DE2521661A1

DE2521661A1 - Einrichtung zum regeln der pumpe bei einer bohrlochanlage

Info

Publication number: DE2521661A1
Application number: DE2521661A
Authority: DE
Inventors: Bobby Lynn Douglas
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1974-05-13
Filing date: 1975-05-13
Publication date: 1975-11-27
Also published as: BR7502946A; CA1039831A

Description

Meissner & Meissner

PATENTANWALTSBÜRO

B E R LIN — MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

1 BERLIN 33, HERBERTSTR. 22

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Ihr Zeichen "" Ihr Schreiben vom Unser Zeichen Berlin, den ' ■.,.■■■*

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DRESSER INDUSTRIES, ING, ■ .:..·\. γ : -,

Dalles, Texas 73221, USA ^: '' -,'.·, ' "

Einrichtung zum Regeln der Pumpe bei einer Bohrlochanlage

(Zusatz zu Patent Patentanmeldung P 24- 26 349.8)

Die Erfindung bezieht sich auf Ölbohrungen im allgemeinen und auf eine automatische Bohrlochabschaltanlage für ölpumpen im besonderen.

Bei der ölgewinnung wird in die ölführenden Schichten ein Loch gebohrt. Am Grund des Bohrlochs wird die Pumpe installiert, die das Ul zur Erdoberfläche aus dem Sumpf pumpt, der sich am Grund des Bohrlochs ansammelt. Eine erwünschte Arbeitsweise ist es, das öl zu pumpen, wenn immer sich öl im Sumpf befindet, und aufzuhören, wenn sich dort kein öl mehr befindet.

Vorteile dieser wünschendswerten Arbeitsweise sind die, daß die Pumpe automatisch ihre optimale Pumpenleistung mit Ein-

-2 -

BORO MÖNCHEN:	TELEX:	TELEGRAMM:	TELEFON:	BANKKONTO:	POSTSCHECKKONTO:
8 MÖNCHEN 22	1-856 44	INVENTION	BERLIN	BERLINER BANK AG.	W. MEISSNER, BLN-W
ST. ANNASTR. 11	INVEN d	BERLIN	030/885 60 37	BERLIN 31	122 82-109

sparung von Arbeitsstunden und Anlagekosten erreicht. Die Pumpe arbeitet somit bei einem höherem Wirkungsgrad, beim Versetzen der Pumpe, wodurch die Gesamtzahl der Pumpenstun- _; den, die selbst eine Ersparnis von Leistung und Kosten ergibt, verringert wird.

Die Fachwelt hat seit langem erkannt, daß eine Anlage für eine solche automatische Pumpenregelung von Bohrlöchern erwünscht ist. Beispiele.solcher bekannten Anlagen sind in den USA-Patentschriften 2.550.o93 und 2.316.494 beschrieben worden. Nach der letztgenannten Patentschrift betätigt ein Ventil eine elektrische Schaltung, die die Pumpe nach einer gegebenen Zeit dann stillsetzt, wenn das gewonnene Öl nicht

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mehr durch das Ventil fließt. In der Anordnung nach der erstgenannten Patentschrift wird eine Uhr eingeschaltet, die beim Ausbleiben von Flüssigkeit angelassen wird, wodurch die Pumpe beim trockengepumpten Ülloch periodisch abschaltet.

Diese beiden Patentschriften erläutern den Stand der Technik^ bei den verschiedenen Einrichtungen und Anlagen zum Überwachen des Fehlens, von gewonnener Flüssigkeit und, wie die Anlage hierauf wieder eingeschaltet wird. Es fehlt Jedoch eine Anlage, die eine ausreichende Pumpen-Abschaltregelung für die verschiedenen Bohrlochpumpeneinrichtungen mit sich ändernden Bedingungen und Anlagenteilen besitzt. .

Deshalb besteht auf dem Ölgebiet eine Notwendigkeit für eine Einrichtung zum Regeln der Arbeitsweise der Olbohrpumpen in einer solchen vYeise, daß die Dauer ihrer Pumpperioden praktisch oder annähernd mit den Ist-Zeiten zum Abpumpen der Bohrlöcher übereinstimmt. Eine solche Notwendigkeit besteht für eine Regeleinrichtung, durch die ein ülbohrloch so lang, wie es.ül pumpt, in Betrieb bleibt, die aber, wenn das Öl abgepumpt ist, oder bei Ausfällen entsprechend dem Aufhören der üllieferung aus der Pumpe automatisch anhält.

Es ist'deshalb die Hauptaufgabe der Erfindung, eine Bohrlochpüoipenregelanlage anzügeben, bei der die Pumpenregelung ein Faktor des Prozentsatzes der Zeit ist, in der Cl während einer gegebenen Periode gepumpt wird. Aufgabe der Erfindung ist es auf eine neu verbesserte Bohrlochpumpenregelanlage anzugeben, bei der das Arbeiten der Pumpe automatisch an- ,

,hält, wenn die Flüssigkeit im Bohrloch, erschöpft ist, und eine 'andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anlage

■ mit einer/veränderbaren ZeitSteuerunterlage anzugeben, die flexibier-als die bkannten ist.

Die Aufgaben der Erfindung werden im allgemeinen durch eine iucilage gelöst, die in der Produktions Strömungsleitung ein Ventil verwendet, um die gewonnenen Flüssigkeiten in der Leitung anzuzeigen. Diese Anzeige wird in Verbindung mit einem Taktgeber benutzt, der den Prozentsatz der Zeit festsetzt, während dem Flüssigkeit gewonnen wird, und basiert auf dieser Bestimmung, daß entweder die Anlage weiter arbaitenkanni öder stillgelegt wird. Als zusätzliches Merkmal der Erfindung wird eine Einrichtung für die Anlage zum unbegrenzten Wiederanlaufen so lange, wie keine Störung in der Anlage besteht, und dann zum vollständigen Stillsetzen nach einer gegebenen Anzahl von Wiedereinschaltungen, falls eine Störung in der Anlage auftritt oder die Bohrlochleistung unter ein wirtschaftlich vertretbares Produktionsniveau sinken, vorgesehen. '

Diese und andere Gegenstände/ Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich mit Hilfe der Zeichnungen aus der nachfolgenden Beschreibung. In den Zeichnungen ist:

Figur 1 eine Skizze, in der die einzelnen Elemente nach der Erfindung gezeigt werden;

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Figur 2 ein Teilschnitt des Ventils und des Sensors, der die gewonnene Flüssigkeit in der Strömungsleitung anzeigt;

Figur 3 <iie Darstellung der Zeitsteuerung, teilweise als.. Strömungsdiagramm; ..■· .. .. .

Figur 4 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung;

) Figur 5 eine andere Zeitsteueranlage, teilweise als Strömungsdiagramm;

Figur 6 ein Schaltbild, teilweise in Blockdarstellung, der elektrischen Schaltung einer anderen Anlage; und

Figur 7 ein Biock-Stomiungsdiagramm der Einzelteile des

Analysators nach Figur 6, .. , . _:-^;.

Im Bohrloch 10 (Figur 1) wird eine (nicht dargestellte) Unteroberflächenpumpe in bekannter V/eise mittels eines Saug-Stangengehänges 11 betätigt, wobei die Bohrflüssigkeit, die auf die Oberfläche gehoben wird, durch ein Rohr 12 zu einem Vorratsbehälter gerichtet ist. Das Saugstangengehänge 11 wird im Bohrloch durch die Aufsetzbewegung eines Bohr schwengels 13 hin- und herbewegt, der über einen Pitman 14-einen Vi/lnkelhebel 15 und ein Reduziergetriebe 16 von einem Primär-Motor 17, z.B. einen Elektromotor, der seine Energie über eine Leitung 18 erhält, angetrieben. Es kann auch jeder beliebige Motor oder Antrieb, z.B. ein Benzinmotor, der seinen Zünstrom über eine Leitung 18 erhält, verwendet werden.

Figur 2 zeigt das Ventil 19, im einzelnen. Es befindet sich im Rohr 12 und besitzt eine elektrische Leitung 20 vom Ven-

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til 19 zu einer Reglertafel 21, die in Figur 3 gezeigt wird.

Das Ventil 19 ist praktisch zylindrisch und besitzt Gewindeverbindungen 22 und 25 an den gegenüberliegenden Enden, um den Einbau in das Rohr 12 nach Figur 1 zu erleichtern. Zwischen den Gewindeenden 22 und 23 befindet sich ein zylindrisches Ventilgehäuse 24- z.B. aus Kunststoff, das senkrecht zur Achse verläuft. Es trägt an seiner Außenfläche einen Näherungsschalter 25, z.B.' einen Hohrschalter, mit einer elektrischen Leitung 20, die von dort zur Reglertafel 2Λ . führt. ■"·<■■,.^:;^:"' ' -■■· ■■■ ■· " '""~^:">■■'■/'■ ^ " ' " " . '"

Im Ventilgehäuse 24 befindet sich das Ventil 30, das einen länglichen zylindrischen Körperteil 31 und einen kegelstumpf förmigen Dichtungsabschnitt 32 an seinen unteren Ende besitzt, der an den kegelstumpfförmigen Ventil sitzt. Im unteren Teil des Ventilgehäuses 24 angreift. Obwohl das Ventil 30 auf verschiedene Weisen hergestellt sein kann, ist es zweckmäßig nach der USA-Patentanmeldung 301,557 vom 22. Oktober 1972 hergestellt, auf die hier bezuggenommen wird. /■'-'■ ^:"·; '.' ' ' ~ . . "^:.,'T."·■'.. :" ,.','■.'.' ·'.^: : ■, . .,, \.-..

Ein Magnet 35 im obersten Abschnitt des Ventilkörpers 31 dient zum Schließen des Näherungsschalters 25, wenn das Ventil vom Sitz 33 abgehoben wird^ Zwischen dem oberen Ende, des Gehäuses 24 und dem Ventil 30 dient eine nicht magnetische Feder 36 dazu, das Ventil 30, auf den Sitz 33 zu drücken.Obwohl das Gehäuse 24- aus Küriststoff bestehend dargestellt ist, können auch andere nicht magnetische Gehäuse, z.B. aus bestimmten rostfreien Stählen verwendet wer-

Der untere Abschnitt des zylindrischen Ventilgehäuses 24-über dem Ventilsitz 33 ist in bezug auf den oberen Abschnitt des Gehäuses 24- vergrößert und bildet somit eine Kammer

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I -6--

Bewegen des Dichtungsteils 52, wenn es sich vom Sitz 33 abhebt. Der Rand des so vergrößerten Abschnitts besitzt zwei oder mehr Öffnungen zum Durchfließen der Flüssigkeit.

