RO132321A2

RO132321A2 - Metode şi sistem pentru îmbunătăţirea debitului unui fluid indus de o unitate de pompare cu prăjini

Info

Publication number: RO132321A2
Application number: ROA201700371A
Authority: RO
Inventors: Kalpesh Singnal; Shyam Sivaramakrishnan; Fatemeh Zamanian
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2017-12-29
Also published as: MX2017008109A; WO2016100283A1; MX391297B; US10788031B2; US20160177941A1; CA2970320A1

Abstract

Invenţia se referă la metode şi sistem pentru îmbunătăţirea debitului unui fluid indus de o unitate de pompare cu prăjini. Sistemul conform invenţiei include unul sau mai mulţi senzori şi o unitate de pompare cu prăjini, configurată pentru a controla mişcarea cursei unităţii de pompare cu prăjini, unitatea de comandă de pompare fiind configurată: a. să iniţieze cel puţin o cursă a unităţii de pompare cu prăjini, b. să recepţioneze date de senzori de la unul sau mai mulţi senzori; c. după o determinare a unei încălcări a unui prim set de constrângeri, să realizeze o primă reglare a sincronizării curente a cursei, şi revenirea la etapa a; d. după o determinare a unei încălcări a unui al doilea set de constrângeri, să realizeze o a doua reglare a sincronizării curente a cursei, şi revenirea la etapa a; şi e. după determinarea niciunei încălcări cel puţin a unui set de constrângeri, să realizeze o a treia reglare a sincronizării curente, şi revenirea la etapa a.

Description

METODE Șl SISTEM PENTRU ÎMBUNĂTĂȚIREA DEBITULUI UNUI FLUID INDUS DE O UNITATE DE POMPARE CU PRĂJINI [0001] Domeniul invenției se referă, în general, la comandarea unităților de pompare cu prăjini și, mai specific, la metode și la un sistem pentru controlul unei unități de pompare cu prăjini pentru a crește debitul unui fluid indus de unitatea de pompare cu prăjini.

[0002] Cele mai cunoscute unități de pompare cu prăjini (cunoscute și ca unități de pompare de suprafață) sunt utilizate în puțuri pentru a induce curgerea unui fluid, de exemplu petrol și apă. Funcția principală a unității de pompare liniară este de a transforma mișcarea de rotație de la un motor de bază (de exemplu, un motor sau un motor electric) într-o mișcare alternativă deasupra capului de sondă. Această mișcare este, la rândul ei, utilizată pentru a antrena alternativ o pompă de fund printr-o conexiune cu ajutorul unei garnituri de prăjini de pompare. Garnitura de prăjini de pompare, care se poate extinde mile în lungime, transmite mișcarea alternativă de la capul puțului de la suprafață la supapele subterane într-o zonă prezentând fluid a puțului. Mișcarea alternativă a supapelor induce curgerea fluidului către în sus pe lungimea garnituri de prăjini de pompare la capul puțului.

[0003] Unitățile de pompare cu prăjini sunt expuse la o gamă largă de condiții. Acestea variază în funcție de utilizarea puțului, de tipul și proporțiile mecanismului de articulare a unităților de pompare și de condițiile puțului. Mai mult, condițiile puțului, cum ar fi presiunea la fundului puțului, se pot schimba în timp. Aceste condiții pot cauza variabilitatea debitului de fluid. în plus, aceste condiții afectează garnitura de prăjini de pompare. Garnitura de prăjini de pompare transmite sarcini dinamice de la pompa de la fundul puțului și unitatea de pompare cu prăjini. Garnitura de prăjini de pompare se comportă similar cu un arc pe distanțe lungi. Prăjina de pompare se alungește și se retrage pe baza expunerii la eforturi de alungire variabile. Răspunsul garniturii de prăjini de pompare este amortizat oarecum datorită imersării sale într-un fluid vâscos (apă și petrol), dar profilul de mișcare al unității de pompare cu prăjini combinat cu încărcarea funcției de salt a pompei lasă în general puțin timp pentru ca oscilațiile să se diminueze înainte de apariția următoarei perturbații.

a 2017 00371

15/12/2015 [0004] Unitatea de pompare cu prăjini imprimă o mișcare variabilă continuă pe garnitura de prăjini de pompare. Garnitura de prăjini de pompare răspunde la mișcarea variabilă prin trimiterea de unde de solicitare variabile în jos pe lungimea sa pentru a-și modifica propria mișcare. Garnitura de prăjini de pompare se întinde și se contractă pe măsură ce dezvoltă forța necesară pentru a deplasa pompa și fluidul de la fundul puțului. Unitatea de pompare cu prăjini, detașându-se de efectele de frecare și inerția fluidului, tinde să-și revină sub forța elastică de la garnitura de prăjini de pompare inițiind un răspuns oscilatoriu suplimentar în garnitura de prăjini de pompare. Deplasarea undelor de efort de la surse multiple interferează unele cu altele de-a lungul garniturii de prăjini de pompare (unele constructiv, altele distructiv), pe măsură ce traversează lungimea sa și reflectă variațiile de sarcină înapoi la unitatea de pompare cu prăjini, unde pot fi măsurate.

SCURTĂ DESCRIERE [0005] într-un aspect, este prevăzut un sistem pentru creșterea debitului unui fluid indus de o unitate de pompare cu prăjini. Sistemul include unul sau mai mulți senzori configurați pentru a monitoriza una sau mai multe condiții ale unității de pompare cu prăjini și pentru a genera semnale reprezentând date de senzori pe baza uneia sau mai multor condiții și o unitate de comandă de pompare cuprinzând un procesor și o memorie. Unitatea de comandă de pompare este în comunicație cu unul sau mai mulți senzori și este configurată să controleze mișcarea cursei unității de pompare cu prăjini, controlând astfel debitul de fluid indus de unitatea de pompare cu prăjini. Unitatea de comandă de pompare este configurată să (a) inițieze cel puțin o cursă a unității de pompare cu prăjini. Acea cel puțin o cursă se bazează pe datele de timp al cursei curente, iar datele de timp al cursei curente includ o valoare pentru curse pe minut (SPM). Unitatea de comandă de pompare este, de asemenea, configurată să (b) recepționeze semnale reprezentând date de senzori de la unul sau mai mulți senzori;

(c) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui prim set de constrângeri, realizarea unei prime reglări la timpul cursei curente, și revenirea la etapa (a), (d) după o determinare, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui al doilea set de constrângeri, efectuarea unei a doua reglări a sincronizării cursei curente și revenirea la etapa (a); și (e), după o determinare, pe baza datelor de senzori, a nici unei a 2017 00371

15/12/2015 % încălcări a cel puțin unui set de constrângeri, realizarea unei a treia reglări la timpul cursei curente, și revenirea la etapa (a).

[0006]într-un alt aspect, este prevăzută o metodă bazată pe calculator pentru creșterea debitului unui fluid indus de o unitate de pompare cu prăjini. Metoda este implementată folosind o unitate de comandă de pompare în comunicație cu o memorie. Metoda include (a) inițierea a cel puțin a unei curse a unității de pompare cu prăjini. Acea cel puțin o cursă se bazează pe datele de timp al cursei curente, iar datele de timp al cursei curente includ o valoare pentru curse pe minut (SPM). Metoda include de asemenea (b) recepționarea semnalelor reprezentând datele de senzori de la unul sau mai mulți senzori. Acel unul sau mai mulți senzori sunt configurați pentru a monitoriza una sau mai multe condiții ale unității de pompare cu prăjini și pentru a genera semnale reprezentând date de senzori pe baza uneia sau mai multor condiții. Metoda include suplimentar (c), după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui prim set de constrângeri, efectuarea unei prime ajustări a sincronizării cursei curente, și revenirea la etapa (a), (d) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui al doilea set de constrângeri, efectuarea unei a doua ajustări a sincronizării cursei curente, și revenirea la etapa (a); și (e) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a nici unei încălcării a cel puțin unui set de constrângeri, efectuarea unei a treia reglări a sincronizării cursei curente și revenirea la etapa (a).

