用于脐带管部署型电潜泵系统的悬挂器转让专利

申请号 : CN201580048760.2

文献号 : CN107075931B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 布莱恩·A·罗特J·肖拉斐尔·拉斯特拉

申请人 : 沙特阿拉伯石油公司

摘要 :

一种用于井口组件的油管悬挂器组件包括:油管悬挂器部件;保持器,其座靠在所述悬挂器部件中;以及卡瓦组件,其座靠在该保持器中,并且支撑复合材料油管钻柱和电潜泵组件(ESP)。油管和ESP设置在形成于井口组件下方的井筒中。卡瓦组件是无痕的并且在其内表面上包括砂粒而不是齿。

权利要求 :

1.一种用于从井筒开采流体的系统,包括:

井口组件,其设置在所述井筒的开口附近;

环形的脐带管,其具有位于所述井口组件中的部分和悬挂在所述井筒中的部分;

连接器组件,其被支撑在所述井口组件中,并且包括:环形的连接器壳体,其具有径向向内突出的孔以在连接器壳体的端部上限定面向上的肩部,所述肩部成形为相对于所述孔的轴线而倾斜;所述连接器壳体中的保持器,所述保持器具有座靠在所述肩部上的端部,并且所述保持器的所述端部成形为与所述肩部互补;在保持器中轴向延伸的孔,其具有在所述保持器的上端和下端附近径向向内过渡的半径,并且在过渡部之间限定凹部;环形的卡瓦组件,其被保持在所述凹部中;以及颗粒,其嵌入到所述卡瓦组件的内表面中,使得当迫使保持器抵靠肩部时,所述颗粒径向向内突出而与所述脐带管的外表面接合接触;以及井下组件,其联接到所述脐带管的远离所述井口组件的部分上。

2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述颗粒与所述脐带管之间的接合是无痕的。

3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述脐带管包括复合材料油管。

4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述井下组件包括电潜泵系统,并且所述电潜泵系统将流体排出到所述脐带管中,以将流体泵送到所述井口组件。

5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述连接器组件包括上部连接器组件,所述系统还包括下部连接器组件,所述下部连接器组件包括:环形的连接器壳体;环形的卡瓦组件,其被保持在所述连接器壳体中;以及颗粒,其嵌入到所述卡瓦组件的内表面中,并且径向向内突出而与所述脐带管的外表面接合接触。

6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述下部连接器组件将所述井下组件联接到所述脐带管,并且所述下部连接器组件的所述环形的连接器壳体与所述井下组件的壳体的内表面接合接触。

7.根据权利要求1所述的系统,其中,所述保持器包括装配到形成在所述保持器的内表面上的凹部中的弯曲部分。

8.根据权利要求1所述的系统,其中,所述连接器组件座靠在形成于所述井口组件中的支撑件上。

9.根据权利要求1所述的系统,其中,所述连接器组件包括上部连接器组件,所述井下组件包括电潜泵系统,并且利用下部连接器组件将所述电潜泵系统联接到所述脐带管上。

10.根据权利要求1所述的系统,还包括位于所述卡瓦组件的内表面上的基质,并且在所述基质中设置有所述颗粒。

11.根据权利要求10所述的系统,其中,所述基质包括选自由环氧树脂、钎焊材料及它们的组合构成的组的材料。

12.根据权利要求1所述的系统,其中,所述卡瓦组件的直径从上端到下端径向向内渐缩,并且所述保持器的内径沿着与所述卡瓦组件的所述直径对应的路径径向向内渐缩,使得从所述卡瓦组件施加到所述脐带管上的力沿着所述卡瓦组件与所述脐带管之间的界面的长度是均匀的。

13.根据权利要求1所述的系统,其中,在所述卡瓦组件的外表面上形成有一系列截头圆锥形突起,所述一系列截头圆锥形突起装配到所述保持器的内表面上的一系列截头圆锥形凹部中,使得从所述卡瓦组件施加到所述脐带管上的力沿着所述卡瓦组件与所述脐带管之间的界面的长度是均匀的。

14.一种用于从井筒开采流体的系统,包括:

井口组件,其安装在所述井筒的开口处;

