NL8000945A

NL8000945A - METHOD AND APPARATUS FOR INCLUDING GASES.

Info

Publication number: NL8000945A
Application number: NL8000945A
Authority: NL
Original assignee: Kalina Alexander Ifaevich
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1980-08-26
Also published as: EG14142A; GB2055978A; AU535958B2; AU5549180A; GB2055978B; IN153262B; DE3004656A1; BR8000991A

Description

c,· .c, ·.

-1- 21163/Vk/mv «*-1- 21163 / Vk / mv «*

Aanvrager: Alexander I;Kalina, Houston Texas, Verenigde Staten van Amerika.Applicant: Alexander I; Kalina, Houston Texas, United States of America.

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het omhoog voeren van gassen.Short designation: Method and device for raising gases.

55

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het omhoog voeren van gassen. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze. Met name heeft de uitvinding betrekking op een systeem voor het omhhog brengen van gassen 10 waarbij een fase -omzetting wordt bewerkstelligd ter verkrijging van gas onder een bepaalde hoge druk op een gewenste plaats onder het oppervlak van de grond.The invention relates to a method for raising gases. The invention also relates to an apparatus for carrying out such a method. In particular, the invention relates to a gas raising system 10 wherein a phase conversion is effected to obtain gas under a certain high pressure at a desired location below the surface of the soil.

Het principe om gebruikt te maken van een gas en/of lucht als middel voor het omhoog voeren op kunstmatige wijze van een fluïdum dateert 15 reeds uit de 18e eeuw. De eerst ontwikkelde werkwijzen en apparatuur waren met name geschikt voor het bewerkstelligen van een continue stroming.The principle of using a gas and / or air as a means of artificially raising a fluid dates back to the 18th century. The methods and equipment first developed were particularly suitable for effecting a continuous flow.

Een continu naar boven gerichte gasstroom wordt aangegeven als een middel voor het op kunstmatige wijze omhoog brengen van een fluïdum, waarbij gas continu wordt geïnjecteerd vanaf het oppervlak in een buisvor-20 mige opening die voorzien is van een mantel, via een gasklep en het fluïdum wordt dan via het buisvormige omhulsel naar boven gevoerd. Het gas belucht het fluïdum in de buis en stuwt dit fluïdum naar het oppervlak. Vroeger werd het gas geïnjecteerd rond de bodem of via een hulpstuk, dat gewoonlijk aangegeven wordt als "voetstuk".A continuous upward flow of gas is indicated as a means of artificially raising a fluid, whereby gas is continuously injected from the surface into a tubular opening which is jacketed, through a gas valve and the fluid is then fed up through the tubular casing. The gas aerates the fluid in the tube and pushes this fluid to the surface. Previously, the gas was injected around the bottom or through an attachment, commonly referred to as a "base".

25 Een bepaalde techniekfontwikkeld waardoor het mogelijk werd om selectief gas te injecteren in het buizenstelsel via kleppen,is in het algemeen bekend. Het met tussenpozen naar boven voeren van gas is een manier om op kunstmatige wijze fluïdum uit een boorgat naar boven te leiden waarbij een kolom vloeistof samen gebracht wordt in het buizen-30 stelsel, waarna gassen geïnjecteerd worden via een gasklep, die ondergronds geplaatst is onder de vloeistof prop, om deze in het oppervlak te drijven in de vorm van een piston. Er zijn een groot aantal verschillende gaskleppen hiervoor ontwikkeld, met name door het met tussenpozen omhoog brengen van fluïdum .A particular technique developed that made it possible to selectively inject gas into the tubing through valves is generally known. Intermittent upward flow of gas is a way of artificially venting fluid from a borehole whereby a column of liquid is brought together in the tubing system, after which gases are injected through a gas valve located underground under the liquid plug, to drive it into the surface in the form of a piston. A wide variety of throttle valves have been developed for this purpose, particularly by intermittently raising fluid.

35 fluïdum Bij zowel het continu als met tussenpozen omhoog brengen van fluïdum is het vereist dat een aanzienlijke druk bewerkstelligd wordt bij het oppervlak van de boorgaten om de-gewenste resultaten te bewerkstelligen. Verder zijn een aantal kleppen vereist bij de bekende systemen om 80 0 0 9 45 -2- 21163/Vk/mν β* de geschikte drukken te bewerkstelligen op de plaats waar het gas wordt toegevoerd in het buizenstelsel. Relatief hoge drukken moeten worden bewerkstelligd bij het oppervlak, hetgeen op zijn beurt relatief zware pompen of compressoren vereist, houders, leidingen, kleppen en dergelijke 5 die hierbij moeten worden gebruikt. Het zal dan ook duidelijk zijn dat het daarom gewenst is om een alternatief te verkrijgen voor het injecteren van de gassen in het buizenstelsel om het boorgat en de hierin aanwezige fluïda te beluchten zodat het fluïdum onder druk toegevoerd wordt aan het buizenstelsel en om de bronflulda te beluchten in de ringvormi-10 ge opening en zodoende de productie te bewerkstelligen uit deze ringvormige opening.Fluid In both continuous and intermittent fluid raising it is required that considerable pressure be applied at the surface of the boreholes to achieve the desired results. In addition, a number of valves are required in the prior art systems to achieve the appropriate pressures at the location where the gas is fed into the tubing 80 0 0 9 45 -2-21616 / Vk / mν β *. Relatively high pressures must be achieved at the surface, which in turn requires relatively heavy pumps or compressors, containers, lines, valves and the like to be used here. It will therefore be appreciated that it is therefore desirable to obtain an alternative for injecting the gases into the tubing to aerate the borehole and the fluids contained therein so that the fluid is supplied under pressure to the tubing and to fill the source fluid. aerate into the annular opening and thereby effect production from this annular opening.