[0007] într-un alt aspect, este prevăzut un dispozitiv de stocare citibil de calculator având instrucțiuni executabile de procesor încorporate pe acesta pentru îmbunătățirea debitului unui fluid indus de o unitate de pompare cu prăjini. Atunci când sunt executate de o unitate de comandă de pompare cuplată comunicativ la o memorie, instrucțiunile executabile de procesor determină ca unitatea de comandă de pompare să (a) inițieze cel puțin o cursă a unității de pompare cu prăjini. Acea cel puțin o cursă se bazează pe datele de timp al cursei curente, iar datele de timp al cursei curente includ o valoare pentru curse pe minut (SPM). Instrucțiunile executabile de procesor determină, de asemenea, ca unitatea de comandă de pompare să (b) recepționeze semnale reprezentând date de senzori de la unul sau mai mulți senzori. Acel unul sau mai mulți senzori sunt configurați să monitorizeze una sau mai multe condiții ale unității de pompare cu prăjini și să genereze semnale reprezentând date de senzori pe baza acelei a 2017 00371

15/12/2015 una sau mai multe condiții. Instrucțiunile executabile de procesor determină suplimentar unitatea de comandă de pompare să (c) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui prim set de constrângeri, efectueze o primă ajustare la timpul cursei curente, și revenirea la etapa ( a); d) după o determinare, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui al doilea set de constrângeri, să efectueze o a doua ajustare la timpul cursei curente, și revenirea la etapa (a); și (e) după o determinare, pe baza datelor de senzori, a nici unei încălcări a cel puțin unui set de constrângeri, să efectueze o a treia reglare la timpul cursei curente, și revenirea la etapa (a).

DESENE [0008] Acestea și alte caracteristici, aspecte și avantaje ale prezentei dezvăluiri vor deveni mai bine înțelese atunci când următoarea descriere detaliată este citită cu referire la desenele însoțitoare, în care caracterele asemănătoare reprezintă părți similare pe parcursul desenelor, în care:

[0009] FIG. 1A este o vedere în secțiune transversală a unei unități de pompare cu prăjini exemplificative, într-o poziție complet retrasă;

[0010] FIG. 1B este o vedere în secțiune transversală a unității de pompare cu prăjini prezentată în FIG. 1A, într-o poziție complet extinsă;

[0011] FIG. 2 este o vedere schematică a unui sistem pentru comanda unității de pompare cu prăjini prezentată în FIG. 1A și 1B;

[0012] FIG. 3 este o vedere schematică a unei configurații exemplificative a unei unități de comandă de pompare care poate fi utilizată împreună cu sistemul prezentat în FIG.2;

[0013] FIG. 4 este o vedere grafică a unui profil de viteză exemplificativ al unei curse a unității de pompare cu prăjini prezentată în FIG. 1A și 1B;

[0014] FIG. 5 este o schemă bloc a unui proces de pompare utilizând unitatea de pompare cu prăjini prezentată în FIG. 1A și 1B;

[0015] FIG. 6 este o schemă bloc a unui prim proces de reglare bazat pe reglarea sincronizării cursei curente după ce primul set de constrângeri este încălcat, așa cum este prezentat în FIG. 5;

a 2017 00371

15/12/2015 η _n fi/ [0016] FIG. 7 este o schemă bloc a unui al doilea proces de reglare bazat pe reglarea sincronizării cursei curente după ce al doilea set de constrângeri este încălcat, așa cum este prezentat în FIG. 5; și [0017] FIG. 8 este o schemă bloc a unui al treilea proces de reglare bazat pe reglarea sincronizării cursei curente după ce al treilea set de constrângeri este încălcat, așa cum este prezentat în FIG. 5.

[0018] Dacă nu se indică altfel, desenele furnizate aici sunt menite să ilustreze caracteristicile exemplelor de realizare a invenției. Aceste caracteristici se consideră a fi aplicabile într-o mare varietate de sisteme cuprinzând una sau mai multe exemple de realizare a invenției. Ca atare, desenele nu sunt menite să includă toate caracteristicile convenționale cunoscute de persoanele cu pregătire medie în domeniu ca fiind necesare pentru implementarea exemplelor de realizare dezvăluite aici.

DESCRIEREA DETALIATĂ [0019]în următoarea descriere și în revendicări, se va face referire la un număr de termeni, care vor fi definiți ca având următoarele semnificații.

[0020]Formele singulare un, o și -ui includ referințele la plural, cu excepția cazului în care contextul dictează în mod clar altfel.

[0021] Opțional sau în mod opțional înseamnă că evenimentul sau circumstanța descrisă ulterior poate sau nu poate să aibă loc și că descrierea include situațiile în care are loc evenimentul și cazurile în care nu au loc.

[0022] Limbajul aproximativ, așa cum este utilizată aici în întreaga descriere și în revendicări, poate fi aplicat pentru a modifica orice reprezentare cantitativă care poate varia în mod permisibil fără a rezulta într-o modificare a funcției de bază la care este asociat. în consecință, o valoare modificată de un termen sau termeni, cum ar fi în jur de, aproximativ și substanțial, nu trebuie să se limiteze la valoarea precisă specificată. Cel puțin în unele cazuri, limbajul aproximativ poate corespunde preciziei unui instrument pentru măsurarea valorii. Aici și în întreaga descriere și revendicări, limitele intervalului pot fi combinate și schimbate, astfel de intervale sunt identificate și includ toate sub-intervalele conținute în acesta, cu excepția cazului în care contextul sau limbajul indică altfel.

a 2017 00371

15/12/2015 [0023] Așa cum sunt utilizați în cadrul de față, termenii procesor și calculator și termenii asociați, de exemplu, dispozitiv de procesare, dispozitiv de calcul și controler, nu sunt limitați doar la acele circuite integrate menționate în domeniu ca un calculator, ci se referă în sens general la un microcontroler, un microcalculator, un controler logic programabil (PLC), un circuit integrat specific aplicației și alte circuite programabile, iar acești termeni sunt utilizați în mod interschimbabil aici. în exemplele de realizare descrise aici, memoria poate include, dar nu se limitează la, un mediu citibil de calculator, cum ar fi o memorie cu acces aleatoriu (RAM) și un mediu nevolatil citibil de calculator, cum ar fi memoria flash. în mod alternativ, pot fi utilizate și o dischetă, o memorie doar în citire - disc compact (CD-ROM), un disc magneto-optic (MOD) și /sau un disc versatil digital (DVD). De asemenea, în exemplele de realizare descrise aici, canalele suplimentare de intrare pot fi, dar nu se limitează la, periferice de calculator asociate cu o interfață de operare, cum ar fi un mouse și o tastatură. în mod alternativ, pot fi utilizate și alte periferice de calculator care pot include, de exemplu, dar nu se limitează la, un scaner. Mai mult decât atât, în exemplul de realizare ilustrativ, canalele suplimentare de ieșire pot include, dar nu se limitează la, un monitor interfață pentru operator.

[0024] Mai mult, așa cum se utilizează aici, termenii software și microinstrucțiurii” sunt interschimbabili și includ orice program de calculator stocat în memorie pentru a fi executat de calculatore personale, stații de lucru, clienți și servere.

[0025] Așa cum este utilizat aici, termenul mediu citibil de calculator nontranzitoriu este conceput a fi reprezentativ pentru orice dispozitiv tangibil bazat pe calculator implementat în orice metodă sau tehnologie pentru stocarea pe termen scurt și pe termen lung a informațiilor, cum ar fi, instrucțiuni citibile de calculator, structuri de date, module de program și sub-module sau alte date din orice dispozitiv. Prin urmare, metodele descrise aici pot fi codificate ca instrucțiuni executabile încorporate într-un mediu tangibil, non-tranzitoriu citibil de calculator, incluzând, fără limitare, un dispozitiv de stocare și un dispozitiv de memorie. Aceste instrucțiuni, atunci când sunt executate de un procesor, determină procesorul să efectueze cel puțin o parte din metodele descrise aici. Mai mult, așa cum este utilizat aici, termenul mediu citibil de calculator, non-tranzitoriu include toate mediile tangibile citibile de calculator incluzând, fără a se a 2017 00371

15/12/2015 limita la, dispozitive de stocare pe calculator non-tranzitorii incluzând, fără limitare, mediile volatile și nevolatile și medii detașabile sau nedetașabile, cum ar fi microinstrucțiuni, mijloace de stocare fizică și virtuală, CD-ROM-uri, DVD-uri și orice altă sursă digitală, cum ar fi o rețea sau Internet, precum și mijloacele digitale care urmează să fie dezvoltate, cu singura excepție să fie un semnal de propagare, tranzitoriu.

