MX2014000421A

MX2014000421A - La estimación de los niveles de líquido en una bomba de cavidad progresiva.

Info

Publication number: MX2014000421A
Application number: MX2014000421A
Authority: MX
Inventors: Ronald G Peterson
Original assignee: Unico
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2014-09-22
Also published as: AU2012283132B2; EP2744980B1; EP2744980A1; HUE042522T2; MX336426B; US8892372B2; EA024649B1; AR087942A1; EP2744980A4; US20130018605A1; HRP20181953T1; CA2841412A1; WO2013009389A1; AU2012283132A1; CA2841412C; AU2012283132C1; EA201400129A1

Abstract

Un método y aparato para operar un sistema de bombeo incluye lo siguiente: determinar el parámetro operativo del motor de un motor configurado para mover una bomba en un pozo; determinar un parámetro de operación de la bomba de la bomba con base en el parámetro de operación del motor; determinar un nivel estimado de fluido en el pozo con base en el parámetro de operación del motor y el parámetro de operación de la bomba; operar la bomba en una primera modalidad para determinar las características de la bomba en un nivel deseado de fluidos; generar una información de primera modalidad con base en la operación de la bomba en la primer modalidad; operar la bomba en una segunda modalidad con base en la información registrada de la primer modalidad; y ajustar el nivel estimado de fluido.

Description

LA ESTIMACIÓN DE LOS NIVELES DE LÍQUIDO EN UNA BOMBA DE CAVIDAD PROGRESIVA CAMPO DEL INVENTO Este Invento generalmente se relaciona con un sistema de bombeo y más en particular a un método y sistema para calcular y controlar un nivel de fluido en un pozo con un sistema de bombeo.

ANTECEDENTES Las bombas, generalmente se emplea para transportar fluidos a un flujo y presión deseados de un lugar a otro o, alternativamente, para re circular el fluido en un sistema. Ejemplos de dichas aplicaciones incluyen pero no se limitan a, pozos petroleros, pozos de gas, pozo de agua, sistemas de irrigación, sistemas de calentamiento y enfriamiento, sistema de tratamiento de aguas residuales, sistema de tratamiento de aguas municipales, sistema de distribución y otros. Varios parámetros de operación de la bomba, pueden ser controlados para proteger a la bomba de daños, optimizar la operación de la bomba, aumentar la eficiencia y/o aumentar la producción de fluidos. Ejemplos de parámetros de operación incluyen por ejemplo, velocidad de la bomba, torque de bombeo, eficiencia de bombeo, tasa de flujo de fluido, entrada de presión a la bomba, y salida de presión de la bomba.

Uno o más sensores se pueden emplear dentro del orificio del pozo o pozo adentro para medir directamente los parámetros de operación de la bomba. En muchas aplicaciones, la colocación requerida de sensores es inconveniente o de difícil acceso y puede requerir que los sensores se expongan a un medio ambiente peligroso, disminuyendo de esta forma la seguridad. Adicionalmente, la instalación i y mantenimiento de sensores añaden al costo general del sistema de bombeo. Aún más, reemplazar o reparar los sensores puede requerir que las operaciones de la bomba sean suspendidas.

Es por esto, que la instalación, operación y costos de mantenimiento pueden reducirse y la productividad y seguridad general del sistema de bombeo se puede mejorar al eliminar la colocación de sensores dentro del pozo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En una realización, se proporciona un método para determinar un nivel estimado de fluidos en un pozo, sin un sensor dentro del pozo, incluyendo una bomba de cavidad progresiva dispuesta en el pozo. La bomba se acopla a un motor eléctrico y controlador. El método incluye pasos para determinar un parámetro de operación del motor eléctrico y determinar un parámetro de operación de la bomba. Un paso adicional incluye registrar en una tabla asociada con el controlador por lo menos un valor de torque de la bomba en un valor específico de velocidad de operación de la bomba. El método también incluye usar el parámetro de operación del motor eléctrico, el parámetro de operación de la bomba, y los valores de la tabla de verificación para determinar con el controlador un nivel estimado de fluidos en el pozo, cuando la bomba está en funcionamiento operada por el controlador a una velocidad seleccionada.

En otra realización, el sistema de bombeo incluye una bomba configurada para controlar el nivel de fluido en un pozo, y un motor acoplado operativamente a una bomba y configurado para accionar la bomba. El sistema de bombeo incluye además un controlador, que incluye una unidad de determinación de motor, una unidad de determinación de la bomba, una unidad de determinación de fluido, una unidad de primera modalidad, una unidad de segunda modalidad y una unidad de ajuste. La unidad de determinación de motor determina un parámetro de operación de motor, como el torque del motor y la velocidad del motor. La unidad de determinación de bombeo determina el parámetro de operación con base en por lo menos uno de los parámetros de operación del motor. La primera unidad de determinación de fluido determina un nivel estimado de fluido en el pozo con base en el parámetro de operación del motor y el parámetro de operación de la bomba. La primera unidad de modalidad opera la bomba en una primera modalidad para generar información de una salida de primera modalidad, incluyendo la velocidad de la bomba y valores de torque asociados con los valores de bombeo sobre fluido específico y almacena dicha información en una base de datos de la cartografía, también conocida como tabla de referencia. La segunda unidad de modalidad opera la bomba en una segunda modalidad con el torque y valor de velocidad de la bomba comparado con el torque de bombeo y valores de velocidad en la base de datos de la cartografía. La unidad de ajuste ajusta el nivel estimado de fluido con base en el valor de torque de la bomba obtenido en la primer y segunda modalidades. El controlador cambia uno de los parámetros de operación del motor y el parámetro de operación de la bomba para mantener el nivel de fluido en el pozo a un determinado valor establecido de punto de ajuste.

En otra realización del invento, un controlador de bomba incluye una unidad de determinación de motor. La unidad de determinación de motor está configurada para determinar los parámetros de operación del motor de un motor configurado para controlar una bomba en un pozo. Los parámetros de operación del motor incluyen un torque de motor y una velocidad de motor. Una unidad de determinación de bombeo se encuentra operativamente acoplada a la unidad de determinación de motor y está configurada para determinar los parámetros de operación de bombeo con base en por lo menos un parámetro de operación de motor. Los parámetros de operación de bomba incluyen torque de bomba y velocidad de bomba. Una unidad de determinación de fluido se encuentra operativamente acoplada a una unidad de determinación de bombeo y está configurada para determinar un nivel estimado o calculado de fluidos en el pozo.

La unidad de determinación de fluidos incluye una primera unidad de modalidad configurada para generar una primera modalidad de generación de información con base en la operación de la bomba en una primera modalidad. Dicha información incluye la velocidad de la bomba y los valores de torque de la bomba asociados con los valores de bombeo sobre fluido específicos y almacenar dicha información en una base de datos. La unidad de determinación de fluido además incluye una segunda unidad de modalidad operativamente acoplada a la primera unidad de modalidad, en donde la segunda unidad de modalidad está configurada para operar la bomba en una segunda modalidad para determinar un nivel estimado de fluido.

La segunda unidad de modalidad emplea los valores actuales de velocidad y torque de la bomba comparados con los valores de velocidad y torque en la base de datos. Una unidad de ajuste está operativamente conectada a una unidad de determinación de fluido. La unidad de ajuste está configurada para ajusfar la velocidad de la bomba y mantener el nivel de fluido estimado del valor del punto de ajuste predeterminado.

