NO319172B1 - Fremgangsmate og anordning for regulering av en flerfase-pumpeenhet - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte regulering av en flerfase-pumpeenhet som og en anordning for særlig innbefatter minst én fierfasepumpe (1), en anordning (6) for bestemmelse av en parameter som er representativ for en drifts-ustabilitet ved fierfasepumpen (1) og minst én programmert behandlingsenhet (7) som gjør det mulig å lagre i det minste den bestemte parameter og begynnelses-parameterverdier, og å beregne den nye verdi av fierfasepumpens hastighet, for å bringe pumpens arbeidspunkt tilbake til dens driftsområde.

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR REGULERING AV EN FLERFASE-PUMPEENHET

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og anordning for regulering av en pumpeenhet som muliggjør overføring av et flerfasefluid fra en kilde til et bestemmelsespunkt.

Den har sin anvendelse særlig ved petroleumsproduksjon der fluidene er fluider som kommer fra brønner og som omfatter minst én gassfase og minst én væskefase.

Overføring av disse fluider fra en brønn eller et sett med brønner til et behandlingssted oppnås v.h.a. en pumpeenhet som omfatter minst én fierfasepumpe.

Hovedformålet med denne pumpe er å gi fluidene som slippes inn ved dens innløp med et bestemt tilførselstrykk eller sugetrykk en tilstrekkelig energi for å sikre at de overføres ved å kompensere for trykkfallene de kan gjennomgå under overføring, nedstrøms og oppstrøms i forhold til pumpen.

I foreliggende beskrivelse henviser betegnelsene oppstrøms og nedstrøms til pumpen m.h.t. strømningsretningen til fluidene.

Under produksjon kan disse brønnene ha en ustabil oppførsel, med en syklisk drift som er karakterisert ved en veksling av aktive og inaktive produksjonsperioder. En slik syklisk drift fører til variasjoner særlig av produksjonsvolumstrømmen, som kan oppstå for en aktivert brønn eller en brønn hvis levetid nærmer seg slutten.

Variasjonene i oppførsel til de ovenfor anførte brønner eller lukking av en brønn når et sett av brønner forbindes med pumpen kan føre til ustabiliteter i driften av pumpen, så som en hydraulisk feiljustering av denne som kan bevirke at den svekkes eller sågar ødelegges.

I det tilfelle at det pumpes flerfasefluider som består av i det minste en væskefase og en gassfase, består ett av problemene i å vite den nøyaktige væske-volumstrøm og gass-volumstrømmen oppstrøms i forhold til pumpen, og den ovennevnte fremgangsmåte som er ment for kompressorer og basert på en måling av volumstrømmen oppstrøms i forhold til anordningen kan ikke anvendes ganske enkelt til å kjempe imot fenomenet feiljustering av en fierfasepumpe.

De reguleringer som er kjent teknikk for flerfasepumper er i de fleste tilfeller reguleringer av typen "på-av" som består av å stoppe flerfasepumpen når det detekteres en ustabilitet. Selv om slike reguleringer viser seg å være effektive, kan de imidlertid også involvere ulemper. Ubeleilige stopp av pumpen fører faktisk til en reduksjon av dens tilgjengelighetsforhold, og derved et produksjonstap. Dessuten krever slike stopp deretter operasjoner for gjenoppstarting av pumpegruppen og mulighet for at brønnene kan bli skrøpelige.

Kjent teknikk, særlig søkerens FR patent nr. 2685737 (tilsvarer NO patent 178906), beskriver også en fremgangsmåte og anordning som muliggjør regulering av hastigheten til en pumpe som er beregnet å pumpe flerfasefluider som en funksjon av én eller flere parametere.

Teknikken ifølge FR patent nr. 2685737 angår regulering av hastigheten til en fierfasepumpe slik at pumpens volumstrøm tilpasses en variasjon som kan inntreffe oppstrøms og/eller nedstrøms fra pumpen, ved å kombinere flere parametere.

