NL8402760A

NL8402760A - Inrichting in het bijzonder voor het verpompen van een zeer visceus en/of een aanzienlijk gedeelte gas bevattend medium, in het bijzonder voor het produceren van olie.

Info

Publication number: NL8402760A
Application number: NL8402760A
Authority: NL
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1983-09-12
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1985-04-01
Also published as: FR2551804B1; IT1175714B; GB8422293D0; NO843486L; ES8603029A1; GB2187310B; GB2187310A; US4718824A; ES535836A0; JPS60156989A; CA1262483A; GB2146462B; FR2551804A1; GB2146462A; GB8705992D0; IT8422639A0

Description

• * . 843TT0/Rey/sn

Korte aanduiding: Inrichting in'het bijzonder voor het verpompen van ^ een zeer visceus en/of een aanzienlijk gedeelte • gas bevattend medium, in het bijzonder voor het produceren van olie.

Aanvragers noemen als uitvinders: Henri Cholet te Le Pecq

Frankrijk;

Frangois-Jean Trocqueme te Saint Martory Frankrijk;

Jean Garraux te Boussens Frankrijk.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het besturen van een pomp voor het verpompen van een zeer visceus en/of een aanzienlijk gedeelte gas bevattend medium. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het toe-5 passen van deze werkwijze.

De stand van techniek kan worden weergegeven door de

Amerikaanse octrooien 4.370.098, 4.284.943 en 4.170.438 alsmede door < de Franse octrooiaanvrage 2.039.241.

De uitvinding is in het bijzonder geschikt voor het produ-10 ceren van olie, in het bijzonder wanneer deze olie zeer visceus of/ en een aanzienlijk gedeelte gas bevat. Dit gedeelte wordt vaak uitgedrukt door de volumetrische verhouding gas/vloeistof of G.O.R.

(Gas Oil Ratio) van het te verpompen medium, gemeten onder de temperatuur en drukomstandigheden die heersen onderin de produktieput.

15 Deze toepassing van de uitvinding is niet beperkend, maar zal hierna echter meer in het bijzonder worden uitgewerkt.

De exploitatie van minder diepe en niet eruptieve putten kan geschieden door middel van oppervlaktepompen zoals pompen met stangen, of door middel van ondergedompelde pompen zoals eentrifu- 8402760 -2- «> i gaalpompen of schroefpompen van het Moineau-type.

Pompen met stangen leiden tot massieve en dure oppervlakte-installaties die niet bruikbaar zijn in gebieden met beschermd milieu, 5 Hun afwisselende werking stelt de elektrische aandrijfmotoren op een zware proef, anderzijds verstoort deze heen en weer gaande werking het vrije gas en maakt een emulsie van het medium. Het resulteert in een gering rendement, waarbij het vormen van gasverstoppingen (gas lock) een produktieverlies kunnen veroorzaken.

10 Men gebruikt doorgaans schroefpompen van het Moineau-type voor het naar de oppervlakte overbrengen van oliehoudende media en men kan denken aan het plaatsen van dergelijke pompen op de bodem van een in produktie zijnde aardolieput om de ruwe aardolie naar het oppervlak terug te persen.

15 De voordelen die kunnen worden aangevoerd voor de bekende pompen volgens het systeem Moineau die worden gebruikt als aardolie-produktiepompen zijn talrijk: - het verpompen van zeer visceuze media met een hoog gasgehalte, - het laminair en stabiel zonder pulsaties uitstromen in de pomp, 20 waarbij geen emulsie van het medium optreedt, en geen gas-lock optreedt, - de afwezigheid van kleppen die gevoelige punten vormen bij het gebruik, en bij de oorsprong van de vervuiling van de plunjerpompen, - geen enkele moeilijkheid bij het funktioneren in sterk schuin 25 staande putten in tegenstelling tot plunjerpompen, - nauwkeurige aanpassing van de produktie van de put aan het debiet van de pomp, indien het een verdringingspomp betreft, waar de opbrengst evenredig kan worden beschouwd aan de rotatiesnelheid, - het werken met constante en vaak zeer geringe belasting (gebalan-30 ceerde pomp), hoog rendement, - eenvoudige en stevige constructie, - zeer kleine oppervlakteuitrusting, - onderhoud duidelijk minder belangrijk dan bij een plunjerpomp.

