ГОРИЗОНТАЛЬНО-ВЕРТИКАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКВАЖИННОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

1. Насосная система для добычи текучих сред из пласта с использованием скважины, имеющей вертикальную секцию с обсадной колонной, определяющей затрубное пространство, переходную секцию и горизонтальную секцию, и эксплуатационной колонны, имеющей вертикальную секцию и горизонтальную секцию, содержащая:
(a) эксплуатационное оборудование в нижней части вертикальной секции или в переходной секции скважины, содержащее изолирующее устройство в затрубном пространстве, сепаратор газа/жидкости для приема добываемых текучих сред из горизонтальной секции и вертикальный всасывающий насос, имеющий вход в затрубном пространстве над изолирующим устройством;
(b) непрерывный путь потока от конца эксплуатационной колонны до вертикальной секции;
(c) по меньшей мере один горизонтальный насос в горизонтальной секции, имеющей вход, открытый в пласт, и выход, открытый в непрерывный путь потока;
(d) причем длина горизонтального участка скважины эксплуатационной колонны закрыта для пласта, за исключением через указанный по меньшей мере один горизонтальный насос.
2. Система по п. 1, в которой горизонтальная секция содержит начальный сегмент, конечный сегмент и по меньшей мере один промежуточный сегмент, расположенный между начальным сегментом и конечным сегментом, причем каждый сегмент содержит горизонтальный насос.
3. Система по п. 2, в которой каждый сегмент горизонтальной секции отделен от смежного сегмента посредством изолирующего устройства в затрубном пространстве.
4. Система по п. 1, в которой вертикальный всасывающий насос расположен в вертикальной секции.
5. Система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая систему управления, функционально соединенную с вертикальным всасывающим насосом и каждым из горизонтальных насосов для оперативного независимого изменения скорости каждого насоса и/или системы насосов.
6. Система по п. 5, дополнительно содержащая по меньшей мере один датчик, функционально связанный с каждым из вертикального всасывающего насоса и горизонтальных насосов, для измерения и передачи данных о потоке, давлении или температуре системе управления.
7. Система по п. 5, дополнительно содержащая множество датчиков, функционально связанных с каждым из вертикального всасывающего насоса и горизонтальных насосов, для измерения и передачи данных о потоке, давлении и температуре системе управления.
8. Система по п. 1 или 2, в которой каждый горизонтальных насосов, которые могут быть одинаковыми или различными, содержит мембранный насос, электрический погружной насос, гидравлический погружной насос, струйный насос, насос с пневматическим приводом, газлифтный насос, шестеренчатый насос, винтовой насос или лопастной насос.
9. Система по п. 5, в которой каждый из горизонтальных насосов содержит мембранный насос.
10. Насосная система для добычи текучих сред из пласта с использованием скважины, имеющей вертикальную секцию с обсадной колонной и горизонтальную секцию, сообщающуюся с затрубным пространством скважины, и эксплуатационной колонны, имеющей вертикальную секцию и горизонтальную секцию, определяющую непрерывный путь потока от ее конца до вертикальной секции, содержащая:
(a) множество горизонтальных насосов, работающих параллельно в горизонтальной секции, каждый из которых имеет вход, открытый в пласт, и выход, открытый в путь потока в горизонтальном участке скважины;
(b) причем непрерывный путь потока закрыт для пласта, за исключением через горизонтальные насосы.
11. Система по п. 10, в которой множество горизонтальных насосов могут быть одинаковыми или различными и могут содержать мембранный насос, электрический погружной насос, гидравлический погружной насос, струйный насос, насос с пневматическим приводом, газлифтный насос, шестеренчатый насос, винтовой насос или лопастной насос.
12. Система по п. 11, в которой каждый из горизонтальных насосов содержит мембранный насос.
13. Система по пп. 10, 11 или 12, дополнительно содержащая систему управления, соединенную с каждым горизонтальным насосом для оперативного независимого изменения скорости каждого насоса.
14. Система по п. 13, дополнительно содержащая по меньшей мере один датчик, функционально связанный с каждым из горизонтальных насосов, для измерения и передачи данных о потоке, давлении или температуре системе управления.
15. Система по п. 13, дополнительно содержащая множество датчиков, функционально связанных с каждым из вертикального всасывающего насоса и горизонтальных насосов, для измерения и передачи данных о потоке, давлении и температуре системе управления.
16. Система по п. 2, в которой по меньшей мере один горизонтальный насос является резервным насосом.
17. Система по п. 2, в которой два или большее количество насосов размещены в изолированном сегменте и имеют вместе одно общее всасывающее входное отверстие, обращенное к пласту.
18. Способ добычи текучих сред из пласта с использованием скважины, имеющей вертикальную секцию и горизонтальную секцию, и эксплуатационной колонны, имеющей вертикальную секцию и горизонтальную секцию, содержащую по меньшей мере начальный сегмент и конечный сегмент, причем вертикальная секция скважины изолирована от горизонтальной секции, включающий этапы, согласно которым:
(a) изолируют эксплуатационную колонну от пласта,
(b) перекачивают текучую среду из пласта рядом с указанным конечным сегментом в конечный сегмент эксплуатационной колонны и в направлении к начальному сегменту и
(c) перекачивают текучую среду из пласта рядом с указанным начальным сегментом в начальный сегмент эксплуатационной колонны и в направлении к вертикальной секции, и
(d) перекачивают текучую среду в вертикальной секции к поверхности.