[0026] Mai mult, așa cum este utilizat aici, termenul în timp real se referă la cel puțin unul dintre momentul de apariție a evenimentelor asociate, timpul de măsurare și colectare a datelor predeterminate, timpul de procesare a datelor și timpul unui răspuns al sistemului la evenimente și mediu. în exemplele de realizare descrise aici, aceste activități și evenimente apar în mod substanțial instantaneu.

[0027] Sistemul de comandă al pompării cu prăjini, așa cum este descris aici, furnizează o metodă eficientă din punct de vedere al costului pentru controlul unei unități de pompare cu prăjini pentru a spori debitul unui fluid indus de unitatea de pompare cu prăjini pe baza condițiilor curente ale puțului. Mai mult decât atât, mișcarea unității de pompare cu prăjini este actualizată în mod repetat pentru a se asigura că mișcarea garnituri de prăjini de pompare nu va deteriora garnitura de prăjini de pompare, unitatea de pompare cu prăjini sau puțul în sine. De asemenea, sistemul și metodele descrise aici nu se limitează la nici un unic set predefinit de condiții de puț. De exemplu, sistemul și metodele descrise aici pot fi utilizate cu condiții de puț variabile și se pot adapta în timp pe măsură ce condițiile se schimbă. Ca atare, mărimea debitului de fluid indus de unitatea de pompare cu prăjini este în mod constant actualizată pentru a fi îmbunătățită pe baza condițiilor curente ale puțului și a capacităților unității de pompare cu prăjini. Ca atare, producția și eficiența unităților de pompare cu prăjini sunt crescute.

[0028] FIG. 1A și 1B sunt vederi în secțiune transversală ale unei unități de pompare cu prăjini 100 exemplificative, în pozițiile complet retrasă (1A) și complet extinsă (1B). în exemplul de realizare, unitatea de pompare cu prăjini 100 (cunoscută și ca o unitate de pompare liniară) este o unitate de pompare cu prăjini orientată vertical având un vector vertical de mișcare liniară situat adiacent unei cap de puț 102. Unitatea de pompare cu prăjini 100 este configurată pentru a transfera mișcarea liniară verticală într-un puț subteran (nereprezentat) printr-o garnitură de prăjini de pompare (nereprezentată) pentru a induce curgerea unui fluid. Unitatea de pompare cu prăjini a 2017 00371

15/12/2015

100 include un vas sub presiune 104 cuplat la o structură de bază de montaj 106. în unele exemple de realizare, structura de bază de montaj 106 este ancorată la o fundație stabilă situată adiacent puțului subteran producător de fluid. Vasul sub presiune 104 poate fi compus dintr-un corp de carcasă 108 cilindric sau altă formă adecvată, construit din placă profilată și flanșe de capăt turnate sau prelucrate 110. Atașate la flanșele de capăt 110 sunt capetele de presiune superior și inferior 112 și 114, respectiv.

[0029] Penetrând capetele superior și inferior 112 și respectiv 114 ale vasului sub presiune respectiv, este prevăzut un ansamblu de acționare liniară 116. Acest ansamblu de acționare liniară 116 include un șurub filetat orientat vertical 118 (cunoscut și ca un șurub cu rolă), o piuliță tip rolă planetară 120 (cunoscută și ca un ansamblu piuliță șurub cu rolă), un piston de împingere 122 într-un tub de piston de împingere 124 și un tub de ghidare 126, [0030] Șurubul cu rolă 118 este montat pe o suprafață interioară 128 a capului inferior 114 al vasului sub presiune și se extinde până la capul superior 112 al vasului sub presiune. Extensia arborelui șurubului cu rolă 118 continuă sub capul inferior al vasului sub presiune 114 pentru a se conecta cu un cuplaj de compresiune (nereprezentat) al unui motor 130. Motorul 130 este cuplat la un dispozitiv de acționare cu viteză variabilă (VSD) (nereprezentat) configurat astfel încât viteza de rotație a motorului 130 să poată fi reglată în mod continuu. De asemenea, VSD inversează direcția de rotație a motorului 130, astfel încât intervalul său de cuplu și viteză poate fi dublat efectiv. Șurubul cu rolă 118 este acționat în direcția acelor de ceasornic pentru cursa ascendentă și în sens invers acelor de ceasornic pentru cursa descendentă. Motorul 130 este în comunicație cu un controler al unității de pompare 132. în exemplul de realizare ilustrativ, controlerul unității de pompare 132 transmite comenzi către motorul 130 și VSD pentru a controla viteza, direcția și cuplul șurubului cu rolă 118.

[0031] în interiorul vasului sub presiune 104, porțiunea filetată a șurubului cu rolă 118 este interfațată cu ansamblul piuliță șurub cu rolă planetar 120. Ansamblul piuliță 120 este atașat fix la segmentul inferior al pistonului de împingere 122 astfel încât, pe măsură ce șurubul cu rolă 118 se rotește în direcția acelor de ceasornic, pistonul de împingere 122 se deplasează către în sus. în timpul rotirii în sens invers acelor de ceasornic a șurubului cu rolă 118, pistonul de împingere 122 se mișcă în jos. Acest lucru a 2017 00371

15/12/2015 este arătat în general în FIG. 1A și 1Β. Tubul de ghidare 126 este amplasat coaxial în jurul tubului de piston de împingere 124 și montat static la capul inferior al vasului sub presiune 114. Tubul de ghidare 126 se extinde în sus prin corpul de carcasă 108 pentru a culisa în capul superior al vasului sub presiune 112.

[0032] Pistonul superior 134 și un ansamblu de tambur de cablu 136 sunt cuplate și sigilate fix la capătul superior al pistonului de împingere 122. Ansamblul tambur de cablu 136 include un ax 138 care trece lateral prin secțiunea superioară a pistonului superior 134. Un cablu 140 trece prin ansamblul tambur de cablu 136 rezemat în canelurile prelucrate în diametrul exterior al ansamblului tambur de cablu 136. Cablul 140 este cuplat la ancorele 142 de pe structura de bază de montaj 106 pe partea vasului sub presiune 104, opusă capului de puț 102. La capul puțului, pe partea vasului sub presiune 104, cablul 140 este cuplat la o bară suport 144 care, la rândul său, este cuplată la o tijă lustruită 146 care se extinde din capul de puț 102.

[0033] Unitatea de pompare cu prăjini 100 transmite forța liniară și mișcarea prin intermediul ansamblului piuliță șurub cu rolă planetară 120. Motorul 130 este cuplat la elementul rotativ al ansamblului piuliță șurub cu rolă planetară 120. Prin rotirea fie în sensul acelor de ceasornic, fie în sens invers acelor de ceasornic, motorul 130 poate influența mișcarea de translație a piuliței rolă planetară 120 (și prin conectare, la pistonul de împingere 122) de-a lungul lungimii șurubului cu rolă 118.

[0034] FIG. 2 este o vedere schematică a unui sistem 200 pentru controlul unității de pompare cu prăjini 100 (prezentat în FIG. 1A și 1B), în exemplul de realizare ilustrativ, sistemul 200 este utilizat pentru compilarea și răspunderea la datele de la o multitudine de senzori 230 și controlul cursei unității de pompare cu prăjini 100. Senzorii 230 sunt în comunicație cu o unitate de comandă de pompare 212. Senzorii 230 se conectează la unitatea de comandă de pompare 212 prin numeroase interfețe, incluzând, fără limitare, o rețea, cum ar fi o rețea cu arie locală (LAN) sau o rețea cu arie largă (WAN), conexiuni prin apelare, modem-uri de cablu, conexiune la Internet, wireless, și linii speciale de mare viteză pentru Rețea Digitală pentru Servicii integrate (ISDN). Senzorii 230 primesc date despre condițiile unității de pompare cu prăjini 100 și raportează aceste condiții către unitatea de comandă de pompare 212. Unitatea de λ 2017 00371

15/12/2015

comandă de pompare 212 poate include, dar fără a se limita la, un controler de unitate de pompare 124 (prezentat în FIG. 1).