Beim .arbeitender in bezug auf die Figuren 1 und 2 beschrie- ^J : bene Anlage ist so, daß die Flüssigkeit aus dem Bohrloch 1Ö gepumpt wird, in das"Rohr 12 eintritt und durch das Ventil 19 hindurchgeht. Die (nicht dargestellte) Unteroberflachen- ^¹ nurnpe saugt stets Flüssigkeit. Das Ventil 50 wird vom Sitz ^{; ;M} 55 abgehoben und Flüssigkeit fließt durch die Offnungen 38 und 39 hindurch und am Gewindeende 23 hinein und durch das · Rohr 12 heraus. Wenn das Ventil 50 vom Sitz 53 abgehoben isty·³ kommt der Magnet 55 nahe an den Näherungsschalter 25 heran ^v'^{! J} und schließt somit den Schalter, wodurch der Leiter 20 ge-^oVv'' . · erdet wird. '■ '' "^' ' .'''"'"■' ' '^:/ " ■■■■;.■■-'.·"-' \'.""^{r ;Λί}'·/;/

Figur 5 zeigt die Regeltofel 21. Der Leiter 20, der stets '' geerdet ist, wobei der Näherungsschalter 25 nach Figur 2' -" geschlossen ist, ist in einen Integratorzeitgeber 40 ge- " ^Λ schaltet, dessen Ausgang am Abschaltzeitgeber 41 liegt, des-" sen Ausgang mit einem Aufpumpzeitgeber 42 verbunden ist."'' Der Ausgang des Integratorzeitgebers 40 liegt ferner an dem ' " veränderbaren elektronischen Einsteller 45, dessen Ausgang eine visuelle Überwachungsvorrichtung 46 betätigt, die die^ Bezeichnung "Anlagen-L^berwacher" trägt. Der Ausgang des AUf^ pumpzeitgebers 42 bewirkt über eine Rückstell-Leitung 43, daß alle drei Zeitgeber bei einem Wiederanlaufen'der Anläge ' ^v zurückgestellt werden. Figur 5 zeigt in erster Linie^ die physikalischen Konstruktionen der Zeitgebermechanismen und Γ des visuellen bberwachers 46. Figur 4 zeigt den visuellen überwacher 46 im einzelnen mit einer Anzahl von Lampen, bevorzugt sind drei mit den Bezeichnungen 1, 2 und 5. '

Das Abschaltsignal des Integratorzeitgebers 40 wird auf den Einsteller 45 übertragen, der diese Signale ansammelt. Ein.'"'"'V-

erfolgreicher Wiederstart des PunOenbe triebe s nach.einer, ,.:.. Abschaltperiode, der ein Merkmal einer gepumpten Flüssigkeitsströmung gleich oder hoher als das vorgeschriebene ;. Minimum im Integrator ist, dient zum Zurückstellen des Einstellers auf Null und zum Auslöschen .etwa vorher angesammelter Abschaltsignale, die weniger als drei sind.

Der Einsteller wird in den Betrieb der Anlage gebracht,; wenn diese wiederholt anzulaufen oder, wiederanzulaufen /be- ,.,·,, ginnt, ohne.immer eine gepumpte Strömungsrate von raindes- , ; tens der Minimalrate zu erhalten, die in den Integrator 40 ,,//'. gegeben worden ist. Wenn die Abschaltsignale. nach wieder- ..,,...·,, holtem /erfolgreichem Wiederanläufen nachfolgend vom Ein-r , steller 45 aus dem Integratorzeitgeber 4-0 aufgenommen wor- _r;;; den sind werden die Lampen am Überwacher 46 nacheinander _:vv eingeschaltet, um anzugeben, wie oft.die Anlage abgeschaltet hat. Beispielsweise wird während des Arbeitens der Anlage.,_: die erste Zeit des Abschaltens der Anlage _;die Nummer 1 durch eine rote Lampe, am überwacher .46 und die TTuiraier 2 und 3, ,da- ^ rauf; beim nachfolgenden Abschalten,aufleuchten. J . r s Zum Benutzen eines Streifenschreibers oder dergl. dient·ein Schreiberanschluß 47, ^an ^^en ein permanenter überwacher der: Arbeitsweise.dex Anlage angeschiossen werden kann. _;; -■■·...,

Der Integrator 40, der Abschaltzeitgeber 41 und der Aufpump-, zeitgeber sind bei der Firma Eagle Bliss Division of Gulf Western Industries, Inc. in Baraboo, Wiskonsin, erhältlich und tragen die folgenden Bezeichnungen: der Integrator 40= Teil N0.HP5IA6; der Abschaltzeitgeber 41=. Teil HP5IOA6; und der Pumpenzeitgeber 42 = Teil No. HP56A6.

Figur 4 zeigt die Schaltung der Anlage. Der Näherungsschal- . ter 25 legt dort beim Schließen Erde an den Leiter 20. Dieser ist mit einem der Ausgänge des Oszillators 50 im Integrator 40 verbundeni':Der Oszillator 50 Jcann.bei ^eder be,- ; ,,

• 5098Λ8/0ΛΛΛ - 8 -

. = " ^δ " 2 5 2 1 6 R 1

liebigen Frequenz arbeiten, wie aber noch erläutert werrden wird, arbeitet er vorzugsweise etwa bei der doppelten '■■· Frequenz des Oszillators 51t der eine veränderbare Frequenz liefert. Der Oszillator 50 besitzt z.B. eine Nennfrequenz ·· von 10 kHz und der Oszillator 51 eine Frequenz von 5 kHz. Die Ausgängeder Oszillatoren 50 und 51 liegen an -Digital-- ';· zählern 52 und 53· Die Ausgänge dieser Zähler sind an eine Vergleichschaltung 54 geschaltet. Wenn der Ausgang des Zählers 53 den des Zählers 5,2 überschreitet und dies von der o^!. Vergleichsschaltung 54 angezeigt wird, bedeutet dies, daß m die Anlage weniger als 50;» Ol pro Zeiteinheit pumpt. Auf einen solchen ungünstigen Vergleich hin erzeugt die Ver- ~< gleichsschaltung 54 ein Signal, das wiederum den Ünivibrar-:^! tor 55 auslöst der an die anderen Elemente der Schaltung :'■ nach Figur 4 geschaltet ist. ■■■/■■- ■■■.:■ ; : _; i?v^;;'C --^[-.'"';■'■ '·■ ■'■''

Obwohl der Oszillator .,5O mit der doppelten Frequenz der ;' :, des Oszillators 51 arbeitend beschrieben wird, können na- ■ türlich axieh andere Frequenzen verwendet werden, um andere Prozentsätze zu erhalten,Wenn somit der Oszillator 50 die ' vierfache Frequenz des Oszillators 5I besitzt, stellt die ■ ■ Anlage fest, ob das 01 in fünfundzwanzig Prozent der Zeit ^;W^: gepumpt worden ist. Vorzugsweise wird über eine gegebene Zeitperiode, z.Bί über eine Minute verglichen. , ■

Hierfür dient ein Taktgeber 56, dessen Ausgang an den Zäh- ' ler 52 und 53 liegt die gegebene Zeitperiode liefert und für eine gewünschte-Periode eingestellt werden kann, z.B. auf eine Minute. Der Taktgeber läuft nur während der normalen Pumpperiode und wird vom Ausgangssignal des Aufpumpz e it geber s 4-2 gestartet, das auf dem Leiter 44- übertragen wird, Der Taktgeber wird.durch ein Abschaltsignal des Uni vibrators 55 angehalten, das auf der Leitung 48' übertragen wird. ·.,·■■·..

Die Zähler 52 und 53 können übliche Schieberegister sein, v die bei Empfang des Taktgeberimpulses periodisch in die ■■;■ Vergleichsschaltung 5^ Jede Minute ausgetaktet werden. ■ Während der Zeit zwischen dem Ablauf der Aufpumpperiode und dem Abschaltsignal aus dem Univibrator 55 überträgt der Taktgeber Ausgangsimpulse zu den Schieberegistern in gegebenen Intervaller. Du¹^h dys Vergleichen dtr Ausgänge der Zähler 5*- und 53 gibt die Vorrichtungjan, ob der zeitliche Prozentsatz des Strömungsventils 30.-bei,eüber oder mnter r'.vv·.. .dem gesetzten Wert. geöffnet /hat ;*..-τΐ.^?ΐ;>;-i;^..^«x^ J..^';,^ χ ^.,ο,,, ,..:· 3l

Dies löst die Probleme, die.sichAdurch eine seltene Gas-: blase oder dergl. ergeben und bewirken ikönnten.f:daß das Ventil bei einem gegebenen Hub der Pumpe;; nicht vom Sitz : 33 kommt* Da der Prozentsatz von fünfzig theoretisch der beste Zustand ist, würde ein vernünftiges Einstellen des Oszillators mit der veränderbaren'Frequenz in Verbindung mit dem 10 kHz-Ausgnag des Oszillators 50 ^kHz betragen. Unter diesen Bedingungen wird ein^Signal^nicht vom Univi-r;^W" brator 55 erzeugt, werden, bis sich dort gezeigt hat, daß die anläge weniger als vierzig Prozent der Zeit in Betrieb gewesen ist. . .: ■ - ν^ρ;·^:.;,·κ;:"^;_;"χ,_;^:;_;·^;-Λ. s, . ;·-··^: · - .^: ■■ ■''

Der ausgang des Taktgebers 56 liegt ferner-an einem 57, das in derRückstellschaltung des Einstellers 45 benutzt/wird. Das UND-Tor 57 ist über eine^-üückstell-Leitung 57 mit dein Einsteller Λ5 verbunden und empfängt als zweiten Eingang ,den; Ausgang eines Inverters 58; Der Inverter empfängt das Ausgangssignal und überträgt es an das UNDr-Tor.