Som ytterligere eksempel på kjent teknikk på området, kan nevnes

EP 390627 B1. Denne publikasjon omhandleren anordning som er innrettet til å styre en på- av-krets og bringe den i en driftsstilling bare når volumstrøm-verdien overskrider en forut bestemt verdi.

Ingen av disse dokumenter angår imidlertid teknikken for regulering av en fierfasepumpe for å unngå ustabilitetsfenomener eller hydraulisk feiljustering som kan føre til at den skades.

Det skal bemerkes at en pumpe som er beregnet til produksjon av flerfasefluider er karakterisert ved en familie av hydraulikk-kurver. Denne familie av hydraulikk-kurver må tilpasses til produksjonsforholdene og til utviklingen med tiden for brønnen eller brønnene som er forbundet med pumpegruppen, så vel som til de "nedstrøms omgivelsesforhold". Betegnelsen "nedstrøms omgivelsesforhold" angår f.eks. trykkfallene som inntreffer i motstandskretsen som er beliggende nedstrøms fra pumpen, innbefattende overføringsledningene og alt tilknyttet utstyr som generelt brukes innen området for petroleumsproduksjon.

Et driftsområde som på den ene side er avgrenset av grenser som er spesifikke for pumpegruppen, som f.eks. den hydrauliske feiljusteringsgrense, og på den annen side av produksjonsforhold så som volumstrømmen som forventes av produsenten og karakteristikaene til motstandskretsen beliggende nedstrøms fra

pumpen er bestemt av denne familie av hydraulikk-kurver.

Pumpen arbeider hensiktsmessig innenfor sitt driftsområde, d.v.s. at dens mekaniske og hydrauliske oppførsel er tilfredsstillende og den overfører en tilstrekkelig kompresjonsenergi til fluidet for å sikre at det overføres fra ett sted til et annet.

Foreliggende oppfinnelse består følgelig i å avhjelpe de ovenfor anførte ulemper særlig ved regulering av driften av en flerfase-pumpeenhet som omfatter minst én fierfasepumpe, ved å påvirke pumpehastigheten for å bringe den tilbake til dens driftsområde.

Oppfinnelsen kan med fordel anvendes til styring og regulering av hydrauliske ustabiliteter p.g.a. en uventet variasjon i produksjonslønnens volumstrøm, som kan føre til skade på flerfasepumpen.

Den kan anvendes på ethvert område hvor pumpeanordningene er av liknende konstruksjoner som de som er anført ovenfor, som kan bevirke fremtreden av ødeleggende fenomener, f.eks. for anordninger egnet til pumping av fluider med egenskaper som er stort sett identiske med egenskapene til flerfasestrømmer.

Den kan også anvendes som en reguleringsmetode som supplerer en anordning for dempning av sammensetningsvariasjonene til en flerfasestrøm, vakuumforhold-variasjoner eller GLR-variasjoner (forholdet mellom gass og væske).

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte som muliggjør regulering av en pumpeenhet som anvendes til å overbringe energi til et flerfasefluid som består av minst én gassfase og minst én væskefase, hvilken pumpeenhet er plassert mellom en fluidkilde og et bestemmelsespunkt, og innbefatter minst én fierfasepumpe med et driftsområde.

Den er karakterisert ved at man bestemmer minst én parameter som er representativ for et fenomen for drifts-ustabilitet ved flerfasepumpen og at man påvirker flerfasepumpens omdreiningshastighet, slik at pumpen bringes tilbake til dens driftsområde inntil ustabilitetene forsvinner.

Ustabilitetsfenomenet kan være en hydraulisk feiljustering av flerfasepumpen og man påvirker inntil ustabilitetene p.g.a. den hydrauliske feiljustering forsvinner.

Amplituden til parameteren som er representativ for ustabiliteten blir f.eks. målt og sammenliknet med en gitt verdi eller et gitt verdiområde, og hastigheten reduseres inntil den målte parameterverdi er stort sett lik den gitte verdi eller det gitte verdiområde.

