BRPI0922978A2 - transferência térmica aperfeiçoada por meio de bomba submersível elétrica - Google Patents
transferência térmica aperfeiçoada por meio de bomba submersível elétrica Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0922978A2 BRPI0922978A2 BRPI0922978-7A BRPI0922978A BRPI0922978A2 BR PI0922978 A2 BRPI0922978 A2 BR PI0922978A2 BR PI0922978 A BRPI0922978 A BR PI0922978A BR PI0922978 A2 BRPI0922978 A2 BR PI0922978A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- cover
- motor
- engine
- pump
- turbulence generator
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 48
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 38
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 7
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/001—Cooling arrangements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/128—Adaptation of pump systems with down-hole electric drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
- F04B47/06—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
TRANSFERÊNCIA TÉRMICA APERFEIÇOADA POR MEIO DE BOMBA SUBMERSÍVEL ELÉTRICA.
A presente invenção refere-se a um motor de uma bomba submersível elétrica que gera uma quantidade significativa de calor que pode
ser removida por transferência térmica para o fluido da produção do poço. A carcaça do motor pode ter geradores de turbulência, que aumentam a turbulência do fluido da produção para aumentar a velocidade de transferência térmica. Os geradores de turbulência são projetados para facilidade de fabricação e manutenção.
Description
·V Relatório Descritivo da Patente de lnvenção para "TRANSFE- RÊNCIA TÉRMICA APERFEIÇOADA POR MEIO DE BOMBA SUBMERSÍ-
" VEL ELÉTRICA". Campo da lnvenção 5 A presente invenção refere-se, geralmente, a bombas de poço e, particularmente, a uma carcaça para bomba de poço com geometria variada para aumento da transferência térmica.
Referência Cruzada aos Pedidos Relacionados Este pedido de patente reivindica prioridade para o pedido provi- lO sório 61/138.060, depositado em 16 de dezembro de 2006 e 12/416.808, depositado em 1° de abril de 2009. Antecedentes
. Referindo-se à figura 1, um poço contém um revestimento 10. O revestimento 10 reveste um furo de poço (não mostrado) que é cimentado "" 15 no lugar.
Uma bomba 12 está localizada dentro da carcaça 10, frequente-
mente, a grandes profundidades abaixo da superfície da terra.
A bomba é utilizada para bombear fluido de produção do fundo do poço até a superfície.
Um eixo (não mostrado) liga a bomba 12 ao motor 16. O fluido da produção ingressa na entrada da bomba 17 e é bombeado para fora por meio da tuba- 20 gem 18. O motor tende a produzir calor o qual deve ser removido para prolongar a vida do motor.
Dispositivos externos usados para diminuir o calor adicionam custos ao motor.
Dispositivos de resfriamento externos, por exemplo, utili- 25 zam uma bomba de fluido de refrigeração acima do poço e linhas de fluido de refrigeração que se estendem pelo furo do poço até a bomba.
Esses dis- positivos de refrigeração resfriam a bomba circulando o fluido refrigerante através da bomba e transferindo o fluido refrigerante de volta para a superfl- cie.
A bomba de fluido refrigerante, linhas de fluido refrigerante e o fluido 30 refrigerante todos adicionam custos ao motor.
Além disso, as linhas de fluido refrigerante podem interferir nas operações do poço.
O conjunto motor-bomba está Iocalizado dentro de um furo de
. poço de modo que é desejávei transferir calor para o fluido de produção que está escoando além do motor.
É cornum dispor-se a bomba e o motor de " modo que o fluido da produção flua para além do motor em seu trajeto para a bomba.
O calor é transferido para o fluido de produção e transportado dis- 5 talmente quando o fluido da produção desloca-se pam a superfície- É con- veniente aumentar a velocidade da transferência de calor do motor para o fluido da produção.
Um método de aumentar a velocidade de transferência de calor é aumentar a área superficial da bomba que está em corjtato com o fluido de 10 produção.
Pode-se fazer isto se alongando a carcaça do motor ou prenden- do uma capa à bomba ou ao motor.
O fluido de produção flui entre o motor e a capa de modo que o calor pode deslocar-se de ambos o motor e a capa para o fluido de produção.
Outros dispositivos, tais como aletas, podem ser usados para aumentar a área superficial do motor.
Todos esses métodos de " 15 aumentar a área superficial são limitados pelo pequeno espaço disponível dentro do furo de poço.
Além disso, existe um problema com as aletas que se quebram e criam bloqueios dentro do fluxo do fluido da produção.
As aletas podem ser usadas para criar vórtices dentro do fluido de produção.
Os vórtices no fluido de produção aumentam a velocidade de 20 transferência de calor entre o motor e o fluido de produção. lnfelizmente, as aletas indutoras de vórtice como as usadas para aumentar a área superficial podem romper-se e obstruir o Alixo do fluido.
