[发明专利]用于线缆部署式电潜泵的地下安全阀

说明书

一种用于地下井的安全阀系统(20)包括具有中心体轮廓部(24)的中心体(22)和支撑体(28)，支撑体具有成形为支撑中心体轮廓部的支撑轮廓部(30)。外径密封件(27)围绕中心体，以密封在所述中心体所述支撑体之间。内径密封件(34)位于中心体的中心孔内，以在中心体的中心孔和延伸穿过中心孔的线缆之间形成密封。环形流体流动路径(36)轴向延伸穿过安全阀系统并经过外径密封件和内径密封件。阀组件(38)能在打开位置和关闭位置之间移动，在打开位置，流体能够流过环形流体流动路径，在关闭位置，流体被阻止流过环形流体流动路径。

技术领域

本公开总体涉及地下井中的地下安全阀，并且具体涉及与电潜泵结合使用的地下安全阀。

背景技术

从井筒(其缺乏足够的内部压力用于自然开采)开采烃流体的一种方法是利用诸如电潜泵等人工升举法。在一些类型的电潜泵系统中，线缆可以将潜泵装置悬挂在靠近生产地层的井筒底部附近。潜泵装置可操作地用于取回生产区流体，向流体施加较高压力并将加压生产区流体排放到生产油管中。由于压力差的作用，加压井筒流体向地面上升。

可以在井筒中使用地面控制地下安全阀(SCSSV)来提供生产油管的关闭，例如在紧急情况下。深潜SCSSV可以在电潜泵系统或其他井下设备下方使用。然而，在如此深的深度处安装SCSSV导致地下井内的大量烃位于SCSSV上方。此外，具有深潜SCSSV可能需要非常大的地面液压动力系统来运行。

将SCSSV放置在电潜泵系统上方可能需要拼接支撑电潜泵装置的线缆，以使线缆通过地面控制的地下安全阀，这可能导致线缆中的不可靠点或弱点。例如，一种当前方法包括将线缆布置在完井管(completion tubular)周围。该方法的另一个显著缺点是难以实现正确的间隔(space out)点和端接(termination)点。在生产环境中，电气拼接和连接尤其不可靠。

另一种当前方法是直接将线缆穿过SCSSV。线缆可以与围绕它布置的SCSSV流动路径进行拼接。虽然在生产环境中要进行的电气拼接和连接较少，但SCSSV上与线缆的间隔和端接有关的问题仍然存在。

在替换的当前系统中，地面控制地下安全阀可以是挡板、围绕线缆封闭的分体式或蛤壳型装置。然而，在这样的系统中，线缆的对准和居中(centralization)可能是困难的，并且两个或更多个区段之间以及区段和线缆之间的密封区域更大，从而增加了泄漏的可能性，并且由于制造公差而使得提供零泄漏密封成为挑战。

发明内容

本文公开的实施例提供了一种在井下设备(例如电潜泵组件)轴向上方的安全阀系统，其中线缆延伸穿过安全阀系统的中心并连接到井下设备。一旦安全阀系统到达期望的位置，安全阀系统将锁定到位且与井下设备断开，并且井下设备将进一步朝向其计划深度下降。在完成井下设备的无修井机安装之后，安全阀系统的内径密封件可被激励(energized)，以密封线缆并将流体流转向安全阀系统中的环形流体流动路径。环形流动路径可以具有阀组件，该阀组件可以控制阀的开启和关闭操作。

在本公开的实施例中，一种用于地下井的安全阀系统具有中心体，中心体的外径上具有中心体轮廓部。支撑体在内径上具有支撑轮廓部，所述支撑轮廓部成形为配合并支撑所述中心体的所述中心体轮廓部。外径密封件围绕所述中心体并定位成密封在所述中心体和所述支撑体之间。内径密封件位于所述中心体的中心孔内，所述内径密封件能在未激励位置和激励位置之间移动，在所述激励位置，所述内径密封件在所述中心体的所述中心孔和延伸穿过所述中心孔的线缆之间形成密封。环形流体流动路径轴向延伸穿过安全阀系统并经过外径密封件和内径密封件。阀组件能在打开位置和关闭位置之间移动，在打开位置，流体能够流过环形流体流动路径，在关闭位置，流体被阻止流过环形流体流动路径。