Flerfasepumpens aksel er utstyrt med en måleinnretning så som en momentmåler, idet verdien av momentet som er representativt for ustabiliteten f.eks. blir målt.

Pumpen kan være utstyrt med en vibrasjonsføler så som et akselerometer eller en forskyvningspickup, og vibrasjonenes amplitude måles.

Det er også mulig å måle verdien av sugetrykket Pa til flerfasepumpen og/eller verdien av trykkforsterkningen til pumpen.

Etter korrigering av ustabiliteten og observering av i det minste en tilbakefø-ring til de produksjonsforhold som hersket før ustabilrtetens fremtreden, påvirker man f.eks. hastigheten til flerfasepumpen, slik at pumpens arbeidspunkt bringes tilbake på en kurve som samsvarer med en optimal drift, som kan være definert i forhold til en innstilt og stabil sugetrykkverdi.

Foreliggende oppfinnelse anvendes med fordel til å regulere en pumpeenhet i forbindelse med produksjon i en oljebrønn eller med et sett av oljebrønner.

Foreliggende oppfinnelse angår videre en regulert flerfase-pumpeenhet omfattende minst én fierfasepumpe, minst én innretning for bestemmelse av en parameter som er representativ for en drifts-ustabilitet ved flerfasepumpen og minst én programmert behandlingsenhet som gjør det mulig å lagre i det minste den bestemte parameter og begynnelses-parameterverdier, og å beregne den nye verdi av flerfasepumpens hastighet, for å bringe flerfasepumpen tilbake til dens driftsområde inntil ustabilitetene forsvinner.

Anordningen innbefatter f.eks. en anordning for dempning av variasjonen av vakuumforholdet beliggende foran flerfasepumpen.

Den kan også omfatte en krets for resirkulering av en fluidmengde mot pumpeinnløpet.

Fluidet som resirkuleres mot pumpeinnløpet kan komme fra en hjelpefluid-kilde eller det kan trekkes ut etter pumpen v.h.a. en hensiktsmessig anordning.

Oppfinnelsen gjør det derved mulig, på en enkel og pålitelig måte, å hindre fenomenet hydraulisk arbeids-feiljustering av en pumpe som særlig kan skyldes en variasjon i volumstrømmen til brønnen eller et sett av brønner, f.eks. en plutselig

reduksjon av denne volumstrøm.

Dette hydrauliske feiljusteringsfenomen frembringer ustabiliteter som kan forårsake skade på pumpen.

Andre særtrekk og fortrinn ved fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen vil fremgå ved å lese følgende beskrivelse av utføringsformer gitt v.h.a. ikke-begrensende eksempler, med henvisning til de medfølgende tegninger hvor: Figur 1 viser skjematisk prinsippet som brukes til å regulere en flerfase-pumpeenhet, Figurene 2A og 2B viser henholdsvis den mulige forskyvning av arbeidspunktet hos flerfasepumpen i henhold til fremgangsmåten og parametervariasjonene som indikerer feiljusteringsfenomenet, Figur 3 viser en pumpeenhet innbefattende en fierfasepumpe tilknyttet en enhet for dempning av vakuumforholdet eller GLR-variasjonen, og Figur 4 viser anordningen ifølge Figur 1 tilknyttet midler for resirkulering av et fluid.

For bedre å avgrense foreliggende oppfinnelse, angår beskrivelsen som i det følgende er gitt v.h.a. ikke-begrensende eksempler regulering av en fierfasepumpe forbundet med en brønn som produserer et flerfasefluid, f.eks. et petroleumsfluid, og sikrer at det overføres til et behandlings- eller bestemmelsespunkt.

Anordningen som er beskrevet i Figur 1 innbefatter en flerfase-pumpeenhet som f.eks. består av en fierfasepumpe 1 som v.h.a. en ledning 2 er forbundet med en fluidkilde 3, så som et produksjonsbrønnhode, og med et bestemmelsespunkt, f.eks. et behandlingssted 4, v.h.a. en ledning 5.