As aletas também tornam a fabricação da bomba e a manutenção mais dificultosa porque interferem com a montagem, desmontagem e o movimento dentro do furo do poço do con- 25 junto de bomba.
A montagem é mais difíci) porque as aletas devem ser instaladas no motor antes deste ser inserido à capa dlíndrica.
A d ificuldade surge por- que as aletas tendem a interferir no ajuste entre o motor e a capa.
A altura das aletas deve ser limitada para permitir a inserção, porém ainda com uma 30 altura limitada elas podem prender outras aletas, as laterais do motor ou o furo do poço.
Caso a aleta seja presa ao motor, por exemplo, deverá haver uma folga entre a borda externa da aleta e a capa para permitir um espaço
. livre durante a montagem.
Problemas com espaços livres também tornam extremamente dificil prender as aletas tanto ao motor como à capa na mes- " ma montagem, porque as aletas interferem entre si durante a montagem e a desmontagem.
Além disso, problemas com espaço livre das aletas impedem 5 as aletas de circularem por toda a folga entre a capa e o motor.
Também torna-se difícil realizar a manutenção do motor quando as aletas estão presas diretamente na carcaça do motor porque as aletas impõem dificuldade em colocar o motor em uma superfície plana ou o pren- dem erroneamente.
Além disso, para aumentar os custos de montagem e 10 manutenção, há um custo associado com a fàbricação e ligação das aletas à capa e à bomba- É desejável aumentar a velocidade de transferência de ca- lor sem incorrer nessas desvantagens das aletas.
Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma vista esquemática da moritagem de bomba da " 15 técnica precedente num furo de poço.
A figura 2 é uma vista em corte da montagem de bomba da figu- ra 1 com uma capa tendo uma parede lateral de forma irregular.
A figura 3 é uma vista em corte de uma montagem de bomba com uma capa em "degrau de escada" presa. 20 A figura 4 é uma vista em corte de uma montagem de bomba com depressões na capa.
A figura 5 é uma vista em corte de uma montagem de bomba com depressões na carcaça do motor da bomba.
A figura 6 é uma vista em corte de uma montagem de bomba 25 com um fio enrolado preso pelo lado de dentro da capa.
A figura 7 é uma vista em corte de uma montagem de bomba com um fio enrolado preso na carcaça do motor.
A figura 8 é uma vista em corte de uma montagem de bomba e capa com parafusos salientando-se do interior da capa. 30 A figura 9 é uma vista ortogonal de uma capa de garra em que duas metades da garra são mostradas na posição fechada.
A figura 10 é uma vista ortogonal de uma metade de uma capa de garra de duas partes e pinos na garra. A figura 11 é uma vista ortogonal de uma metade de uma capa " de garra de duas partes com aletas. Descrição Detalhada 5 Referindo-se à figura 1, o revestimento 10 é mostrado em uma orientação vertical, porém ele pode ser inclinado- Uma bomba 12 é suspen- sa dentro do revestimento 10 e é usada para bombear fluido para fora do poço. A bomba 12 pode ser centrífuga ou de qLla|quer outro tipo de bomba podendo ter um separador óleo-água ou um separador de gás. A bomba 12 10 é acionada por um eixo (não mostrado) operavelmente iigado a um motor
16. Um corte de vedação 14 é montado entre o motor 16 e a bomba 21. O corte de vedação reduz uma pressão diferencial entre o Jubrificante no motor e o fluido do poço. O motor 16 é encerrado em uma carcaça 19. De prefe- rência, o fluido produzido pelo poço ("fluido de produção") escoa além do " 15 motor 16, ingressa em uma entrada 17 da bomba 12 e é bombeado para cima através de uma tubagem 18. Preferivelmente, o motor 16 está localiza- do abaixo da bomba 12 no furo de poço. O fluido de produção pode ingres- sar na bomba 12 no ponto acima do motor 16, de modo que, o fluido seja aspirado para cima, além da carcaça do motor 19 do motor 16, e para a en- 20 trada da bomba 17. A velocidade de transferência de calor é determinada peja equa- ção Q = h(A)(T); onde Q = velocidade de transferência térmica, h = coefici- ente de transferência térmica, A = áreas superficial e T = diferença na tem- peratura (neste caso, T é a diferença na temperatura entre a carcaça do mo- 25 tor 19 e o fluido de produção). Referindo-se à figura 2, é montada uma c'apa 22 em tomo do motor 16 para aumentar a velocidade do fluido que flui para além da carcaça do motor 19. A capa 22 possui uma extremidade inferior aberta 24 e uma extremidade superior 26 presas de modo estanque em tomo da bomba 12 30 acima da entrada 17. A capa 22 pode ser presa por outros meios e em ou- tros Iocais. A capa 22 reduz a área de seção transversal do passo do fiuxo de fluido e, assim, aumenta a velocidade. A velocidade crescente, ou itili-
. dança de velocidade ou ambas, irá, em geral, aumentar a turbulência, que, pro sua vez, aumenta o coeficiente de transferência térmica (h) do fluido de " produção pela superficie da carcaça do motor 19. Um dispositivo que au- menta a turbulência no fluxo de fluido é chamado de "gerador de turbulên- 5 cia". Um gerador de turbulência pode ser uma caracteristica em uma capa, na carcaça do motor, ou qualquer outra parte do mo'tor.