Otros aspectos, objetivos y ventajas del invento serán más aparentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando se considera junto con las ilustraciones anexas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ILUSTRACIONES Las ilustraciones anexas incorporadas en el presente forman y son parte de la especificación e ilustran varios aspectos del presente invento y junto con la descripción, sirven para explicar los principios del invento. En las ilustraciones: La FIG. 1 es una representación parcial de un pozo y una realización de un sistema de bombeo que controla la operación de una bomba y que se acciona dentro de un pozo; La FIG. 2 es un diagrama de bloque detallado de una realización de un controlador de bomba asociado con un sistema de bombeo de la FIG. 1 ; La FIG. 3 es un diagrama de bloque detallado de varios componentes del controlador de la bomba de las FIGS. 1 y 2; La FIG. 4 es una gráfica ilustrando formas de onda que muestran un nivel estimado de fluido y un nivel real de fluido, así como una función de varias condiciones de velocidad y torque; Las FIGS. 5A, 5B, y 5C son gráficas ilustrando las formas de onda que muestran los resultados de la operación de la unidad de ajuste.

La FIG. 6 es un diagrama de bloque de una realización de un algoritmo implementado por el controlador de bomba; Las FIGS. 7A, 7B, y 7C son gráficas ilustrando las formas de onda que muestra la relación de nivel de fluido calculado con el nivel real de fluido durante (7A) y después en (7B, 7C) en una primer modalidad de operación.

Las FIGS. 8A y 8B son gráficas ilustrando las formas de onda que muestran la relación de el nivel de fluido calculado al nivel real de fluido durante (8A) y después (8B) en la primer modalidad de operación; y La FIG. 9 es un diagrama de flujo de una realización de método implementado por el controlador de bomba para la Modalidad 1- Caracterización de Sistema a Pozo.

La FIG. 10 es un diagrama de flujo de un método implementado por el controlador de bomba de la Modalidad 2- Operación Normal (Producción).

Aunque se describirá al invento en conexión con ciertas realizaciones preferidas, no se pretende limitarlo a estas realizaciones. Por el contrario, se pretende cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalentes como se incluyen dentro del espíritu y la envergadura de lo dicho como se define en las realizaciones anexas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA En referencia a la FIG. 1 , se muestra una realización de un sistema de bombeo 100 que controla la operación de la bomba 102 al ser impulsada dentro del pozo 104. El pozo 104 mostrado en la realización de la Fig. 1 , es un pozo petrolero en donde se extrae el petróleo del pozo desde una formación subterránea 106. Sin embargo, se debe entender que el sistema de bombeo 100 puede operarse en otros tipos de pozos como por ejemplo un pozo de gas, un pozo de agua, y similares. El pozo 104 incluye una tubería interna de producción 108 y una cubierta exterior 1 10. Como se ilustra, la tubería de producción interna 108 que se extiende desde el nivel del suelo 1 12 a un nivel subterráneo incluye una salida de fluidos 1 14 localizada sobre el nivel del suelo 1 12. En la realización mostrada en la Fig. 1 , la tubería de producción interna se extiende aproximadamente 1000 a 5000 pies o más debajo del nivel del suelo 2. La parte inferior de tubería interna de producción 108 generalmente termina debajo de la formación subterránea 106. La cubierta exterior 110 incluye una salida de gas 116 y una pluralidad de perforaciones 1 18 que permiten que el petróleo en la formación subterránea 106 entre al pozo. Como se ilustra en la FIG. 1 , la salida de gas 1 16 se localiza en el extremo superior de la cubierta exterior 1 10 sobre el nivel del suelo 1 12. Se debe entender que se pueden emplear otros líquidos. La bomba102, también se puede emplear para bombear únicamente agua.

El sistema de bombeo 100 incluye una bomba 102, un sistema de impulsión eléctrico 120, una caja de engranes 122, un motor 126, y un controlador 128. En algunas realizaciones no se emplea una caja de engranes. Como se ilustra en la realización de la FIG. 1 , la bomba 102 se monta en el extremo inferior de la tubería interna de producción 108 e incluye un miembro de bomba 130 acoplado a una bomba de sarta de varillas 132. La bomba de sarta de varillas 132 se extiende axialmente a través de la tubería de producción interna 108 y es girada por la caja de engranes 122, y el motor 126, durante la operación de bombeo.

En la realización de la FIG. 1 , el miembro de bomba 130 es un miembro de bomba tipo hélice 130 montado dentro de la carcasa de la bomba en el extremo inferior del tubo de producción interna 108.sin embargo, también se debe entender que el miembro de bomba 130 puede ser de cualquier forma deseada que permita que la bomba 102 sea impulsada en rotación debajo del nivel del suelo 112. La bomba 102 mostrada en la FIG. 1 , es una Bomba de Progresión de Cavidad 102 para reducir el contra flujo de fluido cuando la bomba 102 no está en operación.

El sistema de impulsión eléctrico 120 proporciona la corriente para impulsar el motor 126. Como ejemplo, el sistema de impulsión eléctrico 120 puede ser un variador de velocidad que incluye un inversor para convertir la corriente DC a corriente AC para impulsar el motor 126. La caja de engranes 122 convierte el torque del motor y la entrada de velocidad a un torque y salida de velocidad adecuados para impulsar la bomba de sarta de varillas 32 y miembro de bombeo 130 acoplado al mismo. La bomba de sarta de varillas 132 se acopla directamente a un eje del motor 126 o se acopla a través de la caja de engranes 122 o mecanismo similar de reducción de velocidad. Durante la operación de bombeo, el motor 126 gira la sarta de varillas 132. En la realización de la FIG. 1 , el motor 126 es un motor de inducción trifásico AC diseñado para ser operado desde una línea de voltaje dentro de un rango de aproximadamente 230 VAC a 690 VAC, y que desarrolla aproximadamente de 5 a 250 caballos de fuerza, dependiendo de la capacidad y profundidad de la bomba 102. Sin embargo se debe entender, que otros tipos y clases de motores se pueden emplear como por ejemplo un motor síncrono. La corriente eléctrica para el sistema de impulsión eléctrica 120 y el controlador 128 se puede obtener al rectificar la entrada de corriente AC del proveedor de electricidad o del generador.

El controlador 128 controla el sistema de impulsión eléctrico 120. Específicamente, el controlador 126 envía comandos al sistema de impulsión eléctrico 120 para controlar la operación del motor 126 y la bomba 102, para mantener el nivel de fluidos dentro del pozo 104 al nivel de fluidos leseado. Como se describirá en mayor detalle abajo, el controlador 128 localizado a nivel del suelo 1 12, está configurado para monitorear y controlar la operación de la bomba 102 localizada debajo del nivel del suelo 1 12 sin el uso de sensores localizados en le orifico del pozo o dentro del pozo 104. Cuando la bomba es impulsada durante la operación de bombeo, una columna de fluido almacena energía potencial debido a la operación de movimiento de la bomba 102 que mueve el fluido en una dirección ascendente, de esta forma creando una presión posterior en la sarta de varilla de la bomba 132.