De hoge drukken die vereist zijn: bij de bekende systemen en de hierbij te gebruiken inrichting brengen additionele problemen met zich mee met betrekking tot de betrouwbaarheid van het systeem. De hiertoe te ge-15 bruiken organen die moeten werken onder hoge druk zoals pompen, compressoren en kleppen vereisen een zorgvuldig onderhoud om kostbare en gevaarlijke gebreken te voorkomen. Grote hoeveelheden energie worden verbruikt bij het in bedrijf houden van de zware hogedrukpompen en compressoren.The high pressures required with the known systems and the device to be used here cause additional problems with regard to the reliability of the system. The means to be used for this purpose which have to operate under high pressure, such as pumps, compressors and valves, require careful maintenance to avoid costly and dangerous defects. Large amounts of energy are consumed when operating the heavy duty high pressure pumps and compressors.

20 Hoewel er een aantal verbeteringen zijn aangebracht, zodat derge lijke systemen voor het kunstmatig omhoog brengen van fluïdum is verbeterd, is er toch nog ruimte voor aanzienlijke verbeteringen. De problemen die hierboven zijn aangegeven zijn er mede de oorzaak van dat de effectiviteit van deze bekende werkwijzen en inrichtingen voor het omhoog voeren 25 van fluïdum worden benadeeld. Er treden ook nog een aantal vermeldenswaardige problemen op, maar de bovenvermelde nadelen zijn voldoende cm de nadelen toe te lichten bij de bekende werkwijzen en inrichtingen waaruit blijkt dat deze nog niet tot volle tevredenheid worden gebruikt.Although some improvements have been made to improve such fluid lift systems, there is still room for significant improvements. The problems noted above also cause the effectiveness of these known fluid lift methods and devices to be impaired. A number of noteworthy problems also arise, but the drawbacks mentioned above are sufficient to illustrate the drawbacks in the prior art methods and apparatus which demonstrate that they are not yet being used satisfactorily.

Een van -de doelstellingen volgens de uitvinding is dan ook een vsr-30 beterd systeem voor het omhoog voeren van gassen, welk systeem een verbeterde werkwijze en inrichting omvat hiertoe.Accordingly, one of the objects of the invention is an improved gas lift system, which system includes an improved method and apparatus for this purpose.

Deze en andere doelstellingen volgens de uitvinding worden bewerkstelligd door het toepassen van een werkwijze volgens de uitvinding voor het omhoog voeren van gassen, met het kenmerk, dat het gas vloeibaar 35 wordt gemaakt, het vloeibaar gemaakte gas wordt toegevoerd aan een binnenste zone van een boorgat, het vloeibare gas wordt verwarmd en ten minste een deel van het vloeibare gas wordt omgezet tot de gasvormige toestand op een plaats onder het oppervlak.These and other objects according to the invention are achieved by applying a method according to the invention for raising gases, characterized in that the gas is liquefied, the liquefied gas is supplied to an inner zone of a borehole the liquid gas is heated and at least a portion of the liquid gas is converted to the gaseous state at a location below the surface.

800 0 9 45 -3- 21163/Vk/rav800 0 9 45 -3- 21163 / Vk / rav

Ir +*Ir + *

Een ander aspect van de uitvinding is de inrichting voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze, die hieruit bestaat dat deze inrichting organen omvat voor het vloeibaar maken van een gas, eerste leidingen, om het vloeibare gas in verbinding te brengen met een binnen-5 ste vloeistofzone in een boorgat, organen voor het af laten van de druk op de vloeistof in de binnenste vloeistofzone om de faseverandering naar het gas te vergemakkelijken, tweede leidingen voor de verbinding tussen het gas en het fluïdum in het boorgat en derde leidingen voor contact tussen het gas en het boorfluïdum met het oppervlak van het boorgat.Another aspect of the invention is the device for carrying out such a method, which consists in that this device comprises means for liquefying a gas, first pipes, for connecting the liquid gas to an inner fluid zone in a borehole, means for relieving pressure on the fluid in the inner fluid zone to facilitate the phase change to the gas, second conduits for the connection between the gas and the fluid in the borehole and third conduits for contact between the gas and the drilling fluid with the surface of the borehole.

