NL9400708A

NL9400708A - Method and device for pumping up liquid from the earth's crust.

Info

Publication number: NL9400708A
Application number: NL9400708A
Authority: NL
Inventors: Engelbert Josephus Va Boogaard; Hendrik Geert Corneli Berkhoff
Original assignee: Houttuin Technology N V
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1994-04-29
Publication date: 1995-12-01
Also published as: DE69505653T2; AU2319995A; WO1995030090A1; EP0757758B1; EP0757758A1; DE69505653D1

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HETMETHOD AND APPARATUS FOR THE

OPPOMPEN VAN VLOEISTOF UIT DE AARDKORSTINFLATING LIQUID FROM THE EARTH CRUST

Vloeistoffen uit de aardkorst, zoals aardolie, worden veelal hetzij met een zuigerpomp (bijvoorbeeld een zogenoemde Ja-knikker), of een in een geboord gat neergelaten pomp met een schroefvormig orgaan opgepompt. Een dergelijke pomp voor dit doel omvat veelal een schroeforgaan (rotor) uit metaal dat roteerbaar aandrijfbaar is ten opzichte van een statistisch aangebracht orgaan (stator) uit rubber of kunststof-achtig materiaal.Liquids from the earth's crust, such as petroleum, are usually pumped either with a piston pump (for example, a so-called Yes marble), or a pump dropped into a drilled hole with a helical member. Such a pump for this purpose usually comprises a screw member (rotor) of metal which is rotatably drivable relative to a statistically arranged member (stator) of rubber or plastic-like material.

Bij bepaalde olievelden kan een visceuze aardolie-soort, die tevens warm kan zijn, bijvoorbeeld in de orde grootte 150-300 °C, aanleiding geven tot een hoge mate van slijtage, in het bijzonder van de rubberen of kunststofachtige stator. Daar een dergelijk neergelaten pomporgaan zich op aanzienlijke diepte kan bevinden, bijvoorbeeld tot 1000-2000 m in de aardkorst, is onderhoud aan dergelijke pompen bewerkelijk, tijdrovend en derhalve kostbaar vanwege stilstandsverliezen in de aardolie-produktie.In certain oil fields, a viscous petroleum type, which may also be warm, for example in the order of 150-300 ° C, may give rise to a high degree of wear, in particular of the rubber or plastic-like stator. Since such a lowered pumping member can be at considerable depth, for example up to 1000-2000 m in the earth's crust, maintenance of such pumps is laborious, time consuming and therefore expensive due to downtime losses in petroleum production.

De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor het oppompen van vloeistoffen uit de aardbodem, waarbij een schroefpomp, omvattende een schroeforgaan en een contraschroeforgaan, in een in de aardbodem geboord gat wordt neergelaten, waarbij het schroeforgaan nabij of boven de aardbodem wordt aangedreven en het contraschroeforgaan door het eerste schroeforgaan wordt aangedreven en waarbij de vloeistof tussen het eerste schroeforgaan en het tweede contraschroeforgaan wordt opgepompt.The present invention provides a method for pumping up liquids from the ground, wherein a screw pump, comprising a screw member and a counter screw member, is lowered into a hole drilled in the ground, the screw member being driven near or above the ground and the counter screw member the first screw member is driven and the liquid is pumped between the first screw member and the second counter screw member.

Voorts verschaft de onderhavige uitvinding een installatie voor het oppompen van vloeistoffen uit de aardbodem, omvattende: - een in die aardkorst neergelaten schroefpomp die is voorzien van een schroeforgaan en een contraschroeforgaan; en - aandrijvingsmiddelen die op of nabij de aardbodem zijn opgesteld voor het aandrijven van het eerste schroeforgaan dat op zijn beurt het tweede contraschroeforgaan aandrijft.The present invention further provides an installation for pumping up liquids from the ground, comprising: - a screw pump lowered into that crust, which is provided with a screw member and a counter screw member; and - drive means arranged on or near the ground for driving the first screw member which in turn drives the second counter screw member.