环形的脐带管,其悬挂在所述井筒中,并且具有支撑在所述井口组件中的端部;

上部连接器组件,其被支撑在所述井口组件中,并且包括:环形的连接器壳体;环形的保持器,其在所述连接器壳体中,所述保持器具有下端,所述下端成形为随着所述保持器朝向所述开口轴向移动而径向向内推动所述保持器;环形的卡瓦组件,其在所述保持器中;基质材料,其位于所述卡瓦组件的内表面上;以及颗粒,其嵌入到所述基质材料中,径向向内突出而与所述脐带管的外表面接触,并且设置成使得所述卡瓦组件与所述脐带管之间的负载沿着所述卡瓦组件与所述脐带管之间的界面的轴向长度基本上是均匀的;

井下组件,其联接在所述脐带管的远离所述井口组件的部分上;以及

下部连接器组件,其被支撑在所述井口组件中,并且包括:环形的连接器壳体,其与所述井下组件的壳体压缩接合;环形的卡瓦组件,其被保持在所述连接器壳体中;基质材料,其位于所述卡瓦组件的内表面上;以及颗粒,其嵌入到所述基质材料中,径向向内突出而与所述脐带管的外表面接触,并且设置成使得所述卡瓦组件与所述脐带管之间的负载沿着所述卡瓦组件与所述脐带管之间的界面的轴向长度基本上是均匀的。

15.根据权利要求14所述的系统,其中,所述颗粒包括选自由硅、碳化硅砂粒及它们的组合构成的组的材料,并且所述颗粒从所述基质突出达到约0.03英寸的高度。

16.一种用于从井筒开采流体的系统,包括:

井口组件,其设置在所述井筒的开口附近;

管状部件,其由复合材料形成,并且具有位于所述井口组件中的部分和悬挂在所述井筒中的部分;

上部连接器组件,其被支撑在所述井口组件中,并且包括:环形的连接器壳体;肩部,其在所述连接器壳体的端部上且径向向内地面向;环形的保持器,其在所述连接器壳体中且具有轴向端部,所述轴向端部沿着与所述连接器壳体的轴线倾斜的表面与所述肩部接触;

环形的卡瓦组件,其被保持在所述连接器壳体中;以及颗粒,其嵌入到所述卡瓦组件的内表面中,并且径向向内突出而与所述管状部件的外表面接合接触;

电潜泵组件,其包括泵和壳体,并且联接到悬挂在所述井筒中的油管的一部分上;以及下部连接器组件,其设置在所述电潜泵组件中,并且包括:环形的连接器壳体,其与所述电潜泵组件的壳体的内表面压缩接合;环形的卡瓦组件,其被保持在所述连接器壳体中;

以及颗粒,其嵌入到所述卡瓦组件的内表面中,并且径向向内突出而与所述管状部件的外表面接合接触。

17.根据权利要求16所述的系统,其中,环形间隙在所述保持器和所述连接器壳体之间延伸。

18.根据权利要求16所述的系统,其中,所述连接器壳体的内表面具有径向向内成型以限定截头圆锥形肩部的直径,所述保持器具有支撑在所述肩部上的端部,所述保持器的所述端部成形为与所述肩部互补,使得当所述颗粒夹持所述管状部件时,所述保持器被径向向内推动并且增加由所述保持器施加在所述管状部件上的夹持力,并且所述保持器包括弯曲部分。

19.根据权利要求16所述的系统,其中,所述管状部件包括脐带管并且支撑脐带管线缆,所述脐带管线缆为所述电潜泵组件提供电力或液压动力。

说明书 :

用于脐带管部署型电潜泵系统的悬挂器

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及一种用于支撑井筒中的脐带管和电潜泵(“ESP”)组件的装置。更具体地,本发明涉及一种用于支撑由复合材料制成的管件的装置,该装置包括具有与管件接合的无痕砂粒的悬挂器。

