CN104914741A - 用于校准用于井的控制器的方法和装置 - Google Patents

用于校准用于井的控制器的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104914741A
CN104914741A CN201510101283.3A CN201510101283A CN104914741A CN 104914741 A CN104914741 A CN 104914741A CN 201510101283 A CN201510101283 A CN 201510101283A CN 104914741 A CN104914741 A CN 104914741A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polished rod
sensor
oil pumper
time
processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510101283.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104914741B (zh
Inventor
T·M·米尔斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bristol Inc
Original Assignee
Bristol Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bristol Inc filed Critical Bristol Inc
Publication of CN104914741A publication Critical patent/CN104914741A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104914741B publication Critical patent/CN104914741B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/008—Monitoring of down-hole pump systems, e.g. for the detection of "pumped-off" conditions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • E21B43/121—Lifting well fluids
    • E21B43/126—Adaptations of down-hole pump systems powered by drives outside the borehole, e.g. by a rotary or oscillating drive
    • E21B43/127—Adaptations of walking-beam pump systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/008—Monitoring of down-hole pump systems, e.g. for the detection of "pumped-off" conditions
    • E21B47/009—Monitoring of walking-beam pump systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

本发明提出了用于校准用于井的控制器的方法和装置。一个示例方法包括在使用电机的抽油机的第一周期中移动抽油机的光杆，并在该第一周期中以第一次数使用第一传感器以确定该电机的第一脉冲计数值。该第一次数是基本等距的。该方法还包括在该第一周期中以第一次数使用第二传感器以确定该光杆的第一位置值，并将该第一脉冲计数值和各自的该第一位置值相关联，用以校准该抽油机的处理器。