Bij voorkeur zijn het schroefelement en het contraschroefelement voorzien van keramische lagers, die door de op te pompen vloeistof worden gesmeerd, opdat onderhoud zoveel mogelijk wordt vermeden.The screw element and the counter screw element are preferably provided with ceramic bearings, which are lubricated by the liquid to be pumped up, so that maintenance is avoided as much as possible.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden aan de hand van de navolgende beschrijving met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin tonen: fig. 1 een onder de aardbodem doorgesneden aanzicht van een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een installatie volgens de onderhavige uitvinding voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2 een zijaanzicht over lijn II-II van de installatie uit fig. l; fig. 3 een boven de onderste schroefpomp doorgesneden aanzicht van een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de installatie volgens de onderhavige uitvinding; fig. 4 een aanzicht in doorsnede van detail IV uit fig. 1; fig. 5 een aanzicht in doorsnede van detail V uit fig. 1; en fig. 6 een aanzicht over de lijn VI-VI uit fig. 5.Further advantages, features and details of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a view under the ground of a first preferred embodiment of an installation according to the present invention for performing the method of the present invention; fig. 2 shows a side view over line II-II of the installation of fig. 1; Fig. 3 is a view cut above the lower screw pump of a second preferred embodiment of the installation according to the present invention; fig. 4 is a cross-sectional view of detail IV of fig. 1; Fig. 5 is a cross-sectional view of detail V from Fig. 1; and fig. 6 shows a view on the line VI-VI from fig. 5.

Een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een installatie 1 volgens de onderhavige uitvinding (fig. 1, 5, 6 en 7) bevat aandrijvingsmiddelen 8 die op de bodem S zijn opgesteld en die zijn voorzien van een aansluitingsflens 2 voor verbinding met een afvoerleiding 3 voor de opgepompte aardolie. Door de aandrijvingsmiddelen 8 wordt een buis, stang of as 4 aangedreven die de aandrijfkracht overbrengt op bijvoorbeeld 1000 of 2000 meter diepte in de bodem naar een samenstelling van twee schroefpompen 5 en 6. Elk van de schroefpompen, zoals schroefpomp 6, omvat een aangedreven schroeforgaan 7 en een contraschroeforgaan 9 dat door het bijbehorende schroefvormig orgaan wordt aangedreven. Het schroeforgaan 7 en het contraschroeforgaan 9 zijn zodanig op elkaar afgestemd, dat tussen de schroefgangen en de schroefwindingen de vloeistof wordt getransporteerd, terwijl het contraschroeforgaan de beweging van het schroeforgaan nauwkeurig volgt.A first preferred embodiment of an installation 1 according to the present invention (fig. 1, 5, 6 and 7) contains drive means 8 which are arranged on the bottom S and which are provided with a connection flange 2 for connection to a discharge pipe 3 for the pumped oil . A tube, rod or shaft 4 is driven by the driving means 8, which transfers the driving force at, for example, 1000 or 2000 meters in the ground to a composition of two screw pumps 5 and 6. Each of the screw pumps, such as screw pump 6, comprises a driven screw member 7 and a counter screw member 9 driven by the associated helical member. The screw member 7 and the counter screw member 9 are coordinated so that the liquid is conveyed between the screw turns and the screw turns, while the counter screw member follows the movement of the screw member precisely.

Bij voorkeur zijn het schroeforgaan en het contraschroeforgaan vervaardigd uit gehard roestvast staal dat bestand is tegen temperaturen van 300 °C en weinig aan slijtage onderhevig. Voorts is vooral in de figuren 1, 2 en 7 zichtbaar dat de aandrijfstang 4 en de schroefpompen 5 en 6 in een afgesloten huis kunnen zijn opgenomen, dat bijvoorbeeld een grootste diameter d van ongeveer 15 cm heeft, opdat de installatie kan worden toegepast bij een boorgat al dan niet van een gecementeerde mantel voorzien, van een dergelijke afmeting.Preferably, the screw member and the counter screw member are made of hardened stainless steel which can withstand temperatures of 300 ° C and is subject to little wear. Furthermore, it is especially visible in Figures 1, 2 and 7 that the driving rod 4 and the screw pumps 5 and 6 can be accommodated in a closed housing, which for instance has a largest diameter d of approximately 15 cm, so that the installation can be used in a borehole, whether or not provided with a cemented jacket, of such a size.