背景技术

[0002] 电潜泵(“ESP”)系统部署在一些产烃井筒中,以提供人工举升,从而将流体输送到地面。通常为液体的流体由液态烃和水组成。当安装时,典型的ESP系统在井筒中被悬挂在生产油管钻柱的底部处。除了泵之外,ESP系统通常包括电动马达和密封部。泵通常是离心泵或容积泵中的一种。
[0003] 离心泵通常具有沿着泵的长度同轴地布置在壳体中的多级交替的叶轮和导轮。叶轮由连接到电动机的轴进行连接;使轴和叶轮旋转来迫使流体穿过螺旋缠绕通过多级叶轮和导轮的通道。开采出的流体在被迫穿过泵中的螺旋路径时被加压。加压流体从泵排出并进入生产油管,然后在生产油管处,流体被输送到地面,以便向下游分配进行处理。
[0004] 一些ESP系统将泵部署在生产油管的下端,使得泵在井下时由油管支撑。在这些应用中,生产油管的上端通常悬挂在安装于地面的井口组件内的支撑件上。支撑件有时包括油管和井口组件之间的卡瓦,其中,卡瓦具有沿着井口组件中的互补轮廓表面可滑动的成型外表面。通常,卡瓦是装配在油管上端周围的分离部件,并且在位于油管上的状态下,卡瓦随后下降,使得卡瓦接合井口组件中的成型表面。将卡瓦向下拉动的油管和泵的重量转换为横向力,该横向力将卡瓦楔在油管与井口组件之间,以将油管连接到井口组件。为了增强卡瓦与油管之间的夹持,卡瓦的面向油管的内表面通常包括一系列齿。然而,齿的尺寸和构造通常在油管的外表面上形成凹痕。