En referencia a la FIG. 2, el controlador 128 incluye una unidad de interfase de motor 200, un aparato de procesamiento 204, y una unidad de almacenamiento de información asociada o relacionada 202. El controlador 128 monitorea la operación de la bomba en busca de irregularidades en por ejemplo, presión de la cabeza, flujo u otras condiciones que podrían dañar la bomba 102. Por ejemplo, el controlador 128 puede proteger contra la cavitación, extracción, y condiciones de flujo mínimas al detectar e identificar dichas condiciones antes de que ocurran y controlar la operación de la bomba para evitar las condiciones.

La unidad de interfase de motor 200 incluye un aparato para la interfase con el controlador 128 con otros componentes dentro del sistema de bombeado 100. Específicamente la unidad de interfase del motor 200 incluye un sensor de corriente 206, un sensor de voltaje 208 y un aparato de entrada/salida (l/O) 210. El sensor de corriente 206 y el sensor de voltaje 208 se acoplan al motor 126 para detectar la corriente del motor y el voltaje del motor respectivamente. En una realización, tanto el sensor de corriente 206 como el sensor de voltaje 208 incluyen circuitos acoplados a las bobinas del motor para obtener una medida de corriente, voltaje y flujo de motor. Se debe entender que el sensor de corriente 206 y el sensor de voltaje 208 pueden incluir otros transductores y/o circuitos configurados para medir los valores de voltaje y corriente. El sensor de corriente y de voltaje son componentes eléctricos convencionales y es por esto, que su operación no se discute más adelante en el presente.

El controlador 128 recibe la corriente detectada del motor y los valores de voltaje del motor a través de un aparato adecuado de entrada/ salida 210 (l/O). El aparato l/O 210 puede incluir un teclado removible de medios y un convertidor análogo a digital para convertir las medidas análogas a un formato digital adecuado para su el uso con la unidad de almacenamiento de datos 202 y el aparato procesador 204 del controlador 128.

La unidad de almacenamiento de datos 202 puede incluir aparatos que almacenan programas, parámetros detectados del motor, y otra información que sea accesada por el aparato de procesamiento 204 al monitor y controlar la operación de la bomba 102. Específicamente, la unidad de almacenamiento 202 puede incluir memoria volátil y/o no volátil como por ejemplo, RAM, ROM, EEPROM, flash y similares. La unidad de almacenamiento 202 puede incluir características adicionales así como funcionalidad. Por ejemplo, la unidad de almacenamiento 202 puede incluir aparatos fijos o extraíbles, incluyendo pero sin limitarse a discos magnéticos y ópticos, cintas o similares. Como es sabido, los medios de almacenamiento de datos de computadoras implementados en cualquier método o tecnología pata el almacenamiento de información como por ejemplo, instrucciones o rutinas que pueden ser leídas por computadoras, estructuras de datos, objetos, componentes, y/o otros tipos de datos.

El aparato de procesamiento 204 puede incluir cualquier tipo de aparato de computación como por ejemplo, una computadora personal (PC), laptop, asistente de datos portátil, y similares.

En referencia a la FIG. 3, el aparato de procesamiento 204 incluye una unidad de determinación de motor 300, una unidad de determinación de bomba 302, una unidad de determinación de nivel de fluido 304, una primer unidad de modalidad 308, una segunda unidad de modalidad 310, y una unidad de ajuste 312. La unidad de ajuste 312 emplea datos obtenidos de la primera unidad de modalidad 308 y la segunda unidad de modalidad 310 para controlar el nivel de fluido en la carcasa 110.

El cálculo de nivel de fluido es determinado en la unidad de determinación de nivel de fluido 304 con un ingreso de datos obtenido de la operación de la bomba 102 durante la primer modalidad de operación. Los dos sets de datos obtenidos de la primer y segunda unidades de modalidad 308, 310, se emplean para calcular el nivel de fluido en el pozo 104. (Ver las FIGS. 9 y 10).

La primer unidad de modalidad 308 (ver FIG. 9) opera la bomba 102 en la primer modalidad para caracterizar la bomba 102 en varias velocidades para cada determinado nivel de fluido. En otras palabras, la unidad de primer modalidad 308 calibra el procesador 204 y construye una tabla de velocidad y torque del motor para un nivel de fluido sustancialmente constante. En una realización, la primer unidad de modalidad 308 controla la velocidad y/o rotación de la bomba 102 empleando una función Proporcional -Integral (Pl).

La bomba 102 es operada en la primer modalidad, también conocida como modo de identificación que calibra el sistema 100. Una primera unidad de modalidad 308 opera la bomba 102 a diferentes velocidades (RPMs) con un valor medible conocido de fluido en la bomba (FOP). El FOP se puede obtener de varias formas, por ejemplo con un aparato de resonancia acústica. La velocidad y el torque de la bomba 102 se miden en una variedad de velocidades para desarrollar un mapa de la velocidad del torque para un determinado FOP. Una pluralidad de valores FOP se emplean y la velocidad en relación a los valores de torque se agregan a la base de datos. (Ver FIG. 9) en dicho procedimiento, la bomba 102, se opera en dirección de avance, por ejemplo en el sentido de las manecillas del reloj para todas las mediciones.

La bomba 102 también puede ser operada para determinar un valor estimado de fricción para la fricción que ocurre entre las partes móviles durante la operación de la bomba. Específicamente, la bomba 102 opera en dirección opuesta a la dirección en la que se operó la bomba 102 en la modalidad de identificación, esta rotación-en dirección inversa de la bomba 102 se conoce como rebobinado. Al rebobinar la bomba 102 en una forma controlada, se puede determinar un valor estimado de fricción y de esta forma resultar en una medida absoluta del FOP, sin la necesidad de calibración acústica.

Los valores estimados de fricción incluye un valor de fricción en coulomb de la bomba durante las operaciones de la bomba 102.

La bomba 102, también se opera en una segunda modalidad también conocida como modalidad de operación (ver FIG. 10). Una segunda unidad de modalidad 310 opera la bomba 102 en forma de producción. La bomba 102 opera para bombear fluido en el pozo y la velocidad y el torque de la bomba 102 es medido al detectar la corriente y el voltaje del motor de la bomba con los sensores adecuados (206, 208). El valor medido de torque es comparado con el valor de torque medido para la velocidad detectada contenida en la base de datos obtenida durante la operación de la primera modalidad. Si el torque de operación es menor que el valor de torque en la base de datos, se asume que el FOP ha aumentado. Inversamente, si el torque de operación es más alto que el valor de torque en la base de datos, se supone que el FOP ha disminuido. El FOP se calcula en el controlador de la bomba 128 usando el valor de torque medido y la información en la base de datos.

La diferencia entre el cálculo del FOP y el punto de ajuste deseado es calculado y la velocidad de la bomba se ajusta mediante la unidad de ajuste 3 2, en base a tiempo real, para controlar el FOP a un punto de ajuste deseado de valor predeterminado. El valor de punto predeterminado establecido es típicamente establecido como una entrada por el operador del sistema 100 con un aparato de entrada/salida 210. "sustancialmente en tiempo real" significa tan rápido como pueda ser determinado por el usuario del sistema de la bomba 100.