Description

用于校准用于井的控制器的方法和装置
技术领域
本发明涉及控制器，更具体地，涉及用于校准用于井的控制器的方法和装置。
背景技术
抽油机被用于操作井下泵从油井中抽油。在一些情况下，采集数据用以生成示功图(dynamometer card)，帮助确定该抽油机及其相关组件的性能。为了保证该生成的示功图的准确性，该被采集数据也必须准确。
发明内容
根据本发明的第一方面公开了一种方法，包括：在抽油机的第一周期内使用电机移动所述抽油机的光杆；使用第一传感器以第一次数确定在所述第一周期内的所述电机的第一脉冲计数值，所述第一次数实质上等距；使用第二传感器以第一次数确定所述光杆在所述第一周期内的第一位置值；并且将所述第一脉冲计数值与所述第一位置值分别相关联，以校准所述抽油机的处理器。
特别的，还包括使用以所述第一次数获得的所述第一脉冲计数值和所述第一位置值生成一个参照表，以显示所述第一脉冲计数值和所示第一位置值之间的相关性。
特别的，还包括移除所述第二传感器并连续操作所述抽油机。
特别的，还包括使用所述参考表结合来自所述第一传感器的数据，在所述抽油机连续运行时，确定所述光杆随时间的第二位置值。
特别的，其中所述数据包括使用所述第一传感器以第二次数确定所述电机在第二周期内的第二脉冲计数值。
特别的，还包括基于已确定的所述光杆随时间的第二位置值，确定所述光杆随时间的速度。
特别的，还包括基于已确定的所述光杆随时间的第二位置值，确定所述光杆随时间的加速度。
特别的，还包括基于已确定的所述光杆随时间的第二位置值，生成示功图。
特别的，所述示功图包括表面示功图。
特别的，所述示功图包括泵示功图。
特别的，确定所述第一脉冲计数值包括使用所述第一传感器检测所述电机上的目标。
特别的，第三传感器监视所述第一周期的完成。
根据本发明的第二方面公开了一种方法，包括：通过确定使用第一传感器的电机的脉冲计数值和使用第二传感器的光杆的位置之间的相关性，校准抽油机的处理器，以生成校准数据；从所述抽油机移除所述第二传感器；使用所述电机移动所述抽油机的所述光杆；监视曲臂的位置，以确定所述曲臂的周期何时完成；使用第一传感器在所述周期中监视所述电机的第二脉冲；基于对所述第二脉冲计数的监视，确定所述光杆随时间的位置，并和所述校准数据比较。
特别的，还包括基于已确定的所述光杆随时间的位置，确定所述光杆随时间的加速度。
特别的，还包括基于已确定的所述光杆随时间的位置，确定所述光杆随时间的速度。
特别的，还包括基于已确定的所述光杆随时间的位置，生成示功图。
特别的，所述示功图包括表面示功图。
特别的，所述示功图包括泵示功图。
特别的，确定所述脉冲计数值包括使用所述第一传感器检测所述电机上的目标。
根据本发明的第三方面公开了一个装置，包括：壳；和位于所述壳中的处理器，所述处理器以第一次数在抽油机的第一周期内接收所述抽油机的电机的第一脉冲计数值，所述第一次数实质上等距，所述处理器在所述第一周期内接收所述抽油机的光杆的第一位置值，所述处理器将所述第一脉冲计数和所述第一位置相关联，以校准所述抽油机。
特别的，所述装置包括有杆泵控制器。
附图说明
图1是一个已知抽油机。
图2是根据本发明原理的一个抽油机，其包括用于校准该抽油机的一个示例装置。
图3是根据本发明原理的一个在一个示例校准过程中生成的示例参考表。
图4是根据本发明原理生成的一个示例表面示功图。
图5是根据本发明原理生成的一个示例泵示功图。
图6和7是表示示例方法的流程图，其可以用于实现图2的该示例装置。
图8是一个处理器平台，用于实现图6和7中的该方法和/或图2的该装置。
这些图片并非按比例的。只要可能，相同的参考数字将在该图片和相应的文字说明中被使用，用以表示相同或相似的部分。
具体实施方式
本发明涉及示例性的有杆泵控制器和精确识别抽油机的光杆在对应的泵冲程中的位置的相关方法。经过本发明示例获得的该数据可用于确定该光杆的速度，该光杆的加速度和/或用于生成有杆泵示功图，表面示功图，泵示功图等。
为了能在正常和/或连续操作中精确确定一个光杆的位置，在本发明的一些示例中，在初始化该抽油机的正常和/或连续操作前，先执行一个示例校准过程。在一些示例中，该校准过程包括监视该光杆的位置，曲臂的位置和用于移动该光杆的电机的轴的角位置。基于这个监视，建立该位置之间的关系和/或相关性。一旦该抽油机被校准，可以经过监视该电机的旋转和/或轴和曲臂，结合该校准数据，确定该光杆经过其冲程和/或周期时的相对精确位置。
和一些已知示例相比，本发明该示例改进了确定该光杆位置的精确性，同时降低了配置所需的时间和努力。特别是，一些已知光杆控制器包括时间消耗配置，技术人员不得不精确的确定每个泵都可能不同的泵冲程偏移值。该泵冲程偏移值可以在一个位置重置信号和一个该光杆已到达到冲程顶部或底部的指示之间被定义。该位置重置信号可以指示该曲臂已达到一个特定位置。
该光杆在其冲程中的位置结合其他参数(例如光杆负载，光杆张力)可用于生成对应示功图。因此，该泵冲程偏移值不准确可导致该生成的示功图的错误或不准确。和已知示例需要技术人员确定每个抽油机组件的该泵冲程偏移值和该尺寸相比，本发明中的示例自动确定泵冲程偏移值并将这些值植入至准确确定光杆位置的过程，而无需技术人员的介入。
图1是已知曲臂平衡式抽油机和/或抽油机100，其可用于从油井102中生产石油。抽油机100包括基座104，游梁支柱(Sampson post)106和步进梁(walking beam)108。通过缰绳112，步进梁108可用于相对于油井102使光杆110往复运动。
抽油机100包括电机或发动机114，其驱动皮带和滑轮系统116以旋转齿轮箱118并且，相应地，旋转曲臂120和配重121。连杆122耦合于曲臂120和步进梁108之间，使得曲臂120的旋转移动连杆122和步进梁108。当步进梁108绕枢轴点和/或鞍承124旋转时，步进梁108移动马头126和光杆110。