发明内容

[0005] 本文公开了用于支撑井筒中的油管的装置的实例。在一个实例中,所公开的系统用于从井筒开采流体,并且包括:井口组件,其设置在井筒的开口附近;环形的脐带管,其具有位于井口组件中的部分和悬挂在井筒中的部分;连接器组件,其被支撑在井口组件中,并且包括:环形的连接器壳体;环形的卡瓦组件,其被保持在连接器壳体中;以及颗粒,其嵌入到卡瓦组件的内表面中,并且径向向内突出而与脐带管的外表面接合接触;以及井下组件,其联接到脐带管的远离井口组件的部分上。在实施例中,颗粒与脐带管之间的接合是无痕的。脐带管可以是复合材料油管。在一个实例中,井下组件是电潜泵系统,并且电潜泵系统将流体排出到脐带管中,以将流体泵送到井口组件。作为选择,连接器组件是上部连接器组件,并且系统还包括下部连接器组件,下部连接器组件由以下部件组成:环形的连接器壳体;环形的卡瓦组件,其被保持在连接器壳体中;以及颗粒,其嵌入到卡瓦组件的内表面中,并且径向向内突出而与脐带管的外表面接合接触。在该实例中,下部连接器组件将井下组件联接到脐带管,并且下部连接器组件的环形的连接器壳体与井下组件的壳体的内表面接合接触。可选地,连接器壳体的内表面具有径向向内成型以限定截头圆锥形肩部的直径,保持器具有支撑在肩部上的端部,并且保持器的端部成形为与肩部互补,使得当颗粒夹持脐带管时,保持器被径向向内推动并且增加由保持器施加在脐带管上的夹持力。保持器可以由装配到形成在保持器的内表面上的凹部中的弯曲部分组成。在实例中,连接器组件座靠在形成于井口组件中的支撑件上。在一个替代实施例中,连接器组件是上部连接器组件,并且井下组件是电潜泵系统,并且利用下部连接器组件将电潜泵系统联接到脐带管上。可以在卡瓦组件的内表面上设置基质,并且在基质中设置颗粒。基质可以是诸如环氧树脂、钎焊材料或它们的组合等材料。在实施例中,卡瓦组件的直径从上端到下端径向向内渐缩,并且保持器的内径沿着与卡瓦组件的直径对应的路径径向向内渐缩,使得从卡瓦组件施加到脐带管上的力沿着卡瓦组件与脐带管之间的界面的长度是均匀的。可以在卡瓦组件的外表面上形成一系列三角形突起,一系列三角形突起装配到保持器的内表面上的一系列三角形凹部中,使得从卡瓦组件施加到脐带管上的力沿着卡瓦组件与脐带管之间的界面的长度是均匀的。
[0006] 本文还公开了一种用于从井筒开采流体的系统,并且该系统包括:井口组件,其安装在井筒的开口处;环形的脐带管,其悬挂在井筒中,并且具有支撑在井口组件中的端部;上部连接器组件,其被支撑在井口组件中,并且包括:环形的连接器壳体;环形的卡瓦组件,其被保持在连接器壳体中;基质材料,其位于卡瓦组件的内表面上;以及颗粒,其嵌入到基质材料中,径向向内突出而与脐带管的外表面接合接触,并且设置成使得卡瓦组件与脐带管之间的负载沿着卡瓦组件与脐带管之间的界面的轴向长度基本上是均匀的。系统的该实施例还包括:井下组件,其联接在脐带管的远离井口组件的部分上;以及下部连接器组件,其被支撑在井口组件中,并且包括:环形的连接器壳体,其与井下组件的壳体压缩接合;环形的卡瓦组件,其被保持在连接器壳体中;基质材料,其位于卡瓦组件的内表面上;以及颗粒,其嵌入到基质材料中,径向向内突出而与脐带管的外表面接合接触,并且设置成使得卡瓦组件与脐带管之间的负载沿着卡瓦组件与脐带管之间的界面的轴向长度基本上是均匀的。在实例中,颗粒包括诸如硅、碳化硅砂粒或它们的组合等材料,并且颗粒从基质突出达到约0.03英寸的高度。
[0007] 本文还公开了一种用于从井筒开采流体的系统,并且该系统由以下部件组成:井口组件,其设置在井筒的开口附近;管状部件,其由复合材料形成,并且具有位于井口组件中的部分和悬挂在井筒中的部分;上部连接器组件,其被支撑在井口组件中,并且包括:环形的连接器壳体;环形的卡瓦组件,其被保持在连接器壳体中;以及颗粒,其嵌入到卡瓦组件的内表面中,并且径向向内突出而与管状部件的外表面接合接触。该系统还包括:电潜泵组件,其具有泵和壳体,并且联接到悬挂在井筒中的油管的一部分上;以及下部连接器组件,其设置在电潜泵组件中,下部连接器组件包括:环形的连接器壳体,其与电潜泵组件的壳体的内表面压缩接合;环形的卡瓦组件,其被保持在连接器壳体中;以及颗粒,其嵌入到卡瓦组件的内表面中,并且径向向内突出而与管状部件的外表面接合接触。上部连接器组件的卡瓦组件与油管之间的负载沿着上部连接器组件的卡瓦组件与油管之间的界面的轴向长度可以为基本上是均匀的。可选地,连接器壳体的内表面具有径向向内成型以限定截头圆锥形肩部的直径,保持器具有支撑在肩部上的端部,保持器的端部成形为与肩部互补,使得当颗粒夹持脐带管时,保持器被径向向内推动并且增加由保持器施加在脐带管上的夹持力,并且保持器具有弯曲部分。该系统的卡瓦组件可以是无痕的。

附图说明

[0008] 当结合附图进行描述时,已经陈述的本发明的一些特征和益处、其它特征和益处将变得清楚,在附图中:
[0009] 图1是在井筒中悬挂在油管钻柱上的ESP系统的实例的侧剖视图。
[0010] 图2是用于支撑油管和ESP系统的连接器组件的实例的侧剖视图。
[0011] 图3A和图3B是与图2的连接器组件一起使用的卡瓦组件的替代实施例的轴向剖视图。
[0012] 图4A-图4C是用于与图2的连接器组件一起使用的卡瓦组件的替代实施例的侧剖视图。
[0013] 图5是用于将ESP系统悬挂在油管上的连接器组件的实例的侧剖视图。
[0014] 图6是图2的连接器组件的替代实例的局部侧剖视图。
[0015] 虽然将结合优选实施例描述本发明,但是应当理解,并不旨在将本发明限于该实施例。相反,旨在涵盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有替换例、变型例和等同物。