8402760

« V

“*0"·

Een dergelijke pomp zou in het bijzonder voordelig zijn bij alle zware en gassen bevattende olielagen, en waar de opbrengsten lager zijn dan 100/200 m'Vdag.

Het oogmerk van de uitvinding is het realiseren van een 5 besturingswerkwijze, waarmee een geautomatiseerde en zelf aanpasbare werking kan worden verkregen van een roterende pomp die is ondergedompeld in een medium, in het bijzonder zoals wordt gebruikt als bodempomp voor de produktie van aardolie, met welke besturingswijze een constante dynamische, maar niet regelbare onderdompeling van de 10 pomp kan worden gehandhaafd.

Een tweede oogmerk van deze uitvinding is een pompinstallatie voor het toepassen van deze werkwijze.

Volgens het eerste oogmerk, bevat de uitvinding een besturingswerkwijze van een roterende pomp die is ondergedompeld in een medium 15 dat wordt geproduceerd door een put, welke pomp roterend wordt aangedreven door een motor met variabele snelheid, welke werkwijze wordt gekenmerkt doordat de rotatiesnelheid van de motor wordt beïnvloed afhankelijk van het drukverschil dat aanwezig is tussen de medium-druk gemeten nabij de pomp en de produktiedruk van de put.

20 Bovendien verhoogt men volgens deze werkwijze de rotatiesnel heid van de pomp wanneer het verschil £p positief is en men vermindert deze snelheid wanneer het genoemde verschil negatief is tot aan het bereiken van een evenwichtspunt waar het verschil nul bedraagt.

Bij voorkeur is de variatie van de snelheid van de pomp als 25 funktie van het verschil Δp lineair.

Teneinde deze werkwijze automatisch aanpasbaar te krijgen, bepaalt men een gusnste waarde voor de mediumdruk nabij de pomp, welke werkwijze dan wordt gekenmerkt doordat wanneer het genoemde evenwichtspunt is bereikt voor een druk hoger dan de genoemde gewens-30 te druk, men de snelheid van de motor gedurende een bepaalde tijd willekeurig verhoogt, men vervolgens deze snelheid doet verminderen afhankelijk van het verschil Δρ tot aan het bereiken van het evenwichtspunt, en men deze handeling het aantal malen herhaalt dat nood- 8402760 _____________________ -4- ί * zakelijk is opdat het evenwichtspunt correspondeert roet een druk lager dan de gewenste waarde.

De produktiedruk P van de put wordt gegeven door de formule:

p - p _ -JL. r *G I

P

5 waarin:

Pq a druk in de stilstaande afzetting Q s opbrengst van de pomp als funktie van de rotatiesnelheid van de motor I a produktieco§ffici§nt van de put 10 Volgens het Iweede oogmerk, heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het gebruik van een ondergedompelde eenheid omvattende een draaibare pomp die is gekoppeld met een elektrische motor. Deze inrichting omvat in combinatie ten minste een draaibare pomp, een deze pomp roterend aandrijvende motor met een snelheid die 15 in hoofdzaak evenredig is met de frequentie van de elektrische stroom die deze motor voedt en automatische instelmiddelen van de door de pomp teruggeperste opbrengst, welke middelen ten minste een druk-opnemer bevatten die een elektrisch meetsignaal afgeeft gekoppeld aan het dynamische onderdompelniveau van de dienstdoende pomp 20 en een samenstel van elektrische behandelcircuits van het meetsignaal en het besturen van de frequentie van de stroom die de aandrijfmotor van de pomp voedt als funktie van de waarde van het meetsignaal.

Bij voorkeur bestaat de pomp uit een schroefverdringingspomp.

