JP2018519446A - ダウンホールポンプの生産を判定するための方法及び機器 - Google Patents
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Abstract
Description
で入手可能な液体がポンプを充填するために限界的に適正である点である「ポンプオフ」で、またはその近くで坑井を動作させることを所望する場合がある。概して、ポンプオフの近くで坑井を動作させることは、結果として、実質的に生産する底穴圧力が最も低くなる。また、坑井穴に対する流入は、底穴圧力が低下すると増大する。したがって、坑井をポンプオフで、またはその近くで動作させることは、概して坑井からの生産を最大にする結果となる。しかしながら、いくつかのケースでは、オペレータは、坑井をポンプオフ以外の指定された坑井穴圧力で動作させることを所望する場合がある。この方策は、より優れた貯留層管理を提供し得るが、これは、産出物が坑井穴に向かって流れるときに、より少ない炭化水素要素が溶液内に液相で残るためである。産出物を液相のみで維持することによって、液体に対する効果的な透過性が増大する。いくつかのケースでは、この手法は、結果として炭化水素の全体的な回収をより高くする(しかし、いくつかのケースでは、回収はより長い期間がかかる場合がある)。坑井を指定されたダウンホール圧力値(例えば、設定点、しきい値)で(またはその近辺で)動作させるために、坑井穴(ポンプ吸入)圧力を測定または推定するいくつかの方法が必要である。これらの値を直接測定するためのいくつかの計装製品が入手可能である。しかしながら、これらの製品は、概して高価であり、操作上設置が複雑である。本明細書に開示された例示の方法及び機器は、上述のポンプ充填係数を用いてポンプ両端の差圧を判定するための手法を提供する。結果として、ポンプの吸入圧力を判定し用いて、ポンプの速度を制御することができる。ポンプの吸入圧力は、ロッドポンプ速度制御及びロッドポンプオンオフ制御のために用いられ得る。言い換えると、ポンプの吸入圧力に基づいて、ポンプ速度を増減し得、及び/またはポンプを始動または停止させ得る。
post)106と、移動ビーム108とを含む。図示された例では、ポンプユニット100は、ベルト及びシーブシステム112を駆動させて、ギアボックス114を回転させ、ひいてはクランクアーム116及びカウンターウェイト118を回転させるモータまたはエンジン110を含む。ピットマン120は、クランクアーム116の回転が、ピットマン120及び移動ビーム108を動かすように、クランクアーム116と移動ビーム108との間に連結される。移動ビーム108が、旋回点及び/またはサドルベアリング122を中心として旋回すると、移動ビーム108は、ホースヘッド124を、ブライドル128、研磨ロッド130、管材ストリング132、及びロッドストリング134を介して、ダウンホールポンプ126に対する往復の動きを提供するように動かす。
にほぼ、及び/または完全に伝達されたときに対応する。参照番号212と206との間では、下降ストロークが継続すると、力の波が表面に反射し、このことは、研磨ロッド130がその最低点に達し、別のストロークを始めるまで、研磨ロッド130に対する不規則な負荷の付与を生じさせる。
maxは、最大ポンプ位置(例えば、in)を表し、Sminは、最小ポンプ位置(例えば、in)を表し、Fmaxは、最大ポンプ負荷(例えば、lbf)を表し、Fminは、最小ポンプ負荷(例えば、lbf)を表し、これらは、図4において表示されている。
36はその後、ピストン126が下降ストローク中に下向きに動くときに、ポンプ126の上方で流体カラムを支持する。いったんピストン136がポンプ126内の流体に遭遇すると、ピストン136の上方及び下方の圧力が安定化し、それによって、ポンプ126に対する負荷がゼロまで動く。図4と比較すると、図4のポンプカード400は、図6のポンプカード600よりも大きな面積を含む。ポンプカード600の理想面積APCIは、式6を用いて判定され得る。
ことができる。
施を完全に網羅する本特許の機器またはシステムの請求項のいずれかを読むと、これによって、例示のI/O装置148、例示のメモリ150及び/または例示のプロセッサ152のうちの少なくとも1つは、ソフトウェア及び/またはファームウェアを記憶している有形のコンピュータ可読記憶装置もしくは記憶ディスク、例えばメモリ、デジタル多用途ディスク(DVD)、コンパクトディスク(CD)、ブルーレイディスク等を含むことが明確に定義されている。またさらに、図1の例示の機器は、図1に図示されたものに加えて、またはそれに代えて、1つ以上の要素、プロセス及び/または装置を含み得、及び/または図示された要素、プロセス及び装置のいずれかまたはすべてのうちの2つ以上を含み得る。