Das UHD-LTor 57 kann eine übliche, im Handel erhältliche logische Schaltung dieser Art seinj solche Schaltelemente sind dem Fachmann bekannt. ■ ^:l^v:-^:*:■:. \-;■].->,^:λ:·■·,·_τ;.γ'vv \

Das besondere UIOD-Tor ist eine Schaltung mit einem festen Zustand, die beim Empfang von zwei Eingangssignalen ein

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Ausgangssignal erzeugt, beim Empfang von nur einem.Signal oder gar keinem Signal aber kein Ausgangssignal liefert. Der Ausgang des Univibrators 55 ist über einen Leiter 60 mit dem Eingang des Abschaltzeitgebers 41 verbunden, der auf eine beliebige gegebene Periode. z.B. vier Stunden eingestellt werden kann. Der Ausgang des Abschaltzeitgebers 41 liegt am Eingang eines Aufpumpzeitgebers 42, der ebenfalls auf eine gegebene Zeit, z.B. zwanzig Minuten eingestellt ist. Der Abschaltzeitgeber 41 und der Aufpumpzeitv ^geber 42 enthalten je einen Univibrator zum Liefern eines einzigen Impulses an ihre entsprechenden Ausgänge am Schluß der gegebenen Periode.

Der Leiter 60 liegt ferner an der Spule 63 eines Relais 64, deren anderen Seite geerdet ist. Das Relais 64 besitzt ein Paar von einem Ruhe- und einem Arbeitskontakt. Der Ausgang des Abschaltzeitgebers liegt ferner an der Spule 65 eines Relais 66, deren andere Seite geerdet ist. Das Relais 66 besitzt ebenfalls ein Paar aus einem im Ruhekontakt und einem in ürbeitskontakt. Der Ausgang des Aufpumpzeitgebers 42 liegt an der Spule 67 eines Relais 68, deren andere Seite geerdet ist. Das Relais 68 besitzt eben-) falls ein Paar aus einem im Ruhekontakt und einem Arbeitskontakt.

Der im Ruhekontakt des R4Lais 64 liegt an einer Energiequelle z.B. einer Batterie 70, die eine angemessene Spannung besitzt, um das Relais 64 in der angezogenen Lage zu halten. Der im Ruhekontakt des Relais 66 liegt in ähnlicher Weise an einer Energiequelle 71 für gleiche Zwecke. Der obere Arbeitskontakt liegt an einem Leiter, der wiederum mit dem oberen, im Ruhekontakt 66 verbunden ist. Der obere Kontaktarm des Relais 64 liegt am Leiter 73ν der unmittelbar mit der Energiequelle 74 des Motors verbunden ist. Der Leiter 73 liegt am oberen Kontaktarm des Relais

c η ο α /. ö / η /././.

Dei* untere Arm des Relais 64 ist mit dem oberen Kontakt- i arm des Heiais 68 verbunden. Der untere Kontaktarm des Relais 66 liegt am unteren Kontaktarm des Relais 68. Die nicht geerdete Seite der Spule 65 im Relais 66 ist mit dem unteren Ruhekontakt des Relais 68 verbunden. Der obere Arbeitskontakt des Relais 68 ist mit der nicht geerdeten Seite der Spule 63 im Relais 64- verbunden. Der Ausgang des Univibrators 55 ist ferner über den Leiter 80 mit dem Eingang eines veränderbaren _i elektronischen Einstellers 45 verbunden, der z.B. einen Impuls aus je drei Λ Impulsen aus dem Univibrators 55 erzeugt. Der Ausgang des Einstellers 45 liegt an der Oberseite der Spule 82 eines Relais 83, deren andere Seite geerdet ist. Der obere, im Arbeitskontakt des Relais 83 liegt unmittelbar am Primärmotor 17. Der obere Kontaktarm des Relais 83 ist mit einer f Energiequelle 84 zum anziehen des Relais 83 verbunden. Der | untere Ruhekontakt des Relais 83 liegt über einer federbelasteten, im Ruhezustand geschlossenen Schalter 85 an der I geerdeten Seite der Spule 82 des Relais 83. J

Beim Betrieb der Schaltung nach Figur 4 erzeugt, wei bereits ; erwähnt, ein ungünstiger Vergleich in der Schaltung 54 ei- S nen einzelnen Spannungsimpumls am Ausgang des Univibrators ψ 55, der an den Leitungen 60 und 80 auftritt. Dieser Impuls, \ der am Eingang des Abschaltzeitgebers 41 erscheint, läßt den Zeigeber 41 für ein gegebenes Zeitintervall, z.B. vier Stunden zählen. Gleichzeitig mit dem Erzeugen dieses Signals auf der Leitung 60 wird das Relais 64 kurzzeitig erregt und gelangt in eine Stellung, in der sich die Kontaktarme in Kontakt mit den offenen Ruhekontakten befinden. Die Energiequelle 70 laßt die Relais anziehen. Dadurch wird die Energiequelle 74 des Motors von diesem getrennt und das Pumpen beendet. Sobald wie die gewählte Zeit des Abschaltzeitgebers 41 abgelaufen ist, wird am Ausgang des Zeitgebers

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41 ein Einzelimpuls erzeugt, der das Relais 66 betätigt. Dadurch zieht das Relais 66 an, so daß die Kontaktarme in Kontakt mit den Ruhekontakten kommen. Dies bewirkt, daß der Ausgang der Energiequelle 74 am Motor 17 liegt und das Pumpen wieder beginnt. Gleichzeitig mit dem Anziehen des Relais 66 wird der Ausgang des Zeigebers 4-1 an den im Auf- [ pumpzeitgeber 42 geschaltet, der für eine gegebene Zeit, ; z.B* zwanzig Minuten eingestellt ist und danach einen Ein- ; zelimpuls erzeugt, der zum Zurückstellen des Aufpumpzeitge-} bers 42, der Abschaltzeitgeber 41 und der Zähler 52 und 53 ! im Integrationszeitgeber 40 zurückgekoppelt ist. Gleichzeitig mit dem Zurückstellen erregt der Ausgang des Aufpumpzeitgebers 42 das Relais 68, das die Relais 64 und 66 abfallen läßt und ihre Kontaktarme in die in Figur 4 gezeigten Stellung zurück kehren läßt. Dadurch bleibt der Ausgang der Energiequelle 74 mit dem Motor 17 verbunden und die Anlage ist somit wieder angelaufen.

Der Ausgang des Univibrators 55 erzeugt einen Spannungsimpuls an dem Leiter 80 der an den veränderbaren Einsteller 45 gekoppelt ist, der z.B. so eingestellt ist, daß er einen * einzigen Impuls von drei Impulsen erzeugt. Die Rückstellanlage für den Einsteller 45 sendet ein Rückstellsignal an den Einsteller 45 so lange, wie die Pumpe wirkungsvoll arbeitet (d.h. über dem Sollwert) und verhindert, daß der Einsteller die Punroe vollständig stillsetzt. Diese Arbeitsweise kann dadurch erkannt werden, daß man beachtet, was in der Anlage auftritt, nachdem der Aufpumpzeitgeber die Pumpe eine Zeit lang betätigt hat, die ausreicht, um das Rohrsystem mit Bohrlochflüssigkeit zu füllen, nachdem die vorhergehenden Abschaltperiode die gepumpten Flüssigkeiten zum Bohrloch hat zurückfließen lassen, Am Ende der Aufpumpperiode stellt das Signal des Aufpumpzeitgebers die Anlage wieder zurück und der Taktgeber 56 beginnt zu laufen. Nach dem Ablauf der

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ersten Zeitperiode am Taktgeber 56 wird von diesem zu den Zählern 52 und 53 und zum UND-Tor 57 ein Signal geliefert. Die Zähler geben ihre Ausgänge an die Vergleichsschaltung 54- und, wenn die Bohrlochflüssigkeit ausreichend fließt, unterläßt die Vergleichsschaltung, dem Multivibrator ein Signal zu geben, und von der Vergleichsschaltung gelangt kein Eingang zum Inverter 58. Der Inverter liest das Nullsignal als "niedriger V/ert" ab und invertiert dieses in ein "Hochwert"-Signal, das auf das UND-Tor übertragen wird. Bei Empfang der Eingangssignale vom Inverter und vom Taktgeber 56 erzeugt das UND-Tor '57 ein Rückstellsignal, das auf der Rückstell-Leitung 76 zum Einsteller 45 übertragen wird, wodurch dieser auf Null zurückgestellt wird.

Wenn andererseits die Vergleichsschaltung einen ungünstigen Vergleich macht, d.h. wenn die gepumpte Bohrflüssigkeit unter die gewünschte Strömungsrate abgesunken ist, überträgt die Vergleichsschaltung ein Hochwert-Signal zum Inverter, der wiederum ein Nullsignal zum UND-Tor gleichzeitig mit dem Taktgebersignal gibt. Es wird dann kein Rückstellsignal an den Einsteller übertragen.

Nach Ablauf der gegebenen Niedrigzeit wird das UND-Tor, wenn die Anlage wiederum nicht die gewünschte Strömungsrate am Ende des Pumpablaufs erreicht, kein Rückstellsignal geben und der Einsteller 45 verzeichnet ein zweites Stillsetzen. Bei einem dritten Sillsetzender Anlage unter diesen Umständen schaltet der Einsteller die Anlage vollständig ab.

Nach erfolglosem Wiederstarten der Anlage und dreimaligem Abschalten sind die drei vom Univibrator 55 erzeugten Impulse auf den Einsteller 45 übertragen worden, der dann einen Einzelimpuls an seinem Ausgang erzeugt und das Relais 83 erregt, das durch die Spannungsquelle 84 in eine

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diese Stellung gebracht wird. Dadurch wird die Energiequelle 74 vom Motor 17 abgeschaltet und das Pumpen ist beendet. Die Anlege kann an diesem Punkt nun nicht v/ieder umlaufen, bis der federbelastete Schalter 85 von Hand in die offene Stellung gebracht worden ist, um das Relais anziehen zu lassen und somit die Anlage wieder anlaufen zu lassen.