Como se vê na figura 2, o gerador de turbulência compreende capa 22, que pode ter um formato lateral irregular 28 e, assim, criar bolsões de velocidade aumentada 10 e turbutência quando o fluido da produção escoa dentro da capa 22. Na figu- ra 2, a lateral 28 da capa 22 é formada em um padrão que é sinusoide quando visto em seção transversal.
O período de cada pico circular e cavi- dade pode variar consideravelmente- Por exemplo, o comprimento de cada curva poderia ser mais curto do que a extensão do motor.
Como resultado, a 15 área de fluxo anular varia ao longo do comprimento do motor 16. Referindo-se à figura 3, a turbulência é aumentada pelo uso de uma capa conformada em "degrau de escada" 23 como o gerador de turbu- lência.
O fluido de produção desenvolve-se em uma maior velocidade e, as- sim, maior turbulência, quando o diâmetro intemo (ID) da capa 23 dim inui.
O 20 fluxo laminar é ainda rompido quando o fluxo do fluido além dos cantos 30 das endentações da capa 23. Em uma modalidade exemplar, a carcaça do motor 19 possui um diâmetro de 18,45 cm (7,25") e a capa 22 possui um diâmetro de 27,305 cm (10,75"), deixando uma folga máxima de 4,44 cm (1,75") entre a carcaça do motor 19 e a capa 23. A capa 23 poderia ser aper- 25 tada para deixar, por exemplo, um espaço livre, por exemplo, de 1,27 cm (0,5") entre a carcaça do motor 19 e a capa 23, aumentando assim, a veloci- dade.
Os degraus da capa 23 podem ser de vários comprimentos medidos na díreção do eixo da capa 23, incluindo por exemplo, de 1,27 cm (0,5") ou 2,54 cm (1"). Por exemplo, a seção 30a possui um diâmetro interno menor e 30 um comprimento axial mais curto do que a seção 30b.
Os degraus poderiam ainda 'ter uma aparência uniforme, corrugada, de modo que, cada outro de- grau possua o mesmo diâmetro interno.
W Uma outra modalidade da capa escalonada 23 é um degrau de escada assimétrico (não mostrado) em que o diâmetro interno varia em um " ou mais quadrantes da capa 23. Este formato assimétrico rompe mais ainda o fluxo laminar criando bolsões de pressão mais alta e mais baixa de lado a 5 lado pela carcaça do motor 19 promovendo assim, o fluxo lateral do fluido de produção- Referindo-se à figura 4, o gerador de turbulência compreende múltiplas depressões diminutas 32 na capa 25. As depressões 32 são en- den.tações ou protuberâncias na face intema da capa 25. O tamanho das 10 endentações 32 pode variar e poderia ser, por exemplo, feito com uma de punção circular de 6,35 mm (1/4") ou de 1,27 cm (1/2") até uma profundida- de de 3,175 mm (1/8"). As depressões 32 também poderiam ter um diâmetro maior ou menor e serem levadas a uma maior ou menor profundidade.
Além disso as depressões 32 podem ter diferentes formatos como redondo, oval, 15 quadrado e similares.
As depressões 32 podem ser distribuídas em tomo da superficie em um padrão simétrico ou podem ser colocadas de forma aleató- ria.
As depressões 32 podem ser côncavas ou convexas, em relação ao lado interno da capa 25. As depressões 32 aumentam a turbulência do fluido de produção aumentando assim, a velocidade de transferência térmica da car- 20 caça do motor 19 para o fluido da produçâo.
As depressões conferem à capa uma superfície texturizada- Outras classes de superfícies texturizadas tam- bén] podem ser usadas para aumentar a turbulência- Além disso, as depres- sões 32 são de uma modificação de desenho econômica não sendo prejudi- ciais à manutenção, manuseio e instalação do motor 16. As depressões 32 25 podem ser usada sozinhas ou combinadas com outros dispositivos que au- mentem a turbulência do fluido da produção.
Referindo-se à figura 5, o gerador de turbulência compreende múltiplas depressões pequenas 33 na carcaça do motor 16. As depressões 33 são endentações ou protuberâncias, na superficie externa da carcaça do 30 motor 27. O tamanho das endentações 33 pode variar e poderia ser, por e- xemplo, feito de um diâmetro de 6,35 mm (1/4") ou de 1,27 cm (1/2") atê uma profundidade de 3,175 mm (1/8"). As depressões 33 também poderiam
. ter úm diâmetro menor ou maior sendo conduzidas a uma maior ou menor profundidade.