为了检测曲臂120完成一周期和/或经过特定角位置的时间，第一传感器128被相邻耦合至曲臂120。为了检测和/或监视电机114的旋转数，第二传感器130被相邻耦合至电机114。在图1的示例中，电机114和曲臂120之间的耦合(例如皮带和滑轮系统116，齿轮箱118等)被假定为刚性的。因此，对于曲臂120的单次旋转，假定将会检测出电机114的预定旋转数。
从第一传感器128和/或第二传感器130获得的数据可被用于确定抽油机100的每个冲程中的曲臂120随时间的位置。此外或可选地，基于抽油机100的测量，在抽油机的冲程期间，可以执行抽油机特定四连杆机构(four-bar-linkage)计算，其把曲臂120的位置和光杆110的位置相关联。抽油机100的该测量是限定于抽油机100的。因此，抽油机100的手工测量组件的漫长过程可由四连杆机构计算承担。然而，手工测量抽油机100的该组件是昂贵而易于出错的任务。
操作中，根据抽油机100的特性，光杆110在曲臂120的不同角度到达其极限位置(例如顶部，底部)。为了在四连杆方程式中更准确定义曲臂120和光杆110的关系，在曲臂120的特定角位置和光杆110的对应位置之间确定一个偏移值。该偏移值在第一传感器128感应到曲臂120和光杆110的对应位置时，基于曲臂120的角位置确定。然而，因为这个偏移由人工确定且光杆控制器129的采样率约为20次/秒，所以难以准确定义该偏移，易于出错。
该四连杆机构计算用于在抽油机100的冲程期间，将曲臂120的位置和光杆110的位置相关联，假定在电机114和曲臂120之间的该耦合(例如皮带和滑轮系统116，齿轮箱118等)是刚性的，且在抽油机100的冲程期间，连杆122、步进梁108和缰绳112是刚性的。然而，情况并非如此。反而，基于给予的负载，连杆122、步进梁108和缰绳112长度、形状等都不同。此外，皮带和滑轮系统116的弹性，光杆110的循环加载和配重121、126的影响循环地加载齿轮箱118，这造成电机114的旋转，曲臂120的位置之间的关系的偏差，相应地，造成光杆110的确定位置的偏差。虽然调节配重121和/或126可减少循环加载，但电机114的旋转和曲臂120的位置之间的关系的偏差无法被消除。因此，因为该四连杆机构计算没有考虑到抽油机100的组件的非刚性性质，在对应的光杆110的位置的确定中存在一些不准确。
根据本发明原理，图2描绘了图1中的抽油机100，包括一个第三传感器(例如字符串电位计、使用雷达，激光的线性位移传感器等)200，其结合第一和第二传感器(例如接近传感器)128，130使用，以校准有杆泵控制器129。和图1中依靠测量抽油机100和确定曲臂120/光杆110的偏移的示例相比，图2的抽油机100是通过直接测量在曲臂120的一个周期中的光杆110的位置和电机114的旋转来被校准的。
在一些示例中，为了校准图2中有杆泵控制器129，第一传感器128检测曲臂120的周期的完成，第二传感器130检测耦合至电机114和/或电机114旋转的轴的一个或多个目标202，且第三传感器200直接测量在其冲程期间的光杆110的位置。装置205的输入/输出设备204接收第一，第二和第三传感器128，130和200获得的数据，存储在处理器208可访问的存储器206中。例如，在校准过程中，处理器208迭代地接收到和/或基本同时地接收到(例如在5秒至60秒之间每隔5秒)一个来自第一传感器128的曲脉冲计数和/或脉冲，一个随时间的电机脉冲计数和/或一个来自第二传感器130的脉冲和一个来自第三传感器的随时间的光杆110位置。在一些示例中，处理器208和/或第一，第二和/或第三传感器128，130和/或200使用计时器210确定一个采样周期和/或确定何时从第一，第二和第三传感器128，130和200请求，发送和/或接收数据(例如被测的参数值)。
在一些示例中，处理器208生成参照和/或校准表300(图3)，其基于随时间的光杆110位置和在两个连续的曲脉冲计数(crank pulsecount)之间的随时间的电机脉冲计数，示出了在抽油机的一个完整周期中的这些被测参数值之间的关系(例如时间，电机脉冲计数，和光杆位置)。在一些示例中，时间可以按秒测量，且光杆110的位置可以按英寸测量。
一旦完成校准过程并生成对应的参考表300，可从抽油机100和/或光杆110中移除第三传感器200并且可开始抽油机100的正常操作和/或连续操作。在一些示例中，在正常操作中，基于从第一传感器128获得的曲脉冲计数和从第二传感器130获得的电机脉冲计数，处理器208可使用参考表300确定和/或把曲臂120周期内的特定脉冲计数联系至光杆110的位置。在一些示例中，方程式1可用于确定和/或插入光杆110的位置，如果，例如，电机114的一个特定脉冲计数不在该参考表中。参照方程式1，i对应于该所标识点在该校准表中的索引，其中该表脉冲数大于或等于该电机的脉冲计数，Position涉及光杆110的该位置，pos涉及参考表中的位置条目，Δpulses涉及从第一传感器128收到一个曲脉冲指示以来的第二传感器130测量的电机114的该脉冲数，以及pulses涉及在该校准表中的电机114的脉冲计数条目。
方程式1：
Position = pos ( i - 1 ) + [ pos ( i ) - pos ( i - 1 ) ] [ ΔPulses - pulses ( i - 1 ) ] [ pulses ( i ) - pulses ( i - 1 ) ]
当光杆110的位置被确定，该被确定的位置数据(例如位置随时间数据)被存储在存储器206中和/或被处理器208用于生成一个示功图比如，例如，有杆泵示功图，表面示功图，泵示功图，等。