Gewöhnlich zeigen drei Wiederumläufe der anlage ohne Zurückstellen des Einstellers eine Pumpen- oder Saugstangenstörung an, oder daß das Auspumpen des Bohrlochs nicht langer wirtschaftlich durchzuführen ist.

Nach überprüfen der physikalischen Ausrüstung kann die Eedienuiig, wenn sie feststellt, daß kei^e 4rlagenstörun£ vorliegt, eine längere Abwärtszeit in den Abwärtszeitgeber eingeben, um festzustellen, wenn das Bohrloch noch wirtschaftlieh durch Vergrößern der Abwärtszeit gepumpt werden kann, wodurch eine größere Menge an Bohrlochflüssigkeit in das Bohrloch vor dem Wiederstarten der Anlage sickert.

Es können aber auch, ohne daß die Bedienung bei einer neuen" Abwärtszeit annimmt, weitere Schaltungen zur Regelanlage hinzugefügt werden, um den tatsächlichen Prozentsatz der Zeit, in der die gepumpte Flüssigkeit aus dem Bohrloch geflossen ist, zu errechnen und weiter aufzuzeichnen.

Bei Prüfung des Bohrlochs und Feststellen, das es vom Einsteller vollständig abgeschaltet worden ist, kann somit die Bedienung dann den Rozentsatzschreiber prüfen, um zu sehen, wie nahe die eingestellte minimale Strömungsrate an der Ist-Strömungsrate vor dem Abschalten lag. Wenn es nur etwas niedriger erscheint, kann sie dann entweder die eingestellte Abwärtszeit am Abschaltzeitgeber erhöhen oder auch

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den minimalen Prozentsatz durch Verändern des Oszillators mit der veränderbaren Frequenz zurückstellen, um einen minimalen Prozentsatz genau unter dem Ist-Pumpenprozentsatzes zu erhalten, der vom Schreibgerät angezeigt worden ist.

Figur 4· zeigt die Aufzeichnungsscbaltung mit einem Multiplier 59, einer Teilerschaltung 61, einem Aufzeichner 62 und einem Gang-Tuner 69. Der Multiplier 59 empfängt den Ausgang des Zählers 53? der den ausgang des Oszillators mit der veränderbaren Frequenz zählt.

. ■■ ■

Der Multiplier 59 ist veränderbar und zeigt einen Vervielfacherwert je nach der für den Oszillator (VFO) gewählten Frequenz und das Verhältnis der Frequenz des VFO zu dem des anderen Oszillators 50. Der Gang-Tuner 69--liegt am VFO und am Multiplier, so daß die Einstellung des VFO gleichzeitig eine entsprechende Änderung beim Multiplier durchführt. Der Gang-Tuner ist so gewählt,'-daß der Multi-' plikatiorisfaktor umgekehrt proportional zur VFO-Frequenz ist.

Der Betrag der Multiplikation des Multipliers ist so gewählt, daß er gleich dem Verhältnis der Frequenz des Oszillators 50 und des VFO ist. Dies hebt die ursprünglich eingestellte Ungleichheit zwischen den Frequenzen der beiden Oszillatoren auf und läßt den tatsächlichen Strömungs-Prozentsatz aus den Oszillatorenausgängen errechnen.

Beispielsweise verwendet der Multiplier 50 bei einer VFO-Frequenz von 5 kHz und einer Frequenz von 10 kHz im Oszillator 50 entsprechend dem in den Figuren verwendeten Beispiel, einen Multiplikationsfaktor von 10 geteilt durch 2 oder gleich 5. Dadurch wird das Verhältnis der Oszillatorfrequenz zurückgestellt, wo ein unmittelbarer Prozent-

- 16 5098Λ8 /fUAA

ί satz errechnet werden kann. Die Errechnung des Prozent-

satzes erfolgt in der Teilerschaltung 61, die als Eingänge

j die Ausgänge des Multipliers 59.und des Zählers 52 auf-

\ nimmt. Der Ausgang des Zählers 52, der zur Teilerschaltung

: über den Leiter 75 übertragen wird, wird durch den Ausgang

des Multipliers 59 geteilt, um die genaue Strömungsrate zu erhalten.

Dieser Prozentsatz wird von der Teilerschaltung auf ein Aufzeichnegerät 62 übertragen, das vorzugsweise eine sichtbare, beleuchtete Tafel besitzt, die den jeweiligen Prozentsatz anzeigt, wenn die Pumpe gerade läuft oder den zuletzt errechneten Prozentsatz des unmittelbar vorhergehenden Ablaufs, wenn die Pumpe still gelegt worden ist. Der Aufzeichner ist vorzugsweise ein Karten- oder Schreibaufzeichner, um der Bohrlochbedienung die Revision nach den Pumpvorgängen zu ermöglichen.

Die im Gang-Tuner, im Multiplier, in der Teilerschaltung und im Aufzeichner verwendeten Elemente sind dem Fachmann bekannt im Handel erhältlich.

Beispielsweise wird bei einer Integratorschaltung mit einem 20 kHz-Oszillator und einem auf 7 kHz eingestelltem VEO die Pumpenrege]anlage so eingestellt, daß sie die Anlage stillsetzt, wenn der Pumpenwirkungsgrad unter 55% absinkt. Dies ergibt sich aus der Rechnung:

7 kHz

20 kHz ^x

Sollte die Pumpe Flüssigkeit bei einer höheren als 35% Rate pumpen und dann auf einen Pegel von etwa 33% abfallen, so würde die Anlage, wie bereits beschrieben, wieder anlaufen« Wenn während des folgenden Aufpumpablaufs die Strömungsrate

nur 33% erreichen sollte, dann wird am Ende der Aufpumpperiöde die Anlage abschalten und kein Sückstellsignal gelangt an den Einsteller. Nach drei erfolglosen Wiederanlauf en , während denen die Strömungsrate in der Aufpumpperiode nie 33% überschreitet, schaltet der Einsteller die Anlage vollständig ab, was ein Zurückstellen und Wiederstarten der Vorrichtung von Hand notwendig macht. Während der Aufpumpperiode bei einer Strömungsrate von 33% erzeugt der VFO ein Signal mit einer Freouenz von 7 kHz und während einer Zeit (60 Sekunden) des Taktgebers emittiert er 7 χ 1000 χ 60 Impulse oder 2,4 χ 10* Impulse. Da der Zähler 53 eine größere Zahl von Impulsen als der Zähler 52 registriert, erzeugt die Vergleichsschaltung ein ungünstiges Signal und die .--nlsge wird am Ende der Aufpumpperiode stillgelegt.

Vor der Aufpumpperiode haben die Einstellung des VFO und die Freauenz des Oszillators 50 ein Frequenzverhältnis

20"
von =T7 . Das Einstellen des VFO erfolgt über den Gang-Tuner 69, um einen Tlultiplikationsfaktor von =ηί (etwa 2,86) im Multiplier zu erhalten. Während der Aufpumpperi-. •ode wird die Zahl des Zählers 53 aus dem VFO im i.'Ultiplier mit 2,86 multipliziert, um einen Ytfert'von 2,86 χ 4,2 χ 10^ oder 1,2 χ 10 Impulsen zu erhalten. Die Teilerschaltung teilt dann diese Summe in die Zahl des Zählers 52, somit 4,0 χ ₁₀5

Tr- , und erhält einen Prozentsatz von 3^, der, wie

1,2 χ 10^b

bereits erwähnt der gepumpte Ist-Strömungsprozentsatz ist, der während der Hufpumpperiode erhalten wird. Diese Figur erscheint an der Anzeigetafel und wird auch von einem Schreibgerät aufgezeichnet.

Die Bedienung kann dann die Abwärtszeit erhöhen oder den VFO auf eine Frequenz unter 33% der des Oszillators 50

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ändern wollen. Beispielsweise würde eine VFO-Frequenz von 6 kHz einen minimalen Strömungsprozentsatz von 3O/j ergeben und die Pumpe arbeiten und dann beim 33% Pegel anlaufen lassen.

Die Figuren 5>6 und 7 zeigen eine zweite Aufpumpregelanlage, bei der der Abschaltzeitgeber durch eine Laufzeitanalysator ersetzt wird, um die Pumpvorgänge am Bohrloch weiter'optimal zu machen. Anstelle der Verwendung einer voreingestellten abwärtszeit, wie sie durch Einstellen des Zeitgebers 4-1 erhalten wird, errechnet diese Anlage unter Verwendung des Laufzeitanalysators das Verhältnis einer eingestellten, Soll-Laufzeit zur Ist-Laufzeit des vorhergehenden Ablaufs und das Errechnen der aufkommenden Abwärtszeit durch Multiplizieren der vorhergehenden Abwärtszeit durch dieses Verhältnis stellt die tatsächliche Laufzeit unmittelbar durch Verändern der Abwärtszeit ein, um eine Ist-Laufzeit so nahe wie möglich zur eingestellten Soll-Laufzeit zu erhalten.

Durch Einstellen der Soll-Laufzeit über eine längere Zeit kann die Bedienung die längste Laufzeit-Periode feststellen, ohne ein unproportionales Ansteigen der Abwärtszeit zu erhalten ist, das zumEinhalten der Laufzeit notwendig ist. Dadurch wird der Pumpenwirkungsgrad Optimal und die Zahl der Male pro Tag minimal. Die Pumpenanlage wird dann an und ab geschaltet.

Beispielsweise wird bei einem niedrigem Druck erzeugenden Bohrloch, das zur Produktion gepumpt werden soll, und die maximale Menge Ul, die in das Bohrloch aus der Formation während 24- Stunden sickert, etwa 500 Barrel betragen, mit 1500 Barrel pro Pumpentag die optimale Laufzeit der Pumpe acht Stunden pro Tag sein. Es ist aber offensicht-

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lieh, daß die Pumpe nicht einfach acht Stunden hintereinander eingeschaltet und dann für sechzehn Stunden, wegen des niedrigen Formationsdrucks abgeschaltet sein kann und das Bohrloch nicht 500 Barrel 01 zu einer Zeit ansammelt, ohne Rücksicht darauf, wie lange die Pumpe abgeschaltet war. .

