集成式气体分离器和泵

背景技术

例如石油和天然气的碳氢化合物是从可能位于陆上或海上的地下储层地层中生产或获得的。地下作业的开发和从地下地层中去除碳氢化合物所涉及的过程通常涉及大量不同步骤，例如在期望的井场处对井筒进行钻孔、处理井筒以优化碳氢化合物的生产、执行从地下地层中生产碳氢化合物的必要步骤以及将碳氢化合物泵送到地球表面。

当进行地下作业时，当仅储层压力不足以从井中产生碳氢化合物或不足以以期望速率从井中产生碳氢化合物时，可使用泵系统，例如电潜泵(ESP)系统。气体或游离气体在储层或井筒流体中的存在以及由此产生的流体的多相流动行为对泵性能和泵系统冷却具有不利影响。经济和高效的泵作业可能受充满气体的流体影响。气体在泵中的存在导致泵级内产生的压力下降，从而减少泵的输出。泵内的高浓度气体可能产生通常称为“气体锁定”的条件，其中气体在泵的各阶段内非常突出，所预期生产液体不再到达表面。在进入泵之前将气体从流体的液相中分离会改善泵性能，减少泵振动且减小泵的操作温度。需要有效、高效和可靠的泵气体分离系统。

附图说明

为了更完整地理解本公开，现在参考结合附图和详细描述进行的以下简要说明，其中相同参考标号表示相同部分。

图1为根据本公开的实施例的电潜泵组合件的图示。

图2为根据本公开的实施例的电潜泵组合件的一部分的图示。

图3为根据本公开的实施例的集成式气体分离器和泵组合件的图示。

图4为根据本公开的实施例的另一集成式气体分离器和泵组合件的图示。

图5为根据本公开的实施例的又一集成式气体分离器和泵组合件的图示。

图6A和图6B为根据本公开的实施例的方法的流程图。

图7A和图7B为根据本公开的实施例的将电潜泵组合件的组件递送到井筒位置的卡车的图示。

图7C、图7D、图7E、图7F和图7G为根据本公开的实施例的描绘根据将完井管柱送入井筒中且在井筒中设置完井管柱电潜泵组合件在井筒中的渐进组装的图示。

图8为根据本公开的实施例的又一集成式气体分离器和泵组合件的图示。

具体实施方式

在开始时应理解，尽管下文说明一个或多个实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和方法可使用任何数目的技术来实施，无论是当前已知的还是尚不存在的。本公开决不应限于下文所说明的说明性实施方案、图式和技术，而是可在所附权利要求书的范围内以及其等效物的全部范围内进行修改。

如本文中所使用，位向术语“上游”、“下游”、“向上”和“向下”是相对于井流体在井套管中的流动方向来定义的。“上游”是指与井流体朝向井流体源(例如，朝向井套管中的穿孔，碳氢化合物通过所述穿孔流出地下地层且进入套管)流动的方向相反。“下游”是指在井流体远离井流体源流动的方向上。“向下”和“井下”是指与井流体朝向井流体源流动的方向相反。“向上”和“井上”是指在井流体远离井流体源流动的方向上。“流体地联接”意指两个或更多个组件具有连通的内部通路，流体(如果存在)可流动通过所述通路。如果第一组件具有与第三组件的一个或多个内部通路连通的一个或多个内部通路，且如果第三组件的相同的一个或多个内部通路与第二组件的一个或多个内部通路连通，那么第一组件与第二组件可经由位于第一组件与第二组件之间的第三组件“流体地联接”。

进入电潜泵(ESP)的气体可对离心泵造成各种困难。在极端情况下，ESP可能会被气体锁定且无法泵送流体。在不太极端的情况下，当瞬时通过一股气体时，ESP可能经历有害操作条件。当处于操作中时，ESP以高速率(例如，约3600RPM)旋转，且依赖于储层液体的连续流动来冷却和润滑其轴承表面。当储层液体的这种连续流动被中断时，即使是在短暂的几秒钟内，ESP的轴承仍可能迅速变热且经历显著磨损，从而缩短ESP的工作寿命，由此由于ESP的较频繁的更换和/或修理而增加操作成本。在一些操作环境中，例如在一些水平井筒中，重复地经历持续至少10秒的气塞。一些气塞可能持续多达30秒或更长时间。

为了减轻ESP中气体的这些影响，可将气体分离器放置在离心泵组合件的上游，以将气相流体与液相流体分离，将气相流体排出到气体分离器外部的井筒中，且将液相流体排出到离心泵组合件的入口。但在高流量生产体系中，气体分离器的流体相出口与离心泵组合件的入口之间的联接可不期望地节流和限制ESP生产碳氢化合物的速率，例如由于通过在气体分离器与离心泵组合件之间的联接处形成的颈部的变窄的流动路径。举例来说，可将肩部引入气体分离器的顶部以提供螺栓孔，且可将颈部变窄引入离心泵组合件的底部以允许工具拧入螺栓的空间，从而将离心泵组合件的底部固定到气体分离器的顶部。

另外，在气体分离器中的驱动轴与离心泵组合件中的驱动轴之间的接头处的花键联接件可进一步约束液相流体从气体分离器的液相排出口到离心泵组合件的入口的流动路径。花键联接件可包括气体分离器的驱动轴上的外部齿或凹槽、离心泵组合件的驱动轴上的外部齿或凹槽，以及轮毂、花键联接器或具有与两个轴的外部齿或凹槽配合的内部齿的联接套筒。轮毂或花键联接件的外径突出到流动路径中(例如，直径大于任一驱动轴的直径)。这一流动路径约束可减少或限制流体通过离心泵组合件的流量及因此碳氢化合物到表面的生产速率。

本公开教示一种集成式气体分离器和泵组合件，其通过提供离心泵级(或多个离心泵级)来克服这一限制，所述离心泵级具有在交叉件(例如，气体流动路径和液体流动路径分离器)的液相排出口下游的入口和在离心泵组合件的入口上游的出口。在这一情况下，集成式气体分离器和泵组合件中的泵可在集成式气体分离器和泵组合件与离心泵组合件的联接处维持较高流动速率穿过变窄的喉部，因为其迫使液相流体穿过这一窄喉部。

本文中详细地描述本发明的说明性实施例。为了清楚起见，本说明书中可能不描述实际实施方案的所有特征。当然，应理解，在任何这种实际实施例的开发中，可做出大量实施方案特定的决策以实现特定实施方案目标，所述目标可根据实施方案的不同而变化。此外，应了解，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但尽管如此也将是受益于本公开的本领域的普通技术人员的常规任务。

图1绘示根据本发明的一个或多个方面的井场环境100。虽然井场环境100说明陆上地下环境，但本公开涵盖包含海底环境的任何井场环境。在一个或多个实施例中，任何一个或多个组件或元件可与位于海上平台、钻井船、半潜平台、钻井驳船和陆上钻机上的地下作业设备一起使用。

在一个或多个实施例中，井场环境100包括地层124中的表面102下方的井筒104。在一个或多个实施例中，井筒104可包括非常规的、水平的或任何其它类型的井筒。井筒104可部分地由可从表面102延伸到所选择井下位置的套管柱106界定。井筒104的并不包括套管柱106的部分可称为开放孔。