プ充填係数を用いて、ポンプの速度及び/またはオンオフ動作を制御することができる。例えば、ポンプ充填係数を監視することができ、ポンプ充填係数が目標値(例えば、1つのストロークまたは特定数のストロークについて)を下回って下降すると、ポンプを停止させる(または速度を低減させる)ことができ、坑井を活動停止にして、坑井ケーシングが生産地層によって充填されることを可能にすることができる。したがって、ポンピングが(アイドル時間の終わりに)再開されるとき、ポンプを充填するために十分な流体が存在し得る。
あるかを判定することを含む。そうでない場合、例示の方法800は、圧力、量及び温度特性を用いて濃度を算定することと、次の離散増分の底での深さ値、圧力値及び温度値を算定することとを含む(ブロック814〜818)。このプロセスは、ポンプ深さに達するまで継続してもよい。ポンプ深さに達した場合、本方法800は、現在算定された圧力をポンプ吐出圧力として用いることと(ブロック822)(例えば、ブロック818において算定された圧力値)、算定されたポンプ両端の差圧と、ポンプ吐出圧力とに基づいてポンプ吸入圧力を算定する(ブロック824)こととを含む。ポンプ吸入圧力は、式17を用いて算定され得、これは、例えば図1のプロセッサ152によって実施され得る。
を継続する(ブロック1006)。
30)ことを含む。ポンプ動力計カードは、例えば、判定された表面動力計カードに基づいてもよい。ポンプ動力計カードは、例えば図1のプロセッサ152によって演算され得る。
イプのメモリ装置によって実施され得る。メインメモリ1114、1116へのアクセスは、メモリコントローラによって制御される。
ドを算定しない。よって、本明細書に開示された例は、中度から低度の演算能力の演算プラットフォーム上で実施されることができる。本明細書に開示された例を用いると、ダウンホールポンプカードを分析して、正味の液体ストローク、流体負荷またはダウンホールカードからの他のそのようなパラメータを特定する必要がない。少なくともいくつかの例では、漏れ比例定数が、坑井試験に関連付けられた算定を用いて判定されるため、漏れ試験は行われない。本明細書に開示された例は、フィールドコントローラで実施されることができる。
こととを含む。例示の方法は、ポンプの第2のストロークに基づいて、第2のポンプカードを演算することと、第2のポンプカードの第2の面積を判定することと、漏れ比例定数と第2の面積とに基づいて、ポンプによって第2のストローク中に生産された第2の液体量を判定することとをさらに含む。
Claims (20)
- ポンプによって前記ポンプの第1のストローク中に坑井から生産された第1の液体量を測定することと、
前記第1のストロークに基づいて、第1のポンプカードを演算することと、
前記第1のポンプカードの第1の面積を判定することと、
生産された前記第1の液体量と前記第1の面積とに基づいて、前記ポンプの漏れ比例定数を判定することと、
前記ポンプの第2のストロークに基づいて、第2のポンプカードを演算することと、
前記第2のポンプカードの第2の面積を判定することと、
前記漏れ比例定数と前記第2の面積とに基づいて、前記ポンプによって前記第2のストローク中に生産された第2の液体量を判定することと、を含む、方法。 - 前記第1のストローク中の前記ポンプについての第1のポンプ充填(pump fillage)係数を判定することをさらに含み、前記漏れ比例定数が、前記第1のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のポンプカードの理想面積を判定することをさらに含み、前記第1のポンプ充填係数が、前記第1のポンプカードの前記判定された第1の面積と前記第1のポンプカードの前記理想面積との比率に基づく、請求項1または2に記載の方法。
- 前記ポンプの管材が固定されているかを判定することをさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記管材が固定されていない場合、前記第1のポンプカードの前記理想面積が、前記管材の材料の弾性係数と、前記ポンプの断面積と、前記固定されていない管材の長さとに基づく、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2のストローク中の前記ポンプについての第2のポンプ充填係数を判定することをさらに含み、生産された前記第2の液体量が、前記第2のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のポンプ充填係数に基づいて、前記第1のストローク中の前記ポンプ両端の差圧を判定することをさらに含み、前記漏れ比例定数が、前記ポンプ両端の前記差圧にさらに基づいて判定される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 生産された前記第1の液体量が、分離器を用いて測定される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポンプの第3のストロークに基づいて、第3のポンプカードを演算することと、