10 Een systeem voor het omhoog voeren van gassen volgens de boven vermelde uitvoeringsvorm van de uitvinding maakt het mogelijk om de bovenvermelde doelstellingen te bereiken en dit systeem omvat een compressor en een condensor om een deel van het gas dat verkregen wordt uit een boorgat vloeibaar te maken. De vloeistof kan gemengd worden met gas-15 sen of dampen en het verkregen mengsel wordt toegevoerd onder druk aan het binnenste ringvormige gedeelte van het boorgat. Een zone in het ringvormige gedeelte wordt opgedeeld door pakkingen waarbij de bovenste pakking een smoorklep omvat waardoor de zone boven de bovenste pakking in verbinding staat met de onder gelegen vertakte zone. De vloei-20 stof boven de bovenste pakking wordt in samendrukking gehouden door zowel de oppervlaktepompen als door het gewicht van de kolom. .A gas lift system according to the above-mentioned embodiment of the invention makes it possible to achieve the above objectives and this system comprises a compressor and a condenser to liquefy part of the gas obtained from a borehole . The liquid can be mixed with gas or vapors and the resulting mixture is supplied under pressure to the inner annular portion of the borehole. A zone in the annular portion is divided by gaskets, the top gasket comprising a throttle valve through which the zone above the top gasket communicates with the branched zone below. The liquid above the top gasket is held in compression by both the surface pumps and by the weight of the column. .

In zo verre de gebieden naar beneden in het boorgat op iets hogere temperaturen gehouden worden dan het oppervlak zal ten minste een deel van de vloeistof boven de bovenste pakking worden verdampt door het 25 toe te voeren aan de vertakte zone, die op een relatief lage druk wordt gehouden. Het gas onder druk in de vertakte zone kan dan worden toegevoerd met behulp van een conventionele klep voör het omhoog voeren van gassen naar het buizenstelsel om de bronfluïda te beluchten die hierin aanwezig zijn.In so far the downhole regions are held at slightly higher temperatures than the surface, at least some of the liquid above the top gasket will be evaporated by feeding it to the branched zone, which is at a relatively low pressure is being held. The pressurized gas in the branched zone can then be supplied using a conventional valve for venting gases up to the tubing to aerate the source fluids contained therein.

30 De bronvloeistoffen en de gassen worden kunstmatig omhoog ge bracht tot het oppervlak en kunnen dan gescheiden worden in vloeistof en gasvormige component. De vloeistofcomponenten kunnen worden afgevoerd via conventionele organen en de gascomponenten kunnen opnieuw worden samengeperst en gecondenseerd voor de verdere bewerkingen voor het om-35 hoog voeren van gassen.The source liquids and gases are artificially raised to the surface and can then be separated into liquid and gaseous components. The liquid components can be discharged through conventional means and the gas components can be recompressed and condensed for further operations for gassing.

Een en ander zal nader worden toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving, waarbij verwezen is naar de bijgevoegde tekening, waarbij: -4- 21163/Vk/mv 7 fig. t een stroomdiagram is dat schematisch het systeem volgens de uitvinding aangeeft.All this will be further elucidated on the basis of the following description, with reference being made to the appended drawing, in which: -4-21163 / Vk / mv 7 fig. T is a flow chart which schematically shows the system according to the invention.

Met betrekking tot dit stroomdiagram kan vermeld worden dat dit schematisch een boorgat 10 aangeeft, gevormd door een buitenste om-5 hulsel 12 dat zich uitstrekt tot onder het oppervlak 14 van de grond zodat een productiezone 16 ontstaat. Het buisvormige omhulsel kan openingen 18 hebben die op een bekende manier zijn aangebracht ter verkrijging van een productiezone 16 die in verbinding staat met het binnenste van de buis 12. Een buizensaménstelsel 20 strekt zich coaxiaal naar beneden uit 10 in het boorgat tot een plaats die gelegen is bij de productiezone 16. De buitenkant van het buizensamenstelsel 20 en de binnenkant van buis 12 vormt een zone 22 die gewoonlijk aangegeven is als de ring van de bron.With regard to this flowchart, it may be noted that this schematically indicates a borehole 10 formed by an outer shell 12 extending below the surface 14 of the soil to form a production zone 16. The tubular casing may have openings 18 which are provided in a known manner to provide a production zone 16 which communicates with the interior of the tube 12. A tubing assembly 20 extends coaxially down the hole 10 to a location located is at the production zone 16. The outside of the tube assembly 20 and the inside of the tube 12 forms a zone 22 which is usually indicated as the ring of the well.