图3是示例参考表300，其关于和/或用于实施本发明的示例。示例参考表330包括第一列302对应于计时器210接收和/或确定的时间，第二列304对应于第二传感器130接收和/或确定的电机114的该脉冲计数，第三列306对应于第三传感器200接收和/或确定的光杆110的该位置。在一些示例中，参考表300中包括的数据涉及曲臂120的单次旋转。
图4是表面示功图400，其根据本发明原理，使用与随时间的光杆110的该垂直位移有关的数据和与随时间的光杆110上的张力有关的数据产生。在一些示例中，表面示功图400代表何时井下泵正在用足够的液体正常工作以实施泵抽。如图4所示，x轴402对应于光杆110的位置，y轴404对应于光杆110的负载。
参考数字406涉及何时光杆110开始向上运动以开始提举一柱流体。由于杆拉被拉伸和液柱被提举，在参考数字406和408之间，显示了光杆110上张力增加。参考数字408涉及何时泵100支撑抽油杆柱的重量和该加速液柱的重量。在408和410之间参考数，随着上冲程的继续，冲击波到达该面，造成光杆210上的该负载波动。参考数字410涉及何时光杆110已达到其最大上位移。在参考数字410到412之间，该流体负载从该抽油杆柱被传输到一个油管柱，其造成光杆110的张力减少。参考数字412涉及何时该负载基本和/或完全传输到该油管柱。在参考数字412和406之间，因为下冲程的继续，冲击波影响该面，造成光杆110上的不规则加载直到光杆110到达其最低点并开始另一个冲程。
图5是示例泵示功图500，根据本发明原理，其可使用与光杆110的位置和光杆110上的负载有关的数据而生成。在一些示例中，使用表面上测得的数据生成泵示功图500。如图5所示，x轴502对应于井下泵的位置，y轴对应于井下泵的负载。
图2示意了实现装置205的示例方法，图2所示一个或多个元件，过程和/或设备可以任意其他方式组合，分开，重排列，忽略，消除和/或实现。进一步，I/O设备204，存储器206，处理器208和/或，更普遍的，图2中示例装置205可由一个或多个模拟或数字电路，逻辑电路，可编程处理器，特定应用集成电路(ASIC)，可编程逻辑设备(PLD)和/或现场可编程逻辑设备(FPLD)实现。因此，例如，I/O设备204、存储器206、处理器208、计时器210和/或、更普遍的，图2中示例装置205中的任何一个可以通过一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)和/或现场可编程逻辑设备(FPLD)来实现。当读到任何本发明中的涵盖有纯软件和/或固件实现的装置或系统权利要求，示例性的I/O设备204，存储器206，处理器208，计时器210和/或，更普遍的，图2中示例装置205中的至少一个被明确定义包括有形的计算机可读存储设备或存储磁盘比如一个存储器，一个数字多功能光盘(DVD)，一个光盘(CD)，一个蓝光光盘等，存储软件和/或固件。更进一步，图2示例装置205可在图2所示以外，包括一个或多个元件，处理器和/或设备，或替代图2所示，和/或包括多个所示的任意或全部元件，处理器和设备。图2示意了一个传统曲臂平衡抽油机，本发明示例可结合任何其他抽油机实现。
图6和7示意了实现图2中装置205的示例方法的流程图。在这个示例中，图6和7中的方法可由机器可读指令实现，其包括一个由处理器执行的程序，例如，结合图8，下文讨论的示例处理器平台800中的处理器812。该程序可嵌入软件，存储在有形的计算机可读存储介质，比如一个CD-ROM，一个软盘，一个硬盘，一个数字多功能光盘(DVD)，一个蓝光光盘，或一个与处理器812关联的存储器，但是处理器812以外的一个设备可以可选地执行整个程序和/或其中部分，和/或嵌入固件或专用硬件。进一步的，尽管参考图6和7所示的流程图描述示例程序，实现示例性装置205的其他方式也可以被选择使用。例如，执行块的顺序可以被更改和/或所描述的执行块可以被修改，删除或合并。
如上所述，图6和7中示例方法可使用代码指令实现(例如计算机和/或机器可读指令)存储在有形的计算机可读存储介质比如一个硬盘驱动器，一个闪存，一个只读存储器(ROM)，一个光盘(CD)，一个数字多功能光盘(DVD)，一个缓存，一个随机存取存储器(RAM)和/或任意其他存储设备或存储磁盘，其中信息可以被存储任意时间段(例如延长的时间段，永久的，短暂的情况下，暂时的缓冲，和/或信息缓存)。本文中所使用的短语有形的计算机可读存储介质明确定义包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储磁盘并且排除传播信号和传输介质。本文中“有行的计算机可读存储介质”和“有形的机器可读存储介质”可交换使用。此外或可选地，图6和7中的该示例方法可由存储在非暂时性的计算机和/或机器可读介质上的代码指令(例如计算机和/或机器可读指令)实现，比如一个硬盘驱动器，一个闪存，一个只读存储器，一个光盘，一个数字多功能光盘，一个缓存，一个随机存取存储器和/或任意其他存储设备或存储磁盘，其中信息可以被存储任意时间段(例如延长的时间段，永久的，短暂的情况下，暂时的缓冲，和/或信息缓存)。本文中所使用的术语非暂时性的计算机可读介质明确定义包括任意类型的计算机可读存储设备和/或存储磁盘并且排除传输信号和传输介质。如本文所使用的，当短语中使用如权利要求的前序中的过渡词“至少”时，它像术语“包括”一样，也是开放性的。