在一个或多个实施例中，可使用安置或定位在井下(例如，在井筒104的套管106内、部分在井筒104的套管106内或在井筒104的套管106外部)的电潜泵(ESP)组合件150将各种类型的碳氢化合物或流体从井筒104泵送到表面102。ESP组合件150可包括离心泵组合件108、电缆110、集成式气体分离器和泵组合件112、密封件或均衡器114、电动机116和传感器封装件118。在实施例中，离心泵组合件108可包括一个或多个离心泵级，每一离心泵级包括机械地联接到离心泵组合件的驱动轴的叶轮和由离心泵组合件保持静止且保持在离心泵组合件内(例如，由离心泵组合件的外壳保持)的对应扩散器。在实施例中，离心泵组合件108可不含有离心泵，但替代地可包括杆泵、渐进螺杆泵或任何其它合适的泵系统或其组合。

离心泵组合件108可将压力传送到流体126或任何其它类型的井下流体以按期望或所选择泵送速率将流体从井下泵送或提升到表面102。离心泵组合件108联接到集成式气体分离器和泵组合件112。集成式气体分离器和泵组合件112联接到密封件或均衡器114，所述密封件或均衡器114联接到电动机116。电动机116可联接到井下传感器封装件118。在一个或多个实施例中，电缆110联接到电动机116且联接到表面102处的控制器120。电缆110可向电动机116提供电力，将一个或多个控制或操作指令从控制器120传输到电动机116，或这两者。

在一个或多个实施例中，流体126可为包括一种或多种碳氢化合物的多相井筒流体。举例来说，流体126可包括来自岩层124中的井筒或储层的气相和液相。在一个或多个实施例中，流体126可通过地层124中的一个或多个穿孔130进入井筒104、套管106或这两者，且向上流动到ESP组合件150的一个或多个进气端口。离心泵组合件108可通过经由离心力将动能添加到流体126且将动能转换为呈压力形式的势能而将压力传送到流体126。在一个或多个实施例中，离心泵组合件108将流体126提升到表面102。在一些情形下，流体126可称为储层流体。

井筒104中的流体压力使得流体126进入集成式气体分离器和泵组合件112。在气相进入离心泵组合件108之前，集成式气体分离器和泵组合件112将气相或组分与流体126的液相分离。在一个或多个实施例中，电动机116为电潜电动机，其经配置或操作以转动集成式气体分离器和泵组合件114中的一个或多个组件和离心泵组合件108的一个或多个泵级。在实施例中，电动机116可为两极、三相鼠笼式感应电动机或可操作或可配置以提供旋转动力的任何其它电动机。

密封件或均衡器114可为用于均衡压力且保持电动机油与流体126分离的电动机保护器。在一个或多个实施例中，生产管区段122可使用一个或多个连接器128联接到离心泵组合件108，或可直接联接到离心泵组合件108。在一个或多个实施例中，任何一个或多个生产管区段122可机械地联接在一起，以将ESP组合件150延伸到井筒104中到达期望或指定位置。流体126的任何一种或多种组分可从离心泵组合件108通过生产管122泵送到表面102，以传送到储罐、管道、运输车辆、任何其它存储装置、分配或运输系统和其任何组合。

图2为根据本公开的一个或多个方面的说明性ESP组合件150。电动机116的第一驱动轴可机械地联接到密封件114中的第二驱动轴。第二驱动轴可机械地联接到集成式气体分离器和泵组合件112的第三驱动轴。第三驱动轴可机械地联接到离心泵组合件108的第四驱动轴。驱动轴可具有外部齿或凹槽(例如花键)，且可通过花键联接件或轮毂联接件而机械地联接到邻近的驱动轴，所述花键联接件或轮毂联接件具备与驱动轴的齿或凹槽啮合的匹配内部齿。

第一驱动轴可将电动机116的旋转传输或传送到密封件114的第二驱动轴，从第二驱动轴传输或传送到集成式气体分离器和泵组合件112的第三驱动轴，且从第三驱动轴传输或传送到离心泵组合件108的第四驱动轴。第三驱动轴可向集成式气体分离器和泵组合件112的一个或多个流体移动器、叶轮、桨轮、离心机转子或螺旋钻提供旋转能量和动力。第四驱动轴可向离心泵组合件108的一个或多个叶轮提供旋转能量和动力。电动机116可通过第一联接件206机械地联接到密封单元114。密封单元114可通过第二联接件207机械地联接到集成式气体分离器和泵组合件112。集成式气体分离器和泵组合件112可通过第三联接件209机械地联接到离心泵组合件108。

在实施例中，集成式气体分离器和泵组合件112包括基座203、圆柱形外壳212、交叉件250和头部255。基座203具有可安置或定位在外壳212的远端处的一个或多个进气端口202。交叉件250具有一个或多个排出端口204。在一个或多个实施例中，一个或多个进气端口202和一个或多个排出端口204可分别围绕集成式气体分离器和泵组合件112周向地安置或定位在集成式气体分离器和泵组合件112的井下或远端处以及其中间部分处。一个或多个进气端口202允许流体126进入集成式气体分离器和泵组合件112。一个或多个排出端口204允许流体126的气相或气体组分排出到在ESP组合件150与套管106或井筒104之间形成的环带210中。

在实施例中，外壳212可包括由交叉件250分离的下部外壳212A和上部外壳212B。外壳212A和212B为圆柱形外壳。外壳212A和212B可由金属制成。上游端处的下部外壳212A可螺纹地联接到基座203的下游端。下游端处的下部外壳212A可螺纹地联接到交叉件250的上游端，且上游端处的上部外壳212B可螺纹地联接到交叉件250的下游端。基座203可据称在下游端处机械地联接到下部外壳212A的上游端。下部外壳212A可据称在下游端处机械地联接到交叉件250的上游端。交叉件250可据称在下游端处机械地联接到上部外壳212B的上游端。

图3为根据本公开的一个或多个方面的ESP组合件150的说明性集成式气体分离器和泵组合件112的部分横截面图300。集成式气体分离器和泵组合件112可经由集成式气体分离器和泵组合件112的驱动轴304联接到一个或多个其它组件，例如联接到离心泵组合件108的驱动轴376。驱动轴376可通过联接套筒378或联接轮毂机械地联接到驱动轴304。举例来说，驱动轴376和驱动轴304中的每一者可具有外部齿或凹槽(例如，花键)，且联接套筒378可具有与驱动轴376、304两者的外部齿或凹槽配合的内部齿。旋转动力从驱动轴304传送到联接套筒378，且联接套筒378将旋转动力传送到驱动轴376。在实施例中，驱动轴304为实心单件式驱动轴(例如，驱动轴304由例如钢的单件金属加工而成)。

集成式气体分离器和泵组合件112可安置或定位在井下工具或系统的圆柱形外壳312内，联接到所述圆柱形外壳312或以其它方式与所述圆柱形外壳312相关联。在一个或多个实施例中，外壳312可基本上类似于外壳212。在实施例中，外壳312可包括第一外壳312A(例如，下部外壳或上游外壳)和第二外壳312B(例如，上部外壳或下游外壳)。下游端处的基座203可通过螺纹联接件301螺纹地联接到第一外壳312A的上游端。在一些情形下，基座203可据称机械地联接到第一外壳312A。下游端处的第一外壳312A可通过螺纹联接件313螺纹地联接到交叉件350的上游端，且上游端处的第二外壳312B可通过螺纹联接件317螺纹地联接到交叉件350的下游端。下游端处的第二外壳312B可通过螺纹联接件347螺纹地联接到头部255的上游端。在实施例中，螺纹联接件301、313、317、347提供基本上防止流体流动穿过这些接头的密封接头。