Alêm disso as depres"ões 33 podem ter diferentes formatos " como redondo, oval, quadrado e similares.
As depressões 33 podem ser dis- tribuídas em tomo da superfície em um padrão simétrico ou podem ser colo- 5 cadas de forma aleatória.
As depressões 33 podem ser côncavas ou conve- xas, em relacão ao Iado externo da carcaça do motor 27, podendo ser usa- . das independentemente do uso ou não de uma capa.
As depressões 33 au- mentam a turbulência do fluido de produção aumentando, assim, a velocida- de de transferência térmica da carcaça do motor 27 para o fluido da produ- lO ção.
As depressões conferem à carcaça uma superflcie texturizada.
Outras classes de superfícies texturizadas também podem ser usadas para aumen- tar a turbulência.
Além disso, as depressões 33 são de uma modificação de desenho econômica e não são prejudiciais à manutenção, manuseio e insta- lação do motor 16. As depressões 33 podem ser usada sozinhas ou combi- " 15 nadas com outros dispositivos que aumenfem a turbulência do fluido da pro- dução.
Referindo-se à figura 6, um fio enroiado 34 pode ser preso ao lado interno de uma capa 35 para formar um gerador de turbulência.
A pre- sença do rolo helicoidal 34 presta-se a romper o fluxo laminar do fluido de 20 produção e, por isso aumentar a velocidade de transferência térmica.
O rolo 34 pode ser instalado em quaisquer de inúmeras posições.
Por exemplo, ele pode ser preso à capa 35 em um ou mais locais para que fique enrolado em tomo da carcaça do motor 19 ou ele pode usar espaçadores para manter o fio na folga entre a carcaça do motor 19 e a capa 35. Em outras modalida- 25 des, mais de um fio pode ser preso pelo lado intemo da capa 35. O fio pode ter, por exemplo, trançados ou rolos para romper mais ainda o fluxo laminar.
Em outras modalidades ainda, o fio pode ser preso em dois locais próximos da entrada, de modo que o fio possa ter um formato de "ferradura" dentro da capa.
O fio pode ser usado sozinho ou em conjunto com outros meios de 30 rompimento do fluxo tal como as pequenas depressões 32 (figura 4) ou ca- pas com formato irregulares.
Referindo-se à figura 7, o gerador de turbulência pode ser um ro-
. lo de fio 37 preso no modo helicoidal à superfície externa do motor 39. A presença do rolo 37 presta-se a romper o fluxo laminar do fluido da produção " e, assim, aumentar a velocidade de transferência térmica. O rolo 37 pode ser instalado em quaisquer de várias posições. Por exemplo, ele pode ser enro- 5 lado em torno do motor 16 e preso diretamente à carcaça do motor 39, ou ele pode usar espaçadores para manter o fio a uma distancia da carcaça do motor 39. O fio pode ter, por exemplo, trançados ou rolos para romper mais ainda o fluxo laminar. O fio pode ser usado sozinho, sem uma capa, ou em conjunto com outros meios de rompimento do fluxo tal como as pequenas 10 depressões 33 (figura 5) ou capas com formato irregular. Referindo-se agora à figura 8, o gerador de turbulência compre- ende pinos ou parafusos 36 presos à capa 41 estendendo-se radialmente para dentro para rompimento do fluxo. Os pinos 36 podem ser, por exemplo, pernos de 6,35 mm (1/4") que podem ser instalados por inserção deles em " 15 buracos perfurados na capa 41, tal que eles salientem-se do interior da capa
41. Em outras modalidades, as roscas 36 podem ser instaladas parafusan- do-as nos buracos afunilados na capa 41. Os pinos ou roscas 36 podem ser mantidos no lugar por vários meios, incluindo, por exemplo, suas próprias roscas, cavilhas, solda e similares. Os pinos ou roscas 36 podem ser distri- 20 buidos em torno de toda a circunferência e ao Iongo de todo o comprimento da capa 41. Os pinos ou roscas 36 podem ser dispostos num padrão simé- trico ou aleatório. Além disso, os pinos ou roscas 36 podem ser usados para romper o fluxo nas capas cilíndricas Iineares ou capas de formato irregular, como se vê nas figuras 2 e 3. 25 Os pinos ou roscas 36 prestam-se a romper o fluxo laminar do fluido da produção e, assim, aumentar a velocidade de transferência térmica. Em uma modalidade preferida, os pinos ou roscas 36 são inseridos em uma profundidade tal que, contatam ou quase contatam a carcaça do motor 19. Pelo contato ou quase contato da carcaça do motor 19, os pinos ou roscas 30 36 criam uma turbulência próxima do motor aumentando assim, a velocidade de transferência térmica. O usuário pode inserir as roscas 36 ou pinos atra- vés da capa 41 após o motor 16 jã estar instalado na capa 41. Esta modali-
. dade permite inserção fácil do motor 16, seguido por instalação .das roscas 36 que quase contatam o motor e a capa 41. As roscas 36 podem ser remo- vidas antes da remoção do motor 16 da capa 41 obtendo, assim, benefícios de transferência térmica das roscas 36 enquanto ainda permite um acesso 5 fácil para manutenção.