En referencia a la FIG. 9, se muestra un diagrama de flujo de una realización de un método 700 implementado por el controlador de bomba 128 para operar el sistema de bomba 100. En el bloque 702 el controlador de bomba 128 determina un parámetro de operación de motor con base en los parámetros detectados asociados con el motor 126, localizados arriba del nivel del suelo112, por ejemplo el controlador de bomba 128 determina los valores de velocidad y torque del motor tomados arriba del nivel del suelo 112. El control pasa al bloque 704 en donde el controlador de bomba 128 determina un parámetro de operación de bomba como por ejemplo el torque de la varilla con base en el parámetro de operación del motor, el parámetro de operación del motor en algunas circunstancias, puede incluir velocidad de la bomba, torque de la bomba, eficiencia de la bomba, tasa de flujo de fluido, desplazamiento d la bomba, presión de la cabeza de la bomba, presión de succión de la bomba, presión de descarga de la bomba y similares. En una realización el controlador de la bomba 128 determina la velocidad de la bomba y el torque de la bomba usando un modelo matemático de los componentes del sistema de bombeo 100.

En el bloque 710, el controlador de la bomba 128 genera una primer información de salida de primer modalidad con base en la operación de la bomba 102 en la primera modalidad. La primera información generada de primera modalidad incluirá, velocidades de la bomba y torques de la bomba como parte de la tabla de verificación.

El controlador de bomba 128 también genera información de segunda modalidad 714 con base en la operación de la bomba 102 en la segunda modalidad. El bloque 712 en donde el controlador de la bomba 128 opera la bomba 02 en una segunda modalidad con base en la primera información de la primera modalidad.

Cuando el sistema de bombeo 100 es operado en la primera modalidad, la FIG. 9, el sistema de bombeo 100 está obteniendo la información característica para el sistema de bombeo. El Modo 1 también se conoce como "Modo de Identificación" que calibra el sistema 100. En el primer modo, el sistema está creando una tabla de datos cuando se opera la bomba 102 a diferentes velocidades con un valor medido conocido de fluido sobre la bomba (FOP). Como se indica anteriormente, el FOP puede determinarse con un sensor acústico operado en la cabeza del pozo. La velocidad y torque (702, 704) se miden en una variedad de velocidades para determinar un mapa (tabla de datos) de velocidad a torque para una cierto FOP. En algunas situaciones, opcionalmente determinado por el operador, la bomba se opera en dirección inversa para tratar de forma más precisa de determinar qué componente del torque de bomba se puede atribuir a la fricción de la bomba. Muchos operadores no tratarán de usar la bomba en dirección inversa o reversa.

Cuando el sistema de bomba 100 es operado en la segunda modalidad, la bomba 102 es operada en su condición normal también conocida como "modo de operación" (FIG. 10). La velocidad y torque del motor 126 se miden y el torque es comparado al torque de la tabla de datos obtenida de la modalidad 1 que es la modalidad de calibración para la velocidad medida. Si el torque de operación es menor que el valor del torque en la tabla de datos, se asume que la bomba está levantando el fluido a una menor distancia, en otras palabras, se incrementa el FOP. Inversamente, si el torque operativo es mayor al valor del torque en la tabla de datos, se asume que la bomba está levantando fluido a una mayor distancia, en otras palabras, se ha incrementado el FOP. El aumento o disminución se calcula y la velocidad de la bomba se ajusta mediante la unidad de ajuste 312 para controlar el FOP para llegar a un punto de valor establecido. El valor del punto deseado del FOP es ingresado por el operador al sistema de bomba 100.

Aunque el aparato de procesamiento 204 y la unidad de almacenamiento 202 se han descrito como aparatos locales asociados con una sólo controlador de bomba 128, se debe entender que el controlador 128 puede incluir una pluralidad de aparatos de procesamiento y unidades de almacenamiento distribuidas en forma remota una de otra y configuradas para comunicarse vía comunicación por cable o inalámbrica a través de redes como por ejemplo, una red de área local (LAN), una red de banda ancha local (WAN) una red de comunicación inalámbrica, y otras. En forma similar, aunque la unidad de determinación del motor 300, la unidad de determinación de bomba 302, la unidad de determinación de nivel de fluido 308, la unidad de determinación de punto establecido 306, la unidad de primer modalidad 308, la unidad de segunda modalidad 310 y la unidad de ajuste 312 se han descrito como separados, existen unidades discretas de procesamiento 202, en donde la funcionalidad de varias o de todas las unidades 300-312 se pueden combinar si se desea.

El aparato de procesamiento 204 incluye modelos matemáticos de varios componentes del sistema de bombeo 100 como por ejemplo, el sistema de impulsión 120, el motor 126, la bomba de sarta de varillas 132, la bomba 102, la tubería de producción interna 108, la carcasa exterior 110, el fluido que está siendo bombeado, el embalse, y similares, para simular la operación de bombeo y generar datos .los modelos de los elementos del sistema de bombeo 100 se corren en tiempo real. Como resultado, los modelos se pueden emplear para detectar e identificar los límites adecuados y reforzar las estrategias de control asociadas.

Adicionalmente, el aparato de procesamiento 204 puede también usar especificaciones del fabricante del componente, información relacionada con el pozo 104, y los parámetros de configuración de campo para monitorear la operación del sistema de bombeo 100. Además, las rutinas de identificación pueden ser implementadas por el aparato de procesamiento 204 para automáticamente determinar los parámetros dependientes del sistema-e instalación asociados con el motor 126, la sarta de varillas de la bomba 132 y la bomba 102. Los modelos simulan el comportamiento térmico, mecánico, eléctrico e hidráulico del sistema de bombeo 100 para controlar el proceso de bombeo con mayor precisión.

La unidad de determinación del motor 300 determina un parámetro operativo de motor del motor 126. El parámetro operativo del motor puede incluir variables dinámicas indicativas de la operación del motor como por ejemplo, torque del motor, velocidad, ángulo del rotor y similares. Específicamente, la unidad de determinación del motor 300 recibe los parámetros detectados de la unidad de ¡nterfase del motor 200 (es decir, la corriente del motor y el voltaje del motor) y determina el torque correspondiente del motor y los valores de velocidad. En una realización, la unidad de determinación del motor 300 determina el torque del motor, la corriente del motor y las señales de voltaje generadas por los transductores acoplados al motor. Como resultado de esta configuración de auto detección, la unidad de determinación del motor 300, puede determinar casi de forma instantánea los cálculos del torque del motor, velocidad del motor, por ejemplo a una tasa de aproximadamente 1000 veces por segundo.

La unidad de determinación de la bomba 302, determina un parámetro de operación de la bomba asociado con la bomba 102 con base en el parámetro de operación del motor. El parámetro de operación de la bomba típicamente incluye la velocidad de la bomba, el torque de la bomba y similares.

La unidad de determinación de nivel de fluidos 304 determina un nivel de fluido estimado en el pozo 104 con base en las mediciones asociadas con el motor 126 obtenidas desde arriba del nivel del suelo 112. Específicamente, la unidad de determinación de fluido 304 elimina la necesidad de colocar un sensor de nivel, calibrador de tensión o cualquier otro tipo de sensor de flujo en el orifico del pozo o dentro del pozo 104, que de otra forma requeriría la colocación de sensores a cientos o miles de pies debajo del nivel del suelo 112. Adicionalmente, las condiciones dentro del pozo 104 pueden no ser favorables para el sensor, que puede provocar fallas frecuentes del sensor. Como resultado, la operación de bombeo puede tener que ser suspendida o detenida para quitar la bomba 102 así como la tubería asociada para que el sensor que falla pueda ser accesado para su reparación o reemplazo. La unidad de determinación de nivel de fluido 304 determina el nivel estimado de fluido con base en el parámetro de operación del motor y el parámetro de operación de la bomba, que son obtenidos a partir de las medidas tomadas arriba del nivel del suelo 112 como por ejemplo, la corriente del motor y el voltaje del motor.