集成式气体分离器和泵组合件112可包括流体移动器310、静止螺旋钻302和一个或多个气相排出口314和一个或多个液相排出口316。流体移动器310可为任何类型的流体移动器，例如，机械地联接到驱动轴304的螺旋钻、机械地联接到驱动轴的叶轮，或叶轮和扩散器系统(例如，其中系统的叶轮机械地联接到驱动轴304)。一个或多个进气端口202允许流体126从环带210进入到流体移动器310中，所述流体移动器将流体126传送或流动到静止螺旋钻302。

在一个或多个实施例中，驱动轴304可延伸穿过轴318或可与轴318相同。驱动轴304可由电动机116驱动。举例来说，当对电动机116供能时，例如通过经由电缆110传送到电动机116的来自控制器120的命令，驱动轴304可旋转。驱动轴304延伸穿过流体移动器310、穿过静止螺旋钻302、穿过集成式气体分离器和泵组合件112的一个或多个离心泵级405以联接到驱动轴376，从而驱动联接到集成式气体分离器和泵组合件112的离心泵组合件108的离心泵级。在一个或多个实施例中，流体移动器310机械地联接到驱动轴304，且因此由电动机116转动。集成式气体分离器和泵组合件112的一个或多个离心泵级405中的每一者的叶轮406机械地联接到驱动轴304，且因此由电动机116转动。

在一个或多个实施例中，静止螺旋钻302安置或定位在套筒330内。流体移动器310可在套筒330的井下或远端处联接到套筒330。在一个或多个实施例中，静止螺旋钻302、套筒330或这两者流体地联接到一个或多个进气端口202(例如，经由流体移动器310流体地联接到进气端口202)。举例来说，套筒330、静止螺旋钻302或这两者可经由支撑件或其它装置(包含但不限于驱动轴304)联接到流体移动器310。流体移动器310通过套筒330、通过静止螺旋钻302或通过这两者来传送在一个或多个进气端口202处接收到的流体126或迫使所述流体126通过套筒330、通过静止螺旋钻302或通过这两者。在实施例中，静止螺旋钻302的外边缘与套筒330密封地啮合，且因此，通过套筒330的流体126的流动被限制于由静止螺旋钻302界定的通路。套筒330可安置或定位在外部外壳312内。套筒330可固定在外部外壳312内部。在实施例中，静止螺旋钻302和套筒330可作为单一组件构建或制造。

在一个或多个实施例中，静止螺旋钻302包括一个或多个螺旋或叶片324。在一个或多个实施例中，螺旋或叶片324可为新月形的。在一个或多个实施例中，静止螺旋钻302包括围绕实心芯或开放芯(例如，无芯螺旋钻或螺旋钻叶片)安置的一个或多个螺旋或叶片324。静止螺旋钻302可至少部分地基于流体126的旋转流动而使得流体126分离成液相308和气相306。举例来说，当流体126流动通过、穿过一个或多个螺旋或叶片324或围绕一个或多个螺旋或叶片324流动时，一个或多个螺旋或叶片324可赋予流体126旋转。举例来说，流体移动器310迫使流体126以一定速度或流动速率进入套筒330且向上或穿过静止螺旋钻302的一个或多个螺旋或叶片324。

通过静止螺旋钻302诱导的流体126的旋转可至少部分地基于来自流体移动器310的流体126的速度或流动速率。举例来说，流体移动器310可增加流体126的流动速率或速度，以增加流体126通过静止螺旋钻302的旋转，从而产生流体126更高效且有效地分离成多个相，例如液相308和气相306。当流体126流动通过静止螺旋钻302时，其进入分离腔室303且将随着旋转运动而移动。离心力、静摩擦或这两者使得流体126的较重组分(液相308)沿着分离腔室的外部周边循环，而流体126的较轻组分(气相306)沿着分离腔室的内部周边循环。在一个或多个实施例中，流体126可开始分离成气相306和液相308，同时流动通过静止螺旋钻302。在一个或多个实施例中，液相308可包括未分离成气相306的残余气体。然而，本文中所论述的实施例减少这一残余气体以保护泵108免受气体积聚或气体锁定。分离腔室303可据称包括在外壳312的内部与驱动轴304的外部之间形成的环带。

在一个或多个实施例中，所分离流体(例如，液相308和气相306)被引导到交叉件350。举例来说，交叉件350可安置或定位在分离腔室303或第一外壳312A的井上或近端处。在一些情形下，交叉件350可称为气体流动路径和液体流动路径分离器。交叉件350可据称具有流体地联接到流体移动器310的出口的入口(例如，经由静止螺旋钻302(或其它流体移动器，例如桨轮)且经由分离腔室303流体联接的通孔)，具有通向在井筒104的内部与ESP组合件150的外径之间界定的环带210的气相排出端口，且具有通向或流体地联接到(例如，经由集成式气体分离器和泵组合件112的离心泵级405的中间物)离心泵组合件108的入口的液相排出端口。举例来说，交叉件350可流体地联接分离腔室303，或以其它方式将流体126的一个或多个组分或相引导到离心泵组合件108(例如，液相流体)且引导到环带210(例如，气相流体)。交叉件350可包括多个通道或界定多个通道，例如，气相排出端口314(第一路径)和液相排出端口316(第二路径)。流体126的气相306可通过气相排出端口314排出，且流体126的液相308可通过液相排出端口316排出。在一个或多个实施例中，气相排出端口314可对应于图2的任何一个或多个排出端口204。在一个或多个实施例中，任何一个或多个气相排出端口314和一个或多个液相排出端口316可由具有开口的通道或路径界定，所述开口为例如泪滴形开口、圆形开口、椭圆形开口、三角形开口、方形开口或另一形状的开口。

应理解，在一些操作条件下，通过气相排出端口314排出的流体可为部分气相流体和部分液相流体。在一些操作条件下，例如当ESP组合件150正接收具有极少气相含量或不具有气相含量的流体126时，由气相排出端口314排出的流体可大部分或全部为液相流体。在实施例中，集成式气体分离器和泵组合件112经设计以接收比经由流体相排出端口316递送到离心泵组合件108的入口的流体126多得多的流体126到入口202中。换句话说，与流体126从液相排出端口316流出到离心泵组合件108的入口相比，流体126可流动到集成式气体分离器和泵组合件112中。应理解，在一些操作条件下，通过流体相排出端口316排出的流体可为部分气相流体和部分液相流体。

集成式气体分离器和泵组合件112的头部255可通过离心泵组合件108的联接凸缘109机械地联接到离心泵组合件108。联接凸缘109可包括多个螺栓孔372，所述螺栓孔372允许螺栓通过以啮合集成式气体分离器和泵组合件112的头部255中的螺栓孔372中的螺纹。联接凸缘109可包括变窄颈部370以提供工具的接入，从而将螺栓紧固到螺栓孔372中。变窄颈部370和联接器378在集成式气体分离器和泵组合件112与离心泵组合件108之间形成窄流动通路374。流动通路374为在联接器378的外部与头部255的内部和/或凸缘109的内部之间形成的环带。这种窄流动通路374在常规气体分离器中存在流动约束件，其可能不期望地限制高生产流动速率下的流体流动速率。