[0035] Unitatea de comandă de pompare 212 este în comunicație cu motorul de comandă de pompare 240. în exemplul de realizare ilustrativ, motorul de comandă de pompare 240 include motorul 134 (prezentat în FIG.1 A) și un VSD (nereprezentat). Motorul de comandă de pompare 240 transmite date către unitatea de comandă de pompare 212 și primește comenzi de la unitatea de comandă de pompare 212. Sistemul de comandă de pompare 240 se conectează la unitatea de comandă de pompare 212 prin numeroase interfețe, incluzând, fără limitare, o rețea, cum ar fi o rețea cu arie locală (LAN) sau o rețea cu arie largă (WAN), conexiuni prin apelare, modem-uri de cablu, conexiune la Internet, wireless, și linii speciale de mare viteză pentru Rețea Digitală pentru Servicii integrate (ISDN).

[0036] Un server bază de date 216 este cuplat la baza de date 220, care conține informații despre o varietate de aspecte, așa cum este descris mai jos în detaliu. într-un exemplu de realizare, baza de date centralizată 220 este stocată pe unitatea de comandă de pompare 212. într-un exemplu alternativ de realizare, baza de date 220 este stocată la distanță de unitatea de comandă de pompare 212 și poate fi necentralizată. în unele exemple de realizare, baza de date 220 include o singură bază de date având secțiuni sau partiții separate sau în alte variante de realizare, baza de date 220 include mai multe baze de date, fiecare fiind separată una de alta. Baza de date 220 stochează datele de stare primite de la mai mulți senzori 230. în plus, baza de date 220 stochează constrângerile, datele componentelor, specificațiile componentelor, ecuații și datele despre istoric generate ca parte a colectării datelor de stare de la mai mulți senzori 230.

[0037] în unele exemple de realizare, unitatea de comandă de pompare 212 este în comunicație cu un dispozitiv client (nereprezentat). Unitatea de comandă de pompare 212 se conectează la dispozitivul client prin mai multe interfețe, incluzând, fără a se limita la o rețea, cum ar fi o rețea cu arie locală (LAN) sau o rețea extinsă (WAN), conexiune de apelare, modem-uri de cablu, conexiune Internet, wireless și linii speciale de mare viteză Rețea Digitală pentru Servicii Integrate (ISDN). în aceste exemple de realizare, unitatea de comandă de pompare 212 transmite date despre funcționarea io a 2017 00371

15/12/2015 unității de pompare cu prăjini 100 către dispozitivul client. Aceste date ar putea include date de la senzori, curse pe minut curente și alte date operaționale pe care dispozitivul client le-ar putea monitoriza. Mai mult decât atât, unitatea de comandă de pompare 212 poate primi instrucțiuni suplimentare de la dispozitivul client. în plus, dispozitivul client poate accesa baza de date 220 prin unitatea de comandă de pompare 212. Dispozitivul client ar putea prezenta datele de la o unitate de comandă de pompare la un utilizator, în alte exemple de realizare, unitatea de comandă de pompare poate include o unitate de afișare (nu este prezentată) pentru a afișa date direct către un utilizator.

[0038] FIG. 3 este o vedere schematică a unei configurații ilustrative a unității de comandă de pompare 212 care poate fi utilizată cu sistemul 200 (prezentat în FIG.2). Mai precis, dispozitivul de calculator server 301 poate include, dar fără a se limita la, unitatea de comandă de pompare 212 și serverul de bază de date 216 (prezentat în FIG.2). Dispozitivul de calculator server 301 include, de asemenea, un procesor 305 pentru executarea instrucțiunilor. Instrucțiunile pot fi stocate într-o zonă de memorie 310. Procesorul 305 poate include una sau mai multe unități de procesare (de exemplu, într-o configurație cu mai multe nuclee).

[0039] Procesorul 305 este cuplat funcțional la o interfață de comunicație 315, astfel încât dispozitivul calculator server 301 este capabil să comunice cu un dispozitiv la distanță, cum ar fi un alt dispozitiv calculator server 301, senzorii 230 sau motorul de comandă de pompare 240 (ambele ilustrate în FIG.2). De exemplu, interfața de comunicație 315 poate recepționa date de la senzorii 230 printr-o rețeaua LAN, așa cum este ilustrat în FIG. 2.

[0040] Procesorul 305 poate fi, de asemenea, cuplat funcțional la un dispozitiv de stocare 334. Dispozitivul de stocare 334 este orice hardware care funcționează pe calculator adecvat pentru stocarea și/sau recuperarea datelor, cum ar fi, dar fără a se limita la, datele asociate cu baza de date 220 (prezentată în FIG.2). în unele exemple de realizare, dispozitivul de stocare 334 este integrat în dispozitivul calculator server 301. De exemplu, dispozitivul calculator server 301 poate include una sau mai multe unități de hard disk drept dispozitiv de stocare 334. în alte exemple de realizare, dispozitivul de stocare 334 este extern dispozitivului de calculator server 301 și poate fi accesat de o multitudine de dispozitive de calculator server 301. De exemplu, dispozitivul de stocare a 2017 00371

15/12/2015

334 poate include o rețea de arie de stocare (SAN), un sistem de stocare atașat rețelei (NAS) și/sau mai multe unități de stocare, cum ar fi hard disk-uri și/sau discuri stare solidă într-un șir redundant al configurației de discuri ieftine (RAID).

[0041] în unele exemple de realizare, procesorul 305 este cuplat funcțional la dispozitivul de stocare 334 printr-o interfață de stocare 320. Interfața de stocare 320 este orice component capabil să furnizeze procesorului 305 acces la dispozitivul de stocare 334. Interfața de stocare 320 poate include, de exemplu, un adaptor Advanced Technology Attachment (ATA), un adaptor Serial ATA (SATA), un adaptor Small Calculator System Interface (SCSI), un controller RAID, un adaptor SAN, un adaptor de rețea și/sau orice component care furnizează procesorului 305 acces la dispozitivul de stocare 334.

[0042] Procesorul 305 execută instrucțiuni executabile de calculator pentru implementarea aspectelor dezvăluirii. în unele exemple de realizare, procesorul 305 este transformat într-un microprocesor cu scop special prin executarea instrucțiunilor executabile de calculator sau prin programarea în alt mod. De exemplu, procesorul 305 este programat cu instrucțiuni așa cum este descris suplimentar mai jos.

[0043] FIG. 4 este o vedere grafică a unui profil de viteză exemplificativ 400 al unei curse a unității de pompare cu prăjini 100 (prezentată în FIG. 1A și 1B). Profilul de viteză 400 ilustrează viteza pistonului superior 134 (prezentat în FIG. 1B). Axa x a profilului de viteză 400 este timpul T, iar axa y este viteza pistonului superior 134 în raport cu structura de bază de montaj 106 (ambele reprezentate în FIG. 1 A). Timpul T reprezintă timpul necesar unității de pompare cu prăjini 100 pentru a finaliza o cursă din starea complet retrasă în starea complet extinsă și înapoi în starea complet retrasă. Prin urmare, dacă T este egal cu 60 de secunde, atunci unitatea de pompare cu prăjini 100 încheie 1 cursă pe minut (SPM). Dacă T este egal cu 10 secunde, atunci SPM este 6.

[0044] în partea stângă a profilului de viteză la momentul de timp T = 0, unitatea de pompare cu prăjini 100 este retrasă complet, așa cum este prezentat în FIG. 1A. Time Tup reprezintă valoarea de timp necesară pentru ca unitatea de pompare cu prăjini să treacă din starea complet retrasă la starea complet extinsă. Tup este, de asemenea, cunoscut sub numele de timpul cursei ascendente, în timp ce (T-Tup) este timpul cursei descendente. Vmax este viteza maximă la care unitatea de pompare cu a 2017 00371

15/12/2015

prăjini 100 poate să se extindă sau să se retragă. în exemplul de realizare exemplificat, Vmax se bazează pe atributele unității de pompare cu prăjini 100. în exemplul de realizare exemplificativ, valoarea absolută a lui Vmax pe cursa ascendentă este aceeași cu valoarea absolută a lui Vmax pe cursa descendentă. Cu toate acestea, în alte exemple de realizare, valorile absolute ale vitezelor pe cursele ascendentă și descendentă sunt diferite.