具体实施方式

[0016] 现在将在下文中参考示出各实施例的附图更全面地描述本发明的方法和系统。本发明的方法和系统可以是许多不同的形式,并且不应被解释为限于本文列举的所示实施例;相反,提供这些实施例使得本发明将是彻底和完全的,并且将向本领域技术人员充分地传达其范围。在全文中,相同的数字表示相同的元件。在实施例中,术语“大约”的使用包括所述幅度的+/-5%。在实施例中,术语“基本上”的使用包括所述幅度的+/-5%。
[0017] 应进一步理解,本发明的范围不限于所示和所述的构造、操作、确切材料或实施例的确切细节,因为变型例和等同物对于本领域技术人员将是显而易见的。在附图和说明书中,已经公开了各个说明性实施例,并且尽管采用了特定术语,但是它们仅在一般性和描述性的意义上使用,而不是出于限制的目的使用。
[0018] 图1以侧剖视图示出了设置在井筒12中的电潜泵(“ESP”)组件10的一个实例。图1的ESP包括位于其最下端且用于驱动泵16的电动机14;其中,泵16被示出位于ESP组件10的上部上。位于电动机14与泵16之间的是密封部17,密封部17用于使ESP组件10内的压力与井筒12的压力平衡。轴(未示出)延伸穿过电动机14与泵16之间的密封部17,并且用于旋转设置在泵16内的叶轮(未示出)。流体F被示出为从邻近井筒12的地层18进入井筒12,流体F流动到形成在泵16的壳体中的入口20。流体F在泵16内被加压,排出到被示出安装在泵16的排出端上的油管钻柱22中,并且油管钻柱22的上端被支撑在地面26上的井口组件24处。在所示实例中,油管22还用于在井筒12内部署和支撑ESP组件10。井口组件24包括被示出位于地面26上的井口壳体27。还存在以下示例性实施例:壳体27的一部分伸入到井筒12中并位于地面26下方。被示出设置在井口组件内的连接器组件28提供用于将油管22锚固在井口组件24内的装置。
[0019] 在图2中以侧剖视图示出了连接器组件28的实例。在非限制性实例中,油管22或示出为由连接器组件28支撑并且悬挂在井筒中的任何其它管状部件被称为脐带管。存在如下实施例:诸如用于连接电线的连接器可以设置在脐带管内。这里,连接器组件28包括环形连接器壳体30,环形连接器壳体30被示出为座靠在形成于井口组件24内的面向上的平台31上。孔轴向地延伸穿过连接器壳体30。平台31可以直接形成在井口壳体27(图1)的内表面上,或直接形成在设置于井口组件24内的套管悬挂器上。平台31限定了其上布置连接器壳体30的支撑件的实例。连接器壳体30中的孔的直径在连接器壳体30被支撑在平台31上的位置附近径向向内减小,以在连接器壳体30的端部上限定面向上的肩部32。环形保持器34被示出插入到连接器壳体30的孔中;保持器34搁置并座靠在肩部32上。肩部32朝向平台31向下倾斜,使得相距连接器组件28的轴线AX的距离逐渐变小,并且肩部32成型为相对于轴线AX大致倾斜。在保持器34中轴向延伸的孔具有在保持器34的上端和下端附近径向向内过渡的半径,并且在过渡部之间限定凹部35。凹部35的下端在保持器34的孔径向向内突出并形成肩部36的位置终止。环形卡瓦组件38被示出为设置在凹部35内并搁置在肩部36上。肩部39形成在凹部35的远离肩部36的端部处,使得卡瓦组件38通过相对的肩部36、39被轴向地保持在保持器34中。油管22的上端被示出为插入到沿着保持器34的长度延伸的轴向孔内。
[0020] 此外,在图2的实例中,卡瓦组件38被示出为与油管22的外表面接合,其中,通过设置在卡瓦组件38的内表面上的颗粒40增加由卡瓦组件38施加到油管22上的接合力。保持器34座靠在肩部32上的端部41被成形为使得其径向表面遵循相对于油管22的轴线AX大致倾斜的路径。在实例中,端部41的轮廓与肩部32的轮廓互补,使得下面的油管22和ESP组件10的重量导致径向向内的力被施加到保持器34上,以加强卡瓦组件38对油管22的夹持。