In zoverre het systeem voor het omhoog voeren van gassen volgens de uitvinding kan worden aangegeven als een gesloten systeenm kan elk punt worden 15 aangegeven als het begin of het einde van de kringloop. Voor het gemak zal een punt A worden aangegeven als het beginpunt.Inasmuch as the gas lift system of the invention may be indicated as a closed system, any point may be indicated as the beginning or end of the cycle. For convenience, point A will be indicated as the starting point.

Bij het beginpunt (A) wordt een damp-vloeistoftaengsel geproduceerd uit het buizenstelsel 20 van de bron of het boorgat. Dit mengsel bestaat uit ruwe olie, dampen van het werkmedium en geproduceerde en/of 20 geïnjecteerde vloeibare petroleumgassen Dit mengsel bevindt zich onder een druk van bijvoorbeeld P1 en wordt toegevoerd aan een eerste scheidings-installatie 24 van een conventioneel type. In deze scheidingsinstallatie 24 wordt het mengsel gescheiden in een vloeistof en een gasfractie. De gasfractie verlaat de eerste scheidingsinstallatie bij een eerste afvoer 25 26 en de vloeistoffractie verlaat de eerste scheidingsinstallatie bij een tweede afvoer 28.At the starting point (A), a vapor-liquid mixture is produced from the tubing 20 of the well or borehole. This mixture consists of crude oil, working medium vapors and produced and / or injected liquid petroleum gases. This mixture is under a pressure of, for example, P1 and is fed to a first separator 24 of a conventional type. In this separation installation 24, the mixture is separated into a liquid and a gas fraction. The gas fraction leaves the first separation installation at a first discharge 26 and the liquid fraction leaves the first separation installation at a second discharge 28.

De gasfractie die de eerste scheidingsinstallatie verlaat via de eerste afvoer 26 wordt met behulp van leiding 30 toegevoerd aan een eerste driewegklep 32. Wanneer de druk van het gas bij de driewegklep 32 30 daalt tot beneden P1, dan wordt deze omstandigheid geregistreerd door conventionele apparatuur bij de driewegklep 32 en wordt de driewegklep automatisch geopend zodat het gas toegevoerd wordt aan een compressor 34 waardoor de druk van het gas verhoogd wordt tot een nieuw niveau P4. Het gas wordt dan naar een menger 36 geleid via leiding 38. Wanneer de druk 35 bij de driewegklep 32 gelijk is aan of groter dan P1 dan wordt het gas door middel van de driewegklep direkt naar de menger 36 gevoerd via leiding 38 en wordt de compressor 34 kortgesloten.The gas fraction leaving the first separation plant via the first discharge 26 is supplied to a first three-way valve 32 by means of line 30. When the pressure of the gas at the three-way valve 32 drops below P1, this condition is registered by conventional equipment at the three-way valve 32 and the three-way valve is opened automatically so that the gas is supplied to a compressor 34 whereby the pressure of the gas is increased to a new level P4. The gas is then passed to a mixer 36 through line 38. When the pressure at the three-way valve 32 is equal to or greater than P1, the gas is passed through the three-way valve directly to the mixer 36 via line 38 and the compressor 34 shorted.

De vloeistoffractie verlaat de eerste scheidingsinstallatie 80 0 0 § 45The liquid fraction leaves the first separation installation 80 0 0 § 45

VV

-5- 21163/Vk/mv * aan de onderkant bij afvoer 28 en wordt naar een smoorklep 40 gevoerd waar de druk verlaagd wordt tot nagenoeg atmosferische druk. Door deze drukverandering wordt een nieuw damp-vloeistofmengsel gevormd en doorgevoerd via leiding -'*2 bij een druk P2 naar’ een tweede scheidingsinstalla-5 tie 44. In deze scheidingsinstallatie .44 wordt het nieuwe mengsel gescheiden in een vloeistof en gasfase. De vloeistoffase kan worden afgevoerd via afvoer 46 en omvat de olie die verkregen wordt uit het boorgat 10, en deze olie wordt verwijderd uit het systeem.-5- 21163 / Vk / mv * at the bottom at outlet 28 and is fed to a throttle valve 40 where the pressure is reduced to near atmospheric pressure. As a result of this pressure change, a new vapor-liquid mixture is formed and passed through line - * 2 at a pressure P2 to a second separation plant 44. In this separation installation .44, the new mixture is separated into a liquid and gas phase. The liquid phase can be discharged through drain 46 and includes the oil obtained from the borehole 10, and this oil is removed from the system.

De gasfractie in de tweede scheidingsinstallatie 44 omvat 10 zware koolwaterstoffen en wordt via leiding 48 gevoerd naar een conventionele compressor 50 waar de gasfase gecomprimeerd wordt tot een conden-satiedruk P3. De waarde van P3 is afhankelijk van de samenstelling van het gas en van de temperatuur van het koelwater in een conventionele koeler 52 die achter de compresssor 50.is geplaatst. Het koelwater wordt sche-15 matisch aangegeven als recirkulerend door koeler 52.The gas fraction in the second separation plant 44 comprises 10 heavy hydrocarbons and is fed via line 48 to a conventional compressor 50 where the gas phase is compressed to a condensation pressure P3. The value of P3 depends on the composition of the gas and on the temperature of the cooling water in a conventional cooler 52 placed behind the compressor 50. The cooling water is schematically indicated as recirculating through cooler 52.