本公开教示在集成式气体分离器和泵组合件112中在交叉件350的下游和离心泵组合件108的入口的上游提供一个或多个离心泵级405，以克服与常规气体分离器中的窄流动通路374相关联的流体流动速率的不期望的限制。在实施例中，离心泵级405包括叶轮406和对应扩散器408。扩散器408可机械地联接到集成式气体分离器和泵组合件112的外壳的内部，例如，第二外壳312B的内部。如图3中所绘示，集成式气体分离器和泵组合件112包括具有第一叶轮406A和第一扩散器408A的第一离心泵级405A、具有第二叶轮406B和第二扩散器408B的第二离心泵级405B以及具有第三叶轮406C和第三扩散器408C的第三离心泵级405C。离心泵级405的入口包括在驱动轴304的外部与外壳的内部(例如，第二外壳312B的内部)之间形成的环带。替代地，离心泵级405的入口可由第一叶轮406A的入口形成。

叶轮406A、406B和406C(统称为叶轮406)机械地联接到驱动轴304且经由驱动轴304从电动机116接收旋转动力。举例来说，叶轮406可具有与驱动轴304中的键槽配合的键槽，且叶轮406可通过插入到叶轮406和驱动轴304的对准键槽中的键而机械地联接到驱动轴304。当ESP组合件150操作时，叶轮406旋转，而扩散器408保持静止。集成式气体分离器和泵112的离心泵级405向液相流体308提供动能和压力，这有助于迫使液相流体308通过窄流动通路374，由此克服流动速率约束。虽然图3绘示具有位于交叉件350的下游(例如，位于气体流动路径和液体流动路径分离器的下游)的三个离心泵级的集成式气体分离器和泵组合件112，但在另一实施例中，集成式气体分离器和泵组合件112可包括位于交叉件350的下游的单一离心泵级、两个离心泵级(参见图4和图5)、四个离心泵级、五个离心泵级、六个离心泵级或更多个离心泵级。

流体移动器310可据称具有流体地联接到基座203的出口的入口，例如通向且流体地联接到基座203和入口端口202的上游内部(例如，在第一外壳312的上游端处在驱动轴304与第一外壳312的内部之间形成的环带)。流体移动器310可据称具有流体地联接到静止螺旋钻302的出口，例如通向且流体地联接到静止螺旋钻302(或其它流体移动器，例如桨轮)的上游端或开口、与分离腔室303流体联接和/或与套筒322流体联接的下游内部(例如，在驱动轴304与第一外壳312的内部之间形成的环带)。静止螺旋钻302、分离腔室303和/或套筒322可据称具有流体地联接到流体移动器310的出口的入口，例如叶片324的开口或在叶片324的上游在驱动轴304与第一外壳312的内部之间形成的环带。静止螺旋钻302、分离腔室303和/或套筒322可据称具有流体地联接到交叉件350的入口的出口，例如静止螺旋钻302、分离腔室303和/或套筒322的下游内部(例如，在驱动轴304与第一外壳312的下游端之间形成的环带)。

交叉件350可据称具有流体地联接到静止螺旋钻302(或其它流体移动器，例如桨轮)的出口的入口。交叉件350的入口可提供为气相排出口314的上游端与液相排出口316的上游端的组合。交叉件350的入口可由位于气相排出口314和液相排出口316的上游且在交叉件350的上游端处在驱动轴304与交叉件350的壁的内部表面之间形成的环带提供。交叉件350的入口可提供为气相排出口314和液相排出口316的上游的歧管。交叉件350可据称具有由液相排出口316提供的出口。替代地，交叉件350可据称具有由液相排出口316和气相排出口314两者提供的出口。交叉件350可据称例如在头部255中具有由在交叉件350的下游端处在驱动轴304与交叉件350的壁的内部表面之间形成的环带提供的出口，所述交叉件350流体地联接到离心泵级405。

离心泵级405可据称具有流体地联接到交叉件350的液相排出口316的入口，例如第一叶轮406A的入口或在第一叶轮406A的上游在驱动轴304与第二外壳312B之间界定的环带。离心泵级405可据称具有流体地联接到流动通路374的出口，例如在第三扩散器408C的下游在驱动轴304与第二外壳312B之间界定的环带。在一些情形下，入口可称为流体入口。在一些情形下，出口可称为流体出口。此处，术语入口和出口用于促进简明。

图4为根据本公开的一个或多个方面的ESP组合件150的集成式气体分离器和泵组合件112的说明性流体移动器310的部分横截面图400。参考流体移动器310的下游的结构，例如参考静止螺旋钻302、交叉件350和泵级405，图4的集成式气体分离器和泵组合件112基本上类似于图3的组合件112。在图4中，离心泵级405的数目绘示为两个(相对于图3中的三个级)以表明泵级的数目可小于三个级。应注意，在实施例中，泵级405的数目可多于三个级。

在一个或多个实施例中，流体移动器310可包括底部部分410、一个或多个叶轮416A和416B(统称为叶轮416)和一个或多个扩散器418A和418B(统称为扩散器418)。举例来说，底部部分410可包括包括第四叶轮416A和第四扩散器418A的第四离心泵级415A以及包括第五叶轮416B和第五扩散器418B的第五离心泵级415B。扩散器418可机械地联接到集成式气体分离器和泵组合件112的外壳312，例如耦合到第一外壳312A。在一个或多个实施例中，流体移动器310包括叶轮416而不具有扩散器418。流体移动器310的底部部分410可包括用于接收流体126的一个或多个进气端口202。

一个或多个叶轮416机械地联接到驱动轴304且经由驱动轴304从电动机116接收旋转动力。举例来说，叶轮可具有与驱动轴304中的对应键槽配合的键槽，且键可插入到对准键槽中以将叶轮机械地联接到驱动轴304。当ESP组合件150操作(例如，电动机166转动且驱动轴304转动)时，叶轮416旋转，而一个或多个扩散器418保持静止。一个或多个叶轮416和一个或多个扩散器418乳化或混合液体126的组分。一个或多个叶轮416和一个或多个扩散器418使得流体126以一定速度或流动速率离开流体移动器310。在一个或多个实施例中，驱动轴304使得一个或多个叶轮416自旋或旋转以迫使流体126通过静止螺旋钻302(或其它流体移动器，例如桨轮)进入分离腔室303，其中流体126分离成气相426和液相428，其类似于图3的气相306和液相308的论述。在一个或多个实施例中，一个或多个叶轮416的旋转使流体126以一定速度或流动速率流动，以在流体126流动通过静止螺旋钻302或围绕静止螺旋钻302流动时诱导流体126分离成气相306和液相308。

