確定用于井的泵送單元的操作參數(shù)的設(shè)備和裝置及操作參數(shù)生成器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開總體設(shè)及碳氨化合物和/或流體生產(chǎn)，更具體地，設(shè)及確定用于井的累送單 元的參數(shù)的設(shè)備和裝置及操作參數(shù)生成。
【背景技術(shù)】
[0002] 累送單元用于從井中提取流體(例如碳氨化合物）。因?yàn)槔鬯蛦卧h(huán)地從井中提 取流體，不同的力施加到累送單元的部件上。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] -示例性的確定用于井的累送單元的操作參數(shù)的設(shè)備包括：曲柄臂角度確定裝 置，W確定累送單元的曲柄臂的第一角度;扭矩因子確定裝置，W確定針對(duì)所述累送單元的 第一扭矩因子，所述第一扭矩因子包括光桿位置相對(duì)于所述累送單元的曲柄臂角度的變化 率；W及基于所述曲柄臂的所述第一角度、所述第一扭矩因子和參考光桿速度，確定操作所 述累送單元的馬達(dá)的速率W使得所述光桿能夠W所述參考光桿速度移動(dòng)。
[0004] 在一個(gè)實(shí)施方式中，確定用于井的累送單元的操作參數(shù)的設(shè)備還包括馬達(dá)移動(dòng)裝 置，W使得所述馬達(dá)W所確定的速率移動(dòng)。
[0005] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述曲柄臂的所述第一角度基于參考表。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施方式中，確定用于井的累送單元的操作參數(shù)的設(shè)備還包括:光桿移動(dòng) 裝置，W使用所述馬達(dá)移動(dòng)所述光桿通過所述累送單元的第一循環(huán);脈沖計(jì)數(shù)值確定裝置， W使用第一傳感器在第一時(shí)間確定通過所述第一循環(huán)的所述馬達(dá)的第一脈沖計(jì)數(shù)值，所述 第一時(shí)間基本上是相等間隔的;位置值確定裝置，W使用第二傳感器在所述第一時(shí)間確定 通過所述第一循環(huán)的所述光桿的第一位置值;脈沖計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)裝置，W將所述第一脈沖計(jì)數(shù) 值與所述第一位置值中的各個(gè)第一位置值相關(guān)聯(lián)W校準(zhǔn)所述累送單元；W及參考表生成裝 置，W使用在所述第一時(shí)間獲得的所述第一脈沖計(jì)數(shù)值和所述第一位置值生成所述參考表 W示出所述第一脈沖計(jì)數(shù)值和所述第一位置值之間的相關(guān)性。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施方式中，確定用于井的累送單元的操作參數(shù)的設(shè)備還包括第一光桿位 置確定裝置，W確定與所述曲柄臂的所述第一角度相關(guān)聯(lián)的所述光桿的第一位置。
[000引在一個(gè)實(shí)施方式中，確定用于井的累送單元的操作參數(shù)的設(shè)備還包括第二光桿位 置確定裝置，W確定所述光桿的第二位置和所述曲柄臂的第二角度。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施方式中，基于所述光桿的所述第一位置和所述第二位置W及所述曲柄 臂的所述第一角度和所述第二角度確定所述扭矩因子。
[0010] -示例性累送單元操作參數(shù)生成器包括第一控制器，W確定累送單元的曲柄臂的 第一角度;第二控制器，W確定所述累送單元的第一扭矩因子，所述第一扭矩因子包括光桿 的位置相對(duì)于所述曲柄臂的角度的變化率;第Ξ控制器，W確定所述光桿上的第一負(fù)載;第 四控制器，W將所述第一負(fù)載與參考負(fù)載相比較;并且基于所述第一負(fù)載和所述參考負(fù)載 之間的所述比較，確定操作所述光桿的速度w使得所述光桿上的所述參考負(fù)載能夠基本上 類似于后續(xù)確定的所述光桿上的負(fù)載。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施方式中，累送單元操作參數(shù)生成器還包括基于所述曲柄臂的所述第一 角度、所述第一扭矩因子和所述確定的光桿速度，確定操作所述累送單元的馬達(dá)的速率W 使得所述光桿能夠W所述確定的光桿速度移動(dòng)。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施方式中，累送單元操作參數(shù)生成器還包括第五控制器，W使得所述馬 達(dá)W所述確定的速率移動(dòng)。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述曲柄臂的所述第一角度基于參考表。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第五控制器還使用所述馬達(dá)移動(dòng)所述光桿通過所述累送 單元的第一循環(huán);其中所述第一控制器還使用第一傳感器在第一時(shí)間確定通過所述第一循 環(huán)的所述馬達(dá)的第一脈沖計(jì)數(shù)值，所述第一時(shí)間基本上是相等間隔的；其中所述第二控制 器還使用第二傳感器在所述第一時(shí)間確定通過所述第一循環(huán)的所述光桿的第一位置值;其 中所述第Ξ控制器還將所述第一脈沖計(jì)數(shù)值與所述第一位置值中的各個(gè)第一位置值相關(guān) 聯(lián)W校準(zhǔn)所述累送單元；W及其中所述第四控制器還使用在所述第一時(shí)間獲得的所述第一 脈沖計(jì)數(shù)值和所述第一位置值生成所述參考表W示出所述第一脈沖計(jì)數(shù)值和所述第一位 置值之間的相關(guān)性。