Pumpen 1 er utstyrt med en innretning 6 som er i stand til å bestemme minst én parameter som er representativ for en hydraulisk arbeids-feiljustering av pumpe 1. Arbeids-feiljusteringen av pumpe 1, også betegnet hydraulisk feiljusteringsfenomen, er f.eks. karakterisert ved en mekanisk signatur som kan bestemmes fra en mekanisk parameter som f.eks. momentet eller vibrasjonene som måles f.eks. på flerfase-pumpegruppen eller -enheten og/eller ved en hydraulisk signatur som tilsvarer en variasjon av trykkverdien som f.eks. måles ved innløpet til flerfasepumpen eller av pumpens trykkforsterkning P som tilsvarer trykkforskjellen mellom pumpens utstrømningstrykk og sugetrykk.

Innretningen 6 for bestemmelse av en parameter kan derved fordelaktig være en anordning for måling av momentet på akselen til flerfasepumpen 1, så som en momentmåler, eller en vibrasjonsdetektor som f.eks. et akselerometer eller en forskyvningspickup på pumpen.

I henhold til en annen utføringsform er anordningen forsynt med en trykkdetektor 7 som f.eks. kan være en detektor for måling av tilførselstrykket Pa, eller en differensialdetektor som gjør det mulig å kjenne pumpens trykkforsterkning P. Den kan også brukes til å måle ustabiliteten og den gjør det mulig permanent å kjenne trykkverdien ved pumpeinnløpet.

Hvis pumpen er utstyrt med en elektrisk eller hydraulisk motorisering, kan innretningen 6 plasseres på motoriseringen og avgi verdien for henholdsvis strømstyrke eller trykket i hydraulikkfluidet, hvilket kan avsløre pumpe-feiljusteringsfenomenet.

Enhver annen parameter som indikerer feiljusteringsfenomenet og dens tilknyttede måleanordning kan oppfattes å karakterisere og bestemme ustabilitetene uten å avvike fra rammen av oppfinnelsen.

Måleinnretningen 6 og trykkdetektoren 7 er forbundet med en datamaskin 8 som registrerer og behandler de målte data. Den kjenner derfor permanent de data som er tilknyttet den målte parameter, som f.eks. amplituden og frekvensen. Den kan også omfatte tidligere lagrede data, så som opprinnelige produksjonsdata, karakteristikaene til flerfasepumpene og terskelverdier, begrensende verdier og gitte dataområder.

Selve datamaskinen 8 er forbundet med flerfasepumpen 1 og særlig med pumpens motor eller med en anordning for regulering av motorens rotasjonshastighet. Den kan derved påvirke pumpemotorens hastighet og avpasse den som en funksjon av den målte parameter eller de målte parametere for å eliminere de observerte ustabilitetsfenomener, f.eks. ved å bringe flerfasepumpen tilbake til et tillatt område, som beskrevet i det følgende. Hver gang det detekteres en ustabilitet, f.eks. en hydraulisk ustabilitet, kan den derved elimineres ved å påvirke pumpens rotasjonshastighet.

Pumpens motor er fortrinnsvis utstyrt med en hastighetspickup 9, forbundet med datamaskinen 8, som avgir til denne verdien av pumpens rotasjonshastighet.

Denne datamaskin 8 kan være en programmert styreinnretning eller en mikrodatamaskin utstyrt med et ervervelseskort av velkjent type og programmert til å styre stadiene i fremgangsmåten beskrevet i det følgende.

Fremgangsmåten som er beskrevet i det følgende v.h.a. ikke-begrensende eksempler anvendes med fordel under produksjonen i en brønn og særlig når det inntreffer en uventet og tilfeldig volumstrøm-variasjon, idet amplituden til denne variasjon er stor nok til å frembringe et feiljusteringsfenomen hos flerfasepumpen.