Os pinos ou roscas 36 podem ser usados em combi- nação com quaiquer outra modalidade da invenção, incluindo capas de for- ma irregular e pequenas depressões 32. Referindo-se à figura 9, a capa 44 pode ser dividida em duas ou mais metades ou peças 46 que podem ser unidas em tomo do motor 16 em 10 uma configuração de garra.
A união 48 pode ser qualquer classe de tipos de união, incluindo, flange, Iingua e ressaito, pino de cavilha e simiiares.
As pe- ças 46 podem ser mantidas juntas com pernos que liberam trincos de inter- travamento das peças e sÍmilares.
A garra pode dividir a capa 44 em dois, três ou mais segmentos ou peças 46. Cada peça 46 pode ser um segmento " 15 ou um cilindro.
Uma ou mais juntas entre os componentes podem ter uma articulação.
O desenho da capa pode ser usado para facilitar a instalação dos agentes de turbulência.
Referindo-se à figura 10, a capa de garra 44 supera a dificulda- de, por exemplo, de instalar e remover o motor 16 quando outros dispositi- 20 vos, tais como pinos 50, roscas, aletas q2 e outros estão presentes entre o motor e a capa 44. A separação dos segmentos da garra facilita a instalação de objetos localizados entre a capa 44 e o motor 16 conferindo melhor aces- so à superfície interna da capa 44. Alêm disso, é mais fácil fabricar capas de conformação irregular quando a capa 44 é dividida.
É mais fácil, porque, por 25 exemplo, as peças podem ser produzidas por estampagem metálica em vez de necessitar extrusão, ou outra conformação de um objeto cilíndrico.
Referindo-se à figura 11, em uma modalidade da configuração de garra, as aletas 52 podem ser instaladas na carcaça do motor 19 OLl na capa 54, e as aletas 52 podem ser tão compridas nas dimensões radiais que 30 fiquem em contato com ambos os componentes.
Uma aleta 52 poderia, por exemplo, ser soldada à capa 54 e contatar ou quase contatar a carcaça do motor 19 quando o motor 16 é instalado.
Esta modalidade supera a fabrica-
. ção intrínseca e dlficuldades de manutenção associadas com a ligação das aletas 52 diretamente à carcaça do motor 19, mesmo que ainda crie um flu- " xo turbulento imediatamente adjacente ao motor.
As aletas 52 podem ser orientadas em posições variadas.
Em 5 uma modalidade, as aletas 52 são presas em um ângulo de 90° ou normal me relação à parede da capa 54. As aletas 52 podem ser enviesadas em relação ao eixo da capa 54, de modo a ficar num ângulo de 45". Conforme ilustrado pelo grupo 56 das aletas 52, aletas adjacentes 52 podem inclinar- se em inclinação igual em relação ao eixo da capa 54. Ainda, algumas das 10 aletas adjacentes 52 podem inclinar-se em ângulos alternativos entre si.
Por exemplo, uma aleta 52 é inclinada em um ângulo de 45° em uma direção e a aleta adjacente é inclinada em um àngulo de 45° na direção oposta de modo que as bordas mais profundas 58 das aletas 52 estejam mais próximas u- mas das outras, sendo que as aletas bifurcam-se à medida que sobem ao ' 15 longo do eixo da capa.
Outras aletas 52 podem ter a mesma orientação o- posta de 90°, porém com a parte mais superior 60 das aletas 52 maís próxi- mas entre si.
O ângulo entre as inclinações opostas das aletas 58 poderiam estar em qualquer ângulo.
As aletas 52 podem ser indinadas em múltiplos ângulos, e as aletas não precisam ser uniformes no desenho ou nos ângu- 20 los.
Em algumas modalidades, as aletas unem a capa 54 em um ânguio dife- rente de 90° ou normal, em relação à superfície da capa.
As variadas configurações da aleta '2 prestam-se a romper o fluxo laminar do f|LIido de produção quando este escoa para além da carcaça do motor 19 e capa 54. Em algumas modalidades, o fluxo desenvolve um 25 turbilhão ou vórtices.
As aletas 52 podem ser de variados comprimentos in- cluindo, por exemplo, 2,54 cm a 7,62 cm (1 a 3 polegadas) de comprimento.
As aletas 52 podem ser presas à capa de garra 54, por exemplo, por solda ou adesNos antes das metades da garra 54 serem unidas.
Enquanto a invenção foi ilustrada e descrita em apenas algumas 30 de suas formas, deve ficar evidente aos versados na técnica que a mesma não está limitada, mas é suscetível de várias alterações sem se afastar do escopo da invenção.