[0021] 颗粒40的优点在于:在提供保持力以保持油管22和所悬挂的ESP组件10(图1)的同时,卡瓦组件38与油管22之间的界面是无痕的。在一个实例中,颗粒40包括砂粒。在替代方案中,油管22由复合材料形成,但也可以由金属、金属成分、金属合金或它们的组合形成。复合材料的实例包括热塑性塑料,例如全氟烷氧基烷烃(“PFA”)、氟化乙烯丙烯(“FEP”)、聚四氟乙烯(“PTFE”)、聚醚醚酮(“PEEK”)和它们的组合。在另一个实例中,复合材料包括纤维增强热塑性塑料、嵌入树脂基材(例如,环氧树脂)中的纤维(玻璃和/或碳)、石墨复合材料、碳复合材料、它们的组合等。
[0022] 连接器壳体30、保持器34和卡瓦组件38的各自形状提供用于保持油管22的保持力,因为保持油管22的向下力使保持器34径向向内沿着成角度的肩部32滑动。卡瓦组件38提供了附接到管件并支撑拉伸载荷的低应力连接器系统。存在以下实例:保持器34是单个部件或两个或更多个部件的组合;每个部件具有与保持器34基本上相同的轴向长度,但是沿着保持器34的圆周的一部分延伸。在替代实施例中,保持器34的内表面(或直径)基本上与卡瓦组件38的外表面(或直径)相反。例如,在卡瓦组件38的外表面(或直径)为锥形或被成型的实施例中,保持器34的内表面将相应地成锥形或成型。
[0023] O形环(未示出)或其它类型的密封件可以可选地包括在卡瓦组件38中,以将采出液与连接器组件28的内部隔离。在实例中,卡瓦组件38的内径基本上与油管22的外径相同,以提供两者之间的完全接触。如下所述,卡瓦组件38可以被分段成至少两个区段,或者可以沿其轴线具有单个裂口,以允许卡瓦组件38安装到油管22上。在一个实例中,卡瓦组件38的内径上的颗粒40或砂粒包括硅、碳化硅砂粒或能够提供高剪切强度的类似类型的材料。颗粒40或砂粒的形状可以是成角度的,以在设置时能够良好地穿透到油管22中。颗粒40或砂粒可以与基质材料一起施加,以在卡瓦组件38的内表面上提供均匀的覆盖。基质材料可以是环氧树脂、钎焊材料或它们的组合。在实施例中,颗粒40或砂粒材料在基质上方的突出量较小,例如小于或达到约0.030″。在实例中,颗粒40或砂粒是树枝状的,具有边缘,并且不是圆形的。具有颗粒40或砂粒区域的表面可以确定连接器组件28的剪切应力和最大拉伸能力。通过用颗粒40或砂粒均匀地涂覆卡瓦组件38的内表面具有优点,例如能够提供沿着卡瓦组件38与油管22之间的接触长度和/或界面的均匀分布的负载。在实例中,卡瓦组件38被加载到规定量,以避免损坏油管22或颗粒40或砂粒。
[0024] 图3A和图3B以轴向剖视图示出了卡瓦组件38A、38B的替代实施例。更具体地,如图3A所示,卡瓦组件38A由一对分开的C形环组成,其间隙设置成彼此间隔大约180°。此外,颗粒40被示出为沿着这些分开部分中的每一个的内径设置。在图3B中,卡瓦组件38B采用在其内径部分上具有颗粒40的C环型构造。C环型构造沿着卡瓦组件38的圆周具有单个间隙,这可以允许卡瓦组件38B的相对两端在卡瓦组件38B被置于如图2所示的保持构造时朝向彼此移动。
[0025] 图4A至图4C示出了沿侧剖视图截取的卡瓦组件38、38C、38D的替代实例。在图4A中,卡瓦组件38具有与卡瓦组件38的轴线AX大致平行的外表面42。图4B示出了如下示例性实施例:卡瓦组件38C具有外表面42B,该外表面42B的直径沿着轴线AX随距离而变化,使得其相对于轴线AX的半径遵循相对于轴线AX倾斜的路径。因此,卡瓦组件38C类似于楔形部件。凹部50C被示出为沿保持器34C的内表面形成,并且凹部50C以与外表面42C互补的轮廓成角度。此外,在图4B的实例中,保持器肩部51C、52C形成在保持器34C的端部附近和凹部50C的相对两端处。肩部51C、52C提供用于将卡瓦组件38C保持在凹部50C内的止挡件。此外,在该实例中,保持器34C的外径沿其轴向长度基本上恒定不变,并且端部41C以相对于轴线AX倾斜的角度倾斜。