Die Pumpe muß somit eine Periode gleich etwa der Hälfte der für das Füllen des Bohrlochs bis zum höchsten Pegel unter dein bestehenden Formationsdruck notwendigen Zeit laufen, da bei diesem Beispiel die optimale Laufzeit die Hälfte der optimalen Abwärtszeit ist.

Andere Bohrlöcher können andere Verhältnisse haben, würde z.B. ein 1000 Barrel-pro Tag-Bohrloch mit einem 2500 Barrel pro Tag Pumpen ein optimales Laufzeit - Abwärtszeit-Verhältnis von 2 : 3 haben. Wenn die Zeit, das Füllen eines Bohrlochs bis zu seinem höchsten Pegel bestimmt ist, dann ist die optimale Abwärtszeit und die Laufzeit der Pumpe zwei Drittel der optimalen Abwärtszeit.

Die Anlage arbeitet auf der Basis der folgenden Gleichung:

worin t = die Zeit der aufkommenden Abwärtszeit

T - die Bezugspumpenlaufzeit, die von der Bedienung an einem veränderbaren Zeitgeber eingestellt werden kann;

T/- y, ν = die abgelaufene Laufzeit des unmittelbar vorhergehenden Pumpenablaufs; und

■fc(n-1> = die Abwärtszeit des unmittelbar vorhergehenden Pumpenablaufs.

■ - 20 -

5098Α8/0ΛΛΛ

252166Ί

Diese Gleichung dient beim Laufzeitanalysator zum "Verändern t der Abwärtszeit, t zum Ausführen einer tatsächlichen Laufzeit Tf .^n εο nahe wie möglich ai der eingestellten SoIl-Laufzeit T_g. ■

Figur 5 zeigt ein Schema der Reglertafel der Anlage mit einem Teil-Strömungsdiagramm. Ein Integrationszeitgeber 40, der dem nach Figur 3 identisch aufgebaut ist, besitzt einen Ausgang, der zum Bezugslaufzeitgeber 101 gerichtet ist. :

* Die Tafel besitzt ferner einen Aufpumpzeitgeber 42, einen Einsteller 45, einen Anlagenüberwacher 46 und einen Re- · ■ . .

korderanschluß 47. An der Ausgangsleitung des Integrators | 40 zum Einsteller 45 befindet sich ein Handschalter 1OJ, mit dem die automatische Abschaltanlage durch Hand aus der Regelanlage herausgeschaltet werden kann.

Figur 6 zeigt ein Teilschema eines Strömungsdiagramms der Schaltung. Der Integrator 40 ist dem nach den Figuren J und 4 identisch. Der Ausgang des Inivibrators 55 geht durch den Leiter 60 zu einem Laufzeitanalysator 104, der im ein- . zelnen in Figur 7 gezeigt wird. Der Analysator 104 verwendet die vorherige Laufzeit, die Bezugslaufzeit und die vorhergehende .ibwärtszeit in der oben stehenden Formel zum Errechnen einer neuen Abwärtszeit für den gegenwärtigen Ablauf. Die vorhergehende Laufzeit war jedoch genau diejenige, die in der Anlage nach den Figuren 1 bis 4 war, die durch ein im Integrator Signal bei Abfall des Pumpenwirkungsgrad unter den gegebenen Pegel erzeugt wird, der im Oszillator eingestellt ist. Die Bezugslaufzeit beeinflußt nicht unmittelbar die Ist-Laufzeit, ist aber eine willkürliche erwünschte Figur, die von der Bedienung gewählt wird.

Meist gleichzeitig mit dem Signal des Multivibrators 55 errechnet der Analysator 104 die Abwärtszeit und setzt den

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Abwärtszeitgeber in Lauf. ·

Das Abschaltsignal des Multivibrators 55 an das Heiais 64· erregt die Spule 63 und bringt den oberen Kontaktarm des Bezugsrelais an den Ruhekontakt, unterbricht so den Stromkreis von der Motorenergiequelle 74· zum Motor 17 und schaltet die Pumpvorrichtung ab. Das Erregen der Spule 63 bringt ferner den oberen Kontaktarm des Relais 64- auf den Arbeitskontakt und bringt dadurch die Spannungsquelle 70 über das Relais 68 in Kontakt mit der nicht geerdeten Seite der Spule 63· Dies hält die Spule 63 erregt und sperrt das Relais 64- in dieser Lage und hält dadurch einen Schalter zwischen dem Motor und dessen Energiequelle offen.

Bei Beendigung der Abwärtsphase des Anlaufens wird, wie durch den Analysator 104· errechnet und durch den Abwärtszeitgeber erhalten, ein zweites Signal erzeugt, das am Leiter 105 zur Spule 65 des Relais 66 gelangt. Dadurch wird der obere Kontaktarm des Relais 66 von dem Ruhekontakt an den Arbeitskontakt gebracht und dadurch ,ein Stromkreis von der Motorenergiequelle 74- zum Motor 17 geschlossen. Gleichzeitig kommt der untere Kontaktarm des Relais 66 von dem Ruhekontakt an den Arbeitskontakt und legt dadurch die Spannungsquelle 71 über das Relais 68 an die nicht geerdete S^ite der Spule 65. Dadurch wird die Spule 65 erregt gehalten und das Relais 66 bleibt in dieser Stellung kurzfristig, wodurch wieder Energie an den Motor für den Pumpvorgang während der .aufpumpperiode gelangt.

Beim Lauf der Aufpumpperiode wird, wie es vom eingestellten Aufpumpzeitgeber bestimmt ist, ein Signal von diesem erzeugt und auf die Spule 67 des Relais 68 übertragen, die Spule wird erregt und der obere und der untere Kontaktarm kommen an die entsprechenden Ruhekontakte. Die Bewegung

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des oberen Kontaktarms an den Ruhekontakt unterbricht den Stromkreis von der Spannungsquelle 7I ^zur Spule 65, schaltet diese ab und läßt die Kontaktarme in ihre oberen Stellungen zurückkehren. Dies unterbricht den vorübergehenden Stromkreis vom Motor 17 zu seiner Energiequelle.

Die Bewegung des oberen Kontaktarms des Relais 68 zum Ruhekontakt bei Erregung der Spule 67 durch den Aufpumpzeitgeber 42 unterbricht den Kreis von der Spannungsquelle 70 zur Spule 6J. Dadurch wird die Spule 63 abgeschaltet, die Kontaktarme kehren zu ihren oberen Kontakten zurück und dadurch wird der normale Energiequellenkreis von der Energiequelle 74 über den oberen Kontaktarm und den oberen Arbeitskontakt des Relais 64 wieder hergestellt.

Während des .-aifpumpens läuft die Pumpe ohne Rücksicht auf die Menge der gewonnenen Flüssigkeit. Die Abschalt-Schaltung ist kurzzeitig vom Pumpenkreis weggenommen, damit die Pumpe lang genug laufen kann, um alle Flüssigkeit zurück zum Bohrloch und aus dem Strömungsrohr zu den Strömungsabtasteinrichtung zu bringen. Dies ist notwendig, weil die meiste Flüssigkeit, die im Bohrloch über der Pumpe vom vorhergehenden Pumpvorgang verbleibt, eventuell während der Abschaltperiode um die Pumpe herum zurückfließt und in die Formation.einsickert. ■

Mit Ausnahme des ^schaltmechanismus aus der Aufpumpperiode kann die Pumpe die ganze Aufpumpperiode durchlaufen und eine Strömung von Bohrlochflüssigkeit vor dem Aktivieren der Wiederanlaufdenden Kreise erhalten.

Dort wo die Aufpumpperiode endet und Bohrflüssigkeit wieder gepumpt wird, wird der Integrator zurückgestellt und das Pumpen geht weiter bis die Strömungsabtasteinrichtung 19

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dem Integrator 4-0 anzeigt, daß Flüssigkeit aus dem Bohrloch unter den gegebenen Soll-Pegel gefallen ist, wenn der Abschaltablauf wieder mit einem neu errechneten Abwärtszeitwert beginnt. Das Ausgangssignal des Abwärtszeitgebers im Analysator wird somit ebenfalls zum Analysator als ein Rückstellsignal am Leiter 108 zurückgeführt.

Figur 7. zeigt ein T_eilschema eines. Strömungsdiagramms des Laufzeitanalysators 104, bei dem die vorstehend erwähnte Berechnung durchgeführt wird. Der Analysator'.besitzt einen vorherverstrichenen Laufzeitmodul 109 zur: Aufnahme des Abschaltsignals am Leiter.60 vom Multivibrator 55 und ferner des Startsignals vom Abwärtszeitgeber 110 am Leiter 111. Unter Verwendung des Abscheltsignals des Integrators 4-0 und des Signals des Zeitgebers 110 als Ausgangssignale erzeugt der Modul 109 ein Ausgangssignal, das linear proportional zu der zwischen zwei Eingangssignalen verstrichenen Zeit ist, und überträgt das Ausgangssignal am Leiter 112 an eine Teilerschaltung 113, Dieses Atisgangssignal kann beispielsweise ein elektrisches Signal wie eine lineare Kippspannung sein. ;

Ein Bezugslaufzeitmodul 114 legt ebenfalls ein Signal wie eine lineare Kippspannung an die Teilerschaltung, wobei das Bezugssignal der Schaltung 114 durch die Bedienung bestimmt wird, die den Wert in den Analysator durch eine veränderbare Regeleinrichtung wie einen Rheostat gibt. Das Bezugslaufzeitsignal kann ein fortlaufendes Signal oder ein Impulssignal sein, das durch einen Befehl von entweder dem Modul 109 oder dem Integrator 40 erzeugt wird.