Claims (20)
1. Aparelho para bombear fluido de um poço, que compreende: uma bomba, um motor operavelmente ligado à bomba, e 5 em que o motor compreende um gerador de turbulência que promove turbulência de um fluido do poço que escoa além do motor.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o gerador de turbulência compreende: uma capa circundando o motor, a capa tendo uma superfície in- lO terna que envolve o motor de'finindo uma folga, a folga tendo uma dimensão radial que varia ao Iongo de um comprimento da capa.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, em que a capa compreende uma pluralidade de segmentos cilíndricos espaçados axialmen- te ao longo do eixo do motor, e em que peio menos dois dos segmentos ci- Iíndrícos têm um diferente diâmetro interno.
4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o gerador de turbulência compreende uma capa que circunda o motor tendo uma plu- ralidade de pequenas depressões.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, em que a capa tem algumas partes de diâmetro irrterno menor do que as outras partes.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, que compreende ainda uma capa, em que o gerador de turbulência compreende uma plurali- dade de objetos salientando-se da superficie interna da capa na direção do motor ao longo de um comprimento da capa.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, em que a capa pode ser separada em pelo menos duas peças, a capa tendo uma união que é em geral paralela ao eixo da capa.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, que compreende ainda um rolo de fio unido à superfície interna da capa-
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o gerador de turbulência compreende um rolo de fio ligado ao lado externo do motor, e em que o rolo de fio estende-se de modo helicoidal em tomo do motor.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o gera- . dor de turbulência compreende uma pluralidade de depressões formadas no ' lado extemo do motor.
11. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o gerador 5 de turbulência compreende: uma capa circundando o motor, a capa tendo uma superfície in- terna que circunda o motor, em que a capa pode ser separada em pelo menos duas peças, a capa tendo uma união que é em geral paralela ao eixo da capa; e 10 uma pluralidade de dispositivos de deflexão ligados à superfície interna da capa, pelo menos um dos quais se estende para o motor.
12. Aparelho para bombear fluido de um furo de poço, que com- preende: uma bomba, 15 um motor ligado à bomba, e um gerador de turbulência anular que se estende circularmente em torno do motor.
13. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, em que o gera- dor de turbulência compreende uma capa tendo um diâmetro interno com 20 pequenas depressões formadas nele.
14. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, em que o gera- dor de turbulência compreende uma carcaça de motor tendo uma pluralidade de pequenas depressões formadas sobre ela.
15. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, em que o gera- 25 dor de turbulência compreende uma capa, em que a capa pode ser separa- da em pelo menos duas peças, a capa tendo uma união que é geralrnente paralela ao eixo da capa.
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, em que o gera- dor de turbulência compreende: 30 uma capa circundando o motor, a capa tendo uma superfície in- terna que circunda o motor e que define uma folga, a folga tendo uma di- mensão radial que varia ao longo de um comprimento da capa.
m
17. Método para aumentar a transferência térmica de um motor de bomba de poço submersível para um fluido do poço, que compreende r a) conectar operavelmente o motor a uma bomba, b) instalar um gerador de turbulência no motor, 5 C) submergir o motor e a bomba em um fluido de poço; d) operar o motor para acionamento da bomba, forçando o fluido de poço escoar ao longo de uma parte externa do motor, e f) aumentar a turbulência do fluxo do fluido de poço, para além do motor por meio do gerador de turbulência. 10
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, em que o gera- dor de turbulência compreende: uma capa circundando o motor, a capa tendo uma superfície in- tema que circunda o motor, definindo uma folga, a folga tendo uma dimen- são radial que varia ao longo de um comprimento da capa. ' 15
19. Método de acordo com a reivindicação 18, em que a capa compreende uma pIuralidade de segmentos cilíndricos espaçados axialmen- te ao longo do eixo do motor, e em que pelo menos dois desses segmentos cilindricos têm um diâmetro interno diferente.