[0026] 在图4C中以侧剖视图示出了卡瓦组件38D的另一个替代实施例,其中,卡瓦组件38D的外侧面42D具有锯齿状构造。保持器肩部51D、52D被示出为形成在凹部50D的相对两端处,该相对两端径向向内突出超过卡瓦组件38D的径向外周,并且因此可以将卡瓦组件38D保持在保持器34D内。在该实例中,在外表面42D上的是一系列重复突起P,突起P从轴线AX沿相对于轴线AX倾斜的路径径向向外突出,然后沿着大致垂直于轴线AX的路径径向向内突出。
保持器34D的内表面被示出为具有与卡瓦组件38D的外表面上的突起P互补的成形凹部R。在所示定向上,保持器34D的内表面上的凹部R限定用于卡瓦组件38D的外表面上的突起P的各个面向下部分的座靠表面。在所示实例中,保持器34D的靠近保持器肩部51D的端部41D选择性地座靠在连接器壳体的肩部32(图2)上。因此,突起P的大致水平定向的部分由凹部R支撑,以将卡瓦组件38D联接到保持器34D。在替代方案中,卡瓦组件38D和保持器34D的竖直定向反转,使得保持器34D的靠近保持器肩部52D的端部选择性地座靠在连接器壳体的肩部32(图2)上。在该替代实施例中,卡瓦组件38D朝向保持器肩部52D的相对轴向运动与突起P和凹部R的相应成角度表面相结合,使得卡瓦组件38D和保持器34D在从保持器肩部52D到保持器肩部51D的方向上产生合力。因此,在该替代实施例中,突起P和凹部R的倾斜成角度表面将卡瓦组件38D和保持器34D联接在一起。在另一个实例(未示出)中,端部51D、52D不径向向内突出超过卡瓦组件38D;因此如上所述的突起P与凹部R之间的界面单独将卡瓦组件38D和保持器34D联接在一起。
[0027] 此外,除了颗粒40的均匀布置之外,卡瓦组件38、38A、38B、38C、38D和保持器34、34A、34B、34C、34D的轮廓和构造还可以产生沿着这些卡瓦组件与相应保持器之间的界面的轴向长度的基本均匀负载。现在参考图4B和图4C,单独的保持器34C、34D的一个优点在于:
外表面的锥形角接触保持器34C、34D的相应锥形角。此外,保持器34C、34D中的轴向间隙提供了卡瓦组件施加到油管上的增加的径向负载。
[0028] 现在参考图5,图5示出了用于将油管22的下部联接到ESP组件10的连接器组件54的实例的局部侧剖视图。这里,连接器组件54包括环形连接器壳体56,环形连接器壳体56包围油管22并具有与ESP组件10的实心部分S抵靠接触的端部58。在一个实例中,ESP组件10的实心部分是用于泵16(图1)的壳体的内表面。通道60形成为轴向地穿过连接器组件54。在端部58附近和在连接器组件54的内表面上,通道60径向向内过渡,以限定肩部62,肩部62具有背向实心部分S的表面。在所示实例中,肩部62是截头圆锥形的,使得其径向突出表面沿着相对于油管22的轴线AX大致倾斜的路径成角度。还示出了环形保持器64,环形保持器64与油管22的外表面紧密接触并插入连接器组件54内。保持器64的实施例包括管状部件、开口环或C环型构造。保持器64的端部66成型为与肩部62的形状类似,并且是倾斜的,使得当沿着端部66径向地移动时,端部66的表面遵循相对于油管22的轴线AX倾斜的路径。因此,当迫使保持器64抵靠肩部时,肩部62和端部66的互补表面径向向内推动保持器64并使保持器64与油管22压缩接合。类似于图2的连接器组件,保持油管22的轴向拉力可迫使保持器64抵靠肩部62。
