[发明专利]在用于生产碳氢化合物的油井的环状空间中操作的自动模块化维修设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种在用于生产碳氢化合物的油井的环状空间中操作的自动模块化维修设备。

更具体地，本发明涉及一种在用于陆上和海上竖直地或者在有限的偏离下提取石油或者气体的油井的环状空间中操作的自动模块化维修设备。

甚至更具体地，本发明涉及一种自动设备或者机器人，其设计成用于在位于生产管与油管之间的环形空间中操作，并且通过封隔器在下部分中定界，以允许传感器和阀的维修和/或替换和/或操作，所述传感器和阀已知为特殊设计的服务元件或者部件。尤其，本发明的自动目标设备能够在环状空间内自动地运动，还被夹持到油管的外表面，并且到达沿着油管的外表面并沿着套管的内表面安装、或者简单地安装在包装机的上部分上的服务元件，以便实现例如所述服务元件的替换和/或维修操作。

背景技术

如公知的，在构造用于生产碳氢化合物的油井期间，所述油井的壁的连续加强在油井加深期间对于防止油井倒塌是必要的。所谓“套管”的加强结构基本上由金属的圆筒形本体构成，所述金属的圆筒形本体插入腔体中并且借助水泥粘附到油井的壁。

当油井开始生产时，石油借助已知为生产管道或者“油管”的特定管道而回收。所述管道是钢管，所述钢管插入油井中，直到该钢管达到油藏的高度水平为止。油管借助具有所谓“包装机”的结合的液压和机械密封件的系统而保持在油井底部处，所述结合的液压和机械密封件迫使石油在不触到套管的壁的情况下升高到油管内侧的表面。

在油井的寿命期间，油管和套管借助诸如压力传感器、温度传感器、插头、流量阀、数据通信控制单元等一组服务元件而保持在控制下，所述一组服务元件在构造油井期间安装。适当地设计的这些服务元件例如定位在环状空间中、油管的外表面上。然而，如为了使由储蓄器在油井底部处所施加的压力平衡，环状空间由已知为完井液的液体填充，所述液体具有从1.1kg/1到1.8kg/1的范围内的密度，不容易实现存在于环状空间中的所述服务元件的维修和/或替换操作。完井液通常由无机盐水溶液构成。

相对于当前可用的技术，本设备表现了一种真正的创新，如本设备允许实现存在于环状空间中的服务部件的维修操作，还自发地避免以下说明的缺点。

用于监测的当前技术和在油井的寿命期间在油管上的操作使用传统的“钢丝绳”操作，在所述“钢丝绳”操作中维修系统在油管内侧下降，其中维修系统借助电缆进行维修和驱动。这需要油井生产的临时悬挂。

传统的干预方法也暴露于这样的风险中，即，除了硬积聚物以外的沿着油管存在的蜡和石蜡的沉积物，所述沉积物可以局部地阻隔通道面积并且危及操作的成功。

近年来，用于油井的适当仪器的获得已经变成对于油井的更好监测和控制以及储蓄器的优化管理日益重要的要求。为该目的迄今为止发展的新技术（智能服务元件、流量计和油井底部P/T传感器等）没有满足可靠性的基本要求来保证在油井底部的条件下操作许多年的这些服务元件的可用性。

该危急程度通过本发明的目标设备解决，所述目标设备提供了在不中断油井生产的情况下进行控制、实现维修和根据需要替换安装在在套管与油管之间的环状空间中的服务部件的可能性。相对于当前可用的技术，这导致在出现故障的情况下更容易、更快且更经济的油井功能性恢复，并且最重要的是，保证服务部件在油井的整个寿命期间的性能。

油井中的服务部件的可靠性对于石油公司而言是极端重要的：已经采用多种主动措施来解决该问题。然而，这些主动措施中没有一个已经曾经考虑到，在不中断生产的情况下，在油井自身的操作阶段期间，控制、实现维修和可能地通过环状空间替换服务部件的可能性。

发明内容

因此，在所附权利要求中较好说明的本发明的目的涉及一种在用于生产碳氢化合物的油井的环状空间中操作的自动模块化维修设备，所述环状空间由生产管和油管之间的环形空间构成，并且通过包装机在底部处定界，以允许适当地设计成用于与本发明的设备相互作用的服务部件的维修和/或替换和/或操作。

本发明的目标设备在油井的生产阶段期间使用，由于该目标设备是完全自发的，由于该目标设备能够通过在完井液中基本自动地运动而浮动和达到操作位置，并且不必需要与表面的任何物理连接。该设备确实能够提供其自身的推进器和电源，自发地在完井液中浮动以达到在上述元件处的操作位置，并且将维修仪器和待替换的元件运输到油井中。

尤其，本发明的目的，在用于生产碳氢化合物的油井的环状空间中操作的自动模块化维修设备能够：

a.也在套管和油管之间的完井液中自动地运动，实现计划的任务；