现在转向图5，描述流体移动器310的替代实施方案。参考流体移动器310的下游的结构，例如参考静止螺旋钻302(或其它流体移动器，例如桨轮)、交叉件350和泵级405，图4的集成式气体分离器和泵组合件112基本上类似于图4的组合件112。在图5中，流体移动器310实施为包括一个或多个螺旋叶片604的螺旋钻603，而非如图4中的离心泵级415。螺旋钻603机械地联接到驱动轴304，且在ESP组合件150操作时由电动机116转动(例如，电动机转动电动机116的驱动轴，电动机116的驱动轴转动密封单元114的驱动轴，密封单元114的驱动轴转动集成式气体分离器和泵组合件112的驱动轴304，且驱动轴304转动螺旋钻603)。螺旋钻603可具有与驱动轴304上的键槽配合的一个或多个键槽，且当其对准时插入到键槽中的键可将螺旋钻603联接到驱动轴304。在实施例中，螺旋钻603位于固定在第一外壳312A(例如，下部外壳)内部的套筒622内。在实施例中，可提供支架轴承602以使驱动轴304稳定。螺旋钻603在上游端(入口端)处接收流体126，且使流体126从下游端(出口端)流动到静止螺旋钻302(或其它流体移动器，例如桨轮)。在使流体126流动到静止螺旋钻302(或其它流体移动器，例如桨轮)之前，螺旋钻603向流体126提供增加的速度和/或压力。

现在转向图6A，描述方法650。在实施例中，方法650包括提升井筒中的液体的方法。液体可包括碳氢化合物，例如液相碳氢化合物或液相碳氢化合物与气相碳氢化合物的掺合物。在框652处，方法650包括将集成式气体分离器和泵组合件运输到井筒位置。框652的处理可包括在卡车上将集成式气体分离器和泵组合件112运输到井筒104的位置。

框652的处理可包括在船上运输集成式气体分离器和泵组合件112，例如在井筒104位于离岸的情况下。框652的处理可包括以类似方式将ESP组合件150的其它组件运输到井筒104的位置。

在框654处，方法650包括将集成式气体分离器和泵组合件部分地降低到井筒位置处的井筒中，例如使用桅杆结构和/或钻机结构来将集成式气体分离器和泵组合件112悬挂在井筒104上方和/或井筒104内。在实施例中，框654的处理之前可为通过将密封单元的驱动轴的下游端机械地联接到集成式气体分离器和泵组合件的驱动轴的上游端。在框656处，方法650包括在将集成式气体分离器和泵组合件部分地降低到井筒中之后，将离心泵组合件的上游端联接到集成式气体分离器和泵组合件的下游端。在实施例中，框656的处理可包括对准地放置集成式气体分离器和泵组合件的出口，以便流体地联接到离心泵组合件的入口。框656的处理可包括将集成式气体分离器和泵组合件的驱动轴的下游端联接到离心泵组合件的驱动轴的上游端。举例来说，集成式气体分离器和泵组合件112的驱动轴304可通过联接套筒378机械地联接到离心泵组合件376的驱动轴376。框656的处理可包括将集成式气体分离器和泵组合件112与离心泵组合件108螺栓连接在一起。框656的处理可进一步包括在离心泵组合件108的下游端处将离心泵组合件108联接到生产管122。

在框658处，方法650包括将集成式气体分离器和泵组合件以及离心泵组合件送入到井筒中。框650的处理可包括将在ESP组合件150的下游端处附接到生产管122的整个ESP组合件150送入到井筒104中。在框660处，方法650包括将储层流体接收到集成式气体分离器和泵组合件的入口中，其中所述流体包括气相流体和液相流体。

在框662处，方法650包括通过集成式气体分离器和泵组合件的第一流体移动器在集成式气体分离器和泵组合件内向下游移动储层流体。举例来说，流体126通过集成式气体分离器和泵组合件112的流体移动器210向下游移动。第一流体移动器可向流体126赋予能量，例如动能和/或压力。第一流体移动器可包括离心泵级415。第一流体移动器可包括机械地联接到驱动轴304的螺旋钻。

在实施例中，框662的处理可包括使储层流体126流动通过静止螺旋钻302且通过静止螺旋钻302诱导储层流体126的旋转运动。静止螺旋钻302可在一些情形下称为流体移动器，例如因为静止螺旋钻302将流体126移动成旋转运动或涡流运动。在实施例中，框662的处理可包括用机械地联接到驱动轴的桨轮移动流体126，由此桨轮在储层流体中诱导旋转运动。在实施例中，框662的处理可包括使储层流体126流动通过静止螺旋钻302到达桨轮，且在静止螺旋钻302的下游通过桨轮移动储层流体126。在实施例中，框662的处理可包括使储层流体移动到位于第一流体移动器的下游、静止螺旋钻的下游和/或桨轮的下游的分离腔室(例如，分离腔室303)中。在分离腔室内部，旋转的储层流体可分离成聚集在驱动轴附近的气相流体(例如，气相306)，且分离成聚集在分离腔室的外壁附近(例如，在第一外壳312A的内壁附近)的液相流体(例如，液相308)。

在框664处，方法650包括通过集成式气体分离器和泵组合件的气体流动路径和液体流动路径分离器从流体移动器接收储层流体。举例来说，流体126由集成式气体分离器和泵组合件112的交叉件350接收。举例来说，气相306进入交叉件350的气相排出口314，且液相308进入液相排出口316。在实施例中，在框664的处理之前，方法650包括：通过集成式气体分离器和泵组合件的第三流体移动器从第一流体移动器接收储层流体，其中第三流体移动器位于第一流体移动器的下游；通过第三流体移动器诱导储层流体的旋转运动；以及通过第三流体移动器在集成式气体分离器和泵组合件内将储层流体向下游移动到集成式气体分离器和泵组合件的分离腔室，其中分离腔室位于第三流体移动器的下游以及气体流动路径和液体流动路径分离器的上游，其中气体流动路径和液体流动路径分离器经由第三流体移动器且经由分离腔室从第一流体移动器接收储层流体。

在框666处，方法650包括通过集成式气体分离器和泵组合件的气体流动路径和液体流动路径分离器将气相流体中的至少一些与储层流体分离。举例来说，流体126通过集成式气体分离器和泵组合件112的交叉件350部分地引导到气相排出端口314中，由此将气相流体中的至少一些与储层流体(例如，流体126)分离。在框668处，方法650包括通过气体流动路径和液体流动路径分离器经由气体流动路径和液体流动路径分离器的气相排出端口将气相流体中的至少一些从集成式气体分离器和泵组合件排放到在井筒的内部与集成式气体分离器和泵组合件的外部之间界定的环带中。举例来说，集成式气体分离器和泵组合件112的交叉件150经由气相排出口114将气相流体中的至少一些排放或排出到在井筒104的内部与ESP组合件150的外部之间界定的环带210。

在框670处，方法650包括通过集成式气体分离器和泵组合件的位于气体流动路径和液体流动路径分离器的下游的第二流体移动器经由气体流动路径和液体流动路径分离器的液相排出端口接收储层流体中的至少一些。举例来说，通过集成式气体分离器和泵组合件112的第一离心泵级405A经由交叉件350的液相排出端口316接收储层流体(流体126)中的至少一些。应注意，储层流体(流体126)从液相排出端口316到第一离心泵级405A的入口的通路不受流动通路的变窄的阻碍。换句话说，由于在交叉件350与集成式气体分离器和泵组合件112的泵(例如，离心泵级405)之间不存在螺栓联接，因此不存在如在集成式气体分离器和泵组合件112与离心泵组合件108之间的联接件109处那样的变窄的颈部，在交叉件350与泵级405之间不存在流动路径的变窄且因此不阻碍流体126的快速流动。交叉件350的液相排出端口116与泵级405的入口之间的流动路径为在集成式气体分离器和泵组合件112的驱动轴304的外径与集成式气体分离器和泵组合件112的外壳312B的内径之间界定的环带。注意，与泵级405的出口与离心泵组合件108的入口之间的流动路径(例如，在联接套筒374的外径与联接件109的螺栓孔372处的联接件109的内径之间界定的环带)相比，这一环带的横截面积基本上更大，且因此促进流体126的更易流动性。虽然在实施例中，第二流体移动器可为离心泵，但在其它实施例中，第二流体移动器可为机械地联接到驱动轴的螺旋钻、机械地联接到驱动轴的离心机转子或机械地联接到驱动轴的桨轮。

