NO322605B1 - Anordning for direkte aktuering av en stang til en sugestangpumpe-sammenstilling samt anordning for pumping av fluid og en fremgangsmate for pumping av et fluid som benytter sugestang-sammenstillingen. - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot nye anordninger og fremgangsmåter for aktuering av en sugestangpumpe. Mange fremgangsmåter for aktuering av sugestenger har blitt foreslått. Idet deres bruk ikke er begrenset til kun olje-brønner, er sugesténger spesielt godt tilpasset for bruk deri. Det følger at mange fremgangsmåter for aktuering av sugestenger for oljebrønner også har blitt foreslått.

Av alle fremgangsmåtene for aktuering av sugestenger for pumping av olje som tidligere er foreslått, er svingarmoverflate-enheten den mest benyttede anordning for aktuering av sugestenger på grunn av dens fremragende effektivitet. Denne anordningen, en representasjon av hvilken er fremlagt i fig. 1, utnyttet typisk en elektrisk roterende motor 24 i forbindelse med en hastighetsreduserende girboks 26 for å oscillere en svingarm 34 ved hjelp av en veivaksel 27 og koplingsstang 32. Denne konstruksjonen omdanner den hurtige rotasjonsbevegeisen til motoren 24 til den relativt langsomme, resiproserende oscillerende bevegelse av svingarmen 34. Den oscillerende bevegelsen av svingarmen 34 er overført tii den polerte stangen 10 og så til underoverflate-pumpen 16, ved hjelp av en hengekabel 36 opphengt fra enden av svingarmen 34 motsatt veivakslen 27 og koplingsstangen 32. Resultatet er at olje er pumpet ved relativt lave operasjon- og kapitalkostnader.

Denne teknologien har vært allstedsnærværende i oljefelter for århundrer.

Se Lester Charles Uren, Petroleum Production En<g>ineerin<g>, McGraw-Hill Book Company, Inc. New York (1939). Enda til tross for at svingarmoverflate-enheten. er en av de mest effektive anordninger frem til nå tilgjengelig for aktuering av en sugestangpumpe, er konstruksjonen ikke desto mindre i seg selv ineffektiv og ikke fleksibel. Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot aktuering av en sugestangpumpe med mye større effektivitet enn denne århundre gamte teknologien.

Med hensyn til svingenhetens ineffektivitet, opererer den elektriske roterende motor 24, benyttet som en kraftkilde, effektivt: ved omkring 85% effektivitet. Imidlertid resulterer den mekaniske omformingen av dens roterende høy-hastighetsbevegelse ved hastighetsreduksjons-girboksen 26 til den langsomme, resiproserende bevegelsen som er nødvendig for å aktuere stengene, i betydelig energitap. Energitapene innbefatter friksjonstap i girboksen. Selvfølgelig er girboksen kun omkring 50% effektiv. Andre energitap innbefatter friksjonstap i lagre forbundet med veivakselen, koplingsstangen og svingarmen.

I tillegg til de mekaniske ineffektivitetene i svingarmoverflate-enheten, har den vesentlige konstruksjons-begrensninger som medfører høye operasjonskostnader, operasjonskostnader som er vesentlig redusert, hvis ikke eliminert, ved den foreliggende oppfinnelse. For eksempel, som fig. 1 viser, har svingarmoverflate-enheten en betydelig mengde av artikulasjon (leddbevegelse). Som ved de fleste høyt leddede mekaniske anordninger, har denne konvensjonelle svingarmoverflate-enheten en tendens til å bryte sammen ved jevnlig mellomrom. Dessuten, den tendensen som høyt leddede mekaniske systemer, slik som svingarmo-verflateenheten, har til å bryte sammen er forsterket ved harde miljøforhold. Etter som betydelig mengde av oljeproduksjon foregår i ørkenen (midtøsten), i tundraen (Alaska, Siberia) og på det åpne havet (Nordsjøen), er resultatet at vedlikeholds-vanskeligheter og tilhørende kostnader er omfattende.