De uitvinding zal beter worden begrepen bij het lezen van de 25 volgende beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld, welke beschrijving op niet beperkende wijze verwijst naar de bijgaande tekeningen waarin: - figuur 1 een eenheid weergeeft die bruikbaar is voor het produceren van aardolie, bestaande uit een schroefpomp en een elektrische 30 aandrijfmotor, 8402760 t « -5- - figuur 2 toont de stator van deze pomp die is bekleed met een elastomeer, - figuur 3 toont schematisch een pomp bestaande uit twee pompelemen-ten van het schroeftype, die evenwijdig met elkaar zijn verbonden, 5 - figuur 4 toont schematisch een koppeling met nokken gelegen tussen de pomp en de aandrijfmotor hiervan, - figuur 5 toont schematisch de inrichting volgens de uitvinding geplaatst in een in produktie zijnde aardolieput, en - figuur 6 toont een diagram dat de werking van de inrichting weer-10 geeft*

De ondergedompelde eenheid motor-pomp die wordt gebruikt in de inrichting volgens de uitvinding omvat van boven naar beneden (figuur 1): - een hydraulisch gedeelte 1, of juister gezegd pomp, gevormd uit 15 twee evenwijdig met elkaar verbonden elementen la en 1b.

- een elektrische asynchrone motor 2 met oliereserve en zijn compensatiesysteem.

De pomp bestaat in hoofdzaak uit: - een rotor 3a en 3b gevormd als een uitwendige schroeflijnvormige 20 schroef met cirkelvormige doorsnede die nauwkeurig is vervaardigd uit een hoogwaardig staal, - een stator 4a en 4b gevormd door een dubbele inwendige schroeflijn uit gegoten of nauwkeurig bewerkt staal en inwendig bekleed met een elastomeer 5 die een grote bestendigheid heeft tegen mechanische 25 slijtage en tegen de agressiviteit van de aardoliemedia.

De rotor die binnen de stator draait doet holten ontstaan die dezelfde vorm houden, als deze zich verplaatsen van de toevoer naar de perszijde. Het werkt als het ware als een schroeftransporteur. Door de verkregen afdichting tussen de rotor en de stator kan het 30 volume van het in de pomp omhoog gaande medium bewaard blijven, op de wijze van een plunjerpomp die continu in een omhoog gaande stand zou zijn.

Door dit principe is een pomp verkregen: 8402760 • » -ó- - omkeerbaar zelf-aanzuigend, - zonder klep, - met uniforme uitstroming zonder pulsatie, noch onregelmatigheden van enige soort, 5 - in staat zonder beschadiging zeer verschillende produkten vanaf vloeibaar tot meer deegvormig te verplaatsen.

Figuur 1 geeft een schema van de pomp.

Figuur 2 toont een doorsnede van een stator 4 waarvan de inwendige wand is bekleed met een^ptimaliseerde laag van een elasto-10 meer 5, Deze uitvoering geeft; - een betere verdeling van de temperatuur door de stator, - een stijfheid en onvervormbaarheid van het profiel, - een beter volumetrisch rendement, - een tot een minimum teruggebrachte opzwelling van de elastomeer, 15 De rotor ondergaat een speciale metallisatiebehandeling ten einde: - de slijtage voortkomende uit het transport van vaste deeltjes bevattende media te minimaliseren, - de loopcoêffici'ént rotor/stator te verminderen, 20 De hartlijn van de rotor staat excentrisch ten opzichte van die van de pomp. De rotor is verbonden met de motoras door een koppeling die in het algemeen wordt gevormd door een stang 6 en kruiskoppelingen 7. .

Het hydraulische gedeelte van de pomp bestaat in hoofdzaak 25 uit de rotor en de stator, met toevoer aan de onderkant van de pomp en uitlaat aan de bovenkant in een kolom of produktieleiding.

Een van de bijzonderheden van een dergelijke pomp is het opwekken van overdrukken die omhoog gaan over een geringe lengte van het pomplichaam. Bijvoorbeeld een overdruk van 120 bar wordt verkre-30 gen met een rotor/statorsamenstel van 1,20 meter lengte.

De pomplichamen 8 kunnen zijn uitgevoerd met een rotor/ stator van dubbele lengte, of twee in serie gemonteerde rotor/ statorsamenstellen. In dit geval, zal de hierbij komende overdruk 8402760 • 4 -7- zijn verdubbeld (240 bar in het aangegeven voorbeeld), bij een zelfde opbrengst.

De pomp kan tevens zijn uitgevoerd met twee boven elkaar gemonteerde rotor/statorsamenstellen (figuur 3) die een tegengestelde 5 spoed hebben en door excentrische koppelingen 9 zijn verbonden.