在框672处，方法650包括通过第二流体移动器移动储层流体中的至少一些。框672的处理可包括增加第二流体移动器的出口处(例如，泵级405的出口处)的储层流体中的至少一些的压力。框672的处理可包括增加第二流体移动器的出口处的储层流体中的至少一些的动能。

在框674处，方法650包括将储层流体中的至少一些从第二流体移动器的出口排出到离心泵组合件的入口。在实施例中，框674的处理包括迫使储层流体(例如，流体126)中的至少一些通过由联接件378的外径与螺栓孔372处的联接凸缘109的内径之间的环带界定的窄流动通路374。在一些情形下，流动通路374可称为环形流动通路。在实施例中，“迫使”流体126通过流动通路374可包括提高流体126的势能，例如通过在流体126离开第二流体移动器的出口时增加流体126的压力(例如，第二流体移动器增加流体126的压力)。参考将在无泵级405的情况下另外发生的流动速率，通过泵级405“迫使”流体126通过窄流动通路可增加流体126从集成式气体分离器和泵组合件112流出且进入离心泵组合件108的流动速率。另外，“迫使”流体126可提高离心泵组合件的输入处的入口压力，且因此减轻其在产生压头时的负担，以将流体126沿生产管122向上提升到表面102。

在框676处，方法650包括通过离心泵泵送储层流体中的至少一些。在框678处，方法650包括使储层流体中的至少一些从离心泵的排出口流出，经由生产管流到表面位置。举例来说，离心泵组合件108使流体126经由生产管122流到表面102。在实施例中，集成式气体分离器和泵组合件包括驱动轴，且第二流体移动器包括机械地联接到驱动轴的桨轮、机械地联接到驱动轴的叶轮、机械地联接到驱动轴的螺旋钻或至少一个离心泵级，其中每一离心泵级包括机械地联接到驱动轴的叶轮和扩散器。然而，在另一实施例中，集成式气体分离器和泵组合件可具有不同配置。

现在转向图7A和图7B，描述将一组ESP组合件组件运输到井筒104且在组装这些组件以在井筒104中形成ESP组合件150之前对其进行分阶段的过程。在实施例中，传感器封装件118、电动机116、密封件114、集成式气体分离器和泵组合件112以及离心泵组合件108可通过单独卡车运输到邻近于桅杆结构190(例如，钻机)的位置。举例来说，传感器封装件118可由第一卡车702运输，电动机116可由第二卡车704运输，密封件114可由第三卡车706运输，集成式气体分离器和泵组合件112可由第四卡车708运输，且离心泵组合件108可由第五卡车710运输。在另一实例中，单独组件中的一些可由同一卡车运输。可能期望卡车702、704、706、708、710以ESP组合件150的组件将送入到井筒104中的次序接近所述位置和/或桅杆结构190。

现在转向图7C、图7D、图7E、图7F、图7G，绘示井筒104中的ESP组合件150的组装序列。在图7C中，传感器封装件118被送入到井筒104中且从桅杆结构190的底层悬挂(例如，传感器封装件118的井上端通过滑套保持)。在这一阶段处，电动机116可通过桅杆结构190(例如，滑车(block)和绞车)提升且降低，以将电动机116的井下端与传感器封装件118的井上端配合。传感器封装件118与电动机116可螺栓连接在一起。

在图7D中，联接的传感器封装件118和电动机116被送入到井筒104中，且电动机116从桅杆结构190的底层悬挂到井筒104中(例如，电动机116的井上端通过滑套保持)。在这一阶段处，密封单元114可通过桅杆结构190提升且降低，以将密封单元114的井下端与电动机116的井上端配合。所述配合可涉及将电动机116的驱动轴的井上端与密封单元114的驱动轴的井下端联接。举例来说，电动机116的驱动轴的井上端可具有外部齿，密封单元114的驱动轴的井下端可具有外部齿，且两个驱动轴可通过具有与两个驱动轴的外部齿配合的内部齿的联接套筒机械地联接。电动机116与密封单元114可螺栓连接在一起。密封单元114可具备密封油或其它内部流体。

在图7E中，联接的传感器封装件118、电动机116和密封单元114被送入到井筒104中，且密封单元114从桅杆结构190的底层悬挂到井筒104中(例如，密封单元114的井上端通过滑套保持)。在这一阶段处，集成式气体分离器和泵组合件112可通过桅杆结构190提升且降低，以将集成式气体分离器和泵组合件112的井下端与密封单元114的井上端配合。所述配合可涉及将密封单元114的驱动轴的井上端联接到集成式气体分离器和泵组合件112的驱动轴(例如，驱动轴304)的井下端。举例来说，密封单元114的驱动轴的井上端可具有外部齿，集成式气体分离器和泵组合件112的驱动轴的井下端可具有外部齿，且两个驱动轴可通过具有与两个驱动轴的外部齿配合的内部齿的联接套筒机械地联接。密封单元114与集成式气体分离器和泵组合件112可螺栓连接在一起。

在图7F中，联接的传感器封装件118、电动机116、密封单元114以及集成式气体分离器和泵组合件112被送入到井筒104中，且集成式气体分离器和泵组合件112从桅杆结构190的底层悬挂到井筒104中(例如，集成式气体分离器和泵组合件112的井上端通过滑套保持)。在这一阶段处，离心泵组合件108可通过桅杆结构190提升且降低，以将离心泵组合件108的井下端与集成式气体分离器和泵组合件112的井上端配合。所述配合可涉及将液体排出端口316与离心泵组合件108的入口对准。所述配合可涉及将集成式气体分离器和泵组合件112的驱动轴(例如，驱动轴304)的井上端联接到离心泵组合件108的驱动轴(例如，驱动轴376)的井下端。举例来说，集成式气体分离器和泵组合件112的驱动轴(例如，驱动轴304)的井上端可具有外部齿，离心泵组合件108的驱动轴(例如，驱动轴376)的井下端可具有外部齿，且两个驱动轴可通过具有与两个驱动轴的外部齿配合的内部齿的联接套筒(例如，联接套筒378)机械地联接。集成式气体分离器和泵组合件112与离心泵组合件108可螺栓连接在一起。举例来说，离心泵组合件108的联接凸缘109可通过将螺栓拧入螺栓孔372中而机械地联接到集成式气体分离器和泵组合件112。这可完成ESP组合件150的组装。

在图7G中，联接的传感器封装件118、电动机116、密封单元114、集成式气体分离器和泵组合件112以及离心泵组合件108(例如，ESP组合件150)被送入到井筒104中，且离心泵组合件108从桅杆结构190的底层悬挂到井筒104中(例如，离心泵组合件108的井上端通过滑套保持)。在这一阶段处，生产管122可例如经由联接件128机械地联接到离心泵组合件108的井上端。