[0045] Timpul T1 reprezintă valoare de timp necesară pentru ca unitatea de pompare cu prăjini 100 să accelereze din starea de staționare, adică viteza egală cu 0, la Vmax în timp ce se extinde. Timpul T2 reprezintă valoare de timp necesară pentru ca unitatea de pompare cu prăjini 100 să decelereze de la Vmax la 0 în timp ce se extinde, atunci când unitatea de pompare cu prăjini 100 atinge vârful extensiei sale. Timpul T3 reprezintă valoarea de timp necesară pentru ca unitatea de pompare cu prăjini 100 să accelereze de la starea staționară la -Vmax în timp ce se retrage. Timpul T4 reprezintă valoarea de timp necesară ca unitatea de pompare cu prăjini 100 să decelereze de la Vmax la 0 în timp ce se retrage, atunci când unitatea de pompare cu prăjini 100 devine complet retrasă. în unele exemple de realizare, T4 are aceeași valoare de timp ca T1.

[0046] Unitatea de comandă de pompare 212 setează T, Tup, T1, T2, T3 și T4 și instruiește motorul de comandă de pompare 240 (prezentat în FIG.2) să rotească șurubul cu role 118 (prezentat în FIG.1) pentru a implementa sincronizarea cerută. Aceste variabile sunt, de asemenea, cunoscute sub denumirea de timp al cursei, deoarece ele controlează fiecare etapă a cursei.

[0047] FIG. 5 este o schemă bloc a procedeului de pompare 500 utilizând unitatea de pompare cu prăjini 100 (prezentată în FIG. 1A și IB). Procedeul 500 este configurat pentru a mări cursele pe minut (SPM) ale unității de pompare cu prăjini 100, asigurând în același timp că nu se produce deteriorarea garniturii de prăjini de pompare. Cantitatea de flux de fluid indusă este direct proporțională cu SPM, prin urmare este de dorit optimizarea SPM. SPM este controlată de unitatea de comandă de pompare 212 (prezentată în FIG.2). SPM este calculată ca 60/T, unde T este timpul de cursă în secunde. în plus față de SPM, unitatea de comandă de pompare 212 controlează, de asemenea, T1, T2, T3, T4 și Tup, așa cum este prezentat în FIG. 4. Prin manipularea acestor variabile, unitatea de comandă de pompare 212 poate, de asemenea, să a 2017 00371

15/12/2015 /Τ asigure că unitatea de pompare cu prăjini 100 nu încalcă constrângerile care sunt configurate pentru a asigura funcționarea corectă a unității de pompare cu prăjini 100.

[0048] în exemplul de realizare ilustrativ, unitatea de comandă de pompare 212 monitorizează trei seturi de constrângeri. în alte exemple de realizare, pot exista mai multe sau mai puține seturi de constrângeri sau seturile pot conține constrângeri diferite sau pot fi calculate prin metode diferite. Constrângerile sunt ordonate pe baza unei ierarhii. în exemplul de realizare exemplificativ, primul set de constrângeri se bazează pe specificațiile de sarcină și putere ale unității de pompare cu prăjini 100. Aceste constrângeri sunt predeterminate pe baza unității individuale de pompare cu prăjini 100. Aceste constrângeri pot varia în funcție de model sau între diferitele unități de pompare cu prăjini. Aceste constrângeri includ, dar nu se limitează la, sarcina maximă a prăjinii lustruite, sarcina maximă a șurubului (compresiune/tracțiune), puterea maximă a motorului, cuplul maxim al motorului, rădăcina pătrată a mediei aritmetice a puterii motorului, rădăcina pătrată a mediei aritmetice a cuplului motorului, evaluarea permisă a presiunii recipientului sub presiune 104 (prezentat în FIG. 1) și viteza unghiulară maximă a șurubului. Aceste constrângeri pot să fie actualizate pe măsură ce piese sunt schimbate în unitatea de pompare cu prăjini 100.

[0049] Cel de-al doilea set de constrângeri este proiectat pentru a împiedica flambarea prăjinii de pompare. Secțiunea transversală a garniturii de prăjini de pompare nu este constantă și variază de-a lungul lungimii sale. Pentru a ține cont de aceste grosimi variabile, sarcina efectivă minimă este calculează în mai multe puncte (cunoscute și sub denumirea de puncte de conicitate). Sarcina efectivă minimă este modificată suplimentar cu un factor de siguranță. Aceste constrângeri sunt actualizate în funcție de dimensiunile garniturii de prăjini de pompare și vor fi actualizate atunci când este utilizată o garnitura de prăjini de pompare diferită, cu dimensiuni diferite.

[0050] Al treilea set de constrângeri este proiectat pentru a preveni oboseala în garnitura de prăjini de pompare. Garnitura de prăjini de pompare este în mod constant sub tensiune și are o tensiune mai mică, pentru a împiedica orice supunere la o forță de compresiune a garniturii de prăjini de pompare. Aceste modificări constante ale tensiunii reprezintă o solicitare ciclică a garniturii de prăjini de pompare. Efectul pe care această solicitare ciclică îl are asupra garniturii de prăjini de pompare este cunoscut sub numele a 2017 00371

15/12/2015 IZ de oboseală. Constrângerile de oboseală se bazează pe tensiunea maximă și minimă care este plasată pe garnitura de prăjini de pompare în timpul unui ciclu având în vedere rezistența la tracțiune a prăjinii de pompare. Aceste constrângeri sunt modificate suplimentar de un factor de serviciu. în exemplul de realizare ilustrativ, factorul de serviciu este în plus față de orice factor de siguranță utilizat și reflectă starea puțului.

[0051] Unitatea de comandă de pompare 212 stochează începerea sincronizării cursei pentru procesul 500, care include valori pentru T, T1, T2, T3, T4, Tup și Vmax. Unitatea de comandă de pompare 212 începe procesul 500 instruind unitatea de pompare cu prăjini 100 să efectueze 502 o cursă utilizând timpul cursei curente. Deși în exemplul de realizare ilustrativ este efectuată numai o singură cursă în Etapa 502, în alte exemple de realizare, pot fi efectuate mai multe curse. în timpul cursei, unitatea de comandă de pompare 212 primește date de la senzorii 230 (ilustrați în FIG.2) despre condițiile unității de pompare cu prăjini 100 în timpul diferitelor etape ale cursei. Unitatea de comandă de pompare 212 determină 504 dacă primul set de constrângeri a fost încălcat în timpul cursei. Cel puțin una dintre constrângerile din setul de constrângeri trebuie să fie încălcată pentru ca determinarea să fie adevărată. Dacă primul set de constrângeri a fost încălcat, unitatea de comandă de pompare 212 ajustează 506 timpul cursei pe baza încălcării primului set de constrângeri. Apoi, unitatea de comandă de pompare 212 determină 518 dacă timpul cursei curente este validă. De exemplu, este T1 + T2 + T3 + T4 > T. Dacă timpul cursei curente este validă, unitatea de comandă de pompare 212 revine la Etapa 502 și inițiază o cursă pe baza sincronizării cursei curente. Dacă timpul cursei curente nu este validă, unitatea de comandă de pompare 212 inversează 520 ultima reglare făcută la timpul cursei curente și mărește T, ceea ce scade astfel SPM. Unitatea de comandă de pompare 212 revine la Etapa 502 și inițiază o cursă pe baza sincronizării cursei curente.

[0052] Dacă primul set de constrângeri nu a fost încălcat în timpul cursei, unitatea de comandă de pompare 212 determină 508 dacă a fost încălcat al doilea set de constrângeri. Dacă a fost încălcat al doilea set de constrângeri, unitatea de comandă de pompare 212 ajustează timpul cursei curente pe baza încălcării celui de-al doilea set de constrângeri. Unitatea de comandă de pompare 212 determină 518 dacă timpul cursei curente este validă. Dacă timpul cursei curente este validă, unitatea de comandă a 2017 00371

15/12/2015 JLj de pompare 212 revine la Etapa 502 și inițiază o cursă în funcție de timpul cursei curente ajustate.