In dit geval geschiedt de toevoer door openingen 10a, 10b die aan twee uiteinden zijn geplaatst en de afvoer door een opening 11 gelegen in het midden van de pomp, waarbij kanalen 12 gelegen tussen de bovenste stator 4b en het lichaam de doorgang van het medium toela-10 ten naar de kolom of produktieleiding 13 door een geperforeerde buis 14 die voorkomt dat stenen in de pomp vallen.

De twee paren rotor/stator 3a, 4a en 3b, 4b zijn in het in figuur 3 weergegeven voorbeeld niet tegengesteld (links en rechts).

Een aan de bovenkant van de pomp 1 geplaatste veiligheids-15 klep 15 verschaft: - het legen en vullen van de produktiekolom 13 tijdens het weer omhoog gaan en dalen van de pomp.

- een bescherming tegen overbelastingen, - het in de produktieput terugvoeren van de verpompte vloeistof bij 20 onvoldoende toevloed of te hoge G.0.R, - het door de rotoren en hun koppelorganen gevormde samenstel wordt gedragen door hst pomplichaam 8 door tussenkomst van een aanslag-systeem 16.

Volgens een voordelige uitvoeringsvorm, bestaat de elektrische 25 motor 2 bestemd voor het aandrijven van de pomp uit een met olie gevulde, driefasige asynchrone kooiankermotor.

De heden ten dage bestaande motoren zijn vierpolig. Hun rotatiesnelheid bedraagt 1500 toeren/minuut daar zij worden gevoed met wisselstroom van 50 Hz.

30 Men kan overwegen zespolige motoren te vervaardigen.

Indien een motor werkt op de bodem van een producerende aard-olieput, zal hij zijn geplaatst in drukevenwicht met het medium van de put. Dit op een evenwichtsdruk houden kan worden verkregen door 8402760

V

-8- twee elementen (figuur 1): - een tussen de pomp 1 en de elektromotor 2 geplaatst beschermorgaan 17, - een met het inwendige deel van de elektromotor 2 verbonden compen-5 sator 18.

Het beschermorgaan 17 vermijdt het in de motor komen van de verpompte vloeistof. Men plaatst een tussenlaag van geschikt medium tussen de pomp en de motor.. Het geschikte medium wordt altijd op de vloeistofdruk gehouden met behulp van een membraan-inrichting. Met 10 deze inrichting kunnen tevens de eventuele verliezen van het geschikte medium worden gecompenseerd die zich kunnen voordoen, welke richting wordt aangedreven door de olie van de motor die zelf op de druk van de vloeistof wordt gehouden in de put door tussenkomst van het compensatieorgaan 18.

15 Met voordeel gebruikt men een koppeling 19 met nokken (fi guur 4), waarmee de pomp 1 kan worden versneld voor het maximale koppel van de motor 2. De centrifugale kracht verplaatst de twee nokken 21, 22 van de motoras 20 af tegen de werking van de tefugdruk-veer 23. De nokken grijpen dan tegen twee vlakke oppervlakken res-20 pectievelijk 21a en 22a van de as 24 van de pomp 1.

Figuur 5 toont schematisch het samenstel van de inrichting volgens de uitvinding, waarbij de door de pomp 1 en zijn aandrijf-motor 2 gevormde eenheid ie geplaatst in een aardolieput 25, aan het onderste gedeelte van de kolom of produktiebuis 13 waardoor de door 25 de pomp 1 verdrongen aardolie stroomt.

De elektromotor 2 wordt vanaf een boven de grond gelegen transformator 26 gevoed met elektrische energie, door middel van een elektrische vermogenskabel 27 waarvan het met de motor 2 verbonden onderste uiteinde 27a in figuur 1 zichtbaar is.

30 Aan de bovenkant van de schroefpomp 1 is een druk- en temperatuurvoeler 28 bevestigd die elektrische meetsignalen via een elektrische kabel 29 voor hst overdragen van informatie naar de oppervlakte overbrengt. De kabel 29 is boven de grond verbonden met cir 8402760 -9- o * cuits voor het behandelen van het meetsignaal of microprocessor 30, welke circuits elektrisch zijn verbonden met een besturingspaneel 31.