Flerfasepumpen 1 er avpasset til dens oppstrøms omgivelser (brønn-volumstrøm og forhold innstilt av produsenten) og til dens nedstrøms omgivelser (produksjons-motstandskretsen), og et driftsområde beskrevet f.eks. i Figur 2A er tilknyttet dette.

Flerfasepumpens 1 driftsområde er bestemt for en gitt sugetrykk-verdi Pa og for et gitt volumetrisk forhold GLRa eller for en verdi av vakuum-forholdet ved pumpeinnløpet. Det volumetriske forhold GLRa er definert som forholdet mellom gass og væske hos flerfasefluidet og vakuum-forholdet som forholdet mellom gassvolumet og totalvolumet (væske-gass).

Dette område omfatter en familie av karakteristiske kurver F(Vj) som gir trykkforsterkningen som en funksjon av brønnens totale volumstrøm Q, tilsvarende summen av volumstrømmene til væskefasen og gassfasen som utgjør hele flerfasefluidet. Disse kurver F(Vj) trekkes opp for forskjellige pumpehastighet-verdier og er gjengitt i Figur 2A ved familien av kurver F(Vi), F(V2),...F(Vj),... Den er avgrenset av to kurver Dmax og Dmin, og særlig av kurven Dmax eller kurve for pumpens hydrauliske feiljustering. Denne feiljusteringskurve tilsvarer en øvre avgrensning eller grense som ikke må overskrides, idet pumpens driftsmessige oppførsel blir ustabil over denne grense.

I Figur 2A er kurven for motstandskretsen beliggende nedstrøms fra pumpen delvis skissert ved segmentet R. Den gjengir trykkfallene i forhold til brønnens totale produksjons-volumstrøm. ^

Et arbeidspunkt hos pumpen er beliggende ved skjæringen til en karakteristisk kurve F(V[) (tilsvarende en rotasjonshastighet Vj hos pumpen) og til kurven for motstandskretsen R er f.eks. bestemt av de ovenfor anførte familier av kurver F(Vj) og av kurven som tilsvarer motstandskretsen R.

I Figur 2A svarer f.eks. punkt A til arbeidspunktet hos en fierfasepumpe, bestemt f.eks. fra pumpens rotasjonshastighet Vj innstilt ved de gitte produksjonsforhold. For en gitt rotasjonshastighet kan punkt A beveges langs kurven F(V|) under en volumstrøm-variasjon med en konstant GLR uten å gå forbi feiljusteringskurven Dmax.

Dette arbeidspunkt kan tilsvare de opprinnelige produksjonsforhold.

Når brønnens volumstrøm Q avtar plutselig og rotasjonshastigheten på samme tid forblir stort sett stabil, er det sannsynlig at det fremkommer ustabiliteter i driften av pumpen, vist f.eks. i Figur 2B ved sone Z2 eller feiljusteringssone. Sonen Zi som er skissert i figuren tilsvarer korrekte driftsforhold hos pumpen.

I denne Figur 2B gjengir kurvene (II), (III) og (I) henholdsvis verdien for momentet målt f.eks. på pumpens rotasjonsaksel og uttrykt i Nm, tilførselstrykket Pa målt f.eks. ved innløpet av flerfasepumpen og uttrykt i bar, og dens rotasjonshastighet i omdreininger pr. minutt samt deres variasjoner med tiden.

I feiljusteringssonen Z2 oscillerer momentet bestemt ved nivået til

pumpeakselen (kurve II, Figur 2B) på en tilfeldig og ukontrollert måte tilsvarende en feiljustering av pumpen som kan føre til at den skades. Fordi pumpen er i en ustabil driftstilstand, går arbeidspunktet A (Figur 2A) videre til et nytt arbeidspunkt gjengitt i

Figur 2B ved punktet B beliggende over maksimum-kurven Dmax og derfor utenfor pumpens driftsområde.

