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 元的操作參數(shù)的設(shè)備和裝置及操作參數(shù)生成器。
【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] -示例性確定用于井的累送單元的操作參數(shù)的設(shè)備包括：負(fù)載確定裝置，W確定 累送單元的光桿上的第一負(fù)載;扭矩估計(jì)裝置，估計(jì)所述累送單元的馬達(dá)的第一扭矩;扭矩 因子確定裝置，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所述光桿的 位置相對(duì)于所述累送單元的曲柄臂角度的變化率;基于所述第一負(fù)載、所述第一扭矩和所 述第一扭矩因子，確定所述累送單元的平衡塊的相位角或所述平衡塊的力矩。
[0004] 根據(jù)另一方面，該設(shè)備還包括相位角確定裝置，W確定所述累送單元的所述平衡 塊的所述相位角或所述平衡塊的所述力矩中的另一個(gè)。
[0005] 根據(jù)另一方面，使用參考表確定所述扭矩因子。
[0006] 根據(jù)另一方面，該設(shè)備還包括: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)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； 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] 根據(jù)另一方面，該設(shè)備還包括零角度確定裝置，W確定所述曲柄臂的基本上零角 度位置并確定在所述第一位置值時(shí)的各個(gè)曲柄臂角度。
[000引根據(jù)另一方面，所述第一扭矩因子與所述曲柄臂的第一預(yù)定角度相關(guān)聯(lián)。
[0009] 根據(jù)另一方面，該設(shè)備還包括第二扭矩確定裝置，W確定與所述曲柄臂的第二預(yù) 定角度相關(guān)聯(lián)的第二扭矩因子，所述相位角度進(jìn)一步基于所述第二扭矩因子確定。
[0010] -示例性累送單元操作參數(shù)生成器包括:控制器，W通過確定使用第一傳感器的 馬達(dá)的脈沖計(jì)數(shù)值和使用第二傳感器的光桿的位置之間的相關(guān)性來確定累送單元的第一 扭矩因子，所述扭矩因子包括所述累送單元的光桿的位置相對(duì)于所述累送單元的曲柄臂角 度的變化率。
[0011] 根據(jù)另一方面，所述控制器還基于所述馬達(dá)的脈沖計(jì)數(shù)值和所述光桿的所述位置 之間的相關(guān)性確定所述累送單元的所述光桿上的第一負(fù)載。
[0012] 根據(jù)另一方面，所述控制器還估計(jì)所述累送單元的馬達(dá)的第一扭矩。
[0013] 根據(jù)另一方面，所述控制器還基于所述第一負(fù)載、所述第一扭矩和所述第一扭矩 因子，確定所述累送單元的平衡塊的相位角或基于所述相位角的所述平衡塊的力矩。
[0014] 根據(jù)另一方面，所述控制器還確定所述累送單元的所述平衡塊的所述相位角或所 述平衡塊的所述力矩中的另一個(gè)。
[0015] 根據(jù)另一方面，所述第一扭矩因子基于所述曲柄臂的第一角度。
[0016] 根據(jù)另一方面，使用參考表確定所述扭矩因子。
[0017] 根據(jù)另一方面，生成所述參考表包括:所述控制器使用所述馬達(dá)移動(dòng)所述光桿通 過所述累送單元的第一循環(huán);所述控制器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；所述控制器使用第 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;所述控制器將 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及所述控制器使用在所述第一時(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。
[0018] -示例性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累送單元的光桿上的第一負(fù)載，估計(jì)所述累送單元的馬達(dá)的 第一扭矩，W及確定所述累送單元的第一扭矩因子，所述控制器用于基于所述第一負(fù)載、所 述第一扭矩和所述第一扭矩因子確定所述累送單元的平衡塊的相位角或所述平衡塊的力 矩。
