙石)保持在动态泵活塞区域的下方，以增加流体压力密封件的寿命和周围密封表面。行进的动力活塞具有从其下端穿过的通孔和包括在动力活塞的顶部的减压阀。在气体滞留在井筒流体泵腔室内的情况下，在动力活塞达到活塞孔的上端之后，用于在其通孔中向上移动动力活塞的一个控制管线上的液压动力流体压力增加到比普通操作压力更高的压力。这种增加的压力提升减压阀，随后开启设置在泵腔室上方的泵联接器中的阀门，使得任何滞留的气体通过活塞组件和减压阀从泵腔室排出，并随后进入泵上方的管中。

首先参考图17a，井筒流体泵1700可以包括泵壳体1706。泵壳体1706在其内表面可以具有基本圆柱形的通孔1706a。泵壳体1706的上端可以通过上部接合器1704耦接到井筒管道110上。上部接合器1704可以包括用于球形止回阀1714的阀座1714a。上部接合器1704可以包括在其中形成的内部通道1704b，其将泵送的流体排放管线1712连接到球形阀座1714a的内部。当通过泵送的流体排放管线1712排出流体时，该流体通过内部通道1704b流向球形阀座1714a，并随后通过井筒管道110向上流到表面。

动力室可以在泵壳体1706中通过泵壳体1706的壁纵向限定在泵壳体1706与上部接合器1704和动力流体入口1717的连接之间。与动力室相应的泵壳体1706的部分可以具有与动力室的长度相对应的扩大的内径部分1706a。活塞1710可以设置在泵壳体1706中。活塞1710的上端可以与液压动力流体进行流体连通，该液压动力流体在压力下通过上部接合器中的动力流体通道1704c移动到活塞1710的顶部上方的泵壳体1706中。第一液压控制管线1716a耦接到动力流体通道1704c上，以通过施加动力流体(例如，压力下的液压流体进入动力流体通道1704c)使活塞1710能够在泵壳体1706中向下移动。活塞1710的底端可以包括压力密封件1720或类似流体密封件。泵腔室1708可以限定在泵壳体1706内的活塞1710的底端与耦接到泵壳体1706的下端的下部接合器1720之间。

下部接合器1720可以包括吸入止回阀1720a和排放止回阀1720b。如泵腔室1720中通过箭头示出的，当活塞1710向下移动时，泵腔室减小了容积，而流体流动开启了排放止回阀1720b，其中排出的流体进入流体排放管线1712，并通过如上所述的上部接合器1704最终进入井筒管道110。在活塞1710向下运动的过程中关闭吸入止回阀1720a。当处于压力下的液压流体通过第二液压控制管线1716b移动到下部动力流体入口1717时，通过这样液压流体压力向上移动活塞1710。当活塞1710向上移动时，吸入止回阀1720a开启而排放止回阀1720b关闭，使井筒流体能够通过增加泵腔室1720的容积吸入到泵腔室1720中。

活塞1710具有通孔1710b，通过该通孔从其上端到活塞1710上的动态密封件1710c下方的活塞的外表面上的位置。通孔包括减压阀1710a，其在接近活塞1710的顶部的通孔1710b中。在气体滞留在井筒流体泵腔室内的情况下，在动力活塞1710达到泵壳体1706的上端之后，第二控制管线1716b(用于在泵壳体1706中向上移动活塞1710)上的液压动力流体压力增加到比普通操作压力更高的压力。这种增加的压力提升减压阀1710，随后开启上部接合器1704中的相应减压阀1704a，使得任何滞留的气体通过活塞1710和减压阀1710a、1704a从动力室排出，并随后进入管中(例如上部接合器1704上方的管110)。

图17b示出了活塞1710，该活塞通过在压力下将液压流体施加到第一控制管线1716a上以从泵腔室1720排出流体。图17c示出了处在其最下面位置的活塞1710，从而提供压力下的液压流体到第二控制管线1716b以使活塞1710向上移动。活塞1710的向上运动将使泵腔室1720扩张，以通过吸入用止回阀1720a将井筒流体吸入到泵腔室1720中。

在某些实施例中，引导鼻1720c可以耦合到下部接合器1720的底部。

现在将参考图17d到17h解释如以上参考图17a到17c所示的井下流体泵的附加特征。

首先参考图17d，施加到动力活塞1717的液压控制压力可以传导到动力泵活塞1708处的径向间隙1708b。液压流体可以通过轴1710c中的孔1708a和小流量限制装置1708d移动，该装置1708d允许加压流体的小容积流经泵活塞1708的外径。处于压力下的液压流体有助于将任何碎屑冲洗离开泵缸膛1708e并且还用作静压径向轴承。图17e示出了在泵活塞1708的外径上形成的螺旋槽1708f，以帮助全面清洁泵缸膛1708e。

在某些实施例中可以使用两种不同的布置。一个实施例可以使用仅具有金属对金属间隙的传统金属柱塞。某些实施例可以使用轴向位于排放口的每侧处的弹性密封件或类似物，在泵活塞1708的外部。