Durante la operación de modalidad uno, el controlador 128 desacelera al motor 126 de una velocidad máxima a una velocidad mínima, y después a una velocidad de operación normal, para obtener una pluralidad de valores de torque de motor en varios velocidades del motor. Esto puede ocurrir en intervalos periódicos o como un solo suceso. La unidad de determinación de fluido 304 posteriormente determina el nivel de fluido estimado con base en los parámetros de operación del motor es decir, la velocidad del motor y el torque del motor. En la FIG. 4, se muestran los valores en una ilustración en forma de gráfica de la forma de onda del nivel de fluido estimado 400 (medido en pies sobre la bomba o FOP) y una forma de onda del nivel real de fluido 402((medido en FOP), tanto como una función de varias velocidades de motor 404 y torque de motor 406. Como se discute arriba, la unidad de determinación de fluido 304 determina el nivel estimado de fluido al comparar el torque calculado del motor durante la segunda modalidad con el torque obtenido de la velocidad del motor durante la operación de la primera modalidad.

Si el nivel de fluido en el pozo 104 cae muy bajo, puede ocurrir un efecto no deseado de bomba parada o condición de bloqueo por gas. Una condición de bomba parada o pump off ocurre cuando el nivel de fluido en el pozo 104 cae a un punto en donde la entrada de la bomba ya no recibe un flujo regular de fluido líquido del pozo 104. En forma similar, en el pozo 104 que tiene gas atrapado en el fluido, una condición de interferencia de gas puede ocurrir cuando el nivel de fluido ha sido reducido a un nivel tan bajo que la presión del fluido en la entrada de la bomba cae por debajo del punto de ebullición del fluido. Como resultado, se libera gas que puede entrar a la bomba 102. La unidad de determinación de fluido 304 está configurada para mantener el nivel de fluido lo suficientemente alto en el caso de que ocurra un cierre de bombeo o bomba parada o bloqueo por gas. Sin embargo, en el caso de una ocurrencia de ya sea el paro de la bomba o de interferencia por gas, la operación de la bomba o acción de bombeo se vuelve inestable, resultando en una reducción significativa del flujo de fluido y la correspondiente reducción en el torque de bombeo y la corriente de motor, es por esto, que durante dio suceso de un alto de bomba o condición de de interferencia por gas, la operación de la bomba puede ser reducida o suspendida hasta que las condiciones que provocaron el alto de la bomba o interferencia de gas ya no se encuentren presentes.

En las FIGS. 5 A- 5C, se muestran las gráficas de cómo la unidad de ajuste controla la relación de el nivel de fluido estimado con el nivel real de fluido cuando el nivel deseado de fluido 500 cambia. En particular, la FIG. 5 A muestra el nivel de fluido estimado 502 en relación al nivel de fluido real 504 cuando el nivel de fluido deseado 500 es 100 FOP. La FIG. 5 B muestra el nivel de fluido estimado 502 en relación con el nivel de fluido 504 real cuando el nivel deseado de fluido 500 cambia de 100 FOP a 50 FOP. La FIG. 5 C muestra el nivel de fluido estimado 502 en relación con el nivel real de fluido 504 cuando el nivel de fluido deseado 500 cambia de 50 FOP 100 FOP.

En referencia a la FIG. 6, el algoritmo implementado por la unidad de segunda modalidad 308 para estimar el nivel de fluido.

Antes de Ni es una señal etiquetada como Filt Tr0d- Esto es Barra de Torsión de Superficie. La Barra de Torsión de Superficie es igual al torque del motor por la relación de transmisión de bombeo de superficie (y que se pasa a través de un filtro de bajo-pase). El torque del motor se determina por la corriente del motor y las señales de voltaje.

La salida de Ni de la Figura 6 representa el torque de la varilla de la superficie (Filt Tr0d) desacoplada de los efectos de la presión de la tubería y carcasa. La salida de Ni es el torque de la barra de torsión de superficie menos la cantidad [(Presión de la Tubería-presión de la carcasa) *desplazamiento de Bomba].

La salida de N2 representa el torque de i desacoplado de los efectos de la carga de aceleración y desaceleración. La salida de N2 es el torque de Ni menos la Aceleración Angular por la Inercia Rotatoria (ar0d * lt) la salida de es llamada "Twen ¡d" que es ID de Torque del pozo" la ID de torque del Pozo que es valor del torque programado dentro de la tabla de verificación de ID del Pozo, que fue llenada durante la Prueba de ID del Pozo.

La ID del Torque del Pozo también se emplea para determinar la base de sustentación de la ID del pozo. La base de sustentación de la ID del pozo es el torque requerido para elevar el fluido durante la prueba de ID del pozo. En otras palabras, es el torque requerido durante el tiempo en que fue realizada la prueba de ID del pozo. En otras palabras, es el torque requerido para subir el fluido de un cierto nivel en la carcasa durante el tiempo en que se realizó la prueba de ID del pozo. Idóneamente, este valor representa solo el torque de elevación de fluido hidráulico. (Sin embargo, en la práctica, este valor puede incluir otros componentes de fricción). Este valor es la base, aunque prácticamente relativo, el punto de inicio desde donde se compara con otra fecha posterior, cuando se debe determinar el nivel de fluido.

El torque de levantamiento base de la ID del pozo se determina en una de dos formas, dependiendo de si se permitió o no que la prueba de ID de pozo se realizara en reversa. Si se permitió que la prueba de ID de pozo se realizara en reversa, una característica conocida como torque de fricción de bombeo base se determina al tomar la mitad de la medición del torque en avance lento, menos la medición del torque de reversa lento. El Torque de levantamiento base de la ID del pozo es entonces calculado mientras corre a una baja velocidad, al tomar la salida de N2 menos el Torque de Fricción Base. (El propósito de esto es desacoplar la fricción coulomb de la bomba del torque medido de la bomba). Si la ID del Pozo no se permite que corra en reversa, el Torque de Fricción Base de la bomba es aproximado mediante el uso de la información de prueba de banca de bombeo "Elevación nominal" y "Torque en Elevación Nominal". Específicamente, el Torque de Fricción Base de la bomba es igual al torque de prueba de banca en la elevación nominal menos el torque de fluido hidráulico teorético en la elevación nominal. El torque de fluido hidráulico en la elevación Nominal es calculado al tomar la presión de elevación nominal calificada de la bomba por el Desplazamiento de la bomba.

La ID de Pozo sin reversa sufrirá de la aplicación de fricciones específicas que no son incorporadas dentro de la información de prueba de banca. Por otro lado, la prueba de reversa de ID de pozo puede sufrir de un cambio en el nivel de fluido de la carcasa durante la ID del Pozo. (El nivel de fluido de la carcas se asume que es relativamente constante en toda la ID del Pozo). Debido a todos estos errores, puede ser necesario que el nivel de fluido sea calibrado, posiblemente usando un dispositivo acústico portátil. Al desgastarse la bomba con el tiempo, también puede ser necesaria una re calibración periódicamente (quizás en un promedio de una o dos veces por año).