Die Teilerschaltung teilt den Bezugslaufzeitwert durch den vorhergehenden Laufzeitwert und erzeugt ein proportional zu diesem Quotienten proportionales Signal und überträgt dieses über den Leiter II5 zu einer Multiplikationsschaltung

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252Ί66Ί

Ein vorhergehender Abwärtszeitmodul 117 errechnet gleichzeitig die Abwärtszeit des unmittelbar vorherigen Ablaufs aus den am Leiter 106 aus dem Abwärtszeitgeber 110 und am Leiter 102 aus der Vergleichsschaltung aufgenommenen Eingängen, erzeugt ein der vorherigen Abwärtszeit proportionales Signal und überträgt dieses über den Leiter 118 an eine Vergleichsschaltung 119. Ein Minimumabwärtszeitsignalgenerator 120, der durch die Bohrlochbedienung verändert werden kann, erzeugt ebenfalls ein dem gegebenen Minimumabwärtszeitsignal proportionales Signal, das über den Leiter 121 zu den Vergleichsschaltungen 119 und 124 übertragen wird. Die Vergleichsschaltung 119 empfängt die beiden Signale und überträgt das größere von ihnen über den Leiter 122 an den Multiplier 116, der den verglichenen AbwärtsZeitwert aufnimmt und ihn mit dem Quotienten der Bezugslaufzeit durch die vorherige Laufzeit vervielfacht, wie es durch das Signal der Teilerschaltüng 113 angezeigt ist.

Während des Anfangsstarts der Anlage ist somit die vorhergehende Abwärtszeit Null und deshalb verwendet die Verleichsschaltung 119 die eingestellte Minimalabwärtszeit Steuern der Multiplikationsschaltung 116.

Das Ergebnis der Multiplikation ist das Erzeugen eines neuen Signals, das die neu errechnete Abwärtszeit anzeigt und über den Leiter 123 an die Vergleichsschaltung 124 gebracht wird, die sie mit dem Signal der eingestellten Abwärtszeit über den Leiter 121 aus dem Minimumabwärtszeitsignalgenerator 120 empfangen hat.

Wenn die neue Abwärtszeit größer als die eingestellte Minimalzeit ist, gibt die Vergleichsschaltung diesen Wert über den Leiter 125 an den Zeitgeber 110 der neuen Abwärtszeit, sonst wird der Minimalwert der Abwärtszeit auf den Abwärtszeitgeber übertragen. Das neue Abwärtszeitsignal startet

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den Abwärtszeitgeber, der läuft, während gleichzeitig die Länge der Zeit, die der Abwärtszeitgeber durchlaufen muß, eingestellt wird. Der Abwärtszeitgeber kann eine Einrichtung sein, die ein lineares elektrisches Signal wie eine lineare Analogspannung aufnimmt.

Nachdem der Abwärtszeitgeber die Länge der erforderlichen Zeit durchlaufen hat, wird, wie erwähnt, das Startsignal erzeugt und über den Leiter 105 auf den Aufpumpzeitgeber 42 übertragen. Dadurch wird die Pumpenvorrichtung, wie beschrieben gestartet.

Nach Beendigung der Aufpumpoeriode arbeitet der IJotor an diesem zweiten Ablauf weiter, bis die StrÖLiungsproduktion unter einen gewünschten Prozentsatz abfällt, der in den Integrator 40 zu der Zeit eingegeben worden ist, in der der obige Abschaltablauf wieder auftritt.

Als Beispiel dieser Arbeitsweise in einem hypothetischem Bohrloch wählt die Bedienung eine Bezugslaufzeit von einer Stunde, eine Minimalpumpenstromung von 40% und eine minimale Abwärtszeit von zwei Minuten. Die Anlage wird eingeschaltet und die Pumpe arbeitet 3 1/2 Stunden bevor sie unter den gewünschten Wert von 40% fällt, wenn der Integrator die Abschaltung des Pumpenmotors anzeigt. Da dies der Anfangsablauf ist, zeigt die Vergleichsschaltung 119 eine Zeit von zwei Minuten (minimale Abwärtszeit) an.

Die Berechnung durch den Analysator ist somit:

*1 = 1,0 2 min. ; t. = 0,57 3,5

Da die neu errechnete Abwärtszeit t^ für diesen Ablauf

kleiner als die minimale Abwärtszeit ist, zeigt die Vergleichsschaltung 124- eine neue Abwärtszeit von 2 Minuten am Abwärtszeitgeber 110 an.

Beim nächsten Ablauf läuft die Pumpe die 20 Minuten-Aufpumpperiode, an deren Ende die Produktion unter 40;» liegt und die Anlage die Pumpe abschaltet, -^ie neue Abwärtszeit errechnet sich zu

^t2 = 2,0 = 6 Minuten.

Nach der Sechs-Minuten-Abwärtszeit läuft die Pumpe wieder die 20-Minuten-Aufpumpperiode und vierzusätzliche Hinuten bevor die Anlage stillgesetzt wird und t, errechnet wird zu

^t3 ⁼ -6; t_x = 15 Minuten.

Ujt· 0

Die Anlage arbeitet weiter, wenn das Bohrloch wiederholt unter 4Q& Strömungskapazität ausgepumpt ist. Die Abwärtszeit wird verändert, bis die Ist-Laufzeit sich einer Stunde nähert, wie vorher als wünschenswert angegeben worden ist. Wenn sich die Abwärtszeit stabilisiert hat, z.B. bei 45 Minuten und die Bohrlochbedienung dieses Auspegeln beobachtet hat, kann sie dann das Verhältnis von Ist-Einzeit von einer Stunde zur stabilen Abwärtszeit, 45 Minuten oder

= 1,55 einstellen und die Bezugslaufzeit z.B. auf zwei Stunden erhöhen. Wenn die Bedienung nach dem Wiederstabilisieren der Regelanlage und das einem Verhältnis von Laufzeit zu Abwärtszeit nicht zu viel gegenüber den 1,35* die verändert worden ist mit der vorherigen Laufzeit von einer Stunde errechnet ist, kann sie die Laufzeit auf zwei Stunden belassen oder die Laufzeit wieder erhöhen wollen, Um zu sehen, v/enn das Verhältnis mit der auch längeren Laufzeit unverändert bleibt.

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Über eine Periode von einigen Wochen oder Monaten, in der der Ölpegel in der Formation nahe dem Bohrloch fühlbar abfällt, kann die Bedienung die Bezugslaufzeit zurückstellen, wenn sie einen bedeuten den Anstieg der Abwärtszeit zum Halten der vorher bei einem optimalen Ein-Zeit feststellt. :

Aus der Beschreibung ergibt sich,daß zum Analysator 104 weitere Module hinzugefügt werden können, um die Bezugslaufzeit automatisch auf einem optimalen Wert einzustellen, wie es durch Hand am Ende des hypothetischen Beispiels geschehen ist. Dies würde einen Teilerschaltungsmodul zum Erhalt des Verhältnisses der Ist-Laufzeit zur letzten Abwärtszeit und das Halten dieser Verhältnisse bis zum Erreichen eines Maximums und, dann das automatische Einstellen der Bezugslaufzeit nach oben erfordern, bis eine gegebene Abweichung nach unten vom Maximalverhältnis T (n-1)

t (N-1;

beispielsweise eine zehnprozentige Abnahme des optimalen Verhältnisses eintritt.

Es ist eindeutig, daß der Fachmann zu einer solchen Abänderung unter Verwendung bekannter Elemente und dem hier offenbarten Aufbau der Vorrichtung gelangen kann.

Während auch die beschriebenen Beispiele der Erfindung die unmittelbar vorher abgelaufenen Pumpenlaufzeit zum Errechnen der neuen Abwärtszeit verwendet, kann auch eine andere verstrichene vorherige Laufzeit als die unmittelbar vorhergehende verwendet werden. Auch können Schaltungen vorgesehen sein, die den Durchschnitt von zwei oder mehreren vorher verstrichenen Laufzeiten zum Errechnen der neuen Abwärtszeit verwenden.

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Während nur eine minimale Abwärtszeitrege!einrichtung beschrieben worden ist, können auch !zusätzliche Schaltungen zum Einsetzen einer Maximaläbwärtszeit für die Abläufe verwendet werden. Dies könnte in den beschriebenen Schaltungen geschehen. Beispielsweise konnte der Abwärtszeitgeber eine solche Beschränkung enthalten und an der Bohrlochbedienungsregelung verändert werden können.

Zum Herstellen eines Bohrlochs bei seiner maximalen Rate müssen die Bohrlochpumpe und die Oberflächenausrüstung die Flüssigkeit so rasch auf die Oberfläche heben, wie es die Formation verlangt. Dies würde sehr leicht auszuführen sein, wenn die Bohrlochzustände sich nie ändern, und wenn das Bohrloch und die Oberflächenpumpenausrüstung genau für jedes einzelne Bohrloch bemessen werden könnten. Da Ölbohrlöcher und Ölfeldausrüstunge sich nur selten ähnlich den Labormodellen verhalten, ist die Industrie mit Pumpenproblemen konfrontiert, da auch das erste stangengepumpte Bohrloch mit einer Strömungsleitung verbunden war.

Normalerweise ist der Bodenlochflussigkeitspegel, wenn die Bohrlochbedienung ihre Pumpenausrüstung zum Herstellen eines Bohrlochs bei seiner absoluten maximalen Rate in- ·■ ■ ;/' stalliert und eingestellt hat, so niedrig, daß die meiste Zeit die Oberflächenpumpe nicht auf die Kapazität bei jedem Hub gefüllt ist und das Bohrloch "auspumpend" ist. In diesem Zustand tritt Flüssigkeitsstampfen auf und die Ausrüstung beginnt infolge der übermäßigen Beanspruchung zu Bruch zu gehen. Wenn ausreichend Ausrüstung zum Pumpen des Abpumpens des Bohrlochs verfügbar ist und es nicht "auspumpend" ist, dann arbeitet das Bohrloch nicht bei seiner absoluten Maximalkapazität und es müssen neue Einstellungen vorgenommen werden.

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In einem Bohrloch, das zum "Abpumpen" fähig ist, stellt die Erfindung und entsprechende Korrekturen für zwei größere Bedingungen fest und führt sie durch. Zuerst wird die Anlage, wenn das Bohrloch abgepumpt ist, den Abpumpzustand feststellen, automatisch die Pumpzeit einstellen um nur zu pumpen, wenn Flüssigkeit zur Verfügung steht und das Pumpen anhalten, wenn die Flüssigkeit nicht ausreicht, um die Unteroberflächenpumpe zu füllen und somit das Ablösen der Stange und den Bruch der Ausrüstung zu verringern. Zweitens wird die Anlage die Pumpe abschalten und der Bohrlochbedienung anzeigen, wenn ein Fehler beim Heben der Ausrüstung vorliegt, der eine Abhilfe oder einen Ersatz erfordert.