Datamaskinen 8 mottar permanent målingen som kommer fra momentmåleren 6, verdien av tilførselstrykket Pa fra detektoren 7 og målingen av pumpens rotasjonshastighet fra detektoren 9. Den er f.eks. programmert til å styre disse målte verdier og å påvirke rotasjonshastigheten, f.eks. når disse verdier indikerer en drifts-ustabilitet hos pumpen som beskrevet i det følgende.

Når datamaskinen 8 detekterer en unormal variasjon av momentverdien som i

Figur 2A tilsvarer overgangen fra punkt A til punkt b, sender den et styresignal til motoren eller til innretningen som styrer motorens hastighet for å redusere pumpens rotasjonshastighet inntil feiljusteringsfenomenet forsvinner, d.v.s. inntil pumpens drifts-ustabiliteter forsvinner.

I dette øyemed kan den målte momentverdi sammenliknes med en referanseverdi innstilt v.h.a. brønnens opprinnelige produksjonsforhold. Når f.eks. forskjellen mellom disse to verdier er større enn eller lik f.eks. +/-10% av en opprinnelig middelverdi i tid, igangsetter datamaskinen kommandoen for reduksjon av rotasjonshastigheten. Signalet sendes inntil feiljusteringsfenomenet og derfor ustabilitetene forsvinner.

Denne hastighetsreduksjon bringer arbeidspunktet til å gå videre fra punkt B til et punkt C beliggende nedenfor feiljusteirngskurven Dmax, hvilket bringer det tilbake til pumpens driftsområde og til en tillatt verdi, idet stadiet som tillater pumpen å bringes tilbake til en normal driftstilstand eller sone Zi derved er oppnådd.

Datamaskinen 8 kan på forskjellige måter kontrollere at videreføringen av arbeidspunktet fra en ikke-tillatt tilstand til en tillatt tilstand er fullstendig. Den kan kontrollere at punktet C er beliggende nedenfor feiljusteringskurven Dmax f.eks. ved å sammenlikne den nye verdi av momentet målt etter denne hastighetsreduksjon med en gitt verdi som f.eks. er registrert i datamaskinen.

Den nye verdi for pumpens rotasjonshastighet, f.eks. Vm målt etter forsvinningen av ustabilitetene, er gitt v.h.a. en detektor 9 i forbindelse med datamaskinen 8. Etter at ustabilitetene har forsvunnet, er punktet C på en driftskurve F(VM) beliggende i det driftsområde som tilsvarer pumpens nye hastighetsverdi.

Kurven F(Vm) svarer i dette eksempel til en rotasjonshastighet Vm som er mindre enn pumpens opprinnelige rotasjonshastighet Vj, og til en total volumstrøm-verdi Qi-i hos brønnen som er mindre enn brønnens opprinnelige volumstrøm-verdi Qi. Når produksjonsforholdene søker å gå tilbake til produksjonsforhold som er stort sett like de forhold som hersket før feiljusteringsfenomenet fremtrådte, beveges pumpens arbeidspunkt på kurven F(Vm) fra f.eks. punkt C til punkt D. Slike driftsforhold tilsvarer imidlertid ikke en optimal drift av flerfasepumpen eller at pumpeenheten sikrer en optimal produksjon i brønnen eller brønnene når produksjonen går tilbake til stabile produksjonsforhold.

Den plutselige reduksjon av verdien av produksjons-volumstrømmen tilsvarer faktisk en uvanlig hendelse innenfor produksjonsrammen. Etter denne reduksjon vil brønnen igjen begynne å produsere med en volumstrøm-verdi som tilsvarer den nominelle volumstrøm-verdi, f.eks. Qi. For å optimalisere produksjonen er det derfor ønskelig igjen å avpasse pumpens hastighet til dens opprinnelige hastighets-verdi Vj, hvilket i Figur 2A består i å bringe punkt D tilbake til det opprinnelige arbeidspunkt A.