图6中的该方法在一个校准准备模式中开始，其包括确定曲臂120的初始脉冲计数(块601)。在块602，处理器208启动和/或初始化计时器210(块602)。在块604，处理器208通过计时器210确定，自计时器210初始化以来逝去的时间量(块604)。在块606，处理器208确定是否该逝去的时间是处于或在一个预设定时间后，比如，例如，55毫秒(块606)。计时器210可用于设置采样周期和/或基本保证从第一，第二和/或第三传感器128，130，200获得的数据是相同频率的。如果处理器208确定该逝去的时间是处于或在该预设定的时间之后，基于从第一传感器128获得的数据，处理器208确定曲臂120的该脉冲计数(块608)。在块610，基于从第一传感器128获得的数据，处理器208确定曲臂120的当前脉冲计数和曲臂120的初始脉冲计数相差是否大于0(块610)。在一些示例中，一旦曲臂120的一个周期完成，曲臂120的该脉冲计数从0变化到1。在该脉冲计数起始于1的示例中，处理器208确定曲臂120的该脉冲计数是否变化。
如果曲臂120的该脉冲计数等于0，基于来自第一传感器128的数据，处理器208再次初始化计时器210(块602)。然而，如果该脉冲计数差大于0，则启动该校准过程(块612)。在块614，第二传感器130确定电机114的第一脉冲计数(块614)。在其他示例中，该校准过程刚启动后，无法获得电机的该脉冲计数。在块616，基于来自第三传感器200的数据，处理器208确定光杆110的第一位置(块616)。然后，处理器208将0值和光杆110的该第一位置相关联，并将这个数据存储在存储器206(块618)。例如，该脉冲计数可以被存储在参考表300的第二列304的第一个条目308，并且光杆110的该第一位置可以被存储在参考表300的第三列306的第一条目310。
在块620，处理器208再次启动和/或初始化计时器210(块620)。在块622，处理器208通过计时器210确定自从计时器210初始化以来逝去的时间量(块622)。在块624，处理器208确定该逝去时间是否处于或在预设定时间后，比如，例如，55毫秒(块624)。如果处理器208确定该逝去的时间处于或在该预设定时间后，基于来自第二传感器130的数据，处理器208确定电机114的第二和/或下一个脉冲计数(块626)。
在块628，处理器208确定该第二和/或下一个脉冲计数和第一脉冲计数之间的差(块628)。在块630，基于来自第三传感器200的数据，处理器208确定光杆110的第二和/或下一个位置(块630)。在块632，处理器208将该第一和第二脉冲计数之间的差和光杆110的该第二位置和/或下一个位置相关联，并且将数据存储在存储器206。例如，该脉冲计数差可存储在参考表300的第二列304的第二个条目312，并且光杆110的该第二位置可以存储在参考表300的第三列306的第二个条目314。
在块634，基于来自第一传感器128的数据，处理器208确定曲臂120的脉冲计数(块634)。在块636，处理器208确定曲臂120的当前脉冲计数和曲臂120的初始脉冲计数相差是否大于1(块636)。在一些示例中，如果曲臂120完成一周期，曲臂120的该脉冲计数发生变化。在块638，该收集的数据，该生成的参考表300和/或该处理的数据存储在存储器206(块638)。该生成的参考表300可结合来自第一和/或第二传感器128，130的数据，用于确定当抽油机100连续运行时，光杆120的位置。
图7的该操作，比如可以在连续操作抽油机100时，执行确定光杆210的位置和其上施加的负载，图7的方法开始于处理器208确定曲臂120的一个初始脉冲计数(块701)。处理器208启动和/或初始化计时器210(块702)。在块704，处理器208通过计时器210确定自从计时器210初始化以来逝去的时间量(块704)。在块706，处理器208确定该逝去的时间是否处于或在一个预设定时间后，比如例如，5秒(块706)。计时器210可用于基本保证从第一和/或第二传感器128，130获得的数据是相同的频率。如果处理器208确定该时间是处于或在该预设定时间后，基于来自第二传感器130的数据，处理器确定电机114的一个第一脉冲计数(块708)。
基于来自第一传感器128的数据，处理器208确定曲臂120的该脉冲计数(块710)。在块712，基于来自第一传感器128的数据，处理器208确定曲臂120的当前脉冲计数和曲臂120的初始脉冲计数相差是否大于0(块712)。在一些示例中，一旦曲臂120完成一个周期，曲臂120的该脉冲计数变化。
如果该差大于0，处理器208设置该当前脉冲计数为该第一脉冲计数(块714)。处理器208还可设置曲臂120的该初始脉冲计数为曲臂120的当前脉冲计数(块715)。在块716，处理器208确定该当前电机脉冲计数和该第一脉冲计数之差(块716)。在块718，处理器208参考参考表300以识别对应于该电机计数的差在参考表300中的一个条目(块718)。例如，如果该脉冲计数的该差为0，在参考表300中的该对应条目对应于条目308。
在块720，处理器208使用参考表300和/或方程式1用以确定光杆110的对应位置(块720)。例如，如果该脉冲计数的该差为0，在参考表300中，光杆110的该位置的对应条目对应于条目310。在一些示例中，如果，例如，电机114的一个特定脉冲计数没有列入参考表300，方程式1可用于确定和/或插入光杆110的该位置。在块722，所获得和/或所确定的存储在存储器206中(块722)。处理器208可使用该存储的数据以确定光杆110的该速度，光杆110的该加速度和/或生成有杆泵示功图，表面示功图，泵示功图，等。
图8是示例处理器平台800的框图，其能执行指令以实现图6和7中的该方法和/或图2中的该设备。处理器平台800可以是，例如，服务器，个人电脑，移动设备(例如手机，智能手机，平板比如iPad)，个人数字助理(PDA)，互联网应用，或任意其他类型的计算设备。