De druk- en temperatuuropnemer 28 bestaat bijvoorbeeld uit 5 een rekstrookopnemer met hoge gevoeligheid die is verbonden met de elektrische bodemcircuits die signalen kurinen leveren die representatief zijn voor de gemeten druk in de ringvormige ruimte ter hoogte van de opnemer, welke druk een direkte relatie heeft met de aan-zuigdruk van de pomp 1 (de druk verschilt slechts een constante met 10 deze aanzuigdruk). De met de opnemer 28 verbonden elektrische bodemcircuits zijn eveneens geschikt voor het afgeven van signalen die representatief zijn voor de temperatuur waaraan de opnemer is onderworpen.

De elektrische signalen die respectievelijk de druk en de 15 temperatuur weergeven zouden bijvoorbeeld naar de bovengrond kunnen worden overgebracht via de kabel 29 door frequentiemodulatie van een draagtrilling, waarbij de informaties respectievelijk overeenkomen met de druk en de temperatuur die bijvoorbeeld afwisselend wordt overgedragen in de vorm van signalen met tegengestelde polariteit, scherp 20 waardoor deze boven de grond / kunnen worden onderscheiden.

De kabel 29 kan niet alleen worden gebruikt voor het weer naar boven voeren van van de opnemer 28 afkomstige informaties, maar tevens voor het voeden van de elektrische bodemcircuits waarmee deze opnemer is verbonden.

25 De microprocessor 30 draagt besturingssignalen u over, via de kabel 32, naar een frequentieomzeteenheid 33 die wordt gevoed met driefasen stroom door de kabel 34 die met een elektrisch net met vaste frequentie (bijvoorbeeld 50 of 60 Hz) is verbonden.

De frequentieomzeteenheid 33 bevat een regelorgaan 35 van 30 het ondulatortype dat is verbonden met de transformator 26 die de bodemelektromotor 2 voedt met elektrische driefasenstroom met instelbare frequentie via de vermogenskabel 27.

De door de druk en temperatuuropnemer 28 afgegeven en door 8402760 -10- de geleidingskabel 29 naar boven afgegeven signalen worden behandeld door de microprocessor 30 die vanuit deze meetsignalen en de vastgestelde waarde een besturingssignaal u afgeeft waarvan de intensiteit bijvoorbeeld kan variëren tussen 0 en 10 volt.

5 De frequentieomzetter 33 is geschikt voor het voeden van de bodemmotor 2 met elektrische stroom waarvan de frequentie evenredig is met de besturingsspanning u en de rotatiesnelheid van de motor 2 neemt proportioneel toe met de frequentie van de vermogensstroom waarmee de motor wordt gevoed.

jQ De microprocessor 30 omvat circuits voor het onthouden van een vastgestelde waarde P^ van de druk ter hoogte van de opnemer 28, welke waarde overeenkomt met het gewenste onderdompelniveau voor de pomp 1 in de put en hulpcircuits vergelijken met deze vastgestelde druk de werkelijke druk P„ die in de put is gemeten door de opnemer l\ 15 28 en door de kabel 29 is overgebracht naar de microprocessor 30 (deze druk wordt gecorrigeerd om rekening te houden met de temperatuur ter hoogte van de opnemer 28 en de microprocessor 30 kan de waarde van deze temperatuur aangeven).

De microprocessor 30 bevat verwerkingscircuits van een be-20 sturingssignaal u die zijn verbonden met de opnemer 28 aan de frequentieomzetter 33.

Indien het vergelijken van de waarden en P^ door de microprocessor aangeeft dat het vloeistofniveau in de ringvormige ruimte van de put 25 hoger wordt dan het gewenste onderdompelniveau voor de 25 pomp, kan de microprocessor 30 via de kabel 32 aan de frequentieomzetter 33 een spanning afgeven met hogere waarde, die de frequentie van de vermogensstroom die de motor 2 voedt verhoogd en dan hierdoor de rotatiesnelheid van de eenheidmotor 2-pomp 1 verhoogd.Omgekeerd als het vloeistofniveau in de put lager wordt dan het niveau dat 30 overeenkomt met de waarde van de vastgestelde druk P^, beveelt de microprocessor 30 de ondulator 35 aan de vermogenskabel 27 een elektrische stroom te leveren met lagere frequentie, hetgeen de rotatiesnelheid van de pomp 1 verlaagd.