[0029] 保持器64包括沿着其内表面的一部分形成的凹部68,凹部68限定靠近端部66的保持器肩部70。凹部68形成另一保持器肩部72,肩部72靠近保持器64的远离端部66的端部74。在凹部68内设置有保持在肩部70、72之间的环形卡瓦组件76。类似于图2的卡瓦组件38,卡瓦组件76在其内表面上配备有颗粒78或砂粒。在示例性实施例中,颗粒78或砂粒在所有方面与图2的颗粒40或砂粒类似或相同,包括但不限于其构造和组成以及其如何应用于卡瓦组件76。因此,如上所述那样通过径向向内推动保持器64,卡瓦组件76和砂粒78被径向向内推动,使得砂粒78接合油管22。连接器组件54的端部58邻接ESP组件10的一部分、保持器64座靠在连接器组件54中、卡瓦组件76保持在保持器64中以及油管22联接到卡瓦组件76的组合将油管22轴向地固定到ESP组件10。此外,类似于上述图3A和图3B的保持器38A、38B的实施例,卡瓦组件76的替代实施例包括开口环、C形环、恒定的外径和内径、变化的内径和/或外径、锯齿外径和它们的组合。进一步在图5中示出了环形空间80,环形空间80被限定在连接器壳体56与油管22之间的通道60中并且临近ESP组件10的实心部分S。在环形空间80中示出了密封件82,密封件82限定了ESP组件10的内部与井筒12之间的流动障碍。在图5的实例中,密封件82是O形环,但也可以是用于阻挡流体流动的任何类型的装置。
[0030] 在图6中以局部侧剖视图示出了连接器组件28E的替代实施例。这里,所示的保持器34E和卡瓦组件40E的实施例具有与图4C中提供的锯齿状构造类似的锯齿状构造。另外,线缆84被示出设置在油管22内,并且线缆84包括铠装护套。环形推动圆柱体86在卡瓦组件40E上方包围油管22,并且在一个实例中,对卡瓦组件40E施加轴向力,以使卡瓦组件40E与油管22夹持接触。同样是环形的O形环承载件88被示出为在推动圆柱体86的远离卡瓦组件
40E的端部上包围油管22。O形环90沿着O形环承载件88的内表面和外表面设置,O形环承载件88形成油管22与保护壳92之间的密封界面。保护壳92是具有孔94的环形部件,该孔94在O形环承载件68的上部末端上方径向向内过渡,并且在与推动圆柱体86相反的端部上对O形环承载件68提供轴向约束。孔94在O形环承载件68上方的一定轴向距离处径向向外过渡以限定空腔96,空腔96与壳体92的上部末端相交。孔94在壳体92的远离空腔96的端部处径向向外过渡以限定裙部98,裙部98被示出为包围推动圆柱体86的一部分。保持器34E的远离保持器座靠在井口组件24上的位置的上端处的内径被扩大并且形成套环100,套环100被示出为包围裙部98。可选地,套环100可以螺纹连接到裙部98。
[0031] 本文描述的一个或多个实施例的实施方式的一个优点在于:可以在不需要钻探设备的情况下部署ESP,这节省了时间和大量成本。此外,存在以下实例:用于为电动机14(图1)供电的电力部件部署在油管22内或沿着油管22部署。如上所述,油管22可由复合材料形成,该复合材料可以包括各个强度部件股线。本装置的优点在于:支撑复合材料管件的其它已知方法涉及分离出强度部件股线并将它们固定到被用于支撑这种类型的管件外周的特定连接器。
[0032] 因此,本文所描述的本发明非常适合于实现上述目标以及实现所提及的目的、优点以及本发明所具有的其他目的、优点。虽然出于公开的目的给出了本发明的当前优选的实施例,但为了实现期望结果,步骤细节上可以存在许多改变。该连接器可用于腐蚀性流体可能由于常规卡瓦型连接器中的高应力负载而导致连接器过早失效的金属管道。这些以及其他相似的变型对于本领域技术人员而言是显而易见的,并且应被包含在本文披露的本发明的精神和所附权利要求书的范围内。