Für Bohrlöcher, die profilische Erzeuger sind oder bei denen es wirtschaftlich nicht vertretbar ist, eine Ausrüstung zu installieren, die zum abgepumpt gehaltenen Bohrloch ausreichend groß ist, bietet die Erfindung der Bohrlochbedienung eine Einrichtung zum Feststellen sich entwickelnder Abnahmen beim Hebewirkungsgrad und eine Einrichtung zum raschen Feststellen von Problemen, die unmittelbare Beachtung erfordern. Ohne eine automatische Feststellanlage läuft die normale Ansprechzeit für ein Bohrloch, das zur Produktion geöffnet ist, etwa von 15 Stunden bis zwei Wochen. Mit dieser Anlage soll die Ansprechzeit für ein Bohrloch auf ein Minimum von gerade wenigen Minuten verkürzt werden, wenn eine zentrale "Überwachungsstation aufgestellt ist, oder auf ein Maximum von 24- Stunden, wenn eine visuelle Bohrlochprüfung vom Pumper einmal am Tage vorge-. nommen wird.

Da die Anlage einen Abpumpzustand in der ersten Minute des Nichtfüllens der Pumpe feststellt, wird ein Flüssigkeitsstampfen auf ein wirkliches Minimum herabgesetzt. Indem das

Bohrloch kein Stampfen der Flüssigkeit langer als eine Minute zuläßt, wird die Lebendauer der Saugstange erhöht, die Rohrabspaltung verringert, die Bohrlochpumpe und die Pumpeneinheitsservxce verlängert und die Kosten der Bohrlochbedienung pro Barrel Rohmaterial werden herabgesetzt.

Wenn sich in einem Bohrloch die Saugstangen abgelöst haben, die Stopfbüchse abgenutzt ist, das Rohrsystem leckt oder wenn die Pumpe Gas hält, wird sehr wenig Flüssigkeit, wenn überhaupt in die Strömungsleitungen gelangen. Wenn eine dieser Bedingungen vorliegt, wird die Pumpe abgeschaltet.

Zum leichten Feststellen eines nicht, produzierenden Bohrlochs besitzt die Regeltafel ferner ein äußeres grünes Licht, das nur dann ausgeht, wenn der Nicht-Produktionsablaufzähler die eingestellte Anzahl von Anläufen überschritten hat und die Pumpe für dauernd still gesetzt ist.

Eine verringerte Produktionsfähigkeit kann vom Pumper erkannt werden, wenn er täglich die Produktionsüberwacherablesungen aufzeichnet. Der überwacher rückt jedesmal eine Zahl vor und die Pumpe wird von der Regeltafel aus abgeschaltet. Da dies die angesammelten Zahlen der Abschaltungen ist, kann der Pumper jeden Tag mitteilen, wie lange die Pumpe während der vergangenen 24- Stunden an jedem Tag abgeschaltet war. Wenn die Zahl der Abschaltperioden fühlbar anzuwachsen beginnt, soll dies den Pumper anzeigen, daß das Bohrloch nicht soviel Flüssigkeit wie bisher liefert.

Wenn der Pumper eine fühlbare .abnähme der Zahl der Pumpenabschaltungen feststellt, zeigt dies an, daß mehr Flüssigkeit erzeugt worden ist. Dies ist von besonderem Vorteil bei Wasserüberschwemmung, bei denen die Produktion eines

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Bohrlochs täglich wechseln kann. Dies ist einer äer größten Vorteile der Produktionsüberwachungsanlage, bei der die Pumpe so lange am Laufen gehalten wird, wie Flüssigkeit gepumpt werden kann. Die Pumpe wird nur dann abgeschaltet, wenn die Flüssigkeit zum Füllen der Unteroberflächenpumpe nicht mehr ausreicht.

Wenn der Schlupf zwischen der Kolbenstange und dem Barrel infolge normalem Pumpenverschleiß abnimmt, wird etwas weniger Flüssigkeit bei jedem Pumpenhub gewonnen. Wenn dieser geringe Produktionsnachlaß mit acht bis siebzehntausend Pumpenhüben pro Tag multipliziert wird, wird der gesamte Produktionsverlust beachtlich und verschlechtert sich, wie die der Pumpenverschleiß weitergeht. Dieser anwachsende Verlust an Pumpenleistung kann aber auch mit der Produktionsüberwachungsanlage festgestellt werden. Unter diesen Bedingungen registriert der Produktionsüberwacher eine geringere Anzahl von Abschaltungen pro Tag und die Produktionsanteilablesung wird ebenfalls geringer. Die Pumpenleistung kann durch Verwenden dieser Information bestimmt und Reparaturen können zum Beseitigen dieser Probleme ausgeführt werden. ■ v.■■·■.;.

Die Produktionsüberwachungsanlage kann auch bei Bohrlöchern verwendet werden, die nicht normal abpumpen. Unter diesen Bedingungen wird die Einrichtung zum Überwachen der Pumpen ausrüstung verwendet und das Abschalten der Einrichtung schaltet ab, wenn sich eine Stange ablöst, oder eine Rohrundichtigkeit oder ein Stopfbüchsenfehler vorliegt. Beim Registrieren einer Abschaltung wird ein Problem angezeigt, das unmittelbar untersucht werden sollte. Wenn kein Oberflächenpumpen- oder Bohrgestängeproblem vorliegt, würde das Abschalten anzeigen, daß die Pumpenleistung abgenommen hat und Reparaturen durchgeführt werden müssen, um weitere Pro-

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duktionsverluste zu verhindern.

Die Anlage ist so konstruiert, daß bei einem Energieausfall (z.B. elektrischer Btrom) die Pumpe nicht unmittelbar kommt, wenn die Energiezufuhr wiederhergestellt ist. Die Regeltafel startet bei der letzten Zahl des Fehlzeitanlaufs, so daß alle Bohrlöcher nicht gleichzeitig starten und die Transformatoren und Sicherungen für die Gebläseleitungen nicht überlastet sind. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn Energieausfälle während der Nacht auftreten und der Pumper nicht die Pumpenstarts versetzen kann. ,

Eine Anlage zum Abtasten des Abwärtsströmungsdruckes kann zusammen mit der Produktiorisüberwachungs und der Regelanlage verwendet werden. Dies ist von besonderem Nutzen, wo Strömungsieiturigen Gefriertemperaturen ausgesetzt sind und übermässiger Parafinausbildung stattfindet. Der Überdruckströmungsleitungsüberwacher kann sein eigenes äußeres Warnlicht einschalten, wenn der Druck in einer Strömungsleitung einen gegebenen Maxim al druck z.B. 17 s-tü überschreitet und somit dem Pumper anzeigt, daß sich die Strömungsleitung verstopft. Wenn keine Abhilfe nach dem Erscheinen des Warnlichts erfolgt, schaltet der Strömungsleitungsüberwacher die Pumpe automatisch ab,.wenn der Druck in der Leitung einen 'Wert über dem eingestellten Maximum z.B. 30 atü erreicht. Dies könnte ein permanentes Abschalten sein, das eine Abhilfe erfordert und die Anlage von Hand wieder gestartet werden muß.

Die überwachungs- Regelschaltung ist so beschaffen, daß Leitungstreiber an einer der Überwachungsfunktionen zur Signalübertragung an entfernte und komputerisierte Zentralstellen installiert werden können.

Bei dem bevorzugten und beschriebenen Ausführungsbeispiel

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der Erfindung wird eine ganz neue und verbesserte Anlage zum Bestimmen des Prozentsatzes der Zeit, in der Flüssigkeit aus einem ülbohrloch gewonnen wird, und zum Regeln des Pumpenbetriebes vorgesehen, der auf dieser Bestimmung basiert. Der Fachmann erkennt, daß Abänderungen dieser Beispiele möglich sind. Zum Beispiel können andere Ventilarten und Abtastmechanismen zum Erzeugen einer Anzeige des Fließens von ül durch die Strömungsleitung benutzt werden. Bei einem besonderen Beispiel kann die Verwendung eines Schwimmerventils bekannter Bauart zum Erzeugen eines elektrischen Signals oder dergl. verwendet werden und diese Verwend-ung wird durch die Erfindung erreicht. Dies kann dann zum Unterstützen des Bestimmens des zeitlichen Prozentsatzes dienen, in dem das ül durch die Strömungsleitung fließt. In gleicher Weise erkennt der Fachmann, während das bevorzugte Ausführungsbeispiel verschiedene elektrische, mechanische und elektro- mechanische Zeitgebermechanismen, auch Einrichtungen mit festen Zuständen, z.B. die Einstellerschaltung 45 benutzt, daß gleichwertige Einrichtungen zum Erzielen der Ergebnisse der Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise kann die ganze Schaltung nach Figur 4- aus Festzustandselementen hergestellt werden, um eine größere Raumersparnis und eine Kostenverringerung, wie auch weit verbesserte Zuverlässigkeit zu erhalten. Ferner erkennt der Fächmann obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung elektrische Signale zum Bestimmen des zeitlichen Prozentsatzes verwendet, in dem das Öl durch das Strömungsrohr fließt, daß auch pneumatische Signale hierfür verwendet werdenkönnen. Obwohl nicht dargestellt ist, kann auch eine Kippschaltung verwendet werden, bei der die Amplitude der Kippspannung bei einer gegebenen Zeit mit einer bekannten iuaplitude verglichen wird, um eine Bestimmung des zeitlichen Prozentsatzes zu besimmen, in dem öl gepumpt wird".

- 34 c η ο ο /. Q / η /././.

Claims

Patentansrüche:

1. Anlage zum Regeln der Arbeitsweise einer Bohrlochpumpenanlage mit einer Pumpe, einem Motor zum Betreiben der Pumpe und ein Strömungsrohr für die gepumpte Flüssigkeit, gekennzeichnet durch eine Feststelleinrichtung, die auf das Fließen von Flüssigkeit aus dem Bohr~ loch anspricht, eine Signaleinrichtung zum Liefern eines Signals, das das Ansprechen anzeigt, eine Einrichtung zum Feststellen, wenn der Prozentsatz der Zeit, in der ein gegebener Zeitinterval, in dem solche Signale auftreten, unter einem gegebenen gewünschtem Wert liegt, und eine Einrichtung zum Beenden des Pumpens, wenn der zeitliche Prozentsatz, in dem die Signale auftreten, kleiner als der gegebene gewünschte tfert ist.