[0053] Dacă primul set și cel de-al doilea set de constrângeri nu au fost încălcate în timpul cursei, unitatea de comandă de pompare 212 determină 512 dacă a fost încălcat al treilea set de constrângeri. Dacă a fost încălcat cel de-al treilea set de constrângeri, unitatea de comandă de pompare 212 ajustează 514 timpul cursei curente pe baza încălcării celui de-al treilea set de constrângeri. Unitatea de comandă de pompare 212 determină 518 dacă timpul cursei curente este validă. Dacă timpul cursei curente este validă, unitatea de comandă de pompare 212 revine la Etapa 502 și inițiază o cursă pe baza sincronizării cursei curente ajustate.

[0054] Dacă nici unul dintre seturile de constrângeri nu a fost încălcat, unitatea de comandă de pompare 212 ajustează 516 timpul cursei curente prin scăderea T pentru a crește SPM. Unitatea de comandă de pompare 212 determină 518 dacă timpul cursei curente este validă. Dacă timpul cursei curente este validă, unitatea de comandă de pompare 212 revine la Etapa 502 și inițiază o cursă bazată pe timpul cursei curente ajustată. Procesul 500 este proiectat pentru a atinge o SPM sau o viteză de pompare optimă pentru unitatea de pompare cu prăjini 100 prin mai multe iterații. Deoarece procesul 500 este în timp real, timpul cursei curente se bazează pe condițiile actuale din puț.

[0055] Unitatea de comandă de pompare 212 stochează de asemenea o variabilă ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE și o variabilă ULTIMAMODIFICARE. ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE este actualizat cu ultima defecțiune de constrângere detectată de unitatea de comandă de pompare 212. Dacă unitatea de comandă de pompare 212 determină 504 că primul set de constrângeri a fost încălcat, atunci ULTIMULMODDEFECȚIUNE este actualizat pentru a reprezenta o încălcare a primului set de constrângeri. Cel mai ridicat set de constrângeri care a fost încălcat este listat în variabila ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE. De exemplu, dacă primul set de constrângeri și cel de-al treilea set de constrângeri au fost încălcate, atunci primul set de constrângeri este listat în variabila ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE. Variabila ULTIMA_ MODIFICARE este actualizată pentru a stoca ultima reglare făcută la timpul cursei curente. De exemplu, în Etapa 516, când nici unul dintre seturile de constrângeri nu este a 2017 00371

15/12/2015 încălcat, ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE este setat la NICIUNUL. Și ULTIMA_MODIFICARE este setat să reducă T.

[0056] FIG. 6 este o schemă bloc a unui prim proces de reglare 600 bazat pe reglarea 506 a sincronizării cursei curente după ce primul set de constrângeri este încălcat (prezentat în FIG. 5). Primul proces de reglare 600 este configurat pentru a ajusta timpul cursei curente ca răspuns la o încălcare a primului set de constrângeri. în exemplul de realizare ilustrativ, primul set de constrângeri se bazează pe specificațiile de încărcare și putere ale unității de pompare cu prăjini 100 (prezentată în FIG.1). Unitatea de comandă de pompare 212 determină 602 în timpul cărei faze a cursei a avut loc încălcarea pe baza datelor de la senzorii 230 (prezentați în FIG.2). Etapele se bazează pe profilul de viteză 400 (prezentat în FIG. 4).

[0057] Dacă încălcarea a avut loc în timpul accelerării cursei ascendente (T1) sau în timpul vitezei constante a cursei ascendente (timpul dintre T1 și T2), unitatea de comandă de pompare 212 determină dacă LILTIMAMODIFICARE a fost să se reducă T1. Dacă determinarea este adevărată, unitatea de comandă de pompare 212 mărește T, reducând astfel SPM. Dacă determinarea este falsă, unitatea de comandă de pompare 212 mărește T1.

[0058] Dacă încălcarea a avut loc în timpul decelerării cursei ascendente (T2), unitatea de comandă de pompare 212 determină dacă ULTIMA_MODIFICARE a fost să se reducă T2, unitatea de comandă de pompare 212 mărește T, reducând astfel SPM. Dacă determinarea este adevărată, unitatea de comandă de pompare 212 mărește T, reducând astfel SPM. Dacă determinarea este falsă, unitatea de comandă de pompare 212 mărește T2.

[0059] Dacă încălcarea a avut loc în timpul accelerării cursei descendente (T3) sau în timpul vitezei constante a cursei descendente (timpul dintre T3 și T4), unitatea de comandă de pompare 212 determină dacă ULTIMA_MODIFICARE a fost să se reducă T3. Dacă determinarea este adevărată, unitatea de comandă de pompare 212 mărește T, reducând astfel SPM. Dacă determinarea este falsă, unitatea de comandă de pompare 212 mărește T3.

[0060] Dacă încălcarea a avut loc în timpul decelerării cursei descendente (T4), unitatea de comandă de pompare 212 determină dacă ULTIMAMODIFICARE a fost a 2017 00371

15/12/2015 reducerea T4, unitatea de comandă de pompare 212 crește T, reducând astfel SPM.

Determinarea este adevărată, unitatea de comandă de pompare 212 crește T, reducând astfel SPM. Dacă determinarea este falsă, unitatea de comandă de pompare 212 crește

T4.

[0061] FIG. 7 este o schemă bloc a unui al doilea proces de reglare 700 bazat pe reglarea 510 sincronizării cursei curente după încălcarea celui de-al doilea set de constrângeri (prezentat în FIG.5). Al doilea proces de reglare 700 este configurat pentru a regla timpul cursei curente ca răspuns la o încălcare a celui de-al doilea set de constrângeri. în exemplul de realizare ilustrativ, cel de-al doilea set de constrângeri este proiectat pentru a împiedica flambarea garniturii de prăjini de pompare. în exemplul de realizare ilustrativ, ca răspuns la o încălcare a celui de-al doilea set de constrângeri, unitatea de comandă de pompare 212 reglează timpul cursei curente prin creșterea T2 și T3 (ambele prezentate în FIG.4).

[0062] FIG. 8 este o schemă bloc a unui al treilea proces de reglare 800 bazat pe reglarea sincronizării cursei curente după încălcarea celui de-al treilea set de constrângeri (prezentat în FIG 5). Al treilea proces de reglare 800 este configurat pentru a regla timpul cursei curente ca răspuns la o încălcare a celui de-al treilea set de constrângeri. în exemplul de realizare ilustrativ, cel de-al treilea set de constrângeri este proiectat pentru a preveni oboseala în garnitura de prăjini de pompare. Unitatea de comandă de pompare 212 determină 802 dacă ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE este OBOSEALĂ. Dacă determinarea este nu, atunci unitatea de comandă de pompare 212 stabilește 804 ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE la OBOSEALĂ și stabilește o variabilă ACȚIUNE_OBOSEALĂ la zero.

[0063] Unitatea de comandă de pompare 212 determină 806 valoarea ACȚIUNE_OBOSEALĂ și ajustează timpul cursei curente pe baza acelei valori. Mai jos este prezentat un tabel al valorilor pentru ACȚIUNEOBOSEALĂ și acțiunile pe care le efectuează unitatea de comandă de pompare 212.

Valoare ACȚIUNE OBOSEALĂ	Acțiune Realizată
0	reducere T1

-Ί:

a 2017 00371

15/12/2015

1	reducere T2
2	reducere T3
3	creștere T1
4	creștere T2
5	creștere T2
6	Crește T și setează ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE la NICIUNUL

[0064] Dacă unitatea de comandă de pompare 212 determină 802 că ULTIMUL_MOD_DEFECȚIUNE este OBOSEALĂ, unitatea de comandă de pompare 212 determină 808 dacă încălcarea curentă a celui de-al treilea set de constrângeri este mai mare decât cea mai recentă încălcare anterioară a celui de-al treilea set de constrângeri. Dacă determinarea este că încălcarea actuală nu este mai mare, unitatea de comandă de pompare 212 continuă cu Etapa 806. Dacă determinarea este că încălcarea actuală este mai mare, unitatea de comandă de pompare 212 inversează 810 ultima modificare făcută și mărește ACȚIUNE_OBOSEALĂ cu 1. Apoi, unitatea de comandă de pompare continuă cu Etapa 806.