N3 es la diferencia entre la corriente del torque de ID del Pozo y el valor de la tabla de verificación, para la corriente de la velocidad operativa. En otras palabras, su salida es la diferencia entre el torque de la corriente y el torque de la tabla de verificación correspondiente a la velocidad de la corriente. Si, por ejemplo, el nivel de fluido de la carcasa actual es el mismo que el que se tenía cuando se construyó la mesa de ID del pozo, la salida de N3 será efectivamente cero (en cualquier velocidad). A partir de esto, el lector puede ver el logro de desacoplar desde la velocidad correspondiente a los efectos secundarios como un bombeo viscoso y fricción fluida.

N4 es la suma de la salida de N3 con el previamente discutido Torque de Levantamiento de la Base de la ID del Pozo. Idóneamente, la salida de N4 representa el torque requerido para subir el fluido del nivel de fluido actual de la carcasa (solamente Torque de levantamiento hidráulico), pero en la práctica puede estar desviado en cierta medida mediante componentes no identificados como la varilla o errores de fricción de la bomba dentro del valor de Torque de levantamiento Base de la ID del Pozo.

La salida de N5 representa el torque necesario para elevar el fluido para que el nivel de fluido actual de la carcasa (solamente torque de levantamiento hidráulico) conocido como Torque de Fluido de Bomba (fluido Tp). N5 es la suma de la salida de N4 con el torque de calibración de nivel de fluido desviado. El Torque de calibración de Nivel de Fluido desviado es determinado en el momento en que se realiza una calibración de nivel de fluido (como por ejemplo con un aparato portátil acústico), y se emplea para compensar los posibles efectos de la desviación que resulta de los componentes de torque no identificados mencionados en el párrafo previo. El torque de calibración de nivel de fluido desviado puede ser necesario si la prueba de ID de Pozo no se permitió que se realizase en reversa, resultando en errores en el Torque de levantamiento de Base de la ID del Pozo (como se calcula en la información arrojada por la prueba de banca de bombeo, que no incluye términos de fricción de flujo y varilla).

Justo antes de N6 el Torque de Bomba de Fluido es dividido por el Desplazamiento de Bomba, resultando en el diferencial de presión de bomba requerido para levantar sólo fluido, Pd¡fr- ?e es la cantidad [profundidad de bombeo (Xp) por Densidad de Fluido en la Tubería (pt)] menos el Pdiff Fluido. La salida de N6 componente de presión de entrada a la bomba, que resulta únicamente del peso de la altura de la carcasa de fluido, conocida como Pipe de fluido.

Justo antes de N7, el Fluido P¡p es dividió por la Carcasa de Densidad de Fluido (pe). El resultado es que el nivel de fluido de la carcasa sobre la bomba, conocido como FOP. N7 Es la sustracción del FOP de la Profundidad de Bombeo (Xp), representando el nivel de fluido de la superficie. Los conocedores del arte del control PCP comprenderán el concepto de la divulgación en que cualquier diferencia entre la corriente del torque de varilla y el torque de la tabla para la velocidad actual se atribuye al cambio en el nivel de fluido en la carcasa en relación al mismos, durante la Id del Pozo, de esta forma permitiendo que el nivel de fluido actual sea determinado. El cálculo del nivel de fluido ahora está terminado.

Puede ser deseable alternativamente expresar el nivel de fluido de la carcasa sobre la bomba como presión de entrada a la bomba. N8 Es la suma de Fluido Pip y Presión de carcasa (Pc), que genera la Presión de Entrada a la Bomba, Pip.

Es también posible que el controlador calcule la presión de descarga de la bomba real así como la presión diferencial real de la bomba. Esto se logra con los bloques asociados con N9, 0i i de la FIG. 6. Ñu es la suma de los términos en un método (no se describe aquí) para calcular la pérdida de carga asociada a la fricción de flujo en la Tubería. Acoplado con las presiones de tubería y carcasa, la salida de N representa la presión requerida para superar estos efectos. Esta presión, se multiplica por el desplazamiento de Bomba para obtener el torque equivalente. En i0, ése torque equivalente se suma con el torque de Fluido de Bomba para obtener el Torque de Bomba Actual estimado (Tp). El resultado se divide entre el Desplazamiento de Bomba, resultando en la Presión Diferencial Estimada de la Bomba (Pd¡ff). Ng Es la suma de la Presión de Entrada de la Bomba y la Presión Diferencial de la Bomba, que genera la Presión de Descarga de Bomba Actual estimada. (Pd).

Los diferentes parámetros de entrada y las salidas derivadas empleadas para determinar el nivel de fluido en el pozo se expresan de la siguiente manera: Filt Tr = Tm * Gr En donde Filt Tr = Torque Filtrado de Varilla; Tm =Torque de Motor; Gr = Relación de transmisión El Torque de varilla es determinado al multiplicar el Torque del Motor con la relación de Transmisión.

Fluid Tp = ( Filt Tr - ( ( Pt - Pc ) * Dp ) ) - Tabla de Torque En donde Fluid Tp = es Torque de Bombeo Fluido; Pt =Presión de la Tubería; Pc = Presión de la carcasa; Dp =Desplazamiento de Bomba = Flujo Base de Bombeo/Velocidad Base de Bombeo Tabla de Torque= valor de Tabla de Torque para la velocidad actual La cantidad [(Presión de Tubería-Presión de Carcasa) * Desplazamiento de Bomba] se sustrae del Torque de Varilla y el valor de Torque de la tabla de ID del Pozo (correspondiente a la velocidad actual) se sustrae del valor.

Fluid Pd¡ff = Fluid Tp / Dp En donde, Fluid Pd¡ff = Presión Diferencial de Fluido de Bombeo; Fluid Tp = Torque de bombeo de Fluido; Dp = Desplazamiento de Bomba= Flujo Base de Bombeo/Velocidad Base de Bombeo El Torque de Bombeo de Fluido se divide por el desplazamiento de Bomba para derivar la Presión Diferencial de Bombeo de Fluido. Note que la Presión Diferencial de Bombeo de Fluido se desacopla de la fricción y presión de Tubería/carcasa, y representa la presión resultante puramente de la carga de fluido.

Fluid Ppip = ( Xp * pt ) - Fluid Pd¡ff En donde, Fluid Pp¡p = Presión de Entrada de Bombeo de Fluido; Xp = Profundidad de Bombeo; pt = Densidad de Fluido en Tubería Presión Diferencial de Fluido se sustrae de la Presión de la columna de carga de fluido en la tubería (Profundidad de Bombeo por Densidad de Fluido en Tubería) para derivar la Presión de entrada de Bombeo de Fluido.

P¡P = Pe + Fluid Pip En donde, P¡p = Presión de Entrada de bombeo; Pc = Presión de la carcasa; Fluid P¡p = Presión de Entrada de Bombeo de Fluido Se añade la Presión de carcasa a la Presión Diferencial de Fluido, resultando en la Presión de Entrada de Bombeo.