Bij een lengte in de orde grootte van 1 meter kan door de hierboven beschreven en in de figuren getoonde schroefpomp een druk van ongeveer 30-40 Bar worden geleverd, zodat de aardolie vanaf aanzienlijke diepte, bijvoorbeeld 1000-3000 meter kan worden opgepompt. Bij het op getoonde wijze in serie plaatsen van een aantal schroefpompen kan op nog grotere diepte gewerkt worden.At a length of the order of 1 meter, a pressure of about 30-40 Bar can be supplied by the screw pump described above and shown in the figures, so that the petroleum can be pumped from considerable depth, for instance 1000-3000 meters. Placing a number of screw pumps in series in the manner shown allows work to be carried out at even greater depth.

De schroeforganen en contraschroeforganen zijn telkens bij voorkeur voorzien van axiale en radiale lagerelementen 30, 31 respectievelijk 32, 33, 34 en 35 (fig. 6) uit keramisch materiaal die worden gesmeerd door de op te pompen aardolie.The screw members and counter screw members are each preferably provided with axial and radial bearing elements 30, 31 and 32, 33, 34 and 35 (fig. 6) respectively, of ceramic material which are lubricated by the oil to be pumped up.

Fig. 3 toont een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van een installatie voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, waarop op grote diepte een eerste pomp 10 is neergelaten, terwijl een tweede schroefpomp 11 zich nabij de bodem op het maaiveld S bevindt. Indien aan deze tweede schroefpomp 11 onderhoud gepleegd dient te worden, behoeft de drijfstang 4' niet geheel uit het boorgat te worden genomen.Fig. 3 shows a second preferred embodiment of an installation for carrying out the method according to the present invention, on which a first pump 10 has been lowered at great depth, while a second screw pump 11 is located near ground level S. If maintenance is to be carried out on this second screw pump 11, the connecting rod 4 'need not be completely removed from the borehole.

De gevraagde rechten worden niet beperkt door de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen, de gevraagde rechten worden in eerste instantie bepaald door de navolgende conclusies. Thans heeft het de voorkeur dat twee of meer schroefpompen verdeeld langs het boorgat worden neergelaten, waarbij de bovenste schroefpomp zich bijvoorbeeld minimaal 300 meter onder het maaiveld bevindt, en zich geen drukken hoger dan 30 bar in de installatie zullen voordoen.The requested rights are not limited by the above described preferred embodiments, the requested rights are primarily determined by the following claims. It is currently preferred that two or more screw pumps are lowered distributed along the borehole, with the upper screw pump being at least 300 meters below ground level, for example, and no pressures higher than 30 bar will occur in the installation.

Claims

A method for pumping up liquids from the ground, wherein one or more screw pumps, each comprising a screw member and a counter-screw member, is lowered into a hole drilled in the ground, the first screw member being driven near or above the ground and the counter-screw member is driven by the screw member and the liquid is inflated between the screw member and the second screw member.

A method according to claim 1, wherein bearings for the screw member and the counter screw member are lubricated by the liquid to be pumped up.

3. Installation for pumping up liquids from the ground, comprising: - a screw pump lowered into the ground, which is provided with a first screw member and a counter-screw member; and - driving means disposed on or near the ground for driving the screw member which in turn drives the counter screw member.

Installation according to claim 3, in which two or more screw pumps are lowered in series in a drilled hole in the ground.

Installation according to claim 1 or 2, wherein the first and second screw members are provided with bearing elements of ceramic material.

Installation according to any one of claims 2-5, wherein the first screw member and the second counter screw member are made of a heat-resistant and hard material.

Installation according to claim 6, wherein the material is hardened stainless steel (RVS).