[0065] Sistemul și metodele descrise mai sus oferă o metodă rentabilă pentru controlul unei unități de pompare cu prăjini pentru a spori debitul unui fluid indus de unitatea de pompare cu prăjini pe baza condițiilor de puț curente. Mai mult decât atât, mișcarea unității de pompare cu prăjini este actualizată în mod repetat pentru a se asigura că mișcarea garniturii de prăjini de pompare nu va deteriora garnitura de prăjini de pompare, unitatea de pompare cu prăjini sau puțul în sine. De asemenea, sistemul și metodele descrise aici nu se limitează la niciun set predefinit de condiții de puț. De exemplu, sistemul și metodele descrise aici pot fi utilizate cu condiții de puț variabile și se pot adapta în timp pe măsură ce condițiile de puț se modifică. Ca atare, cantitatea de debit de fluid indusă de unitatea de pompare cu prăjini este în mod constant actualizată pentru a fi îmbunătățită pe baza condițiilor de puț curente și a capacităților unității de a 2017 00371

15/12/2015 tQ<

pompare cu prăjini. Ca atare, producția și eficiența unităților de pompare cu prăjini sunt crescute.

[0066] Un efect tehnic exemplificativ al metodelor, sistemelor și aparatului descrise aici include cel puțin unul dintre: (a) determinarea eventualelor constrângeri care au fost încălcate în timpul unei curse, unde constrângerile sunt ordonate pe baza unei ierarhii predeterminate pentru a identifica potențiala solicitare asupra garniturii de prăjini de pompare sau asupra unității de pompare cu prăjini; (b) reglarea sincronizării cursei pe baza constrângerii clasificate cea mai sus încălcate pentru a reduce eventualele solicitări pe garnitura de prăjini de pompare și unitatea de pompare cu prăjini; și (c) inițierea unei noi curse pe baza sincronizării de cursă ajustată pentru un debit crescut de fluid, reducând în același timp solicitarea asupra garniturii de prăjini de pompare sau asupra unității de pompare cu prăjini.

[0067] Exemple de realizare ilustrative a sistemelor și metodelor pentru controlul cursei unei unități de pompare cu prăjini pentru a controla debitul unui fluid sunt descrise mai sus în detaliu. Sistemele și metodele descrise aici nu se limitează la exemplele de realizare specifice descrise aici, ci mai degrabă, componentele sistemelor sau etapele metodelor pot fi utilizate independent și separat de alte componente sau etape descrise aici. De exemplu, metodele pot fi de asemenea utilizate în combinație cu alte unități de pompare liniare și nu sunt limitate la implementarea numai cu unități de pompare liniare, așa cum este descris aici. în schimb, exemplele de realizare ilustrative pot fi implementate și utilizate îri legătură cu multe alte aplicații de control al pompării.

[0068] Deși caracteristicile diferitelor exemple de realizare pot să fi fost arătate în unele desene, iar în altele nu, aceasta este doar pentru comoditate. în conformitate cu principiile sistemelor și metodelor descrise aici, orice caracteristică a desenului poate fi citată sau revendicată în combinație cu orice caracteristică a oricărui alt desen.

[0069] Unele exemple de realizare implică utilizarea unuia sau mai multor dispozitive electronice sau de calcul. Astfel de dispozitive includ în mod obișnuit un procesor sau un controler, cum ar fi o unitate de procesare centrală de uz general (CPU), o unitate de procesare grafică (GPU), un microcontroler, un procesor de calculator cu set de instrucțiuni redus (RISC), un circuit integrat specific aplicației (ASIC), un circuit logic programabil (PLC) sau orice alt circuit sau procesor capabil să a 2017 00371

15/12/2015 execute funcțiile descrise aici. Metodele descrise aici pot fi codificate ca instrucțiuni executabile încorporate într-un mediu citibil de calculator, incluzând, fără limitare, un dispozitiv de stocare sau un dispozitiv de memorie. Aceste instrucțiuni, atunci când sunt executate de un procesor, determină procesorul să efectueze cel puțin o parte din metodele descrise aici. Exemplele de mai sus sunt doar exemplificative și, prin urmare, nu intenționează să limiteze în nici un fel definiția sau semnificația termenului de procesor.

[0070] Această descriere scrisă utilizează exemple pentru a dezvălui variantele de realizare, incluzând cel mai bun mod și, de asemenea, pentru a permite oricărei persoane de specialitate în domeniu să practice exemplele de realizare, incluzând fabricarea și utilizarea oricăror dispozitive sau sisteme și realizarea oricăror metode încorporate. Scopul brevetabil al dezvăluirii este definit de revendicări, și poate include alte exemple care apar specialiștilor în domeniu. Aceste alte exemple sunt destinate să se încadreze în scopul revendicărilor, dacă ele au elemente structurale care nu diferă de limbajul literal al revendicărilor sau dacă includ elemente structurale echivalente cu diferențe nesemnificative față de limbajul limbaj al revendicărilor.

Claims

1.Sistem pentru îmbunătățirea debitului unui fluid indus de o unitate de pompare cu prăjini, sistemul menționat cuprinzând:

- unul sau mai mulți senzori configurați pentru a monitoriza una sau mai multe condiții ale unității de pompare cu prăjini și a generară semnale reprezentând datele senzorului bazate pe una sau mai multe condiții; și

- o unitate de comandă de pompare cuprinzând un procesor și o memorie, respectiva unitate de comandă de pompare fiind în comunicație cu acel unu sau mai mulți senzori, unitatea de comandă de pompare fiind configurată pentru a controla mișcarea cursei unității de pompare cu prăjini, controlând astfel debitul de fluid indus de unitatea de pompare cu prăjini, unitatea de comandă de pompare fiind configurată să:

(a) inițieze cel puțin o cursă a unității de pompare cu prăjini, în care acea cel puțin o cursă se bazează pe datele de timp al cursei curente, în care datele de timp al cursei curente includ o valoare pentru curse pe minut (SPM);

(b) recepționeze semnale care reprezintă date de senzori de la unul sau mai mulți senzori;

(c) după o determinare, pe baza datelor senzorilor, a unei încălcări a unui prim set de constrângeri, să realizeze o primă reglare la timpul cursei curente și revenirea la etapa (a);

(d) după o determinare, pe baza datelor senzorilor, a unei încălcări a unui al doilea set de constrângeri, să realizeze o a doua reglare la timpul cursei curente și revenirea la etapa (a); și (e) după determinarea, pe baza datelor senzorilor, a nici unei încălcări a cel puțin unui set de constrângeri, să realizeze o a treia reglare la timpul cursei curente, și revenirea la etapa (a).

2. Sistem conform revendicării 1, în care respectiva unitate de comandă de pompare este configurată suplimentar, după o determinare, pe baza datelor senzorilor, a 2017 00371

15/12/2015 a unei încălcări a unui al treilea set de constrângeri, să realizeze o a patra reglare la timpul cursei curente, și să revină la etapa (a).

3. Sistem conform revendicării 1, în care a treia reglare mărește valoarea pentru SPM pentru a crește debitul de fluid indus.

4. Sistem conform revendicării 1, în care respectiva unitate de comandă de pompare este configurată suplimentar ca, după determinarea faptului că timpul cursei curente depășește timpul total disponibil pentru o cursă, să efectueze cel puțin una dintre reducerea valorii pentru SPM și inversarea uneia sau mai multora dintre reglajele realizate anterior.

5. Sistem conform revendicării 1, în care primul set de constrângeri se bazează pe una sau mai multe specificații de încărcare și putere ale unității de pompare cu prăjini.

6. Sistem conform revendicării 1, în care al doilea set de constrângeri se bazează pe unul sau mai multe criterii de flambaj.

7. Sistem conform revendicării 2, în care al treilea set de constrângeri se bazează pe unul sau mai multe criterii de oboseală.