[0019] 根據(jù)另一方面，所述控制器還用于進(jìn)一步確定所述平衡塊的所述相位角或所述平 衡塊的所述力矩中的另一個(gè)。
[0020] 根據(jù)另一方面，使用參考表確定所述扭矩因子。
[0021] 根據(jù)另一方面，所述控制器用于基于使用第一傳感器的所述馬達(dá)的脈沖計(jì)數(shù)值和 所述光桿的位置之間的相關(guān)性生成所述參考表。
[0022] 根據(jù)另一方面，所述第一扭矩因子與所述曲柄臂的第一預(yù)定角度相關(guān)聯(lián)。
[0023] 基于被監(jiān)控的負(fù)載和/或力，桿式累控制器可使得累送單元被操作W使得變速箱 峰值負(fù)載被保持在預(yù)定值(例如設(shè)計(jì)極限)之下W延長(zhǎng)變速箱的操作壽命。
【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4-7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8是用于實(shí)施圖4-7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] 由于井的累送單元循環(huán)運(yùn)動(dòng)，力和/或扭矩被施加到不同的累送單元部件上。在一 些示例中，如果運(yùn)些力和/或扭矩的至少一些被監(jiān)控和/或維持在特定值W下，該累送單元 和/或其部件的操作壽命可延長(zhǎng)。此處公開的示例設(shè)及基本上實(shí)時(shí)監(jiān)控施加到累送單元變 速箱上的負(fù)載和/或力的示例性桿式累控制器和相關(guān)方法。例如，基于所述被監(jiān)控的負(fù)載 和/或力，桿式累控制器可使得累送單元被操作W使得變速箱峰值負(fù)載被保持在預(yù)定值(例 如設(shè)計(jì)極限）之下W延長(zhǎng)變速箱的操作壽命。附加地和可替代地，此處公開的示例可用于確 定用于累送單元的扭矩因子、平衡塊相位角和/或平衡塊力矩。
[0031] 在一些示例中，變速箱經(jīng)歷的大部分負(fù)載與平衡塊扭矩和來自光桿負(fù)載的扭矩相 關(guān)聯(lián)。當(dāng)曲柄臂處于垂直時(shí)該平衡塊扭矩可處于其最小值(例如近似零），當(dāng)曲柄臂水平時(shí)， 該平衡塊扭矩可處于其最大值。在一些示例中，光桿扭矩可基于光桿負(fù)載和扭矩因子確定， 該扭矩因子將光桿負(fù)載和光桿扭矩相關(guān)聯(lián)。
[0032] 累送單元的扭矩因子可按不同方式確定。例如，扭矩因子可基于累送單元的幾何 結(jié)構(gòu)和已知方程式和/或示例性校準(zhǔn)過程確定。如果扭矩因子通過使用示例性校準(zhǔn)過程和 后續(xù)處理確定，扭矩因子可通過使用有限差分逼近法和校準(zhǔn)過程中確定的值和/或后續(xù)確 定的值確定。不管扭矩因子如何確定，扭矩因子可用于確定變速箱經(jīng)歷的凈扭矩、平衡塊相 位角和/或最大平衡塊轉(zhuǎn)矩。在操作中，可操作累送單元W便基本上保證變速箱經(jīng)歷的凈扭 矩和/或平衡塊轉(zhuǎn)矩保持在它們的最大值和/或預(yù)定值W下W實(shí)質(zhì)增加累送單元部件的操 作壽命。附加地和可替代地，可調(diào)節(jié)相位角和/或累送單元部件W減少變速箱經(jīng)歷的最大凈 扭矩。
[0033] 圖1示出了能用于從油井102生產(chǎn)油的示例性曲柄臂平衡累送單元和/或累送單元 100。該累送單元100包括基座104、游梁支柱106和活動(dòng)梁108。該活動(dòng)梁108可用于通過纜繩 112使光桿110相對(duì)于油井102往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0034] 累送單元100包括馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)114,該馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶和滑輪系統(tǒng)116使 變速箱118轉(zhuǎn)動(dòng)并且從而使曲柄臂120和配重和/或平衡塊121轉(zhuǎn)動(dòng)。連接桿122禪接在曲柄 臂120和活動(dòng)梁108之間，使得曲柄臂120的轉(zhuǎn)動(dòng)使連接桿122和活動(dòng)梁108