20. Método de acordo com a reivindicação 17, em que o gerador 20 de turbulência compreende uma pluralidade de pequenas depressões em uma superfície externa do motor.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13806008P | 2008-12-16 | 2008-12-16 | |
| US61/138,060 | 2008-12-16 | ||
| US12/416,808 | 2009-04-01 | ||
| US12/416,808 US8435015B2 (en) | 2008-12-16 | 2009-04-01 | Heat transfer through the electrical submersible pump |
| PCT/US2009/067623 WO2010074997A2 (en) | 2008-12-16 | 2009-12-11 | Improved heat transfer through the electrical submersible pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0922978A2 true BRPI0922978A2 (pt) | 2020-08-25 |
Family
ID=42240759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0922978-7A BRPI0922978A2 (pt) | 2008-12-16 | 2009-12-11 | transferência térmica aperfeiçoada por meio de bomba submersível elétrica |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8435015B2 (pt) |
| EP (1) | EP2417330A2 (pt) |
| BR (1) | BRPI0922978A2 (pt) |
| CA (1) | CA2746388C (pt) |
| DE (1) | DE112009003542B4 (pt) |
| NO (1) | NO20110978A1 (pt) |
| WO (1) | WO2010074997A2 (pt) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010077666A2 (en) * | 2008-12-08 | 2010-07-08 | Baker Hughes Incorporated | Improved submersible pump motor cooling through external oil circulation |
| AR076185A1 (es) * | 2009-03-31 | 2011-05-26 | Baker Hughes Inc | Conjunto de bomba y metodo para bombear fluido de un pozo |
| US8316942B2 (en) * | 2009-07-31 | 2012-11-27 | Baker Hughes Incorporated | ESP for perforated sumps in horizontal well applications |
| DE102010026239B4 (de) * | 2010-06-29 | 2012-05-31 | Joh. Heinr. Bornemann Gmbh | Unterwasserförderaggregat mit einer Pumpe und einer Antriebseinrichtung |
| US8985972B2 (en) | 2010-11-15 | 2015-03-24 | Baker Hughes Incorporated | Isolating wet connect components for deployed electrical submersible pumps |
| US9249639B2 (en) * | 2011-01-07 | 2016-02-02 | Rite Increaser, LLC | Drilling fluid diverting sub |
| US20120189466A1 (en) * | 2011-01-25 | 2012-07-26 | Baker Hughes Incorporated | Well Deployed Heat Fin For ESP Motor |
| US9356551B2 (en) * | 2013-01-31 | 2016-05-31 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for controlling an electric motor employed to power a fluidic pump |
| US9638014B2 (en) | 2013-08-21 | 2017-05-02 | Baker Hughes Incorporated | Open ended inverted shroud with dip tube for submersible pump |
| US9631472B2 (en) | 2013-08-21 | 2017-04-25 | Baker Hughes Incorporated | Inverted shroud for submersible well pump |
| GB2534047B (en) * | 2013-09-05 | 2017-05-03 | Baker Hughes Inc | Thermoelectric cooling devices on electrical submersible pump |
| US9175692B2 (en) * | 2014-01-08 | 2015-11-03 | Summit Esp, Llc | Motor shroud for an electric submersible pump |
| US10610842B2 (en) | 2014-03-31 | 2020-04-07 | Schlumberger Technology Corporation | Optimized drive of fracturing fluids blenders |
| US9638015B2 (en) | 2014-11-12 | 2017-05-02 | Summit Esp, Llc | Electric submersible pump inverted shroud assembly |
| CN106593380B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-04-19 | 天津市百成油田采油设备制造有限公司 | 一种稠油井开采方法 |
| US20190264550A1 (en) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Extract Production Services, LLC | Electric submersible pumping unit |
| EP3726063B1 (en) * | 2019-04-15 | 2021-11-24 | BorgWarner Inc. | Fluid-cooled electrically driven compressor and stator housing therefor |
| CN111437662B (zh) * | 2020-05-22 | 2021-09-03 | 重庆开山流体机械有限公司 | 一种油气分离检测装置 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2556435A (en) | 1950-04-27 | 1951-06-12 | Layne & Bowler Inc | Means for cooling lubricating oil in submerged motors |
| US3242360A (en) | 1961-02-09 | 1966-03-22 | Borg Warner | Submersible motor with plural cooling paths |
| US3671786A (en) | 1970-07-06 | 1972-06-20 | Borg Warner | Motor and seal section utilizing a fluorinated ether as a single, homogenous, blocking cooling and lubricating fluid |
| US4685867A (en) | 1978-09-22 | 1987-08-11 | Borg-Warner Corporation | Submersible motor-pump |
| US4286185A (en) | 1979-06-21 | 1981-08-25 | Kobe, Inc. | Oil drying system for motors |
| US4798241A (en) * | 1983-04-04 | 1989-01-17 | Modine Manufacturing | Mixed helix turbulator for heat exchangers |
| US4741389A (en) * | 1985-05-23 | 1988-05-03 | Smith James R | Closed loop energy exchange system |
| US5103374A (en) * | 1990-05-23 | 1992-04-07 | At&T Bell Laboratories | Circuit pack cooling using turbulators |
| SE505252C2 (sv) * | 1992-12-15 | 1997-07-21 | Valeo Engine Cooling Ab | Oljekylare |
| WO1995027873A1 (en) * | 1994-04-08 | 1995-10-19 | Winston Mackelvie | Wastewater heat recovery apparatus |