8. Sistem conform revendicării 1, în care timpul cursei curente include suplimentar cel puțin un timp de accelerare a cursei ascendente, un timp de decelerare a cursei ascendente, un timp de accelerare a cursei descendente, un timp de decelerare a cursei descendente, un timp al cursei ascendente și un parametru de viteză superioară.

9. Sistem conform revendicării 1, în care numita cel puțin o cursă cuprinde o multitudine de trepte care includ o treaptă de accelerare a cursei ascendente, o treaptă a 2017 00371

15/12/2015 de decelerare a cursei ascendente, o treaptă de accelerare a cursei descendente, o etapă de decelerare a cursei descendente și o treaptă de viteză constantă.

10. Sistem conform revendicării 9, în care respectiva unitate de comandă de pompare este configurată suplimentar să:

- determine o treaptă din multitudinea de trepte a acelei cel puțin o cursă în care a fost încălcată prima constrângere;

- determine ultima reglare făcută la timpul cursei curente; și

- realizeze prima reglare pe baza treptei determinate și a ultimei reglări făcute.

11. Sistem conform revendicării 2, în care respectiva unitate de comandă de pompare este configurată suplimentar să stocheze cel puțin una dintre ultima acțiune realizată și un ultim mod de defecțiune pe baza căruia setul de constrângeri a fost încălcat.

12. Sistem conform revendicării 11, în care, după o determinare, pe baza datelor senzorilor, a unei încălcări a celui de-al treilea set de constrângeri, unitatea de comandă de pompare este configurată suplimentar să realizeze o a patra reglare bazată pe o valoare a încălcării celui de-al treilea set de constrângeri, ultima acțiune efectuată și ultimul mod de defecțiune.

13. Sistem conform revendicării 1, în care respectiva unitate de comandă de pompare este configurată suplimentar să:

- simuleze o reglare făcută recent la timpul cursei curente prin trecerea prin etapele (c) și (d): și

- după o determinare de nici o încălcare a cel puțin unui set de constrângeri, să revină la etapa (a).

14. Metodă bazată pe calculator pentru creșterea unui debit al unui fluid indus de o unitate de pompare cu prăjini, metoda menționată fiind implementată utilizând o a 2017 00371

15/12/2015 unitate de comandă de pompare în comunicație cu o memorie, metoda menționată cuprinzând:

(a) inițierea a cel puțin unei curse a unității de pompare cu prăjini, în care acea cel puțin o cursă se bazează pe date de timp al cursei curente, în care datele de timp al cursei curente includ o valoare pentru curse pe minut (SPM);

(b) recepționarea semnalelor reprezentând datele de senzori de la unul sau mai mulți senzori, în care unul sau mai mulți senzori sunt configurați pentru a monitoriza una sau mai multe condiții ale unității de pompare cu prăjini și a genera semnale reprezentând date de senzori bazate pe una sau mai multe condiții;

(c) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui prim set de constrângeri, efectuarea unei prime reglări a sincronizării cursei curente și revenirea la etapa (a);

(d) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui al doilea set de constrângeri, efectuarea unei a doua reglări a sincronizării cursei curente și revenirea la etapa (a); și (e) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a nici unei încălcări a cel puțin unui set de constrângeri, efectuarea unei a treia reglări a sincronizării cursei curente și revenirea la etapa (a).

15. Metodă conform revendicării 14, cuprinzând suplimentar, după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui al treilea set de constrângeri, efectuarea unei a patra reglări a sincronizării cursei curente și revenirea la etapa (a).

16. Metodă conform revendicării 14, cuprinzând suplimentar, după determinarea faptului că timpul cursei curente depășește timpul total disponibil pentru o cursă, efectuarea cel puțin a unei dintre reducerea valorii pentru SPM și inversarea uneia sau mai multor ajustări făcute anterior.

17. Metodă conform revendicării 14, în care primul set de constrângeri se bazează pe una sau mai multe specificații de sarcină și putere ale unității de pompare cu prăjini.

a 2017 00371

15/12/2015

18. Metodă conform revendicării 14, în care al doilea set de constrângeri se bazează pe unul sau mai multe criterii de flambaj.

19. Metodă conform revendicării 15, în care al treilea set de constrângeri se bazează pe unul sau mai multe criterii de oboseală.

20. Metodă conform revendicării 14, în care timpul cursei curente include suplimentar cel puțin un timp de accelerare a cursei ascendente, un timp de decelerare a cursei ascendente, un timp de accelerare a cursei descendente, un timp de decelerare a cursei descendente, un timp al cursei ascendente și un parametru de viteză superioară.

21. Metodă conform revendicării 14, în care numita cel puțin o cursă cuprinde o multitudine de trepte care includ o treaptă de accelerare a cursei ascendente, o treaptă de decelerare a cursei ascendente, o treaptă de accelerare a cursei descendente, o etapă de decelerare a cursei descendente și o treaptă de viteză constantă.

22. Dispozitiv de stocare care poate fi citit de calculator, având instrucțiuni executabile de un procesor implementate pe acesta, pentru îmbunătățirea unui debit al unui fluid indus de o unitate de pompare cu prăjini, în care, atunci când sunt executate de o unitate de comandă de pompare cuplată comunicativ la o memorie, instrucțiunile executabile de procesor determină unitatea de comandă de pompare să:

(a) inițieze cel puțin o cursă a unității de pompare cu prăjini, în care acea cel puțin o cursă se bazează pe date de timp al cursei curente, în care datele de timp al cursei curente includ o valoare pentru curse pe minut (SPM);

(b) recepționeze semnale reprezentând datele de senzori de la unul sau mai mulți senzori, în care unul sau mai mulți senzori sunt configurați pentru a monitoriza una sau mai multe condiții ale unității de pompare cu prăjini și a genera semnale reprezentând date de senzori bazate pe acele una sau mai multe condiții;

a 2017 00371

15/12/2015 (c) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui prim set de constrângeri, efectuarea unei prime reglări la timpul cursei curente și revenirea la etapa (a);

(d) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui al doilea set de constrângeri, efectuarea unei a doua reglări la timpul cursei curente și revenirea la etapa (a); și (e) după determinarea, pe baza datelor de senzori, a nici unei încălcări a cel puțin unui set de constrângeri, efectuarea unei a treia reglări la timpul cursei curente și revenirea la etapa (a).

23. Dispozitiv de stocare citibil de calculator conform revendicării 22, în care instrucțiunile executate de către procesor determină unitatea de comandă de pompare, după determinarea, pe baza datelor de senzori, a unei încălcări a unui al treilea set de constrângeri, să efectueze o a patra reglare la timpul cursei curente, și revenirea la etapa (a).

24. Dispozitiv de stocare citibil de calculator conform revendicării 22, în care instrucțiunile executate de către procesor determină unitatea de comandă de pompare, după determinarea faptului că timpul cursei curente depășește timpul total disponibil pentru o cursă, să efectueze cel puțin una dintre o reducere a valorii pentru SPM și inversarea uneia sau mai multor ajustări efectuate anterior.

25. Dispozitiv de stocare citibil de calculator conform revendicării 22, în care primul set de constrângeri se bazează pe una sau mai multe specificații de încărcare și putere ale unității de pompare cu prăjini.

26. Dispozitiv de stocare citibil de calculator conform revendicării 22, în care al doilea set de constrângeri se bazează pe unul sau mai multe criterii de flambaj.

27. Dispozitiv de stocare citibil de calculator conform revendicării 23, în care al treilea set de constrângeri se bazează pe unul sau mai multe criterii de oboseală.

a 2017 00371

15/12/2015 Z)

28. Dispozitiv de stocare citibil de calculator conform revendicării 22, în care timpul cursei curente include suplimentar cel puțin un timp de accelerare a cursei ascendente, un timp de decelerare a cursei ascendente, un timp de accelerare a cursei descendente, un timp de decelerare a cursei descendente, un timp al cursei ascendente și un parametru de viteză superioară.

29. Dispozitiv de stocare citibil de calculator conform revendicării 22, în care acea cel puțin o cursă include o multitudine de trepte, care include o treaptă de accelerare a cursei ascendente, o treaptă de decelerare a cursei ascendente, o treaptă de accelerare a cursei descendente, o etapă de decelerare a cursei descendente și o treaptă de viteză constantă.