I tillegg til sannsynligheten for at svingarmoverflate-enheten bryter sammen, tilfører fjemstyrbarheten av slike enheter en ytterligere dimensjon til kostnaden for å vedlikeholde disse.

Enhetene må konstant betjenes for å være bemannet for å forhindre tapt produksjon ved sammenbrudd av enheten. Det tidligere kjente systemet har ingen evne til å sørge for en operatør med en fjem-diagnosejustering eller vedlikehold. Rutinebemannet vedlikehold er den eneste måten å sikre at pumpene fungerer og fungerer til deres maksimale potensiale.

En annen konstruksjons-begrensning for svingarmoverflate-enheten som øker dens driftskostnad er den ufleksible naturen av dets drift. Justeringer av steg-lengden til sugestangen er påkrevet når en brønn er satt opp og periodisk deret-ter. Dessverre er slike justeringer vanskelige å gjøre på den konvensjonelle svingarmoverflate-enheten. Slaglengder kan varieres gjennom et typisk område på kun seks faste inkrementer. Hver gang slaglengden er forandret, må riggen være demontert. Demontering av den tunge jemriggen til de forskjellige posisjoner av koplingstankforbindelsen i veivakselarmen er langsomt, arbeidsintensivt arbei-de.

I tillegg til vanskeligheten med å justere slaglengden, er det ingen enkel operettar fasilitet på den konvensjonelle svingarmoverflate-enheten for justering av hastigheten, målt i slag pr. minutt av sugestangpumpen. Evnen til lett å justere hastigheten av sugestangpumpen er et ønsket trekk etter som det vil tilrettelegge driften av sugestangpumpen under mange forhold. Det er også ønskelig å pumpe noen brønner intermitterende, dog tilrettelegger ikke konstruksjonen av den konvensjonelle svingarmoverflate-enheten intermitterende drift, siden det mekaniske systemet har en tendens til å «fryse» så snart det er stoppet og det er vanskelig og tidkrevende å starte det opp igjen.

I tillegg til vanskeligheten med å gjøre justeringer i svingarmoverflate-enheten, er den faste og ikke-justerbare, sinusformede deaksellerasjon/- aksellerasjonsprofil til den konvensjonelle svingarmoverflate-enheten ikke optimal for driften av en sugestangpumpe. Den konvensjonelle profilen påfører støtbelast-ning på systemet, legger spenning på girboksen og tilhørende krafttog og resulterer i overflødig sugestangvibrasjon og følgelig i aksellene takter av overflate-enhet og sugestangslitasje og sammenbrudd.

En annen signifikant ulempe med den konvensjonelle - svingarmover-flateenhetkonstruksjonen er dens bruk av en fleksibel hengekabel 36 for å feste den polerte stangen (10) til svingarmen 34 (se fig. 1). Mangel på en stiv forbindelse mellom overflate-enheten av en oljepumpende rigg og sugestangstrengen invi-terer til overflødig vibrasjon og hurtig spenningsvariasjon i sugestangstrengen.

Forskjellige modifikasjoner har blitt foreslått for å eliminere noen av vans-kelighetene omtalt ovenfor med den konvensjonelle svingarmoverflate-enheten. Imidlertid har de alle resultert i uønsket kompromiss: de har adressert noen av problemene, men kun på bekostningen av den totale systemeffektiviteten.

I den senere tid har en lineærmotor blitt foreslått som en erstatning for den roterende motoren, girboksen og veivakselen til de konvensjonelle svingarmoverflate-enhetene. Som omtalt i US patent nr 5.409.356 utstedt tii Massie, har det blitt foreslått å benytte en lineærmotor for å oscillere svingarmen til en konvensjonell type av overflateenhet, og således eliminere den roterende motoren, girboksen, veivakselen og koplingsstangen. Denne modifikasjonen av en konvensjonell svingarmtype-overflateenhet er primært rettet mot å fjerne ineffektiviteten til girboksen og gi muligheten av lett slaglengde og akselerasjon/deakselerasjons-profiljustering.