该实施例中的处理器平台800包括处理器812。该实施例中的处理器812是硬件。例如，处理器812可由来自任意所需家庭或厂商的一个或多个集成电路，逻辑电路，微处理器或控制器实现。
该实施例中的处理器812包括本地存储器813(例如一个缓存)。该实施例中的处理器812经过总线818和一个包括易失性存储器814和非易失性存储器816的主存储器通信。该易失性存储器814可由同步动态随机存取存储器(SDRAM)，动态随机存取存储器(DRAM)，存储器总线式动态随机存储器(RDRAM)和/或任意其他类型随机存取存储器设备。非易失性存储器816可由闪存和/或任意其他所需类型存储器设备实现。一个存储控制器控制对主存储器814，816的访问。
该实施例中的处理器平台800还包括接口电路820。接口电路820可由任意类型接口标准，比如一个以太网接口，一个通用串行总线(USB)和/或一个PCI express接口实现。
在该实施例中，一个或多个输入设备822连截至接口电路820。输入设备822允许用户输入数据和命令至处理器1012。输入设备可由，例如，音频传感器、话筒、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、触控板和/或轨迹球实现。
一个或多个输出设备824也被连接至该实施例中的接口电路820。输出设备824可由，例如，显示设备(例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出设备、发光二极管(LED)实现。该实施例中的接口电路820通常包括显卡驱动卡、显卡驱动芯片或显卡驱动处理器。
该实施例中的接口电路820还包括一个通信设备比如发射器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡用以促进经过网络826(例如以太网、数字用户线(DSL)、电话线、同轴电缆、手机电话网络等)和外部设备交换数据(例如任意类型的计算设备)
该实施例中的处理器平台800还包括一个或多个海量存储设备828，用于存储软件和/或数据。这些海量存储设备828的示例包括软盘驱动器，硬盘驱动器，光盘驱动器，蓝光磁盘驱动器，RAID系统，和数字多功能光盘(DVD)驱动器。
实现图6和7中该办法的编码指令832可存储在海量存储设备828，易失性存储器814，非易失性存储器816，和/或一个可移除有形的计算机可读存储介质比如一个CD或DVD。
基于本发明上述制造方法，装置和用品，在连续运行中，该光杆的位置的确定更加准确。此外或可选地，在该校准过程中，该第一，第二和/或第三传感器自动地准确确定该曲臂和该光杆的位置之间的泵冲程偏移值，因此在连续运行中可更准确地确定该光杆的该位置。此外或可选地，使用本发明该示例校准一个有杆泵控制器，无需手动测量该抽油机。因此，使用本发明该示例校准一个有杆泵比一些已知方法需要更少时间而且更便宜。
如本文所述，一个示例方法包括在抽油机的第一周期内使用电机移动该抽油机的光杆，并且使用第一传感器以第一次数确定该电机在该第一周期内的第一脉冲计数值，该第一次数基本等距。该方法还包括使用第二传感器以第一次数确定该光杆在第一周期内的第一位置，并且将该第一脉冲计数值和各自的第一位置分别相关联，用以校准该抽油机的处理器。
在一些示例中，该方法还包括使用通过第一次数获得的第一脉冲计数值和第一位置值生成的参考表用以示意该第一脉冲计数值和该第一位置值之间的相关性。在一些示例中，该方法还包括移除该第二传感器并且连续操作该抽油机。在一些示例中，该方法还包括当该抽油机连续操作时，使用该参考表结合来自第一传感器的数据，确定该光杆的随时间的第二位置。在一些示例中，该数据包括使用该第一传感器以第二次数确定该电机在第二周期内的第二脉冲计数值。
在一些示例中，该方法还包括基于确定的该光杆随时间的第二位置值，确定该光杆随时间的速度。在一些示例中，该方法还包括基于确定的该光杆随时间的第二位置值，确定该光杆随时间的加速度。在一些示例中，该方法还包括基于确定的该光杆随时间的第二位置值，生成一个示功图。在一些示例中，该示功图包括一个表面示功图。在一些示例中，该示功图包括一个泵示功图。
在一些示例中，确定该第一脉冲计数值包括使用该第一传感器检测该电机上的一个目标。在一些示例中，一个第三传感器监视第一周期的完成。
一个示例方法包括通过确定使用第一传感器获得的电机的脉冲计数值和使用第二传感器获得的光杆的位置之间相关性，校准抽油机的处理器以生成校准数据。该方法包括从该抽油机移除该第二传感器，使用该电机移动该抽油机的该光杆，并且监视曲臂的位置以确定该曲臂一个周期完成的时间。该方法包括使用第一传感器监视该电机的在周期内的第二脉冲，并且基于监视的该第二脉冲计数确定该光杆随时间的位置，并且和该校准数据比较。
在一些示例中，该方法还包括基于确定的该光杆随时间的位置，确定该光杆随时间的速度。在一些示例中，该方法还包括基于确定的该光杆随时间的位置，确定该光改随时间的加速度。在一些示例中，该方法还包括基于该确定的该光杆随时间的位置，生成示功图。在一些示例中，该示功图包括表面示功图。在一些示例中，该示功图包括泵示功图。在一些示例中，确定该脉冲计数值包括使用该第一传感器检测该电机上的一个目标。
一个示例装置包括一个壳和一个位于该壳内的处理器。该处理器用于接收抽油机的电机以第一次数在该抽油机第一周期内的第一脉冲计数值。该第一次数是基本等距的。该处理器用于接收该抽油机的光杆在第一周期内的第一位置值，该处理器将该第一脉冲计数和该第一位置相关联以校准该抽油机。在一些示例中，该装置包括一个有杆泵控制器。
尽管本文中描述了某些示例性方法、装置和制造制品，但是本专利所覆盖的范围不限于此。与之相反，本专利覆盖完全落入所附权利要求的所有方法，装置和制造制品。

