DE102021127488A1 - Rod pump with a sensor for function monitoring - Google Patents
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Abstract
Gestängetiefpumpe (1) mit einem Sensor (10) zur Funktionsüberwachung,mit einem Pumpenkopf (2), der über ein Seil und/oder Gestänge (3) mit einer Pumpvorrichtung (4) in einem Bohrloch verbunden ist,mit einem über eine Achse (5) gelagerten Laufbalken (6), der den Pumpenkopf (2)mit einem Motor (7) verbindet, der den Laufbalken (6) und somit den Pumpenkopf (2) in eine Auf- und Ab-Bewegung versetzt,wobei sich ausgehend vom Bohrloch mehrere Ex-Schutzzonen (EX0, EX1, EX2) erstrecken,dadurch gekennzeichnet,dass ein Beschleunigungssensor (10) zur Erfassung der Auf- und Ab-Bewegung des Laufbalkens (2)an dem Laufbalken (2) oder an einer mit dem Laufbalken (2) verbundene Vorrichtung derart angeordnet ist,dass sich der Beschleunigungssensor in einer unkritischen Ex-Zone (EX2) befindet und auch bei einem Ablösen vom Laufbalken (2) in die unkritischen Ex-Zone (EX2) hineinfällt,wobei der Beschleunigungssensor (10) eine eigene Energieversorgung und eine Funk-Kommunikationsschnittstelle aufweist.Rod deep pump (1) with a sensor (10) for function monitoring, with a pump head (2) which is connected to a pump device (4) in a borehole via a cable and/or rod (3), with a shaft (5 ) mounted running beam (6), which connects the pump head (2) to a motor (7), which sets the running beam (6) and thus the pump head (2) in an up and down movement, with several starting from the borehole Ex-protection zones (EX0, EX1, EX2), characterized in that an acceleration sensor (10) for detecting the up and down movement of the running bar (2) on the running bar (2) or on one connected to the running bar (2) connected device is arranged in such a way that the acceleration sensor is in a non-critical Ex zone (EX2) and falls into the non-critical Ex zone (EX2) even if it detaches from the walking beam (2), the acceleration sensor (10) having its own power supply and a radio communication interface.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gestängetiefpumpe mit einem Sensor zur Funktionsüberwachung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a rod pump with a sensor for monitoring the function according to the species of the independent claims.
Bei der Erdölförderung werden häufig Gestängetiefpumpen, so genannte Pferdekopfpumpen, eingesetzt. Bei diesen wird ein mit Rückschlagventilen versehener Kolben im Bohrloch in eine stetige Auf- und Ab-Bewegung versetzt. Der dazu erforderliche Pumpenbock befindet sich an der Erdoberfläche und wandelt die rotatorische Bewegung eines Elektro- oder Gasmotors in eine nahezu vertikale Auf- und Ab-Bewegung des Pferdekopfs um, an dem über ein Seil und/oder Gestänge der Kolben im Bohrloch verbunden ist.In oil production, rod deep pumps, so-called horsehead pumps, are often used. With these, a piston equipped with check valves is set in a constant up and down motion in the borehole. The pump stand required for this is located on the surface of the earth and converts the rotational movement of an electric or gas motor into an almost vertical up and down movement of the horse's head, to which the piston in the borehole is connected via a cable and/or rods.
Insbesondere bei alten Bohrlöchern, die nur noch eine geringe Fördermenge aufweisen, ist es von Vorteil, eine Überwachung solcher Pumpen möglichst kostengünstig zu gestalten. Zentral ist hier beispielsweise sicher zu erkennen, ob die Pumpe noch in Funktion ist.Especially in the case of old boreholes, which only have a low flow rate, it is advantageous to design such pumps to be monitored as cost-effectively as possible. Here, for example, it can be reliably recognized whether the pump is still working.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine periodische Bewegung einer Erdölförderpumpe zuverlässig und energieeffizient zu erkennenThe object of the invention is to detect a periodic movement of an oil pump in a reliable and energy-efficient manner
Die Aufgabe wird mit der Gestängetiefpumpe gemäß Anspruch 1 gelöst.The object is achieved with the rod pump according to claim 1.