Et hovedtrekk med brønnpumpesystemet omtalt i Massie er dets forbedre-de fleksibilitet på grunn av bruken av en lineærmotor for å oscillere bjelken (ar-men). For eksempel er slaglengdejusteringer påkrevet ved oppsetting og pågåen-de drift av oljepumpe-enhetene lett tilrettelagt med en lineærmotor. Nødvendige justeringer i pumpehastighet {slag pr. minutt) er også lett utført i massie-anordningen. Til slutt er det lineære motordrevne bjelkepumpesystemet relativt godt egnet for behovet for intermitterende drift, siden det mangler en girboks, veivaksel, og koplingsstang og deres medfølgende gjenstartingsvanskeligheter.

Imidlertid resulterer tilpasningen av en lineærmotor til en konvensjonell svingarmkonstruksjon som foreslått av Massie i et meget ineffektivt system uttrykt ved kraftforbruk. Massie-anordningen anvender et elektroregenerativt system som primærinnretningen av statisk vektmotbalansering. I dette systemet vil den lineære motoren være drevet som en generator på nedoverslaget av sugestegene, og energien av den falne stangstrengen produserer således elektrisk kraft. Denne elektriske energien er så lagret i et batteri e.l. anordning. På oppoverslaget, når maskinen løfter egenvekten av stangstrengen og oljekolonnen, trekker den lineære motoren på energien lagret i batteriet.

Denne typen av motbalanserings-system er meget ineffektivt på grunn av de akkumulerte energitapene påført ved generering, omkopling, lagring, gjenvin-ning og til slutt motortap. Siden den statiske belastningen i et sugestangsystem vanligvis er stort, er effektiv motbalansering kritisk. Energieffektivitet av Massie-anordningen vil derfor synes å være alvorlig kompromittert.

Mens Massie foreslår en modifikasjon av en konvensjonell svingarmover-flateenhet for å innbefatte en lineærmotor, omfatter den foreliggende oppfinnelse en fullstendig ny overflateenhets-konstruksjon og et konsept som løser problemene med den tidligere kjente teknikk.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en anordning for direkte aktuering av en stang tii en sugestangpumpe-sammenstilling, anordningen omfatter: en elektrisk lineærmotor, motoren innbefatter en armatur, statorer og et fundament og er plassert omkring operasjonsaksen til sugestangpumpen, motorarmaturen er forbundet til toppenden av stangen; og en motvekt i kontakt med armaturen; kjennetegnet ved at minst et parti av motvekten er plassert mellom armaturen og fundamentet til lineærmotoren og den elektriske lineærmotoren innbefatter videre en elektromagnetisk kjerne og vikling.

Det er blitt observert at en kjeme og viklingsutforming i henhold til den foreliggende oppfinnejse sørger for en mer effektiv strømning av elektrisitet gjennom

de høye aspektviklingsenhetene hvilken resulterer i en elektrisk lineærmotor som er optimalisert for belastningene som en sugestangpumpe-fremviser. Videre fører posisjonering av idet minste en del av motvekten mellom, armaturen og fundamentet til lineærmotoren til en mye mer kompakt anordning som praktisk kan plasseres i en liten, forseglet innlukning og således beskyttet fra elementene og således istand til å operere mer effektivt, sikkert og konsekvent.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer videre en anordning for pumping av fluid, anordningen omfatter: en sugestangpumpe-sammenstilling, sammenstillingen innbefatter en stang; en elektrisk lineærmotor, motoren innbefatter en armatur, statorer og et fundament, og plassert slik at den opererer på vesentlig den samme akse som stangen traverserer, hvori armaturen er forbundet til stangen; og en motvekt plassert slik at den utjevner vekten av sugestang-sammenstillingen og væsken pumpes; kjennetegnet ved at minst et parti av motvekten er plassert mellom armaturen og fundamentet av lineærmotoren, og den elektriske lineærmotoren innbefatter videre en elektromagnetisk kjerne og vikling.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for pumping av et fluid som benytter en sugestang-sammenstilltng, en elektrisk lineærmotor og en motvekt, sugestang-sammenstillingen innbefatter en stang og den elektriske lineærmotor innbefatter en armatur, stator og et fundament, fremgangsmåten omfatter: posisjonering av sugestangpumpe-sammenstillingen slik at pumpen kontakter et fluid reservoar; posisjonering av lineærmotoren slik at dens operasjonsakse er vesentlig den samme som beveger aksen til sugestangen; festing av toppenden av sugestangen til armaturen av lineærmotoren slik at når opererbar driver armaturen direkte til stangen; tilveiebringing av en motvekt plassert slik at den letter belastningen påført den lineære motoren ved sugestangen og kolonnen av fluid som skal pumpes; og operering av motoren slik at pumpen samler fluid på dens nedoverslag og transporterer fluid på dens oppoverslag; kjennetegnet ved at minst et parti av motvekten plasseres mellom armaturen og fundamentet til lineærmotoren, og den elektriske lineærmotoren innbefatter videre en elektromagnetisk kjerne og vikling.

KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE

Fig. 1 tilveiebringer et riss av den tidligere kjente svingarmoverflate-enheten. Fig. 2 tilveiebringer et snittriss av den foreliggende oppfinnelse, hvori et mekanisk fjærelement ér benyttet som en motvekt. Fig. 3 tilveiebringer et snittriss av den foreliggende oppfinnelse som frem-legger forholdet mellom elementene til lineærmotoren og den mekaniske fjæren.

Fig. 4 tilveiebringer et toppenderiss av fig. 3.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en forbedret anordning for direkte aktuering av stangen tii en sugestangpumpe-sammenstilling. Anordningen er en forbedring i forhold til den tidligere kjente teknikk ved å benytte en elektrisk lineærmotor for direkte å drive pumpestangen. Armaturet er festet direkte til stangen eller via en forbindelsesstang. Den lineære motoren, som traverserer langs en enkel akse Y, vil være plassert i forhold til sugestangpumpe-sammenstillingen, slik at aksen på hvilken sugestangpumpen traverserer under drift, Y\ fortrinnsvis vil være koaksial eller i det minste vesentlig lik med den til Y. Noe variasjon i plasse-ringen av motoren i forhold til stangen kan nødvendiggjøre at Y ikke vil være koaksial til Y\ En slik situasjon er inkludert i den foreliggende oppfinnelse. I tillegg er en motvekt, festet til den lineære motorarmaturen overveiet for den foreliggende oppfinnelse, slik at lineærmotoren kan operere mer effektivt enn hva den tidligere kjente teknikk tillater.

I en foretrukket utførelse, er minst et parti av motvekten plassert mellom armaturen og fundamentet av lineærmotoren. Mest foretrukket innbefatter motvekten en mekanisk fjær. Mest foretrukket er fjæren plassert innen den lineære motoren og en ende av fjæren kontakter armaturen og den andre enden kontakter fundamentet til lineærmotoren, slik at ved lineærmotorens nedoverslag, er fjæren

sammenpresset.

I en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse, innbefatter forestilte motvekter pneumatisk eller hydrauliske sylindre eller kombinasjoner av disse. Slike motvekter vil fortrinnsvis være plassert på en måte i likhet med den mekaniske fjæren.

I en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse kan motvekten være festet til armaturen. Der hvor motvekten er festet til armaturen, innbefatter motvekten en fleksibel kabel, en ende av hvilken er festet til armaturen, en løsblokk som bærer kabelen og en motvekt festet til den andre enden av den fleksible kabelen. Det er videre overveiet at en kombinasjon av en mekanisk fjær med en motvekt festet til armaturén kan være fordelaktig.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en anordning for aktuering av en sugestangsammenstilling i kombinasjon med en motvekt og en lineærmotor hvori motvekten er lokalisert under den lineære motoren. Selvfølgelig er det overveiet i en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en ende av motvekten, for eksempel en fjær, er féstet til et parti av stangen nær den øvre endestasjon av pumpesammenstillingen og den andre enden er satt under og rundt stangsam-menstillingen. Fjærens andre ende vil støte mot en støtte som vil begrense den enden av fjærens evne til å bevege seg på nedoverslaget til stangen. I en slik ut-førelse vil den mekaniske fjæren tilveiebringe en motvekt til vekten av sugestang-sammenstillingen og kolonnen av fluid i likhet med utførelsen tilveiebrakt i fig. 2. Denne utførelsen kan tilrettelegge byttingen av motorer såvel som å minske kostnaden av slike motorer.