19. Способ по п. 18, включающий дополнительный этап, согласно которому разделяют жидкости и газы в вертикальной секции и перекачивают жидкости вверх по вертикальной секции к поверхности с оставлением газов в затрубном пространстве.
20. Способ по п. 18 или 19, согласно которому скорость нагнетания каждого насоса в каждом сегменте горизонтального участка скважины изменяют для регулирования давления в пласте вдоль указанного участка горизонтальной секции.
21. Способ по п. 18 или 19, согласно которому горизонтальная секция эксплуатационной колонны имеет три или большее количество сегментов, включая начальный сегмент, конечный сегмент и один или большее количество промежуточных сегментов, причем текучую среду перекачивают из пласта рядом с каждым сегментом эксплуатационной колонны в данный сегмент.
22. Способ по п. 21, согласно которому каждый сегмент отделен от смежного сегмента с использованием изолирующего устройства в горизонтальном затрубном пространстве скважины.
23. Способ по п. 21, дополнительно включающий этап, согласно которому независимо изменяют скорость нагнетания в каждом из конечного сегмента, начального сегмента и любом из промежуточных сегментов в ответ на состояния потока и давления в каждом горизонтальном сегменте.
24. Способ по п. 19, дополнительно включающий этап, согласно которому независимо изменяют скорость вертикального нагнетания в ответ на состояния потока и давления в вертикальной секции и/или в ответ на состояния потока и давления в горизонтальной секции.
25. Способ по п. 19, дополнительно включающий этапы, согласно которым измеряют, принимают и обрабатывают информацию о продукции в нижней части ствола скважины, собранную в выбранных местах в горизонтальном участке скважины и в вертикальной секции, и регулируют скорости нагнетания по меньшей мере в одном из вертикальной секции, конечного сегмента, начального сегмента или в каждом из промежуточных сегментов для оптимизации производительности горизонтальной скважины вдоль всей ее длины.
26. Способ по п. 21, согласно которому работой насоса в любом горизонтальном сегменте управляют с перерывами от одного к другому.
27. Мембранный насос для использования при откачивании жидкостей из скважины, содержащий:
(a) по меньшей мере один насосный агрегат, имеющий жесткий корпус, центральный внутренний сердечник и гибкую мембрану, расположенную внутри указанного корпуса, причем мембрана ограничивает снабженную уплотнением активационную камеру с жестким корпусом и внутренней продукционной камерой, при этом продукционная камера содержит входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды;
(b) активационный трубопровод, сообщающийся по текучей среде с активационной камерой;
(c) выпускной трубопровод, сообщающийся по текучей среде с активационной камерой;
(d) продукционный трубопровод, сообщающийся по текучей среде с выходным отверстием для текучей среды продукционной камеры; и
(e) по меньшей мере один обратный клапан, связанный с любым или с обоими из входного отверстия для текучей среды или выходного отверстия для текучей среды продукционной камеры.
28. Насос по п. 27, в котором обратный клапан связан с каждым из входного отверстия для текучей среды и выходного отверстия для текучей среды, причем каждый обратный клапан работает независимо от других клапанов.
29. Насос по п. 27, в котором внутренний сердечник определяет проход для продукционной текучей среды и полую внутреннюю часть, которая сообщается с продукционным трубопроводом.
30. Насос по п. 27, в котором внутренний сердечник имеет лепестковое поперечное сечение в средней секции, плавно переходящее в круглое поперечное сечение в ее концах.
31. Насос по п. 30, в котором окружность поперечного сечения мембраны по существу подобна периферийной длине лепесткового поперечного сечения внутреннего сердечника.
32. Насос по п. 27, в котором жесткий корпус является по существу цилиндрическим, и окружность поперечного сечения мембраны по существу подобна внутренней окружности поперечного сечения жесткого корпуса.
33. Насос по п. 27, содержащий резервные обратные клапаны, расположенные во входном отверстии и в выходном отверстии и имеющие различные режимы работы.
34. Насос по п. 21, в котором гибкая мембрана содержит неупругий материал.
35. Насосная система, содержащая два или большее количество мембранных насосов по одному из пп. 27-34, сконфигурированных параллельно в скважине.
36. Насосная система по п. 35, в которой секция скважины по существу является горизонтальной и имеет участок отделителя жидкости, причем по меньшей мере один насосный агрегат расположен по меньшей мере в указанном одном участке отделителя жидкости скважины.
37. Насосная система по п. 35, дополнительно содержащая расположенное на поверхности хранилище для активационной текучей среды под повышенным давлением или непрерывный источник активационной текучей среды под повышенным давлением, сообщающиеся по текучей среде с активационным трубопроводом, и направленный регулирующий активационную текучую среду клапан для управления потоком активационной текучей среды в активационном трубопроводе.
38. Насосная система по п. 37, в которой расположенное на поверхности хранилище сообщается по текучей среде с выпускным трубопроводом, и активационная текучая среда циркулирует в замкнутом контуре.
39. Насосная система по п. 37, в которой активационная текучая среда циркулирует в открытом контуре.
40. Насосная система по п. 37, в которой активационная текучая среда содержит гидравлическую текучую среду или газ, такой как углекислый газ, природный газ или азот.
41. Насосная система по п. 1, в которой каждый горизонтальный насос содержит мембранный насос по п. 27.
42. Способ по п. 18, согласно которому текучую среду закачивают в каждый горизонтальный сегмент мембранным насосом по одному из пп. 27-34.