Trykkdetektoren 7 måler permanent verdien av pumpens tilførselstrykk Pa. Datamaskinen 8 kjenner derfor kontinuerlig verdien av dette trykk Pa og den kan lett styre passende tilbakeføring til produksjon i produksjonsbrønnen. Ved å styre verdien av trykket Pa målt ved pumpeinnløpet i forhold til en innstilt verdi som er representativ for brønnens opprinnelige produksjonsforhold og tidligere registrert i datamaskinen 8, identifiserer den tilbakeføringen til en normal produksjon og sender et styresignal mot motoren eller anordningen som regulerer motorens hastighet, slik at pumpens rotasjonshastighet øker og punkt D bringes tilbake til det opprinnelige arbeidspunkt A.

Datamaskinen 8 kan gjenta operasjonene for momentmåling og hastighetsregulering for å bringe arbeidspunktet tilbake til det tillatte driftsområde som beskrevet ovenfor, hvilket tilsvarer omstillingssyklene til punktene A, B, C så lenge driftsproblemene vedvarer under produksjon i brønnen.

Bestemmelse av parameteren som er representativ for ustabiliteten kan også utføres ved å måle verdien av suge- eller tilførselstrykket ved pumpeinnløpet og/eller pumpens trykkforsterkning. Datamaskinen 8 fortsetter deretter identisk for å påvirke rotasjonshastigheten og å bringe pumpen tilbake til et tillatt driftsområde.

Alle de ovenfor anførte parametere (tilførselstrykk, trykkforsterkning,...) kan brukes til å implementere stadiene i fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor.

På en utfyllende måte kan datamaskinen 8 bestemme verdien av frekvensen til fenomenet fra målingen av den representative parameter. V.h.a. verdien til frekvensen og amplituden til den målte parameter som indikerer feiljusteringen, har datamaskinen mulighet til å "erkjenne" fenomenet, d.v.s. kjenne dets beskaffenhet.

Fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor anvendes med fordel til regulering av en pumpe som er forbundet med en fluidkilde som består av flere brønner.

I dette tilfelle er oljebrønnene forbundet v.h.a. ledninger med pumpeinnløpet på en måte som er kjent for en fagmann på området. Ledningene kan være forsynt med ventiler eller reguleringsanordninger som særlig tillater isolering av en brønn.

Volumstrøm-variasjonen ved pumpeinnløpet kan f.eks. skyldes lukking eller

en oppførselsvariasjon i minst én av brønnene.

Fremgangsmåten som er beskrevet i forbindelse med Figurene 2A og 2B anvendes med fordel også til en pumpeenhet som er beskrevet i forbindelse med

Figur 3, hvor en anordning for dempning av variasjonen av vakuumforholdet eller av forholdet mellom gass og væske (GLR) er beliggende oppstrøms i forhold til pumpen.

I Figur 3 er en reguleringstrommel 10 anbrakt på ledningen 2 foran innløpet til flerfasepumpen. Denne trommel, beskrevet i detalj i søkerens FR patent nr. 2642539, innbefatter et prøvetakingsrør 11 utstyrt med porter 12 fordelt over i det minste en del av rørets 11 lengde. Røret løper f.eks. rett gjennom trommelen. Flerfasefluidene strømmer inn i trommelen 10 gjennom ledningen 2 og de strømmer ut gjennom et rør 13 som forbinder trommelen 10 med pumpen 1 med et regulert forhold mellom gass og væske (GLR).

Reguleringstrommelen er utstyrt med en trykkdetektor 14 som bestemmer trykket som hersker i trommelen og tilsvarer stort sett verdien av tilførselstrykket Pa til flerfasepumpen.

Som i Figurene 2A og 2B, måles verdien av momentet og dets variasjon med tiden, og, som beskrevet ovenfor, reduserer datamaskinen 8 pumpens rotasjonshastighet inntil drifts-ustabilitetene forsvinner.

I stedet for å måle momentet, er det også mulig å måle verdien av sugetrykket Pa og å implementere stadiene beskrevet ovenfor.

Figur 4 beskriver et utføringsform-variant som tilknytter en flerfase-resirkuleirngskrets 20 beliggende mellom pumpens utløp og innløp med tilbakekoplingssløyfen beskrevet ovenfor.