向间隙(图17d中的1708b)供给的液压流体压力可以在下行冲程上，以确保密封腔室的正向压力，以确保排出任何固体，并从而可以帮助降低泵部件的磨损。

参考图17f，为改善可靠性，中间密封腔室1750可以位于动力流体腔室1752和泵腔室1708之间。这提供了清洁的流体，该流体作为进一步的缓冲以防止受污染的流体进入动力流体腔室1752和包括动力活塞1710的有关部件。位于泵的外径上的再循环管线允许流体在每个冲程过程中再循环。另一种布置使用该腔室中的气体。

在图17g中的1756处示出了再循环管线。可以在设置在动力流体腔室(图17f中的1752)和中间密封腔室1750之间的腔室分离隔板1758中形成再循环管线1756。

参考图17h，某些实施例中的动力腔室1752可以具有比泵腔室1708更小的直径。这使得动力流体腔室1752的流体压力大大减小，并还有助于减小有关流体管道尺寸和由于动力流体流的摩擦损耗。在本设计中，表面泵需求和成本是主要的因素。

图18示出了如图17a所示的泵1800，其中通过添加如参考图17a所示配置的第二泵1800a扩充泵1800。可以通过在泵壳体1806的底部上用其他上部接合器1804a(如参考图17a所述)替换下部接合器(图1中的1720)来进行这种添加。第二泵1800a可以连接到第二上部接合器1804a上。如参考图17a所述，第二泵壳体1806a的底部可以具有附接到其上的下部接合器1820。这种布置将使泵的流体提升能力加倍。如参考图17a所述，下部腔室还结合了滞留气体释放功能。如所述的一个或几个附加泵可以以相同的方式(使用额外的上部接合器)串联耦合在下部泵1800的下方，用于获得进一步的流体提升能力。

图19示出了与如参考图17a、17b和17c所述的泵相似的泵，其中产生的井筒流体引入到运行活塞下方的腔室中。图19示出了在探测的、确定的或疑似气体滞留在井筒流体腔室(图17a中的1708)的情况下，第二控制管线(图17a中的1716b)和第一控制管线(1716a)均可以在同时受压。这种加压将引起高压排出阀1822设定为大于最大操作压力的开启压力，用于移动主泵活塞(图17a中的1710)，以开启从气体存在的排出口到泵的外面。

如图19所示，上述功能可以通过将泵活塞向下推动井筒流体，并具有在向上推动井筒流体的活塞的泵中实现。

还示出了这样的功能：通过对第一控制管线(图17a中的1716a)增加比泵操作压力更大的压力，泵动力流体可以用于冲洗干净井筒流体腔室，从而泵活塞1710中的阀门1903开启，允许高速下清洁的流体流入到井筒流体腔室并通过排放口排出。这个阀门1903可以安装在活塞1710中的任何位置。

虽然以上仅详细描述了几个实施例，但本领域的技术人员将容易理解，实例中的可以进行许多修改。于是，所有这些修改都将包括在如以下权利要求限定的本公开的范围之内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种井筒泵，包括：

用于泵的容器，形成为井筒生产管道的一部分；

泵，所述泵包括与容器的内表面接合的密封件，所述密封件具有通过所述密封件密封穿过的泵杆，所述泵杆具有在密封件的每侧上与管道内部密封接合的活塞，所述密封件与所述活塞与容器的内表面直接密封接合；

动力流体管线，所述动力流体管线液压连接到密封件上下方的生产管道的内部；

设置在活塞的其中一个与密封件之间的井下流体入口；以及

设置在配置在密封件上方的活塞上方的井筒生产管道中的纵向间隔开的止回阀。

2.根据权利要求1所述的井筒泵，其特征在于，所述止回阀设置在与泵杆相连接的活塞中。

3.权利要求1所述的井筒泵进一步包括与井下流体入口密封接合的流体入口止回阀。

4.权利要求1所述的井筒泵进一步包括覆盖井下流体入口的过滤器。

5.权利要求1所述的井筒泵进一步包括与纵向间隔开的止回阀上方的生产管道的内部流体连通的井下流体排放管线。

6.权利要求5所述的井筒泵进一步包括设置在井下流体排放管线上方的生产管线中附加的止回阀。

7.权利要求6所述的井筒泵进一步包括在附加的止回阀上方的位置处的生产管道中的井下气体入口。

8.根据权利要求6所述的井筒泵，其特征在于，所述附加的止回阀在两个流体流动方向是可操作的。

9.权利要求1所述的井筒泵进一步包括在纵向间隔开的止回阀上方的生产管道中的井下气体入口。

10.权利要求1所述的井筒泵进一步包括下部入口止回阀组件，所述止回阀组件耦接到泵下方的生产管道的底端，并布置为使得流体通过泵吸入到管道的底部，并排放到与生产管道的底端上方的管道内部流体连通的附加流体排放管线中。