现在转向图8，描述集成式气体分离器和泵组合件812。图8的集成式气体分离器和泵组合件812可在一些情形下称为具有串联气体分离器或多个分离器。在集成式气体分离器和泵组合件812中，流体移动器310、静止螺旋钻302和交叉件350的组合被重复以包含两个气体分离器，而泵级405A、405B、405C保持为先前所论述的那些。第一气体分离器可包括第一流体移动器310A、第一静止螺旋钻302A和第一交叉件350A。第一流体移动器310A和第一静止螺旋钻302A保持在外壳312A-1内。井下端处的外壳312A-1通过螺纹联接件301螺纹地联接到基座203的井上端。井上端处的外壳312A-1通过螺纹联接件313A螺纹地联接到第一交叉件350A的井下端。第二气体分离器可包括第二流体移动器310B、第二静止螺旋钻302B和第二交叉件350B。第二流体移动器310B和第二静止螺旋钻302B保持在外壳312A-2内。井下端处的外壳312A-2通过螺纹联接件317A螺纹地联接到第一交叉件350A的井上端。井上端处的外壳312A-2通过螺纹联接件313B螺纹地联接到第二交叉件350B的井下端。井上端处的第二交叉件350B通过螺纹联接件317B螺纹地联接到第二外壳312B。

第一静止螺旋钻302A包括第一分离腔室303A、第一套筒322A和第一一个或多个螺旋或叶片324A。第一交叉件350A包括第一组气相排出端口314A和第一组液相排出端口316A。第二静止螺旋钻302B包括第二分离腔室303B、第二套筒322B和第二一个或多个螺旋或叶片324B。第一组气相排出端口314A将气相流体306A排出到环带210中，且第一组流体相排出端口316A将液相流体308A排出到第二流体移动器310B的入口中。第二交叉件350B包括第二组气相排出端口314B和第二组液相排出端口316B。第二组气相排出端口314B将气相流体306B排出到环带210中，且第二组液相排出端口316B将液相流体308B排出到第一离心泵级405A的入口中。

这一串联气体分离器配置可用于具有较高浓度气相流体的井筒104。因此，将气相流体与液相流体分离两次可能导致适当浓度的液相流体被馈送到离心泵组合件108的入口。应注意，流动到第一流体移动器310A的入口端口202中的储层流体126的流动速率可高于经由液相排出端口316A流动到第二流体移动器310B的入口中的储层流体126的流动速率，且储层流体126进入第二流体移动器310B的速率可高于经由液相排出端口316B流动到第一离心泵级405A的入口中的储层流体126的流动速率。这是因为储层流体126的一些流量在每次过渡时从气相排出端口314A、314B排出，由此减小储层流体126到集成式气体分离器和泵组合件112的下一组件的流动速率。还应注意，当储层流体126通过两个交叉件350时，储层流体126中的气相流体与液相流体的比率被改变，以使得继续移动的储层流体126具有气相流体与液相流体(更高浓度的液相流体)的较低比率。

额外公开内容

以下是根据本公开的非限制性特定实施例：

作为一种井下气体分离器和泵组合件的第一实施例，其包括：驱动轴；第一流体移动器，其具有入口及出口；分离腔室，其围绕驱动轴同心地安置且位于第一流体移动器的下游，其中分离腔室的内表面和驱动轴的外表面界定流体地联接到第一流体移动器的流体出口的环带；第一气体流动路径和液体流动路径分离器，其位于分离腔室的下游且具有流体地联接到环带的入口，具有通向组合件的外部的气相排出端口，且具有液相排出端口；以及第二流体移动器，其机械地联接到驱动轴，位于第一气体流动路径和液体流动路径分离器的下游，具有流体地联接到第一气体流动路径和液体流动路径分离器的流体相排出端口的入口，且具有流体出口。

作为第一实施例的井下气体分离器和泵组合件的第二实施例，其进一步包括：基座，其具有至少一个入口；第一外壳，其位于基座的下游且在上游端处机械地联接到基座的下游端，位于第一气体流动路径和液体流动路径分离器的上游且在下游端处机械地联接到第一气体流动路径和液体流动路径分离器的上游端，其中第一流体移动器位于第一外壳内，且其中分离腔室的内表面由第一外壳的内表面提供；以及第二外壳，其机械地联接到第一气体流动路径和液体流动路径分离器，且位于第一气体流动路径和液体流动路径分离器的下游，其中第二流体移动器位于第二外壳内。

作为第一实施例和第二实施例中的任一者的井下气体分离器和泵组合件的第三实施例，其中第一流体移动器为机械地联接到驱动轴的螺旋钻、机械地联接到驱动轴的叶轮，或包括具有机械地联接到驱动轴的叶轮和扩散器的至少一个离心泵级的离心泵。

作为第一实施例至第三实施例中的任一者的井下气体分离器和泵组合件的第四实施例，其进一步包括：第三流体移动器，其具有入口和出口；以及第二气体流动路径和液体流动路径分离器，其位于第三流体移动器的下游，位于第一流体移动器的上游，具有流体地联接到第三流体移动器的出口的入口，具有通向组合件的外部的气相排出端口，且具有液相排出端口，其中液相排出端口流体地联接到第一流体移动器的入口。

作为第一实施例至第四实施例中的任一者的井下气体分离器和泵组合件的第五实施例，其中第二流体移动器包括包括机械地联接到驱动轴的叶轮和扩散器的离心泵级、机械地联接到驱动轴的螺旋钻、机械地联接到驱动轴的叶轮或机械地联接到驱动轴的桨轮。

作为第一实施例至第五实施例中的任一者的井下气体分离器和泵组合件的第六实施例，其进一步包括位于第一流体移动器的下游且位于分离腔室的上游的第四流体移动器，其中第一流体移动器的出口流体地联接到第四流体移动器的入口，且第四流体移动器的出口流体地联接到分离腔室的环带。

作为第六实施例的井下气体分离器和泵组合件的第七实施例，其中第四流体移动器为机械地联接到驱动轴的桨轮或静止螺旋钻。

作为一种提升井筒中的液体的方法的第八实施例，其包括：将集成式气体分离器和泵组合件运输到井筒位置；将集成式气体分离器和泵组合件部分地降低到井筒位置处的井筒中；在将集成式气体分离器和泵组合件部分地降低到井筒中之后，将离心泵组合件的上游端联接到集成式气体分离器和泵组合件的下游端；将集成式气体分离器和泵组合件以及离心泵组合件送入到井筒中；将储层流体接收到集成式气体分离器和泵组合件的入口中，其中储层流体包括气相流体和液相流体；通过集成式气体分离器和泵组合件的第一流体移动器在集成式气体分离器和泵组合件内向下游移动储层流体；通过集成式气体分离器和泵组合件的气体流动路径和液体流动路径分离器从第一流体移动器接收储层流体；通过集成式气体分离器和泵组合件的气体流动路径和液体流动路径分离器将气相流体中的至少一些与储层流体分离；通过气体流动路径和液体流动路径分离器经由气体流动路径和液体流动路径分离器的气相排出端口将气相流体中的至少一些从集成式气体分离器和泵组合件排放到在井筒的内部与集成式气体分离器和泵组合件的外部之间界定的环带中；通过集成式气体分离器和泵组合件的位于气体流动路径和液体流动路径分离器的下游的第二流体移动器经由气体流动路径和液体流动路径分离器的液相排出端口接收储层流体中的至少一些；通过第二流体移动器移动储层流体中的至少一些；将储层流体中的至少一些从第二流体移动器的出口排出到离心泵组合件的入口；通过离心泵组合件泵送储层流体中的至少一些；以及使储层流体中的至少一些从离心泵组合件的排出口流出，经由生产管流到表面位置。