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一控制器還確定與所述曲柄臂的所述第一角度相關(guān)聯(lián) 的所述光桿的第一位置。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一控制器還確定所述光桿的第二位置并基于所述光桿 的所述第二位置確定所述曲柄臂的第二角度。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施方式中，基于所述光桿的所述第一位置和所述第二位置W及所述曲柄 臂的所述第一角度和所述第二角度確定所述扭矩因子。
[0018] -示例性的確定累送單元的操作參數(shù)的裝置包括:殼體；W及定位在所述殼體中 的控制器，所述控制器用于確定操作累送單元的馬達(dá)的速率W使得施加到所述累送單元的 光桿上的負(fù)載處于參考負(fù)載的闊值內(nèi)或使得所述光桿的速度處于參考速度的闊值內(nèi)。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述控制器用于基于曲柄臂的第一角度、扭矩因子和確定的 光桿速度，確定操作所述馬達(dá)的所述速率W使得施加到所述光桿上的負(fù)載處于所述參考負(fù) 載的闊值內(nèi)。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述光桿速度使得所述光桿上的負(fù)載能夠基本上類似于參考 負(fù)載。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述控制器用于基于所述曲柄臂的第一角度、扭矩因子和所 述參考速度，確定操作所述馬達(dá)的速率W使得所述光桿的速度位于所述參考速度的闊值 內(nèi)。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述控制器用于基于所述光桿的第一位置和第二位置、所述 曲柄臂的所述第一角度和所述曲柄臂的第二角度確定所述扭矩因子。
[0023] W上公開的設(shè)備、裝置等基本上減輕了重油應(yīng)用中累送單元的下行程上的桿漂 浮;基本上避免了累送單元行程的再生部分;使累送單元每分鐘的行程數(shù)最大化;和/或減 少和/或使累送單元的光桿應(yīng)力變化范圍最小化。
【附圖說明】
[0024] 圖1示出了用于井的示例性累送單元，在其上在此公開的示例可W得到實(shí)施。
[0025] 圖2示出了另一個(gè)用于井的示例性累送單元，在其上在此公開的示例可W得到實(shí) 施。
[0026] 圖3示出了另一個(gè)用于井的示例性累送單元，在其上在此公開的示例可W得到實(shí) 施。
[0027] 圖4-8是表示可用于實(shí)施圖1-3的示例性累送單元的示例性方法的流程圖。
[00%]圖9是用于實(shí)施圖4-8的方法和/或圖1-3的設(shè)備的處理器平臺(tái)。
[0029] 運(yùn)些附圖并非按比例繪制。在任何可能的情況下，在所有附圖和所附的書面描述 中使用相同的附圖標(biāo)記代表相同或相似部件。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 由于井的累送單元通過循環(huán)運(yùn)動(dòng)，井下流體對(duì)累送單元的抽油桿柱施加摩擦力。 如果井下流體例如是高粘度油，在抽油桿串向下行程期間施在抽油桿柱的摩擦力可W足W 導(dǎo)致抽油桿串和光桿W比預(yù)期慢的速率運(yùn)動(dòng)入(例如落入)井中并且與累送單元的承載桿 分離。光桿/承載桿分離可被稱為桿漂浮。在一些示例中，光桿和承載桿的分離會(huì)使得傳動(dòng) 箱過載和/或沖擊加載累送單元和/或抽油桿串。在一些示例中，桿漂浮可通過更高的馬達(dá) 扭矩檢測到，因?yàn)楫?dāng)光桿和承載單元分離時(shí)，在沒有光桿的負(fù)載的輔助的情況下，馬達(dá)升 起累送單元的配重。在一些示例中，如果測量到的光桿負(fù)載降到預(yù)定闊值之下，可W檢測到 桿漂浮。
[0031] 一些已知方法已經(jīng)試圖通過在檢測到桿漂浮時(shí)降低馬達(dá)速度來解決桿漂浮問題。 但是，檢測到桿漂浮時(shí)降低馬達(dá)速度其本身不會(huì)防止桿漂浮，原因是光桿或許正運(yùn)動(dòng)通過 其行程的高速區(qū)段。在高桿速區(qū)段，累送單元的機(jī)械設(shè)計(jì)和承載桿速度與馬達(dá)/曲柄臂角速 度之間的正弦關(guān)系可導(dǎo)致承載桿繼續(xù)向下加速并與抽油桿串分離。
[0032] 相比一些已知方法，此處公開的示例解決了桿漂浮問題，方式是通過在例如檢測 到桿漂浮時(shí)自動(dòng)控制光桿的速度和/或負(fù)載而不會(huì)對(duì)馬達(dá)、累送單元、光桿和/或累造成不 良影響。上行程上基本上恒定的光桿速度會(huì)使得峰值負(fù)載降低。下行程上基本上恒定的光 桿速度能夠使得最小負(fù)載增加。下行程上基本上恒定的光桿負(fù)載能夠使得累送單元W最大 總體循環(huán)速度操作同時(shí)也基本上減少例如桿漂浮等與速度相關(guān)的操作問題。在一些示例 中，減小最小和最大負(fù)載和/或速度之間的范圍降低了光桿上的疲勞失效的可能性。
[0033] 在一些示例中，為基本上防止桿漂浮，光桿上的負(fù)載被維持在桿漂浮不經(jīng)常出現(xiàn) 時(shí)的預(yù)定值處或預(yù)定值之上。在運(yùn)些示例