84 0 27 6 0 * ' -11-

De regeling houdt de waarde van de bij 28 gemeten druk tussen de waarde P^ en een enigszins lagere waarde P^arm*

De inrichting omvat tevens middelen 30, 32, 33 voor het besturen van de rotatiesnelheid van de motor 2 door het regelen van 5 de frequentie van de elektrische vermogensstroom die deze motor voedt.

Als de pomp 1 een verdringingspomp is, is zijn opbrengst zodoende in hoofdzaak evenredig met de waarde van de besturingsspanning u en deze opbrengst kan zich automatisch schikken aan de produktie-10 opbrengst van de put. Teneinde de ondulator 35 van de frequentieom-zetter 33 te beschermen tegen aanloopoverbelastingen, omvat de inrichting volgens de uitvinding elektrische omleidmiddelen die de ondulator 35 kunnen schakelen bij het aanlopen en direkt voeden van de motor 2 met elektrische driefasenstroom die bij 34 wordt geleverd 15 door de netaansluiting.

Onder deze omstandigheden geschiedt het aanlopen van de pomp 1 naar zijn maximale snelheid overeenkomstig aan zijn maximale opbrengst*

In de veronderstelling dat de dimensionering van de pomp 20 juist is, begint het vloeistofniveau in de put dus door het afnemen vanaf een oorspronkelijk niveau dat overeenkomt met de door de opnemer 28 gemeten drukwaarde P^, vooraf aan het in werking stellen van de regeling van de microprocessor 30, welk in werking stellen tussenbeide komt als het vloeistofniveau in de put lager is dan een waarde 25 overeenkomstig een waarde P van de door de opnemer 28 gemeten druk, a welke waarde, genoemd "naderingsdruk", in het geheugen van de microprocessor 30 wordt geplaatst. De waarden P^., P^ ^αχ, P^, P^, alsmede andere waarden van de hierboven bepaalde druk, kunnen zijn aangegeven op het bedieningspaneel 31.

30 Hierna zal men verwijzen naar de grafiek van figuur 6 waarop men aan de abscis het debiet van de pomp 1 afleest dat kan variëren tussen de waarde Q . overeenkomstig met zijn minimale rota- mxn tiesnelheid V . en de waarde Q overeenkomstig de maximale rotatie-mxn max 8402760 ♦ -12- snelheid V van deze pomp· Op de ordinaat van deze grafiek leest max men de waarde P van de gemeten druk ter hoogte van de opnemer 28, welke waarde is gerelateerd aan de vloeistofhoogte boven het niveau van deze opnemer· 5 De opbrengstkarakteristiek van een produktieput bedraagt: (1) Q1 = ïp (PG - P), waarin Q.j de opbrengst van de put is lp de produktiecoëfficiënt van de put is (deze coefficient varieert een wéinig in de tijd en men stelt deze constant 10 tijdens het leven van een pomp) P^ is de druk in de stilstaande afzetting en u P is de druk die heerst in de put ter hoogte van de geologisch geëxploiteerde laag (P = P^ + pgh, indien P^ de door de opnemer 28 gemeten druk is die is gelegen op een hoogte h 15 boven de laag en P het soortelijk gewicht is van het medium in de put, g de versnelling van de zwaartekracht is)·

Als de pomp 1 een verdringingspomp is, is zijn karakteristiek: (2) = kV, waarin het debiet van de pomp is 20 V zijn rotatiesnelheid en k de evenredigheidscoëfficiënt is.

Het niveau in de put is stabiel als de waarden van en gegeven door de hierboven staande relaties (1) en (2) gelijk zijn, d.w.z. als

kV

25 P * Pr - ψ-

6 *P

Het onderdompelniveau van de pomp door de vloeistof die de ringvormige ruimte van de put vult is dus direkt verbonden met de rotatiesnelheid V van de pomp 1 en kan constant op de gewenste waarde worden gehouden, ondanks eventuele variaties van P^, k en lp.