Vorteilhaft ist eine Gestängetiefpumpe mit einem Sensor zur Funktionsüberwachung vorgesehen, mit einem Pumpenkopf, der über ein Seil und/oder Gestänge mit einer Pumpvorrichtung in einem Bohrloch verbunden ist,
mit einem über eine Achse gelagerten Laufbalken, der den Pumpenkopf mit einem Motor verbindet, der den Laufbalken und somit den Pumpenkopf in eine Auf- und Ab-Bewegung versetzt, wobei sich ausgehend vom Bohrloch mehrere Ex-Schutzzonen erstrecken,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Beschleunigungssensor zur Erfassung der Auf- und Ab-Bewegung des Pferdekopfs an dem Laufbalken oder an einer mit dem Laufbalken verbundenen Vorrichtung derart angeordnet ist,
dass sich der Beschleunigungssensor in einer unkritischen Ex-Zone befindet und auch bei einem Ablösen vom Laufbalken in die unkritischen Ex-Zone hineinfällt, wobei der Beschleunigungssensor eine eigene Energieversorgung und eine Funk-Kommunikationsschnittstelle aufweist.A rod deep pump is advantageously provided with a sensor for monitoring the function, with a pump head which is connected to a pumping device in a borehole via a cable and/or rod,
with a running beam mounted on an axis, which connects the pump head to a motor, which causes the running beam and thus the pump head to move up and down, with several explosion protection zones extending from the borehole,
characterized,
that an acceleration sensor for detecting the up and down movement of the horse's head is arranged on the walking beam or on a device connected to the walking beam in such a way,
that the acceleration sensor is located in a non-critical Ex zone and falls into the non-critical Ex zone even if it detaches from the moving bar, the acceleration sensor having its own energy supply and a radio communication interface.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass mit Hilfe eines autark funktionieren Sensors eine Funktionsfähigkeit einer Gestängetiefpumpe einfach und zuverlässig erfasst werden kann.This device has the advantage that the functionality of a rod pump can be detected easily and reliably with the aid of an autonomously functioning sensor.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawings.
Es zeigen schematisch:
-
1 eine erfindungsgemäße Gestängetiefpumpe
-
1 a rod pump according to the invention
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, die Bewegung einer Gestängetiefpumpe bzw. deren Auf- und Ab-Bewegung mit Hilfe eines Beschleunigungssensors zu detektieren.According to the invention, provision is made for detecting the movement of a rod pump or its up and down movement with the aid of an acceleration sensor.
Ausgehend vom Bohrloch erstrecken sich verschiedene Explosions-Schutzzonen EX0, EX1, EX2. Unmittelbar am Bohrloch erstreckt sich eine Ex Zone 0, in der im normalen Betrieb ein explosionsfähiges Luft-Gasgemisch häufig und über langem Zeitraum zu erwarten ist. Darauf anschließend folgt eine Ex Zone 1, in der im Normalbetrieb mit einem explosionsfähigen Gemisch zu rechnen ist und nachfolgend eine Ex Zone 2, in der eine explosionsfähige Atmosphäre nur noch selten und auch nur kurzzeitig auftreten kann.Various explosion protection zones EX0, EX1, EX2 extend from the borehole. An Ex Zone 0 extends directly at the borehole, in which an explosive air-gas mixture is to be expected frequently and over a long period of time during normal operation. This is followed by Ex Zone 1, in which an explosive mixture is to be expected during normal operation, and then Ex
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, die Bewegung des Pumpkopfs 1 mit Hilfe eines Beschleunigungssensors 10 zu erfassen. Vorteilhaft ist der Sensor 10 an einer Position angebracht, die außerhalb der kritischen Ex Zonen EX0 und EX1 liegt. Die Position sollte zudem auch so gewählt sein, dass bei einer Funktionsstörung, insbesondere bei einem Ablösen des Sensors 10, der Sensor nicht in eine kritische Ex Zone EX0, EX1 hinabfallen kann.According to the invention it is now provided to detect the movement of the pump head 1 with the aid of an
Vorteilhaft ist der Sensor 10 daher auf der Pumpkopf-fernen Seite des Laufbalkens angebracht.The
Weiterhin ist es vorgesehen, den Beschleunigungssensor 10 mit einer eigenen Energieversorgung auszustatten, beispielsweise in Form einer Batterie oder einem Akkumulator. So kann vorteilhaft der Installationsaufwand weiter verringert werden.Provision is also made to equip
Die Messdaten des Beschleunigungssensors 10 können in einer weiteren Ausgestaltung beispielsweise über ein Funk-Kommunikationsmodul weitergegeben werden und von einer zentralen Überwachungsstelle erfasst werden.In a further refinement, the measurement data from the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Gestängetiefpumpelinkage pump
- 22
- Pumpenkopfpump head
- 33
- Seil / Gestängerope / linkage
- 44
- Pumpvorrichtungpumping device
- 55
- Achseaxis
- 66
- Laufbalkenscroll bar
- 77
- Motorengine
- 1010
- Beschleunigungssensoraccelerometer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 3816444 A1 [0004]EP 3816444 A1 [0004]
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2021
- 2021-10-22 DE DE102021127488.5A patent/DE102021127488A1/en active Pending
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