Wanneer de condensatie niet volledig .is bij de afvoer van de koeler 52 wordt het niet-gecondenseerde gedeelte van de af te voeren stoffen uit de koeler-verwijderd door conventionele organen en kan worden teruggevoerd naar de afvoer van de gasfractie 26 van de eerste schei-20 dingsinstallatie 24 zoals aangegeven door de gestippèlde lijn 54 in fig.When the condensation is not complete at the outlet of the cooler 52, the uncondensed portion of the discharged materials is removed from the cooler by conventional means and can be recycled to the outlet of the gas fraction 26 of the first separator. Diverter 24 as indicated by the dotted line 54 in FIG.

1. Wanneer de condensatie volledig is worden de afgevoerde stoffen uit koeler 52 via leiding 56 naar een tweede driewegklep 58 gevoerd.1. When the condensation is complete, the discharged materials from cooler 52 are passed through line 56 to a second three-way valve 58.

Het af te voeren condensaat uit de koeler wordt bepaald met behulp van conventionele organen bij de tweede driewegklep 58. Wanneer 25 hieruit blijkt dat een verdere compressie gewenst is wordt het af te voeren condensaat met behulp van de tweede driewegklep 58 naar een pomp geleid via leiding 62. Wanneer uit de bepaling blijkt dat geen verdere compressie vereist is wordt de pomp kortgesloten voor het af te voeren condensaat via leiding 64 en direct geleid naar menger 36. De gasfractie 30 bij de afvoer 26 van de eerste scheidingsinstallatie 24 en de afvoer van de vloeistoffractie van koeler 52 worden gemengd in menger 36. De afvoer van het mengsel is een damp-vloeistof werkmengsel dat wordt toegevoerd aan de ringvormige opening van het boorgat via leiding 66.The condensate to be discharged from the cooler is determined with the aid of conventional means at the second three-way valve 58. When this shows that further compression is desired, the condensate to be discharged is guided to a pump via pipe using the second three-way valve 58 62. When the determination shows that no further compression is required, the pump is short-circuited for the condensate to be discharged via line 64 and led directly to mixer 36. The gas fraction 30 at the outlet 26 of the first separation installation 24 and the outlet of the liquid fraction from cooler 52 are mixed in mixer 36. The discharge of the mixture is a vapor-liquid working mixture which is supplied to the annular opening of the borehole via line 66.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding moet de apparatuur op 35 een zodanige wijze zijri 'gerangschikt; dat een werkmengsel wordt verkregen bestaande uit relatief lichte of vluchtige fracties koolwaterstoffen en relatief zware fracties koolwaterstoffen. Het mengsel van de fracties kan afhankelijk zijn van de bepaalde samenstelling van de geproduceerde flul- 30 0 0 9 45 tf* k * , -6- · 21163/Wmv da evenals van'de'bepaalde temperatuur die in het boorgat heerst, de op-pervlaktetemperatuur en de geometrie van het boorgat. -Er wordt in elk geval aangenomen dat een mengsel van zware en lichte fracties de vloei-baarmaking van de lichte fracties zal vergemakkelijken bij een ver-5 laagde druk zodat de toevoer van een vloeistof uit leiding 66 in het boorgat zal worden vergemaldcelijkt. Het zal duidelijk zijn dat het eventueel gewenst kan zijn om lichte fracties afkomstig uit een andere bron dan de geproduceerde flulda toe te voegen ten einde een samenstelling aan werkmengsel te verkrijgen dat de gewenste eigenschappen heeft.In the method according to the invention, the equipment must be arranged in such a way; that a working mixture is obtained consisting of relatively light or volatile hydrocarbon fractions and relatively heavy hydrocarbon fractions. The mixture of the fractions may depend on the particular composition of the fluid produced, tf * k *, -6-21163 / Wmv da as well as on the particular temperature prevailing in the borehole, the -surface temperature and borehole geometry. In any case, it is believed that a mixture of heavy and light fractions will facilitate the liquefaction of the light fractions at a reduced pressure so that the supply of a fluid from line 66 into the borehole will be facilitated. It will be appreciated that it may be desirable to add light fractions from a source other than the fluid produced in order to obtain a working mixture composition having the desired properties.