| US5554897A (en) | 1994-04-22 | 1996-09-10 | Baker Hughes Incorporated | Downhold motor cooling and protection system |
| US6996549B2 (en) * | 1998-05-01 | 2006-02-07 | Health Discovery Corporation | Computer-aided image analysis |
| US6468669B1 (en) * | 1999-05-03 | 2002-10-22 | General Electric Company | Article having turbulation and method of providing turbulation on an article |
| US6364013B1 (en) | 1999-12-21 | 2002-04-02 | Camco International, Inc. | Shroud for use with electric submergible pumping system |
| US20020153141A1 (en) * | 2001-04-19 | 2002-10-24 | Hartman Michael G. | Method for pumping fluids |
| US7299873B2 (en) | 2001-03-12 | 2007-11-27 | Centriflow Llc | Method for pumping fluids |
| US7492069B2 (en) | 2001-04-19 | 2009-02-17 | Baker Hughes Incorporated | Pressurized bearing system for submersible motor |
| GB2384274A (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-23 | Corac Group Plc | Downhole compressor with electric motor and gas bearings |
| KR100765674B1 (ko) * | 2003-12-10 | 2007-10-12 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 열교환기 및 그것을 구비한 세정 장치 |
| US7188669B2 (en) * | 2004-10-14 | 2007-03-13 | Baker Hughes Incorporated | Motor cooler for submersible pump |
| US8037936B2 (en) | 2008-01-16 | 2011-10-18 | Baker Hughes Incorporated | Method of heating sub sea ESP pumping system |
| US8696334B2 (en) | 2008-04-29 | 2014-04-15 | Chevron U.S.A. Inc. | Submersible pumping system with heat transfer mechanism |
-
2009
- 2009-04-01 US US12/416,808 patent/US8435015B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-11 DE DE112009003542.6T patent/DE112009003542B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-11 CA CA2746388A patent/CA2746388C/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-11 BR BRPI0922978-7A patent/BRPI0922978A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2009-12-11 WO PCT/US2009/067623 patent/WO2010074997A2/en not_active Ceased
- 2009-12-11 EP EP09835533A patent/EP2417330A2/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-07-06 NO NO20110978A patent/NO20110978A1/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2746388C (en) | 2013-12-10 |
| US8435015B2 (en) | 2013-05-07 |
| DE112009003542T5 (de) | 2012-06-14 |
| WO2010074997A2 (en) | 2010-07-01 |
| CA2746388A1 (en) | 2010-07-01 |
| US20100150739A1 (en) | 2010-06-17 |
| DE112009003542B4 (de) | 2019-01-31 |
| WO2010074997A3 (en) | 2010-09-16 |
| NO20110978A1 (no) | 2011-08-22 |
| EP2417330A2 (en) | 2012-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BRPI0922978A2 (pt) | transferência térmica aperfeiçoada por meio de bomba submersível elétrica | |
| US20100244595A1 (en) | Heat transfer through electrical submersible pump motor | |
| BRPI1101981A2 (pt) | Chave anti-rotação, conexão rosqueada entre membros tubulares e método de prevenir conectores machos e fêmeas de desparafusar | |
| WO2021198193A1 (en) | Alignment sub and orienting sub adapter | |
| EP3255226A1 (en) | Sheathed frame pool | |
| US8905733B2 (en) | Progressing cavity pump/motor | |
| US11174872B2 (en) | Anti-spin pump diffuser | |
| US20160281486A1 (en) | Gas Separators And Related Methods | |
| BRPI0922891B1 (pt) | aparelho para bombear fluido de produção de um poço e método para bombear fluido de um poço | |
| BRPI0707169A2 (pt) | bomba para bombeamento de lìquido contaminado, incluindo matéria sólida | |
| BRPI1103637A2 (pt) | montagem de cabeça de poço | |
| US10577903B2 (en) | Vortex plunger arrangement | |
| US20120168149A1 (en) | Progressive Cavity Pump Rod Guide | |
| BR112018001976B1 (pt) | Aparato e método para reduzir o torque em uma coluna de perfuração | |
| BR112015002633B1 (pt) | corpo de tubo flexível e método de fornecimento do mesmo | |
| EP3653275B1 (en) | Counter-current swimming device | |
| ES2764126T3 (es) | Un mezclador que consta de un conjunto de manguito de sujeción | |
| WO2015139100A1 (pt) | Quebrador de bolhas de gás em escoamento multifásico | |
| BR102013000858A2 (pt) | Conjunto vedador de furo de poço, chave multifuncional e método para vedar um furo do poço | |
| US12270279B1 (en) | Downhole valve assemblies and methods of recirculating fluid using valve assemblies | |
| RU2536077C1 (ru) | Способ и устройство для безаварийного спуска геофизического оборудования | |
| CN210512802U (zh) | 一种冷却器高效冷却管散热耐用套 | |
| WO2016015481A1 (zh) | 用于波轮洗衣机的内筒及波轮洗衣机 | |
| BR112020018430B1 (pt) | Bomba elétrica, difusor para uma bomba elétrica e método para impedir rotação de difusor em uma bomba elétrica | |
| CN206617132U (zh) | 一种速度管柱排水采气用堵塞装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B11B | Dismissal acc. art. 36, par 1 of ipl - no reply within 90 days to fullfil the necessary requirements | ||
| B350 | Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette] |