Claims (21)

1.一种方法，包括：
在抽油机的第一周期内使用电机移动所述抽油机的光杆；
使用第一传感器以第一次数确定在所述第一周期内的所述电机的第一脉冲计数值，所述第一次数实质上等距；
使用第二传感器以第一次数确定所述光杆在所述第一周期内的第一位置值；并且
将所述第一脉冲计数值与所述第一位置值分别相关联，以校准所述抽油机的处理器。
2.根据权利要求1所述方法，还包括使用以所述第一次数获得的所述第一脉冲计数值和所述第一位置值生成一个参照表，以显示所述第一脉冲计数值和所示第一位置值之间的相关性。
3.根据权利要求2所述方法，还包括移除所述第二传感器并连续操作所述抽油机。
4.根据权利要求3所述方法，还包括使用所述参考表结合来自所述第一传感器的数据，在所述抽油机连续运行时，确定所述光杆随时间的第二位置值。
5.根据权利要求4所述方法，其中所述数据包括使用所述第一传感器以第二次数确定所述电机在第二周期内的第二脉冲计数值。
6.根据权利要求4所述方法，还包括基于已确定的所述光杆随时间的第二位置值，确定所述光杆随时间的速度。
7.根据权利要求4所述方法，还包括基于已确定的所述光杆随时间的第二位置值，确定所述光杆随时间的加速度。
8.根据权利要求4所述方法，还包括基于已确定的所述光杆随时间的第二位置值，生成示功图。
9.根据权利要求8所述方法，其中所述示功图包括表面示功图。
10.根据权利要求8所述方法，其中所述示功图包括泵示功图。
11.根据权利要求1所述方法，其中确定所述第一脉冲计数值包括使用所述第一传感器检测所述电机上的目标。
12.根据权利要求1所述方法，其中第三传感器监视所述第一周期的完成。
13.一种方法，包括：
通过确定使用第一传感器的电机的脉冲计数值和使用第二传感器的光杆的位置之间的相关性，校准抽油机的处理器，以生成校准数据；
从所述抽油机移除所述第二传感器；
使用所述电机移动所述抽油机的所述光杆；
监视曲臂的位置，以确定所述曲臂的周期何时完成；
使用第一传感器在所述周期中监视所述电机的第二脉冲；
基于对所述第二脉冲计数的监视，确定所述光杆随时间的位置，并和所述校准数据比较。
14.根据权利要求13所述方法，还包括基于已确定的所述光杆随时间的位置，确定所述光杆随时间的加速度。
15.根据权利要求13所述方法，还包括基于已确定的所述光杆随时间的位置，确定所述光杆随时间的速度。
16.根据权利要求15所述方法，还包括基于已确定的所述光杆随时间的位置，生成示功图。
17.根据权利要求16所述方法，其中所述示功图包括表面示功图。
18.根据权利要求16所述方法，其中所述示功图包括泵示功图。
19.根据权利要求13所述方法，其中确定所述脉冲计数值包括使用所述第一传感器检测所述电机上的目标。
20.一个装置，包括：
壳；和
位于所述壳中的处理器，所述处理器以第一次数在抽油机的第一周期内接收所述抽油机的电机的第一脉冲计数值，所述第一次数实质上等距，所述处理器在所述第一周期内接收所述抽油机的光杆的第一位置值，所述处理器将所述第一脉冲计数和所述第一位置相关联，以校准所述抽油机。
21.根据权利要求20所述装置，其中所述装置包括有杆泵控制器。
CN201510101283.3A 2014-03-14 2015-03-06 用于校准用于井的控制器的方法和装置 Active CN104914741B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/213,402 US9664031B2 (en) 2014-03-14 2014-03-14 Methods and apparatus for calibrating controllers for use with wells
US14/213,402 2014-03-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104914741A true CN104914741A (zh) 2015-09-16
CN104914741B CN104914741B (zh) 2019-07-09