10 Volgens een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt het buizensamenstelsel 20 in verbinding gebracht met het ringvormige gedeelte door middel van een conventionele klep 68 voor het omhoog voeren van gassen, aangebracht nabij de onderkant van het buizenstelsel op conventionele wijze.Door deze klep zal het gas worden toe-15 gevoerd onder het fluïdum dat geproduceerd moet worden teneinde deze fluï-da omhoog te voeren naar het oppervlak. Twee pakkingen 70 en 72 vormen een zone 76 waarin de conventionele klep voor het omhoog voeren van gassen is aangebracht. . Beneden de klep 68 is een eerste pakking 70 aangebracht om de ringvormige opening af te scheiden boven en onder het pak-20 kingsmateriaal . Boven de klep 68 is een tweede pakking 72 aangebracht die een smoorklep 74 omvat. De smoorklep 74 kan een opening zijn in de pakking of kan een andere bekende rangschikking of organen eraratten.In a preferred embodiment of the invention, the tubing assembly 20 is connected to the annular portion by a conventional gas lift valve 68 located near the bottom of the tubing in a conventional manner. the gas is supplied under the fluid to be produced in order to carry this fluid up to the surface. Two packings 70 and 72 form a zone 76 in which the conventional gas lift valve is located. . Below the valve 68, a first gasket 70 is provided to separate the annular opening above and below the gasket material. Above valve 68, a second gasket 72 is provided which includes a throttle valve 74. The throttle valve 74 may be an opening in the gasket or may experience other known arrangement or organs.

Het damp-vloeistofkengsel of de samenstelling uit menger 36 wordt toegevoerd aan de ringvormige opening bij een druk die ten minste 25 iets hoger is dan atmosferische druk en het mengsel wordt verzameld boven de bovenste pakking 72. Door het gewicht van de vloeistofkolom boven de pakking 72 en het oppervlak 14 wordt een significante druk uitgeoefend op het damp-vloeistoftaengsel in het boorgat boven de bovenste pakking 72. Het soortelijk gewicht van het mengsel en de hoogte van het 30 kolom tussen de bovenste pakking en het oppervlak zal voor een groot deel de druk bepalen die heerst direct boven de bovenste pakking. Het zal duidelijk zijn dat de samenstelling van het werkmengsel ingesteld kan worden ter bewerkstelliging van een hogere of lagere druk onderin het boorgat in afhankelijkheid van de bepaalde parameters van het boor-35 gat dat bewerkt wordt. Verder kunnen additionele oppervlakte pompen tijdelijk worden toegevoegd aan het systeem om de druk in de ringvormige opening te verhogen zodat de geschikte druk gehandhaafd wordt op het werkmengsel bij temperatuursveranderingen of veranderingen in de gepro- 80 0 0 9 45 - -7-- 21163/Vk/my duceerde gassen waardoor variaties worden bewerkstelligd met betrekking tot de verdampingssnelheiÜ in het boorgat.The vapor-liquid mixture or composition from mixer 36 is supplied to the annular opening at a pressure at least slightly above atmospheric pressure and the mixture is collected above the top packing 72. By the weight of the liquid column above the packing 72 and the surface 14 exerts a significant pressure on the vapor-liquid mixture in the borehole above the top packing 72. The specific gravity of the mixture and the height of the column between the top packing and the surface will to a large extent reduce the pressure. determine which rules directly above the top gasket. It will be appreciated that the composition of the working mix can be adjusted to effect a higher or lower downhole pressure depending on the particular parameters of the borehole being worked. Furthermore, additional surface pumps can be temporarily added to the system to increase the pressure in the annular orifice so that the appropriate pressure is maintained on the working mixture in case of temperature changes or changes in the temperature 80 0 0 9 45 - -7-- 21163 / Vk / myduced gases causing variations in the borehole evaporation rate.

Wanneer het damp-vloeistofmengsel naar beneden beweegt door de ring heeft er een warmte uitwisseling plaats tussen het mengsel en de 5 omhulling en ook tussen het mengsel en de buis 20. De buis 20 is op een relatief hoge temperatuur door de hoge temperatuur van de olie die omhoog gevoerd wordt tijdens de productie en het omhulsel 12 kan eveneens op een verhoogde temperatuur worden gehouden. Als resultaat hiervan heeft er een warmte-uitwisseling plaats waardoor het werkmengsel wordt 10 verwarmd.When the vapor-liquid mixture moves down through the ring, a heat exchange takes place between the mixture and the casing and also between the mixture and the tube 20. The tube 20 is at a relatively high temperature due to the high temperature of the oil which is raised during production and the casing 12 can also be kept at an elevated temperature. As a result, a heat exchange takes place whereby the working mixture is heated.

Het verwarmde mengsel wordt door de smoorklep 74 gevoerd naar een zone met een verlaagde druk. Als resultaat van de verhoogde temperatuur en de daling van de druk op het mengsel wordt ten minste een deel van het mengsel verdampt. Hierbij moet worden opgemerkt dat de mate van 15 verdamping geregeld wordt door de samenstelling van het damp-vloeistof-mengsel dat toegevoerd wordt.aan de ringvormige opening. De damp wordt in elk geval dan toegevoerd door de klep 68 voor het omhoog voeren van' het gas en hierdoor wordt de geproduceerde olie kunstmatig omhooggebracht op de gebruikelijke wijze.The heated mixture is passed through the throttle valve 74 to a zone of reduced pressure. As a result of the elevated temperature and the drop in pressure on the mixture, at least part of the mixture is evaporated. It should be noted here that the degree of evaporation is controlled by the composition of the vapor-liquid mixture supplied to the annular opening. In any case, the vapor is then supplied through the valve 68 for raising the gas, thereby artificially raising the oil produced in the usual manner.

20 Het damp-vloeistoftoengsel van het werkmedium en de geproduceerde flulda worden omhooggevoerd door het buizenstelsel 20 ‘naar het oppervlak 14 naar een willekeurig gekozen uitgangspunt (A).The vapor-liquid mixture of the working medium and the fluid produced are carried up through the tubing 20 "to the surface 14 to a randomly selected starting point (A).

Het zal duidelijk zijn dat bij de konstructie van een systeem voor het omhoog brengen voeren van gassen volgens de uitvinding bepaalde 25 voordelen worden bewerkstelligd. Met name de toeneming van de druk op het damp-vloeistofmengsel dat toegevoerd wordt aan de ringvormige opening wordt verbeterd door de zwaartekracht, waardoor er een aanzienlijke ener*· gie besparing wordt bewerkstelligd bij het onder druk brengen van het damp-vloeistofmengsel in een zone direct boven de bovenste pakking. Deze 30 energiebesparingen zullen direct tot gevolg hebben dat kostenbesparingen worden verkregen. Het is- te verwachten dat de energiebesparingen met het systeem zodanig zullen zijn dat het energieverbruik met een factor 15 kan worden verlaagd ten opzichte van bekende systemen voor het omhoog voeren van gassen .It will be apparent that certain advantages are achieved in the construction of a gas lift system according to the invention. In particular, the increase in pressure on the vapor-liquid mixture supplied to the annular orifice is enhanced by gravity, thereby achieving significant energy savings when pressurizing the vapor-liquid mixture in a zone directly above the top gasket. These 30 energy savings will directly result in cost savings being achieved. It is anticipated that the energy savings with the system will be such that energy consumption can be reduced by a factor of 15 over prior art gas lift systems.

35 Verder is het systeem op betrouwbare wijze verbeterd doordat het aantal kleppen dat ondergronds is aangebracht voor het omhoog voeren van gas kan worden verminderd. In de bekende systemen zijn met name meer dan 1 klep vereist voor het omhoog voeren van gas. Hoewel ver- 80 0 0 9 45Furthermore, the system has been reliably improved in that the number of valves installed underground for gas lift can be reduced. In the known systems, in particular, more than 1 valve is required for raising gas. Although 80 0 0 9 45

VV

-8- 21163/Vk/mv r dere apparatuur zoals een menger, schelder, compressor en koeler nodig zijn bij het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, zijn deze apparaten opgesteld boven het oppervlak waar ze makkelijk kunnen worden geplaatst en onderhouden. Er wordt aangenomen dat het installeren of vervan-5 gen van kleppen voor het omhoog voeren van gas ondergronds een significant langere installatietijd en reparatietijd vereist evenals manuren dan nodig is om bijvoorbeeld een compressor te vervangen of te onderhouden die bovengronds geplaatst is.-8- 21163 / Vk / mv r other equipment such as a mixer, scraper, compressor and cooler are required in carrying out the method according to the invention, these devices are arranged above the surface where they can be easily placed and maintained. Installing or replacing valves for raising gas underground is believed to require significantly longer installation time and repair time as well as man hours than is necessary, for example, to replace or maintain a compressor installed above ground.

De warmte die vereist is om het werkmengsel te verdampen kan 10 verkregen worden uit de olie die wordt geproduceerd en uit het boorgat en de omringende grond zelf. Er wordt aangenomen dat deze warmte voldoende zal zijn om de vereiste faseverandering te bewerkstelligen.The heat required to evaporate the working mixture can be obtained from the oil produced and from the borehole and the surrounding soil itself. It is believed that this heat will be sufficient to effect the required phase change.

De bovenvermelde beschrijving van de uitvinding is gericht op een bepaalde uitvoeringsvorm en dient slechts ter toelichting. Het zal 15 echter duidelijk zijn dat een deskundige op dit gebied veranderingen en verbeteringen kan aanbrengen in zowel de inrichting '•als de werkwijze wanneer hij uitgaat van het principe zoals boven beschreven. Zo kan bijvoorbeeld het werkmengsel toegevoerd worden aan het buizenstelsel en de productie worden bewerkstelligd door de ringvormige opening. Verder kan 20 verwarmingsapparatuur worden toegevoerd aan het boorgat om het verdampen van het werkmengsel te bevorderen in de vertakkingszone. Bovendien kan binnen het kader van de uitvinding bij het oppervlak een verhoogde verdamping worden bewerkstelligd van het damp-vloeistofmengsel dat bij voorkeur ondergronds plaats heeft. Dit betekent dat het verwarmen van het 25 werkmengsel dat verkregen wordt bij menger 36 in sommige gevallen op voldoende wijze kan worden bewerkstelligd bij het oppervlak en het verhogen van de druk kan worden bewerkstelligd als resultaat van het gewicht van de kolom op het werkmengsel^ · hetgeen ook op andere wijzen bij het oppervlak kan worden uitgevoerd. Hoewel deze opstellingen niet 30 zoveel kostenbesparend zijn met betrekking tot de energie als de bovenbeschreven uitvoeringsvorm kunnen bepaalde omstandigheden een dergelijke opstelling gewenst maken om ten minste een deel van de voordelen volgens de uitvinding te bereiken. Deze en andere modificaties op het systeem volgens de uitvinding zullen voor een deskundige bekend zijn.The above description of the invention is directed to a particular embodiment and is for illustrative purposes only. It will be understood, however, that a person skilled in the art can make changes and improvements in both the device and the method if he starts from the principle described above. For example, the working mixture can be supplied to the tubing and production can be effected through the annular opening. Furthermore, heating equipment can be supplied to the borehole to promote evaporation of the working mixture in the branching zone. Moreover, within the scope of the invention, an increased evaporation of the vapor-liquid mixture, which preferably takes place underground, can be effected at the surface. This means that heating of the working mixture obtained from mixer 36 can in some cases be sufficiently accomplished at the surface and increasing the pressure can be accomplished as a result of the weight of the column on the working mixture. can also be carried out at the surface in other ways. While these arrangements are not as energy efficient as the above-described embodiment, certain circumstances may make such an arrangement desirable to achieve at least part of the benefits of the invention. These and other modifications to the system according to the invention will be known to a person skilled in the art.

-conclusies- 35 80 0 0 9 45-conclusions- 35 80 0 0 9 45

Claims

1. Method for raising gases, characterized in that a gas is liquefied, the liquefied gas is supplied to an inner zone of a borehole, the liquid gas is heated and at least part of the liquid gas is converted to the gaseous state at a location below the surface.

A method according to claim 1, characterized in that the inner zone is an annular opening of a borehole.

Method according to claims 1-2, characterized in that the inner zone is a tubular borehole assembly.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that the phase change is effected by connecting the liquid to sooty fluid by means of a valve, wherein the outlet of the valve communicates with a fluid with a zone of a reduced pressure.

A method according to claim 1, characterized in that the supply of the gas below the surface takes place in an area where fluid is present from the borehole.

A method according to claim 5, characterized in that the rate of the gas supplied to the area containing the fluid from the borehole is controlled.

A method according to claims 1-6, characterized in that the forming of the liquid comprises the following steps; liquefying relatively heavy fractions from the gas obtained from a borehole, supplying relatively light fractions from the gas produced from a borehole, mixing the relatively heavy fractions with the relatively light fractions to obtain a vapor-liquid mixture.

8. A method according to claim 7, characterized in that the phase change comprises heating the mixture to evaporate at least part of the liquid in the mixture.

9. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that this device comprises means for liquefying a gas, first lines for connecting the liquid gas to an inner liquid zone in a borehole. , means for releasing the pressure on the liquid in the inner liquid zone to facilitate the phase change to the gas, second lines 80 0 0 9 45 -10- 21163 / Vk / mv X '7 things for the connection between the gas and the fluid in the borehole and third conduits for contacting the gas and the drilling fluid with the surface of the borehole.

10. Device according to claim 9, characterized in that separating means are present for separating the gas and fluid from the borehole into liquid and gaseous components.

11. Device as claimed in claims 9-10, characterized in that first valves are present for regulating the pressure which is effected by the pressure-reducing members.

12. Device as claimed in claims 9-11, characterized in that second valve members are present for regulating the gas flow in the second pipes.

13. Device according to claims 9-12, characterized in that the gas liquefied with the means intended for this purpose is composed of gases produced from the borehole.

14. Device as claimed in claims 9-13, characterized in that the heating means for heating the liquefied gas are arranged underground. Eindhoven, February 12, 1980. 800 0 9 45 AS * * / -; -j *> i ^ i ^ A). 11: 9? f jéÈk p ^ V r É ..... s ^ M ®É®SS ^: - r'ö ^ ¾¾¾ 'V TiTk 1b {* WMï 8 & os oo \ * jgÊÊ ^ UfJ o U £ JI i * ............ rm 1¾} Τλ \ δ || U lv -> g% 'V' \ ^ T3 33 -J 0J- / - O- ΓΟ ___ I 20IV I è ~ ® m 1, f Yy ^ i ^ ~ t (* 3 ^! & 1 <y> v 1 f '.cVU' · * * C r ^ O) Jh___ 1 1-01 ro ^ ro I 'ω' r «o 1 - 5 - J 01 O) 80 0 0 9 45