11.根据权利要求1所述的井筒泵，其特征在于，使用测井电缆、挠性油管和半静止的可缠绕杆输送器，所述泵可插入到容器并从其中收回。

12.一种井筒泵，包括：

泵活塞，所述泵活塞设置在布置以耦接到井筒生产管线或井筒套管上的泵动力腔室中，所述泵活塞包括止回阀和其中的流动通道，以及下部泵腔室接合器，所述流动通道使得井下流体能够吸入到泵活塞下方的泵腔室中，所述下部泵腔室接合器将动力腔室与生产管道或井筒套管相连接，布置所述止回阀和流动通道以将井下流体排放到连接井筒管道与泵腔室的上部泵腔室接合器上方的生产管道中，所述上部和下部接合器包括止回阀和/或流体流动通道，以将来自泵腔室的流体交替地排放到生产管道或井筒套管和井下流体回流管线中的每一个中。

13.一种井筒泵，包括：

设置在连接到井筒生产管道的泵主体中的泵动力活塞和泵活塞组件，所述泵主体包括上部气缸和下部气缸，所述上部气缸和下部气缸设置在中心通道的相对纵向侧，通过所述中心通道活塞能够移动；

与流体密封件和上部活塞的底部之间的上部气缸流体连通的第一控制管线；

与下部气缸连通的第二液压控制管线；

在上部活塞和下部活塞中每一个的外部上的压力密封件；对应泵活塞的泵主体的纵向端，所述泵活塞的每一个能够限定各自上部泵腔室和下部泵腔室；

止回阀，配置成当井扩张并配置成通过排放管线排放井下流体并进入井筒管道110中时允许井下流体进入下部泵腔室；以及

布置用于上部泵腔室的相应止回阀，使得通过上部活塞的相应运动扩大和减小上部泵腔室的容积，将使流体分别吸入到上部泵腔室并从其中排出；

其中，用于下部泵腔室的止回阀中的一个设置在将井筒泵耦接到生产管道的上部接合器中。

14.根据权利要求13所述的井筒泵，其特征在于，用于下部泵腔室的止回阀中的一个设置在耦接到井筒泵的下端的接合器中。

15.根据权利要求13所述的井筒泵，其特征在于，流体排放管线将下部泵腔室的出口耦接到位于井筒泵上方的生成管道中。

16.根据权利要求13所述的井筒泵，其特征在于，用于上部泵腔室的止回阀中的一个设置在上部接合器中。

17.一种井筒泵，包括：

通过上部接合器耦接到生产管道的第一泵壳体，所述上部接合器包括设置在其中或与其流体连通的止回阀，所述上部接合器具有将泵送的流体排放管线连接到止回阀阀座内的内部通道，从而通过泵送的流体排放管线排出的流体流经内部通道进入止回阀并通过生产管道向上；

动力腔室，所述动力腔室通过泵壳体的壁限定在上部接合器和动力流体入口之间的纵向第一泵壳体内，相应于动力腔室的第一泵壳体的一部分具有相应于动力腔室的长度放大的内径部分；

活塞，所述活塞设置在第一泵壳体内，通过上部接合器中的动力流体通道，流体连通到液压动力流体的所述活塞的上端在压力下移动进入活塞顶部上方的泵外壳中；

第一液压控制管线，所述第一液压控制管线耦接到动力流体通道中以能够在第一泵壳体中向下移动活塞；

包括类似流体密封件的活塞的底端；以及

泵腔室，所述泵腔室限定在第一泵壳体中的活塞底端与耦接到泵外壳的下端的下部接合器之间，所述下部接合器包括设置在下部接合器中或与其流体连通的吸入止回阀和排放止回阀；

穿过上端处的活塞到活塞上动态密封件下方的活塞外表面上的位置处的通孔，所述通孔包括在活塞顶部附近的通孔中的减压阀，因此，当活塞到达泵壳体的上端之后增加到高于操作压力的压力时，用于在第一泵壳体中向上移动活塞的第二控制管线上的液压动力流体压力提升减压阀，然后打开上部接合器中的相应减压阀，以使滞留气体通过活塞和减压阀1710a、1704a从动力腔室排出，并然后进入上部接合器上方的生产管道中。

18.权利要求17所述的井筒泵进一步包括至少一个附加泵，所述附加泵包括上部接合器、第二泵壳体、活塞和下部接合器以及耦接所述上部接合器或与所述上部接合器流体连通到所述第一泵壳体的下端的止回阀。

19.权利要求17所述的泵进一步包括液压耦接到井筒泵排放室的排气阀，所述排气阀可操作以向第一和第二控制管线施加液压以作为高于操作压力的压力来释放滞留的气体，以移动活塞。

20.权利要求17所述的泵进一步包括穿过上端处的活塞到活塞上动态密封件下方的活塞外表面上的位置处的通孔，所述通孔包括在活塞顶部附近的通孔中的减压阀，因此，当活塞到达泵壳体的上端之后增加到高于操作压力的压力时，用于在第一泵壳体中向上移动活塞的第二控制管线上的液压动力流体压力提升减压阀，然后打开上部接合器中的相应减压阀，以使滞留气体通过活塞和减压阀从动力腔室排出，并然后进入上部接合器上方的生产管道中。