2. Anlage nach Anspruch 1 , weiter gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Wiederstarten des Pumpens nach einer gegebenen Abschaltperiode und eine Wiederanlauf-

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5.0 9848/0444

BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: 8 MÖNCHEN 22 1-856 44 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AQ. ' W. MEISSNER, BLN-W ST IUMXiTD 11 (MWtTM J DCDI «Μ Λ^^ /OrtTT ^ Λ ^^ —

einrichtung in der Anlage zum Zurückstellen der Feststelleinrichtung und der Beendigungseinrichtung, um
das Wiederanlaufen des Pumpenvorgynges zu ermöglichen.

3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Abschalteinrichtung zum "Verhindern des Wiederanlaufens
des Betriebes, nachdem dieser eine gegebene Zahl von ι

Malen wieder angelaufen ist. .

4-, Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Wiederstarteinrichtung einen Aufpurapze it geber (42) ·. enthält, der in der Anlage so angeordnet ist, daß er i

unmittelbar noch der Abschaltzeit eine endliche Pumpzeit liefert, daß der Aufpumpzeitgeber die Beendigungseinrichtung während der endlichen Pumpzeit überrennt . ; und ferner dies Überrennen am Ende dieser Pumpperiode _;

aufhebt. |

5. Anlage nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß f zwischen der Feststelleinrichtung und der Wiederanlauf-

Verhinderungseinrichtung eine Rückstelleinrichtung ;

liegt, die die WiederanlaufVerhinderungseinrichtung auf ;

Null zurückstellt, wenn der zeitliche Prozentsatz, in i|

dem Signale auftreten, am gegebenen Wert oder, darüber f

liegt und so ein Abschalten der Anlage während eines ji

erfolgreichen Wiederanlaufens verhindert.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Einrichtung zum Bestimmen des genauen zeitlichen
Prozentsatzes vorgesehen ist, in dem Flüssigkeit aus
dem gepumpten Bohrloch fließt.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Prozentsatzbestimmungseinrichtung einen ständigen

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Aufzeichner und eine sichtbare Ablesung enthält, die entweder den StrömungsZeitprozentsatz beim Arbeiten der Pumpe oder den letzten Stromungszeitprozentsatz des vorherigen Pumpenablaufs anzeigt,wenn die. Anlage nicht pumpt.

8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsfeststelleinrichtung ein Ventil mit einer magnetischen Einrichtung und einen Näherungsschalter enthält, die, wenn das Ventil durch die Flüssigkeitsströmung aus dem Bohrloch geöffnet ist, die Signaleinrichtung betätigen.

9· Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleinrichtung einen ersten Oszillator (50) mit einer bekannten Frequenz und einen Oszillator (5Ό mit einer veränderbaren Frequenz, Zähler (52, 53)y die an beiden Oszillatoren liegen, eine Vergleichseinrichtung (54) für die Ausgänge der Zähler, eine an der Vergleichseinrichtung liegende Einrichtung zum Liefern eines Impulssignals an einem Ausgang der Vergleichseinrichtung und einen an den Zählern liegenden Taktgeber (56), der die Zähler periodisch in die Vergleichseinrichtung entleert, enthält.

10. Anlage nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung ein logisches Tor (5^) mit zwei Eingängen und einem Ausgang besitzt und ein Rückstellsignal nur dann gibt, wenn über beide Eingänge Signale empfangen werden, daß sich zwischen der Feststelleinrichtung und einem der Toreingänge eine Signalinvertiereinrichtung befindet, daß ein Taktgeber (56) ein periodisches Impulssignal an den zweiten Toreingang liefert und daß das Signal vom Torausgang zur Wiederanlaufver-

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hinderungseinrichtung gegeben wird.

11. Anlage nach vorhergehenden Ansprüchen,. gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Errechnen des Ist-Prozentsatzes der Zeit, in der Bohrlochflüssigkeit aus dem Bohrloch gepumpt wird, die ein Aufzeichengerät zum ständigen Aufzeichnen des errechneten Prozentsatzes . und eine Anzeigeeinrichtung f:ür _:den zuletzt errechneten Strömungszeitprozentsatz enthält. ;. -·...·

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,.daß die Signaleinrichtung einen magnetischen Näherungsschalter besitzt, der mit dem ersten Oszillator_:(50) verbunden ist, daß die Vergleichseinrichtung (5^) einen Oszillator (51) mit einer veränderbaren Frequenz besitzt, daß die Zähler (52, 53) an;den Oszillatoren, liegen,:daß die Vergleichseinrichtung.die Ausgänge _der Zähler;aufnimmt und sie vergleicht, jdaß;der In^lssignalgeber an der Vergleichseinrichtung liegt und daß · der Taktgeber an den Zählern liegt und so angeordnet

." ißt, daß er die Zähler periodisch;in=die. Vergleichs-,einrichtung, entleert. :;_; : · .;^;./;i.,..^:. :-;>-vu -: ·■:■ ■■■■ ::--·\Λ'.

13· Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß • die Recheneinrichtung einen Multiplier, eine Teiler- ' schaltung, einen Gang-Tuner;und ein Aufzeichengerät .

Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet^ daß die Rückstelleinrichttung ein logisches Tor (57) mit zwei Eingängen und einem Ausgang enthält, und ein Rück stellsignal an die Abschalteinrichtung gibt, wenn Signale an beiden Toreingängen liegen, daß zwischen der Vergleichseinrichtung und einemder-Toreingänge in In-

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verter liegt, daß das Signal vom Taktgeber an den anderen Toreingang gelegt wird und daß der Signalleiter vom Torausgang zur Abschalteinrichtung führt. ■;i

15· Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine auf eine Ein-Signalbezogene Ein-richtung zum automatischen Einstellen der' Periode, in der die Pumpe während eines nachfolgenden Pumpens abgeschaltet wird. "'' >

16. Anlage nach den Ansprüchen 15» gekennzeichnet, durch eine Wiederanlaufeinrichtung im Gerät zum Zurückstellen der Feststelleinrichtung und der Beendigungseinrichtung zum Wiederanlaufen des Pumpens , und durch« eine Absehalteinrichtung zum Zählen der Wiederanläufe : •derAnlage und' zum Verhindern des Anlaufens dieses '■··■·? Vorgangs," nach dem dieser bestimmte Male wieder ange-

17· Anlage tiach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Rüchstelleinrichtung zwischen der Feststelleinrichtung und der Abschalteinrichtung, die die Abschalteinrichtung zurückstellt, wenn der Prozentsatz der Zeit, in der Signale auftreten,sich an oder über dem gegebenen Wert befindet, und^;durch eine Einrichtung zum Bestimmen und Aufzeichnen des genauen Prozentsatzes der Zeit während eines gegebenen Intervals, in dem Flüssigkeit vom Bohr-

18. Anlage nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine Einrichtung zum Feststellen, der Pumpenlaüfzeit des unmittelbar vorhergehenden Anlaufs, eine Einrichtung zum Teilen der Pumpenlaufzeit in einen gegebenen Wert von gewünschter Laufzeit der SoIl- ^>: Laufzeit, eine Einrichtung zum Multiplizieren des er-

haltenen Quotienten mit der Abschaltzeit des unmittelbar vorhergehenden Anlaufs und eine Einrichtung zumVerbinden mit der Multiplikationseinrichtung zur Aufnahme eines proportional zum Produkt der Multiplikationseinrichtung proportionales Signals zum Aufbauen einer Periode besitzt, die unmittelbar proportional dazu ist ,..und..^ die am Ende dieser Periode ein Signal aussendet.

19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß : die Einstelleinrichtung eine Vergleichseinrichtung zwi-'"'■■'■■ sehen der Multipliziereinrichtung und dem Zeitgeber, zur Aufnahme des Produktsignals und zum Vergleich dieses mit

. einem Signal von kleinstem Wert enthält und daß danach ein zum größeren der beiden ankommenden Signalwerte : proportionales Signal auf den Zeitgeber übertragen wird,

20. Anlage ,nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine weitere Vergleichseinrichtung enthält, die mit der,Multiplikationseinrichtung in Verbindung steht und einer gegebenen Idinimum-Abschaltzeit proportionales und ein der Abschaltzeit des unmittelbar vorhergehenden Pumpenvorganges proportionales Signal aufnimmt und zur Multiplikationseinrichtung einen dem größeren der beiden von den ankommenden Signalen dargestellten Werten, proportionales Signal überträgt.

21. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber einer vorberechneten Abschaltzeit pro- _;ϊ portionales Signal aufnimmt und ein am Ende der vorberechr.eten Abschaltzeit ein Startsignal an die Wiedereinschalt einrichtung gibt.

22.. Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch einen Analysator, der mit dem Integrator und

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der Wiedereinschalteinrichtung verbunden ist und die Wiedereinschalteinrichtung nach dem Eeststeilen und der . Zeitgabe einer errechneten Abschältperio^e betätigt, um die ist-Pumpenläufzeit auf'"einen Wert zu ändern, der näheran'der Soll-Laufzeit liegt. ^:

23. Anlage nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Einrichtungzum Bestimmen des Prozentsatzes und zum Aufzeichnen der Zeit, während eines gegebenen Intervals ^ in demΓ Flüssigkeitvom Bohrloch gepumpt ¹WIrd.

24. ""Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekenrizeichnet, daß :

" ^l der Ahaiysätör eine Einrichtung zum 'i)ürc^ -·■' Rechnung enthalt: """' :■'--' -;■—;--^- {,-:.::,.:■-■-.:,-■·■—■ ·.·

_n _ γ-——:— (n-1), worin t_ die Zeit der aufkommen-"'*■■■'■'■'■' (n-1) den Abschaltperiode,

T die gegebene Soll-Laufzeit,

(n-1) die Laufzeit- der vorhergehenden Pumpenvorganges, und

*(η-1) die Abschaltperiode des vorhergehenden Pumpen-Vorganges ist.

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