作为第八实施例的方法的第九实施例，其中集成式气体分离器和泵组合件包括驱动轴，且第二流体移动器包括机械地联接到驱动轴的桨轮、机械地联接到驱动轴的叶轮、机械地联接到驱动轴的螺旋钻或至少一个离心泵级，其中每一离心泵级包括机械地联接到驱动轴的叶轮和扩散器。

作为第八实施例和第九实施例中的任一者的方法的第十实施例，其中将离心泵联接到集成式气体分离器和泵组合件包括将集成式气体分离器和泵组合件的驱动轴的下游端机械地联接到离心泵组合件的驱动轴的上游端。

作为第十实施例的方法的第十一实施例，其中将储层流体中的至少一些从第二流体移动器的出口排出到离心泵组合件的入口包括迫使储层流体中的至少一些通过环形流动通路，所述环形流动通路由集成式气体分离器和泵组合件的头部的内部及联接套筒的外部界定，所述联接套筒机械地联接集成式气体分离器和泵组合件的驱动轴与离心泵组合件的驱动轴。

作为第十一实施例的方法的第十二实施例，其进一步包括将密封单元的驱动轴的下游端机械地联接到集成式气体分离器和泵组合件的驱动轴的上游端。

作为第八实施例到第十二实施例中的任一者的方法的第十三实施例，其进一步包括：通过集成式气体分离器和泵组合件的第三流体移动器从第一流体移动器接收储层流体，其中第三流体移动器位于第一流体移动器的下游；通过第三流体移动器诱导储层流体的旋转运动；通过第三流体移动器在集成式气体分离器和泵组合件内将储层流体向下游移动到集成式气体分离器和泵组合件的分离腔室，其中分离腔室位于第三流体移动器的下游以及气体流动路径和液体流动路径分离器的上游，其中气体流动路径和液体流动路径分离器经由第三流体移动器且经由分离腔室从第一流体移动器接收储层流体。

作为一种井下气体分离器和泵组合件的第十四实施例，其包括：驱动轴；第一外壳；基座，其具有多个入口端口；第一流体移动器，其位于基座的下游，位于第一外壳内，具有流体地联接到基座的入口，且具有出口；第一分离腔室，其围绕驱动轴同心地安置，位于第一外壳内，且位于第一流体移动器的下游，其中第一分离腔室的内表面和驱动轴的外表面界定流体地联接到第一流体移动器的出口的第一环带；气体流动路径和液体流动路径分离器，其在上游端处机械地联接到第一外壳的下游端，位于流体移动器的下游，具有流体地联接到第一环带的入口，具有通向组合件的外部的气相排出端口，且具有液相排出端口；以及第二流体移动器，其机械地联接到驱动轴，位于气体流动路径和液体流动路径分离器的下游，且具有流体地联接到气体流动路径和液体流动路径分离器的流体相排出端口的入口。

作为第十四实施例的井下气体分离器和泵组合件的第十五实施例，其中第二流体移动器为桨轮、叶轮或离心泵，其中离心泵包括至少一个离心泵级，其中每一离心泵级包括机械地联接到驱动轴的叶轮和扩散器。

作为第十四实施例和第十五实施例中的任一者的井下气体分离器和泵组合件的第十六实施例，其进一步包括：第二外壳，其具有机械地联接到基座的下游端的上游端；第三流体移动器，其机械地联接到驱动轴，位于基座的下游，位于第二外壳内，具有出口，且具有流体地联接到基座的入口；第二分离腔室，其围绕驱动轴同心地安置，位于第二外壳内，且位于第三流体移动器的下游，其中第二分离腔室的内表面和驱动轴的外表面界定流体地联接到第三流体移动器的出口的第二环带；以及第二气体流动路径和液体流动路径分离器，其位于第二分离腔室的下游，位于第一流体移动器的上游，具有流体地联接到第二环带的入口，具有通向组合件的外部的气相排出端口，且具有液相排出端口，其中液相排出端口流体地联接到第一流体移动器的入口，且其中气体流动路径和液体流动路径分离器的下游端机械地联接到第一外壳的上游端。

作为第十四实施例到第十六实施例中的任一者的井下气体分离器和泵组合件的第十七实施例，其进一步包括第四流体移动器，所述第四流体移动器位于第一流体移动器的下游，位于第一外壳内，具有流体地联接到第一流体移动器的出口的入口，且具有流体地联接到第一环带的出口，其中第一流体移动器经由第四流体移动器流体地联接到第一环带。

作为第十七实施例的井下气体分离器和泵组合件的第十八实施例，其中第四流体移动器为静止螺旋钻或桨轮。

作为第十四实施例到第十八实施例中的任一者的井下气体分离器和泵组合件的第十九实施例，其中驱动轴为实心单件式驱动轴。

作为第十九实施例的井下气体分离器和泵组合件的第二十实施例，其进一步包括在上游端处机械地联接到第一气体流动路径和液体流动路径分离器的下游端的第三外壳，其中第二流体移动器位于第三外壳内，且其中第二流体移动器的入口包括在驱动轴的外部与第三外壳的内部之间形成的环带。

虽然已展示且描述了实施例，但本领域的技术人员可在不脱离本公开的精神和教示的情况下对其作出修改。本文中所描述的实施例仅仅是例示性的且不意图为限制性的。本文所公开的实施例的许多变化和修改是可能的且在本公开的范围内。在明确地规定数值范围或限制的情况下，这类表达范围或限制应理解为包含落入明确规定的范围或限制内的类似量值的迭代范围或限制(例如，从约1到约10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、0.12、0.13等)。举例来说，每当公开具有下限Rl和上限Ru的数值范围时，具体公开落入所述范围内的任何数字。特别地，具体公开所述范围内的以下数字：R＝Rl+k*(Ru-Rl)，其中k为以1％增量在1％到100％范围内的变量，即，k为1％、2％、3％、4％、5％、……50％、51％、52％、……95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，还具体公开如上面定义的两个R数字定义的任何数值范围。术语“任选地”相对于权利要求书的任何要素的使用旨在意指需要或替代地不需要主体要素。两种替代方案都意图在权利要求书的范围内。例如包括、包含、具有等更宽泛术语的使用应理解为向例如由……组成、主要由...组成、基本上由……组成等的更狭义术语提供支持。

因此，保护范围不限于上文陈述的描述，但仅受所附权利要求书限制，所述范围包含权利要求书的标的物的所有等效物。每一和每个权利要求作为本公开的实施例并入到本说明书中。因此，权利要求是进一步的描述并且是对本公开的实施例的添加。本文中对参考的论述并非承认其为现有技术，尤其可具有本申请案的优先权日之后的公开日期的任何参考。本文中引用的所有专利、专利申请案和公开案的公开内容特此以其向本文中所阐述的那些提供例示性、程序或其它细节补充的程度以引用的方式并入。