FOP = P¡p Pc En donde, FQp = Nivel de Fluido de Carcasa sobre Bomba; P¡p = Presión de Entrada de la Bomba; pc = Densidad de Fluido de la carcasa Presión de Entrada de Bombeo se divide por la Densidad de Fluido de la carcasa, Resultando en Nivel de Fluido de la carcasa sobre la bomba.

Nivel de Fluido = Xp - F0P En donde, Xp = Profundidad de Bombeo; FOP = Nivel de Fluido de Carcasa sobre Bombeo Nivel de Fluido de carcasa sobre Bombeo se sustrae de la Profundidad de Bombeo, Resultando en Nivel de Fluido de carcasa de la Superficie.

Las FIGS. 7 A, 7B, y 7C muestran una ilustración en gráfica de la relación del nivel estimado de fluido al nivel real de fluido después de la primera modalidad de operación sólo en donde la fricción de la bomba no ha sido identificado. Como se ilustra en la FIG. 7a, una forma de onda del nivel de fluido estimado 610 se muestra de aproximadamente 80 pies debajo de la forma de onda de nivel de fluido real 612, inmediatamente después de la ID del Pozo. Es por esto, que la calibración de nivel es requerida para obtener un cálculo más preciso de nivel de fluido.

La FIG. 7 B muestra una forma de onda con un nivel de fluido estimado 610 relativo a la forma de onda del nivel de fluido real 612 después de la primer modalidad de operación y después de que la calibración de nivel ha sido realizada. Como se ilustra, la forma de onda del nivel de fluido estimado 610 es el mismo o casi el mismo que la forma de onda del nivel real de fluido 612. La FIG. 7C muestra los resultados de la operación de calibración de la FIG. 7B en un periodo de tiempo en donde la velocidad del motor 404 es intensificado de arriba abajo.

Por otro lado, las FIGS. 8 A y 8 B son gráficas ilustrando las formas de ondas que muestran la relación del nivel calculado de fluido con el nivel real de fluido durante y después la primer modalidad de operación en donde la fricción de la bomba también ha sido identificada. La FIG. 8a muestra una forma de onda del nivel estimado de fluido 650 relativo al nivel de fluido real 652, después de la operación de la primera modalidad con una rotación inversa, para identificar la fricción. La FIG. 8B muestra los resultados de las operaciones de la FIG. 8 A durante un periodo de tiempo en donde la velocidad del motor 404 es intensificada de arriba abajo. Como resultado del funcionamiento de la bomba 102 en la primera modalidad de operación en donde se determina un valor de fricción, no se requiere de un nivel de calibración para obtener un cálculo preciso del nivel de fluido.

Todas las referencias, incluyendo las publicaciones, solicitudes de patentes, patentes citadas en el presente, se deben incorporar a la presente como referencia hasta el mismo grado en que cada referencia fuera específica e individualmente indicada para ser incorporada como referencia y como si se enunciara en su totalidad en el presente.

Para propósitos de esta divulgación, el término "acoplado" significa la unión de dos componentes (eléctricos o mecánicos) directa i indirectamente uno al otro. Dicha unión puede ser estacionaría en naturaleza o de naturaleza móvil. Dicha unión puede lograrse con dos componentes (mecánicos o eléctricos) y cualquier miembro (s) adicional (es) que se formen de manera integral como un solo cuerpo unitario uno con otro o dos componentes y cualquier miembro adicional que se conecte uno al otro. Dicha unión puede ser permanente en su naturaleza o alternativamente ser quita pon o de naturaleza liberable.

El uso de los términos "uno", y "Una" y "el" y referencias similares en el contexto de la descripción del sistema de bombeo (especialmente en el contexto de las reivindicaciones siguientes) se debe interpretar que cubre tanto las formas singular como plural, a menos que se indique lo contrario en el presente o que claramente contradiga el contexto. Los términos "comprende", "tiene", "incluye" y "Conteniendo" se deben interpretar como términos abiertos (es decir que significan "incluyendo pero no se limitan a ") a menos que se mencione lo contrario. Los rangos mencionados de valores en el presente pretenden servir como un método de taquigrafía para referirse individualmente a cada uno de los valores separados que caen dentro de la envergadura, a menos que se indique lo contrario en el presente, y cada valor por separado se incorpora a la especificación como si se hubiera mencionado en forma individual en el presente. Todos los métodos descritos en el presente se pueden realizar de cualquier forma u orden adecuado a menos que se indique lo contrario en el presente o que claramente contradiga el contexto. El uso de cualesquiera ejemplos, o de lenguaje dentro de los ejemplos ("como por ejemplo") que se proporcione en el presente, pretende meramente iluminar de mejor forma las características de la divulgación y no crea una limitante sobre la envergadura de la divulgación a menos que se reivindique de otra forma. El lenguaje en la especificación o debe ser interpretado como indicativo de algún elemento no reivindicado como esencial para la práctica del sistema de bombeo divulgado.

Las realizaciones preferidas de esta divulgación se describen en el presente, incluyendo la mejor modalidad conocida por los inventores para la realización del invento. Las variaciones de las realizaciones preferidas serán aparentes para los conocedores del arte al leer la descripción previa. Los Inventores esperan que los artesanos conocedores empleen dichas variaciones como consideren apropiado y los inventores pretenden que el invento se practique de otras formas diferentes a las especificadas en el presente. De igual forma, esta divulgación incluye todas las modificaciones y equivalentes de la materia descrita en las reivindicaciones anexas al presente como se permite por las leyes aplicables. Además, cualquier combinación de los elementos arriba descritos en todas las variaciones posibles de los mismos se incluye en la divulgación a menos que se indique lo contrario en el presente o que de otra forma claramente contradiga el contexto.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Un método para determinar un nivel de fluido estimado en un pozo, sin un sensor dentro del pozo, incluyendo una bomba de cavidad progresiva, dispuesta en el pozo, en donde la bomba está acoplada a un motor eléctrico y a un controlador, el método comprende: Determinar un parámetro de operación del motor eléctrico; Determinar un parámetro de operación de la bomba; Registrar en una tabla de verificación asociada con el controlador por lo menos un valor de torque de bomba a un valor específico de velocidad de bomba Y Usando un parámetro de operación de un motor eléctrico, el parámetro de operación de una bomba y los valores de la tabla de verificación, determinar con el controlador un nivel estimado de fluido en el pozo cuando la bomba es operada por el contr5olador a una velocidad seleccionada.

2. - El método para determinar un nivel estimado de fluido de la reivindicación 1 , que comprende además el uso de un nivel estimado de fluido para controlar el nivel real de fluido en un pozo al controlar la velocidad de la bomba.

3 - El método para determinar un nivel estimado de fluido de la reivindicación 1 en donde el paso para registrar en una tabla de verificación que incluye el ajustar la velocidad de la velocidad de la bomba en una dirección de una velocidad máxima a una velocidad mínima y determinar el torque para cada velocidad específica.

4.- El método para determinar un nivel estimado de fluido de la reivindicación 3, incluyendo el ajuste de la velocidad de la bomba en otra dirección de una velocidad máxima a una velocidad mínima y determinar el torque de la bomba para cada velocidad específica.

5.- El método para determinar un nivel estimado de fluido de la reivindicación 1 en donde determinar un parámetro operativo de un motor eléctrico comprende determinar uno de ya sea el torque del motor y la velocidad del motor.