前記第3のポンプカードの第3の面積を判定することと、
前記漏れ比例定数と前記第3の面積とに基づいて、前記ポンプによって前記第3のストローク中に生産された第3の液体量を判定することと、
前記第2の量と第3の量とを合計して、前記第2及び第3のストローク中に前記ポンプによって生産された正味の流体を判定することと、をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - ダウンホールポンプを有するポンプユニットとともに用いられるハウジングと、
前記ハウジング内に配設されたプロセッサであって、
前記ポンプの第1のストロークに基づいて、第1のポンプカードの第1の面積を判定
し、
前記ポンプによって前記第1のストローク中に生産された第1の液体量と前記第1の面積とに基づいて、前記ポンプの漏れ比例定数を判定し、
前記ポンプの第2のストロークに基づいて、第2のポンプカードの第2の面積を判定し、かつ
前記漏れ比例定数と前記第2の面積とに基づいて、前記ポンプによって前記第2のストローク中に生産された第2の液体量を判定するための、プロセッサと、を備える、機器。 - 分離器をさらに含み、前記分離器が、前記ポンプによって前記第1のストローク中に生産された前記第1の液体量を測定するためのものである、請求項10に記載の機器。
- 前記プロセッサが、前記第1のストローク中の前記ポンプについての第1のポンプ充填係数を判定するためのものであり、前記漏れ比例定数が、前記第1のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項10または11に記載の機器。
- 前記プロセッサが、前記第2のストローク中の前記ポンプについての第2のポンプ充填係数を判定するためのものであり、生産された前記第2の流体量が、前記第2のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項10〜12のいずれか一項に記載の機器。
- 前記プロセッサが、前記第2のポンプ充填係数に基づいて、前記第2のストローク中の前記ポンプの吸入圧力を判定するためのものである、請求項10〜13のいずれか一項に記載の機器。
- 前記ポンプを駆動するためのモータをさらに含み、前記プロセッサが、前記ポンプの前記吸入圧力に基づいて、前記モータの速度を制御するためのものである、請求項10〜14のいずれか一項に記載の機器。
- 実行されると、機械に少なくとも、
ダウンホールポンプの第1のストロークに基づいて、第1のポンプカードを演算することと、
前記第1のポンプカードの第1の面積を判定することと、
前記ポンプによって前記第1のストローク中に生産された第1の液体量と前記第1の面積とに基づいて、前記ポンプの漏れ比例定数を判定することと、
前記ポンプの第2のストロークに基づいて、第2のポンプカードを演算することと、
前記漏れ比例定数と前記第2の面積とに基づいて、前記ポンプによって前記第2のストローク中に生産された第2の流体量を判定することと、を行わせる命令を含む、有形の機械可読記憶装置。 - 前記命令が、実行されると、前記機械に、前記第1のストローク中の前記ポンプについての第1のポンプ充填係数を判定することをさらに行わせ、前記漏れ比例定数が、前記第1のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項16に記載の有形の機械可読記憶装置。
- 前記命令が、実行されると、前記機械に、前記第2のストローク中の前記ポンプについての第2のポンプ充填係数を判定することをさらに行わせ、生産された前記第2の液体量が、前記第2のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項16または17に記載の有形の機械可読記憶装置。
- 前記命令が、実行されると、前記機械に、前記第2のポンプカードの理想面積を判定することをさらに行わせ、前記第2のポンプ充填係数が、前記第2のポンプカードの前記判
定された第2の面積と、前記第2のポンプカードの前記理想面積との比率に基づく、請求項16〜18のいずれか一項に記載の有形の機械可読記憶装置。 - 前記命令が、実行されると、前記機械に、前記第2のポンプ充填係数に基づいて、前記第2のストローク中の前記ポンプ両端の差圧を判定することをさらに行わせる、請求項16〜19のいずれか一項に記載の有形の機械可読記憶装置。
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