30 Voor een goed gebruik van de pomp 1 is de rotatiesnelheid V

echter begrensd door twee waarden V . en VM

nu π Max · 8402760 * -13- t

Twee andere drukwaarden zijn in het geheugen van de microprocessor 30 opgeslagen, in het bijzonder: - P a^arnj · druk waaronder men het alarm in werking stelt (zeer belangrijke niveaudaling in de put), 5 - P ^ : druk waarbij de microprocessor de pomp stilzet.

De respectievelijke niveau's die corresponderen met verschillende hierboven gedefinieerde drukwaarden zijn aangegeven in het schema van figuur 5. In de grafiek van figuur 6, is de in hoofdzaak rechtlijnige kromme Γ* , de karakteristieke produktiekromme van de put 10 die in hoofdzaak is gedefinieerd door de relatie p = p _W.p _Q_ 6 Ip PG Ip

De microprocessor 30 is uitgerust om de werking van de pomp * op de volgende manier te besturen (figuur 6): FASE 1 15 Aanlopen van de pomp met maximum snelheid, dus met maximum opbrengst door de direkte verbinding van de vermogenskabel 27 met het net 34.

Het vloeistofniveau in de put daalt en de door de opnemer 28 gemeten druk P^ neemt af tot aan P^.

20 Men doorloopt het segment 0 - A in de grafiek van figuur 6.

Als de druk P^ is bereikt, regelt de microprocessor 30 de overgang naar de volgende werkfase.

FASE 2

De microprocessor 30 bepaalt de rechte Δ die het punt met 25 coördinaten (Q = 0 ; P = P . ) met het punt A verbindt,/volgens stop bestuurt de microprocessor via het signaal U toegevoerd naar de fre-quentieomzetter 33 het afnemen van de rotatiesnelheid van de pomp, teneinde het werkpunt over Δ te verplaatsen (figuur 6). Men bereikt zodoende het stabiele werkpunt B gelegen op de kromme TT'waar de 30 opbrengst van de pomp gelijk is aan de opbrengst van de put. Deze fase voltrekt zich volgens opeenvolgende stappen en vereist het opstellen van een stabiliteitscriterium.

8402760 f -14- FASE 3

Het punt B bevindt zich niet in het gewenste gebied tussen Ρς en PA1 * De microprocessor verhoogt de rotatiesnelheid van de pomp met een gegeven en vooraf bepaalde hoeveelheid (bijvoorbeeld 200 5 toeren/minuut). Evenals in de voorafgaande fase 2, bestuurt de microprocessor het afnemen van de rotatiesnelheid van de pomp teneinde het werkpunt te verplaatsen volgens de nieuwe snelheidsrechten Δ*· Men bereikt zodoende een evenwichtspunt C en men herhaalt de fasen B en C (punten D, E ... F) totaan het verkrijgen van een stabiel werkpunt 10 F in het tussen P^ en Pj£arm gelegen gebied.

Als de produktiekarakteristieken variëren (vervuiling, slijtage van de pomp ...) kan de druk P^ het gebied P^, ^arni verlaten. De regeling neemt dan zijn werking teneinde een nieuw stabiel werkpunt te vinden in het gebied (P^, P^larm^* 15 In de beschreven uitvoeringsvorm bestaat de pomp uit een schroefverdringingspomp waarvan men de opbrengst evenredig zou kunnen beschouwen met de rotatiesnelheid. De uitvinding is echter toepasbaar bij elk type pomp waarvan de opbrengst niet evenredig zou zijn met de snelheid. Het is dus voldoende te overwegen dat de sneiheids-20 rechten Δ en Δ* ... worden vervangen door krommen die het debiet weergeven als funktie van de rotatiesnelheid van de motor.

8402760

Claims

1, Werkwijze voor het besturen van een draaibare pomp die is ondergedompeld in een door een put geproduceerd medium, welke pomp roterend wordt aangedreven door een motor met variabele snelheid, met het kenmerk, dat de roiatiesnelheid van de 5 motor wordt beïnvloed als funktie van het drukverschil ΔΡ dat aanwezig is tussen de nabij de pomp gemeten mediumdruk en de produktie-druk van de put, welke produktiedruk P van de put is gegeven door de formule; _ p - p „ H. K * *G I P 10 waarin; = druk in de afzetting bij stilstand Q = opbrengst van de pomp als funktie van de rotatiesnelheid van de motor lp — produktiecoefficient van de put.