En anordning 21 for uttrekking av flerfasefluidet er beliggende f.eks. nedstrøms fra pumpen 1 på ledningen 5. Mengden av fluid som derved trekkes ut fremføres gjennom kretsen 20 mot flerfasepumpens 1 innløp, for derved å ha en ytterligere fluidstrøm og å kompensere en mulig reduksjon av produksjons-volumstrømmen. En ventil 22 beliggende etter anordningen 21 og på kretsen 20 er forbundet med datamaskinen 8. Når datamaskinen 8 detekterer en ustabilitet som beskrevet ovenfor, igangsetter den åpningen av ventil 22.

Det ytterligere fluid som resirkuleres til pumpeinnløpet kan, i en annen utføringsform, også komme fra en hjelpe-fluidkilde forbundet v.h.a. en ledning med pumpeinnløpet og med datamaskinen 8.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte som muliggjør regulering av en pumpeenhet (1) som anvendes til å overføre energi til et flerfasefluid som omfatter minst én gassfase og minst én væskefase, hvilken pumpeenhet (1) er plassert mellom en fluidkilde (3) og et bestemmelsespunkt (4) og innbefatter minst én fierfasepumpe (1) med et forutbestemt driftsområde, karakterisert ved bestemmelse av en parameter som er representativ for en hydraulisk drifts-ustabilitet ved flerfasepumpen, måling av amplituden til parameteren som er representativ for instabiliteten, og regulering av verdien av flerfasepumpens rotasjonshastighet for derved å bringe pumpen tilbake til dens driftsområde inntil den hydrauliske ustabilitet som representeres av den målte verdi av nevnte parameter opphører.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 karakterisert ved at amplituden til parameteren som er representativ for ustabiliteten måles, sammenliknes med en gitt verdi eller et gitt verdiområde og hastigheten reduseres inntil den målte verdi av parameteren er stort sett lik den gitte verdi eller det gitte område.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2karakterisert ved at flerfasepumpen har en aksel utstyrt med en måleinnretning så som en momentmåler, idet verdien av momentet som er representativt for ustabiliteten blir målt.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2karakterisert ved at pumpen er utstyrt med en vibrasjonsdetektor så som et akselerometer eller en forskyvningspickup og vibrasjonenes amplitude måles.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2karakterisert ved at verdien av sugetrykket Pa til flerfasepumpen og/eller verdien av trykkforsterkningen til pumpen måles.

6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at etter korrigering av ustabiliteten og observering av i det minste en tilbakeføring til de produksjonsforhold som hersket før ustabilitetens fremtreden, reguleres hastigheten til flerfasepumpen, slik at pumpens driftspunkt bringes tilbake på en kurve som samsvarer med en optimal drift.

7. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at pumpeenheten forbindes med en oljebrønn eller med et sett av oljebrønner.

8. Regulert flerfase-pumpeenhet omfattende minst én fierfasepumpe (1) med et forutbestemt driftsområde, karakterisert ved minst én innretning (6) for bestemmelse av en parameter som er representativ for en hydraulisk drifts-ustabilitet ved flerfasepumpen (1) og minst én programmert behandlingsenhet (7) som gjør det mulig å lagre i det minste den bestemte parameter som er representativ for nevnte driftsustabilitet og begynnelses-parameterverdier, og å beregne, ved å ta hensyn til nevnte parameter som er representativ for ustabiliteten og til begynnelses-parametrene, den nye verdi av flerfasepumpens hastighet, for å bringe flerfasepumpen tilbake til dens driftsområde, inntil ustabiliteten, representert ved den målte parameterverdi, opphører.

9. Anordning ifølge krav 8karakterisert ved at den omfatter en anordning (10) for dempning av variasjonen av vakuumforholdet beliggende foran flerfasepumpen (1).

10. Anordning ifølge krav 8karakterisert ved at den omfatter en krets (20) for resirkulering av en fluidmengde til pumpeinnløpet.