Family

ID=52774590

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510101283.3A Active CN104914741B (zh) 2014-03-14 2015-03-06 用于校准用于井的控制器的方法和装置
CN201520131799.8U Active CN204576113U (zh) 2014-03-14 2015-03-06 用于校准用于井的控制器的装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520131799.8U Active CN204576113U (zh) 2014-03-14 2015-03-06 用于校准用于井的控制器的装置

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9664031B2 (zh)
EP (1) EP3117071B1 (zh)
CN (2) CN104914741B (zh)
AR (1) AR099760A1 (zh)
AU (1) AU2015229199B2 (zh)
BR (1) BR112016021055B1 (zh)
CA (1) CA2941387C (zh)
MX (1) MX2016011826A (zh)
RU (1) RU2682289C2 (zh)
WO (1) WO2015138824A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109057731A (zh) * 2018-09-06 2018-12-21 中国石油化工股份有限公司 一种抽油机悬点和作业井架滑轮中心与井口对中激光校验仪

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9664031B2 (en) * 2014-03-14 2017-05-30 Bristol, Inc. Methods and apparatus for calibrating controllers for use with wells
US10352149B2 (en) * 2014-03-25 2019-07-16 Bristol, Inc. Methods and apparatus to determine production of downhole pumps
US10100623B2 (en) * 2015-06-30 2018-10-16 KLD Energy Nano-Grid Systems, Inc. Intra-stroke cycle timing for pumpjack fluid pumping
CN105429523B (zh) * 2015-12-14 2018-04-20 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种塔式抽油机的控制方法及装置
US9835149B2 (en) * 2015-12-17 2017-12-05 Bristol, Inc. Methods and apparatus to calibrate rod pump controllers
RU2680276C2 (ru) * 2016-11-15 2019-02-19 Александр Николаевич Авдеев Система предупреждения аварийных ситуаций привода штанговых скважинных насосов
CN113404483B (zh) * 2020-07-14 2023-07-18 辽宁瑞邦石油技术发展有限公司 一种利用游梁式抽油机电机电参计量油井产量的方法
CN114776283B (zh) * 2022-03-10 2024-07-09 沈阳中科奥维科技股份有限公司 一种游梁式抽油机曲柄位置检测系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4541274A (en) * 1984-05-10 1985-09-17 Board Of Regents For The University Of Oklahoma Apparatus and method for monitoring and controlling a pump system for a well
US5362206A (en) * 1993-07-21 1994-11-08 Automation Associates Pump control responsive to voltage-current phase angle
US20130127390A1 (en) * 2011-08-31 2013-05-23 Jeffrey J. DaCunha System, Method and Apparatus for Computing, Monitoring, Measuring, Optimizing and Allocating Power and Energy for a Rod Pumping System
CN204576113U (zh) * 2014-03-14 2015-08-19 布里斯托尔D/B/A远程自动化解决方案公司 用于校准用于井的控制器的装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4490094A (en) 1982-06-15 1984-12-25 Gibbs Sam G Method for monitoring an oil well pumping unit
US4483188A (en) * 1983-04-18 1984-11-20 Fmc Corporation Method and apparatus for recording and playback of dynagraphs for sucker-rod wells
US5291777A (en) 1992-03-09 1994-03-08 Intevep, S.A. System for monitoring oil well performance
US5464058A (en) 1993-01-25 1995-11-07 James N. McCoy Method of using a polished rod transducer
RU2280151C1 (ru) * 2004-12-06 2006-07-20 Закрытое Акционерное Общество "Промышленная группа "Инженерные технологии", ЗАО ПГ "Инженерные технологии" Способ и устройство автоматического управления процессом добычи нефти
RU122713U1 (ru) * 2012-07-10 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Интеллектуальная станция управления скважиной с частотно-регулируемым электроприводом

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4541274A (en) * 1984-05-10 1985-09-17 Board Of Regents For The University Of Oklahoma Apparatus and method for monitoring and controlling a pump system for a well
US5362206A (en) * 1993-07-21 1994-11-08 Automation Associates Pump control responsive to voltage-current phase angle
US20130127390A1 (en) * 2011-08-31 2013-05-23 Jeffrey J. DaCunha System, Method and Apparatus for Computing, Monitoring, Measuring, Optimizing and Allocating Power and Energy for a Rod Pumping System
CN204576113U (zh) * 2014-03-14 2015-08-19 布里斯托尔D/B/A远程自动化解决方案公司 用于校准用于井的控制器的装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUEMING GUO 等: "The Indicator Diagram Collection Based on the Beam Pumping Unit Motor Effective Power Measurement", 《INTERNATIONAL PETROLEUM TECHNOLOGY CONFERENCE》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109057731A (zh) * 2018-09-06 2018-12-21 中国石油化工股份有限公司 一种抽油机悬点和作业井架滑轮中心与井口对中激光校验仪

Also Published As

Publication number Publication date
CN204576113U (zh) 2015-08-19
EP3117071A1 (en) 2017-01-18
CA2941387C (en) 2022-05-10
BR112016021055A2 (zh) 2017-08-15
AU2015229199B2 (en) 2019-02-21
US9664031B2 (en) 2017-05-30
BR112016021055B1 (pt) 2022-07-26
RU2016138826A3 (zh) 2018-10-01
CN104914741B (zh) 2019-07-09
AR099760A1 (es) 2016-08-17
MX2016011826A (es) 2017-04-27
CA2941387A1 (en) 2015-09-17
RU2016138826A (ru) 2018-04-16
WO2015138824A1 (en) 2015-09-17
US20150260033A1 (en) 2015-09-17
AU2015229199A1 (en) 2016-09-29
RU2682289C2 (ru) 2019-03-18
EP3117071B1 (en) 2021-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204576113U (zh) 用于校准用于井的控制器的装置
US10408206B2 (en) Methods and apparatus to determine parameters of a pumping unit for use with wells
CN205301888U (zh) 确定用于井的泵送单元的操作参数的设备和装置及操作参数生成器
CN104948436A (zh) 用于确定井下泵的产量的方法和装置
EP3329090B1 (en) Methods and apparatus for pairing rod pump controller position and load values
KR102332518B1 (ko) 표준관입시험 자동측정장치 및 그 장치의 구동방법
EP3390774B1 (en) Methods and apparatus to calibrate rod pump controllers
KR100942128B1 (ko) 고속카운터를 이용한 단위시간당 회전수 산출 방법
EP3729104B1 (en) Measurement system for a rotary milking parlor, method, computer program for controlling a rotary milking parlor and non-volatile data carrier containing the computer program
RU2020113093A (ru) Способ уведомления об определенной, оконечным устройством, информации, предназначенной для сети доступа системы беспроводной связи

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant