用于烃井的井下液位的控制的制作方法_3

文档序号:8510156阅读:来源:国知局
于 所希望的液位。完成了这个工作从而或者通过延长该泵的使用寿命来保养泵亦或在天然气 的情况下从而防止该液体对天然气开采具有不利影响。这还可以防止气体进入该液体开采 系统。
[0070]"液体开采系统该设备包括:工具和管道、箱、液体管道线、以及用来移出液体的 石油管道线。
[0071]"从该井中开采天然气从该井中移出天然气。
[0072]"调整该泵增加该泵的速度、启动该泵、降低该泵的速度、或者将该泵停止,以控 制被移出的液体的量。
[0073]"预先确定的液位可以是沿着一个轴线该液体的一个位置、高度的范围、或者该 液位的多个高度。多个实例可以是:将液体保持在该地层之下〇英尺至50英尺之间、将液 体保持在距该地层10英尺之下、或者将该液体保持在该地层之下5英尺处。
[0074]"井下油位"_如由该液位测量器所测量的井内的油的垂直测量值。这可以是该 井内的油的深度或高度或长度。
[0075]"使从该井中移出的油的量开始增加启动或增加从该井眼中移出油的速度。典 型地通过增加该泵的输出使用该泵来做此事,增加该泵的输出是通过或者启动该泵亦或增 加该泵的速度来进行的。
[0076]"使从该井中移出的油的量开始减少停止或者减慢从该井眼中移出油的速度。 典型地通过减少该泵的输出使用该泵来做此事,减少该泵的输出是通过或者停止该泵亦或 降低该泵的速度来进行的。
[0077]"接合该下部感应装置这可以通过任何手段(机械的、电子的、无线电波的、等 等)来进行接触。它可以是物理接触或者只是足够近的接触,如用来接合一个电路的一个 接近开关。
[0078] "允许该浮子在该引导件内与该液位的表面一起移动该浮子在由该引导件引导 的一个特定路径中移动但与该液体的升高和降低相结合。
[0079] "从井中开采天然气"_从该井中移出天然气。
[0080] "提供一个开采油的井"-任何开采油的井。
[0081] "监测井内的井下油位随着时间推移测量井内的油位。随着时间推移测量井内 油的高度或深度。这种测量发生在井内。
[0082] "调整该泵以改变从该井中油的输出并且由此控制井下油位增加该泵的速度、 启动该泵、减低该泵的速度、或者将该泵停止,以控制被移出的油的量并且由此控制保留在 该井内的油的量,这可以引起该井内油位垂直地上升或垂直地下降。
[0083] "基于井内的井下油位的物理监测确定油位以便对其调整从而使它处于一个希 望的液位。完成了这个工作从而或者通过延长该泵的使用寿命来保养该泵亦或在天然气的 情况下从而防止该液体对天然气开采具有不利影响。这还可以防止气体进入该液体开采系 统。
[0084] "从该井中开采油从该井中移出油。
[0085] "井下传感器一个位于该井内的压力感应装置。它可以优选地位于该泵之上并 且是一个潜水泵。
[0086] "确定烃井中一个泵上的压力指示该泵上直接达到的压力。
[0087]"表面压力传感器一个位于该表面处或在其附近的压力感应装置。
[0088] "确定该井眼内的气体该井下液位之上的压力。
[0089]"控制器"_一个可编程控制器(pic),它是一个基于可编程的微处理器的装置,该 装置被用于控制机械的、电动的以及电子的设备;或者是基于单个集成电路的一个小型计 算机,它包括一个相对简单的CPU,该CPU结合了多种支持功能,如,一个晶体振荡器、计时 器、监视定时器、串行以及模拟I/O、等等。
[0090] "通过使用用于确定该井下液位的该井下压力读数以及该表面压力读数来计算和 控制该井下液位"-使用该压力读数来计算该井下液位。 说明
[0091] 烃的实例是油和天然气。当设法从井中开采油或天然气时,在该井内可以存在气 体和液体的一种混合物。当在煤床层甲烷井中开采天然气时,目标是将水从该煤层中移出 以便开采甲烷气体。如果水位上升到该煤层的高度之上,则气体开采会受到不利影响。用 泵来将水移出从而使水位不会上升到这些煤层之上。
[0092] 把通过监测该井下液位来控制烃开采井的井下液位的装置2下放到一个具有需 要移出的水的煤床层甲烷井中。可以使用Kevlar (或者玻璃纤维或钢-现在存在那些之外 的几种变体)强化塑料管道线(P〇lyfl〇wTM、Fib ersparTM、Flexsteel TM)、管道、或管将装置2 下放到该井中。使用Kevlar强化塑料管道线,将装置2经过最低的煤层下放到一个贮槽中, 该贮槽被称为鼠洞28。鼠洞28穿入最低的煤层。鼠洞28可以是两三百英尺深或高。鼠洞 28是水从该层流入之处,从而使它不干扰甲烷气体开采。煤粉还与水一起落入鼠洞28中。
[0093] 装置2监测和控制着井内水位从而使水位不上升到煤之上并且也不允许泵16在 无水下运行。控制器24在适当的时间将泵16打开/关闭或者将其减慢或将其加速。当水 位低时,泵16关闭从而使得泵16不将该井抽干。当水位处于煤层附近的高度时,泵16打 开从而使水位不上升到对气体开采造成不利影响的点处。
[0094] 图1至图4示出了装置2的一个优选实施方案,该装置包括一个不锈钢浮子4。 浮子4是一个井下液位测量器,当它连同井下液位一起移动时用来指示或物理地监测该液 位。在这个实施方案中,基于如由井下液位测量器所测量的井下液位来引起一个泵调整其 当前的液体输出的一个连接到该液位测量器上的信号装置是由以下各项组成的: (a) 在浮子4内部的一个顶部目标件6 ; (b) 在浮子4内部的一个底部目标件8 ; (c) 一个上部支撑结构10 ; (d) -个下部支撑结构11 ; (e) -个上部感应装置12;以及 (f) 一个下部感应装置14。 当液位上升至一个被确定为最大液位的点时,该浮子4将在支撑结构9内上升至上部 支撑结构10。顶部目标件6将引起上部感应装置12发送一个信号从而或者打开泵16或者 增加泵16的液体输出。当泵16被打开或者该输出水平增加时,该井下液位将开始被减少。 当井下液位减低时,浮子4将在支撑结构9内降至下部支撑结构11并且底部目标件8将引 起下部感应装置14发送一个信号以关闭该泵或者减少液体输出。
[0095] 支撑结构9是一个用于浮子10的引导件,该支撑结构允许浮子在该引导件内与液 体一起移动。
[0096]图5示出了优选的实施方案,其中装置2的液位测量器被分成两个浮子4。这些 浮子是被管道18分离的。可以使用的管道的一个实例是在由PolyFlow公司拥有的商标 P0LYFL0W下出售的。
[0097] 这允许液位的长度被调整到任何预先确定的液位范围。物理测量的长度可以是从 刚好在该烃地层之下至500英尺的深度。优选地可以是从烃地层之下5英尺至40英尺。物 理测量的液位可以具有500英尺的整体长度测量值或者至凡是该鼠洞被钻到的深度。典型 是在天然气井中,该鼠洞具有150英尺的深度,这意味着该液位可以范围从该鼠洞底部处 的0到该烃开采层处的150英尺(如从该洞的底部所测量的)。该测量还可以从在该烃层 的底部处的0下降至150英尺(它在该洞的底部)来发生。如果鼠洞是150英尺那么不管 怎样人们都可以决定在该范围内他们希望的最大和最小水位。
[0098] 在典型的天然气井中,人们将希望最大液位达到不高于该烃地层的5英尺内,因 为他们将不希望液位干扰天然气从烃层中流出。他们将希望最低液位是在该烃地层之下不 超过50英尺,从而使泵不会无水运行。这可以从烃地层之下0至500英尺变化,取决于具 体的井以及该井的钻孔周围环境以及该井开采所处的条件。
[0099] 在图5中,上部感应装置12带有最接近烃开采层的浮子4。如果该井是典型的天 然气井,可以将该上部感应装置12置于距该烃开采层底部5英尺处。当液位上升至一个点 时,其中浮子4在上部支撑结构10内上升并且引起顶部目标件6接合该上部感应装置12, 该井下液位已经达到最大点,其中在一个典型的天然气井的情况下,该最大点将在与该烃 层相距5英尺之内。当顶部目标件6与上部感应装置12接合时,将泵16进行调整以使从 该井中移出的液体的量开始增加。当泵16引起从该井中移出更多的液体时,该井下液位开 始减少或下降。当液位下降至一个点时,在该点引起了浮子4在下部支撑结构11内下降并 且引起底部目标件8接合下部感应装置14,则该井下液位已经达到最小液位,其中在一个 典型的天然气井的情况下
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