2. Werkwijze voor het besturen van een pomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de rotatiesnelheid van de pomp wordt verhoogd wanneer het verschil ^ p positief is en deze snelheid wordt verlaagd wanneer het verschil negatief is tot een evenwichtspunt wordt verkregen waar het verschil gelijk is aan nul.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de snelheidsvariatie van de pomp als funktie van het verschil Ap in hoofdzaak lineair is.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij men een gewenste waarde bepaalt voor de druk van het medium nabij de pomp, met 25 het kenmerk, dat wanneer het evenwichtspunt is bereikt bij een druk hoger dan de genoemde gewenste druk, men de snelheid van de motor gedurende een bepaalde tijd verhoogt, men deze snelheid vervolgens verlaagt als funktie van het verschil Δρ tot aan het bereiken van het evenwichtspunt, en men deze handeling het aantal 30 keren herhaalt dat nodig is opdat het evenwichtspunt correspondeert met een druk lager dan de gewenste waarde. 8402760 Λ ν ! -16-

5. Inrichting in het bijzonder bruikbaar voor het verpompen van een zeer visceus en/of een aanzienlijk gedeelte gas bevattend medium, in het bijzonder voor het produceren van aardolie, omvattende een in het medium ondergedompelde eenheid, welke eenheid ten minste een 5 met een elektrische aandrijfmotor gekoppelde perspomp bevat, welke pomp ten minste een toevoeropening en ten minste een opening heeft die in verbinding staat met een persleiding voor het medium, met het kenmerk, dat de inrichting in combinatie ten minste een schroefverdringingspomp (1) en een motor (2) bevat die deze 10 pomp roterend aandrijft met een snelheid die in hoofdzaak evenredig is met de frequentie van de elektrische stroom die deze motor voedt en automatische instelmlddelen van de door de pomp opgeperste opbrengst, welke middelen ten minste een drukopnemer (28) bevatten die een elektrisch meetsignaal afgeeft dat is gelieerd aan het dy-15 namische onderdompelniveau van de dienstdoende pomp en een samenstel van elektronische behandelcircuits (30) van het meetsignaal en het besturen (33) van de frequentie van de stroom die de aandrijfmotor van de pomp (1) voedt als funktie van de waarde van het genoemde meetsignaal.

6. Inrichting volgens conclusie 5, m e t het ken merk, dat de inrichting middelen (28) bevat voor het meten van de temperatuur ter hoogte van de opnemer.

7. Inrichting volgens één van de conclusies 5 of 6, met het kenmerk, dat de genoemde eenheid van elektronische 25 circuits (30) geheugencircuits bevat van een gewenste druk die representatief is voor een vast dynamisch onderdompelniveau (P^) voor de pomp en middelen (30, 32, 33) voor het regelen van de rotatiesnel-heid van de aandrijfmotor (2) van de pomp (1) door het regelen van de frequentie van de stroom die de aandrijfmotor voedt.

8. Inrichting volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat de eenheid van elektronische circuits de be-werkingcircuits (30) bevat voor een besturingssignaal (u) die zijn verbonden (29) met de drukopnemer (28) en (32) met een frequentie- 8402760 - r -17- omzetcixcuit (33) dat een xegeloxgaan (26) bevat dat aan de aandxijf-motox (2) een elektxische vermogensstxoom aflevext waaxvan de fxe-qoentie een funktie is van de waaxde van het bestuxingssignaal (u).

9. Inxichting volgens conclusie 7, m e t het 5 kenmerk, dat de eenheid van elektxonische cixcuits (30) is uitgexust om het xegeloxgaan (26) tijdelijk buiten het aanloopcix-cuit te plaatsen bij het inschakelen van de voeding van de aandxijf-motox (2) met elektxische stxoom waaxvan de fxequentie in hoofdzack ovexeenkomt met de maximale xotatiesnelheid van de pomp (1) en ge-10 heugencixcuits bevat van een dxempel of benadexingswaaxde (P ), van Λ de doox de opnemex (28) gemeten dxuk, zodat een daling van de dxuk ondex deze dxempelwaaxde (P^) het in wexking stellen van het genoemde xegeloxgaan (26) teweeg bxengt. 8402760 i _ __ ____ ____ .... · _______,_____ „J