6.- El método para determinar un nivel estimado de fluido de la reivindicación 1 , en donde determinar un parámetro de operación de la bomba comprende determinar uno de torque de la bomba y la velocidad de la bomba.

7. - El método para determinar un nivel estimado de fluido de la reivindicación 1 en donde el controlador es una computadora electrónica, incluyendo por lo menos una unidad de procesamiento, una unidad de almacenamiento, un aparato de entrada y un aparato de salida.

8. - Un sistema de bombeo que comprende: Una bomba configurada para controlar el nivel de fluido en un pozo; Un motor operativamente acoplado a la bomba y configurado para impulsar la bomba; Un controlador operativamente acoplado al motor y configurado para controlar la operación de la bomba, el controlador comprende: Una unidad de determinación del motor configurada para determinar los parámetros de operación del motor de un motor configurado para controlar una bomba en un pozo, dicho s parámetros de operación del motor comprende un torque del motor y velocidad del motor; Una unidad de determinación de bomba operativamente acoplado a la unidad de determinación del motor y configurado para determinar los parámetros operativos de la bomba con base en por lo menos un parámetro operativo délo motor, dichos parámetros operativos de la bomba comprenden un torque de bomba y una velocidad de bomba; Una unidad de determinación de nivel de fluido, operativamente acoplada a la unidad de determinación de bombeo y configurado para determinar un nivel estimado de fluido en el pozo; Dicha unidad de determinación de fluido comprende una unidad de primer modalidad o modo configurada para generar información de primer modalidad con base en la operación de la bomba en la primer modalidad, incluyendo velocidad de la bomba y valores de torque de la bomba asociados con valores específicos de fluido sobre bomba y almacenando dicha información en una base de datos; Y Dicha unidad de determinación de fluido que comprende además, una unidad de segunda modalidad operativamente acoplada a la unidad de primer modalidad, en donde la unidad de segunda modalidad está configurada para operar la bomba en la segunda modalidad para determinar un nivel estimado de fluido, con la velocidad actual y los valores de torque de la bomba, comparados con la velocidad y valores de torque de la bomba en la base de datos; y Una unidad de ajuste, la unidad de ajuste configurada para ajustar la velocidad de la bomba para mantener el nivel de fluido estimado a un determinado valor pre establecido.

9. - El sistema de bombeo de la reivindicación 8 en donde el parámetro de operación del motor comprende uno de un torque de motor y una velocidad de motor.

10. - El sistema de bombeo de la reivindicación 8 en donde el parámetro de operación de la bomba comprende uno de entre la velocidad de la bomba y el torque de la bomba.

11. - El sistema de bombeo de la reivindicación 8, en donde la unidad de determinación de nivel de fluido acciona el motor a una velocidad predeterminada para determinar el nivel de fluidos estimado en el pozo.

12.- El sistema de bombeo de la reivindicación 8, en donde la unidad de primera modalidad opera la bomba con base en una de las funciones Proporcional-integral-derivativa (Pl) y la función Proporcional-lntegral (Pl).

13. - El sistema de bombeo de la reivindicación 8, en donde la unidad de segunda modalidad opera la bomba en modalidad operacional y obtiene la velocidad de bomba y valores de torque.

14. - El sistema de bombeo de la reivindicación 8, en donde los valores de fricción estimados comprenden un valor de fricción de coulomb de la bomba.

15. - El sistema de bombeo de la reivindicación 8, en donde la bomba comprende una bomba impulsada por rotación.

16. - El sistema de bombeo de la reivindicación 8 en donde tanto la unidad de primer modalidad y la unidad de segunda modalidad controlan una de entre la velocidad de la bomba y la dirección de la rotación de la bomba.

17. - El sistema de la reivindicación 8, en donde la bomba es una bomba de cavidad progresiva.

18. - Un controlador de bomba que comprende: Una unidad de determinación de motor configurado para determinar los parámetros de operación del motor, de un motor configurado para controlar una bomba en un pozo, dichos parámetros de operación del motor comprenden un torque de motor y una velocidad de motor; Una unidad de determinación de bombeo operativamente acoplada a la unidad de determinación de motor y configurada para determinar los parámetros de operación de la bomba con base en por lo menos un parámetro de operación, dichos parámetros de operación de bomba comprenden un torque de bomba y una velocidad de bomba; Una unidad de determinación de nivel de fluido operativamente acoplado a la unidad de determinación de bomba y configurado para determinar un nivel de fluidos estimado en el pozo; Dicha unidad de determinación de fluido comprende una unidad de primer modalidad configurada para generar la información de loa primer modalidad con base en la operación de la bomba en un primer modo o modalidad, incluyendo velocidad de la bomba y valores de torque de la bomba asociados con valores específicos de fluido sobre bomba y almacenando dicha información en una base de datos; Y Dicha unidad de determinación que incluye además, una segunda unidad de modalidad operativamente acoplada a la unidad de primer modalidad en donde la unidad de segunda modalidad está configurada para operar la bomba en una segunda modalidad para determinar un nivel de fluido estimado, con velocidad actual y valores de torque de la bomba, comparados a la velocidad y valores de torque de la bomba en la base de datos; y Una unidad de ajuste operativamente acoplada a la unidad de determinación de nivel de fluido, la unidad de ajustes está configurada para ajustar la velocidad de la bomba y mantener el nivel de fluido estimados en valor pre determinado y establecido.

19. - El controlador de la bomba de la reivindicación 18, en donde el valor establecido predeterminado es fijado por un operador del controlador de la bomba a un nivel deseado de fluido.

20. - El controlador de bomba de la reivindicación 8 en donde el parámetro de operación del motor comprende uno del torque del motor y velocidad del motor.

21. - El controlador de la bomba de la reivindicación 18, en donde el parámetro de operación de la bomba comprende uno de una velocidad de bombeo y de torque de bombeo.

22. - El controlador de bomba de la reivindicación 18, en donde la unidad de determinación de nivel de fluido acelera el motor a una velocidad predeterminada para determinar el nivel de fluido estimado en el pozo.

23. - El controlador de la bomba de la reivindicación 18, en donde la unidad de determinación de fluido, determina un nivel estimado de fluidos del valor de la superficie y un nivel de fluido estimado sobre el valor de la bomba.

24. - El controlador de la bomba de la reivindicación 18, en donde la unidad de primera modalidad opera la bomba con base en una función de proporcional-Integ ral-derivada (PID) y una función Proporcional-lntegral (Pl).

25.- El controlador de la bomba de la reivindicación 18, en donde la unidad de segunda modalidad opera la bomba en una modalidad de operación y obtiene una velocidad de bomba y valores de torque.

26. - El controlador de la bomba de la reivindicación 18, en donde el valor estimado de fricción incluye un valor de fricción de coulomb de bomba.

27. - El controlador de bomba de la reivindicación 18 en donde la bomba incluye una bomba impulsada en forma rotacional.

28.- El controlador de la bomba de la reivindicación 27, en donde la bomba de impulsión rotacional es una bomba de cavidad progresiva.

29.- El controlador de la bomba de la reivindicación 18, en donde tanto la unidad de primera modalidad como la unidad de segunda modalidad controlan la velocidad de la bomba o la dirección de rotación de la bomba.