I en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse, innbefatter også anordningen for aktuering av den resiproserende lasten en motorkontroller. Mo-torkontrolleren som er kjent for de som er normalt faglært på området er overveiet for bruk i den foreliggende oppfinnelse.

I en foretrukket utførelse, består lineærmotoren av én permanent magnet-armatur og en flerelektromagnetstator. Elektromagnetene er sekvensielt aktivert ved halvlederbrytere, på en slik måte for å trekke armaturen fra en ende av stator-banken til den andre. Impulsen tilveiebrakt til armaturen ved enhver gitt elektro-magnet kan varieres, for eksempel ved pulsbreddemodulering, for å justere hastigheten, aksélerasjonen/deselerasjonsprofilet og slaglengden av pumpesystemet. Halvlederbryterne er styrt ved en digital mikroprosessor, som tillater at maskinjus-teringen kan gjøres ved software- (programvare-) forandringer eller i samsvar med mikroprosessorinnganger.

I en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse er derfor anordninger for aktuering av den resiproserende belastningen computer- (datamaskin-) styrt. I den mest foretrukne utførelsen, siden den lineære motoren er elektronisk engasjert under computerstyring, kan justeringer i hastighet, slaglengde og asele-rajon/deselerasjonskun/er lett og hurtig gjøres ved reprogrammering av computeren, enten på stedet eller i avstand, over for eksempel landteiefonlinjer. Det er videre overveiet at anordningen kan fjembart overvåkes og styres gjennom bruken av cellular eller radioteknologi, og derved minimalisere behovet for menneskelig inspeksjon og justering av fjernenheter.

Videre muliggjør fleksibiliteten av en computer-styrt direkte drevet lineærmotor et selvjusterende, selvdiagnostisk pumpesystem, hvori maskinen automa-tisk forandrer dens operasjonstilstand i samsvar med varierende forhold. I et slikt selvjusteringssystem, er vekslende forhold, slik som strømningsmengde, strøm-ningssammensetning, pumpeeffektivitet, armaturtrykk etc. elektronisk følt og så analysert ved computeren i henhold til dens program. Computeren justerer så au-tomatisk forandringen av lineærmotoren for å optimalisere driften av pumpesystemet.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for pumping av et fluid ved å benytte en sugestangsammenstilling, en elektrisk lineærmotor og en motvekt, og sugestang-sammenstillinger innbefatter en stang og den elektriske lineære motor innbefatter en armatur, statorer og fundament, fremgangsmåten omfatter; plassering av sugestangpumpe-sammenstillingen, slik at pumpen kontakter et fluidreservoar; plassering av den lineære motoren, slik at deps driftsakse er vesentlig den samme som bevegelsesaksen til sugestangen; festing av toppenden av sugestangen til armaturen av den lineære motoren, slik at under drift driver armaturen direkte stangen; tilveiebringing av en motvekt plassert slik at den letter belastningen påført lineærmotoren ved sugestangen og kolonnen av fluid som skal pumpes; og operering av motoren, slik at pumpen samler fluid på dens nedoverslag og transporterer fluid på dens oppoverslag.

Med hensyn til fremgangsmåten ovenfor, kan etter installasjon av suge-stangpumpesammenstillingen, de andre trinnene, spare den siste, gjøres på en vilkårlig måte og rekkefølgen foreslått ovenfor er ikke absolutt. I en foretrukket ut-førelse av fremgangsmåten, hvor fluidet er petroleum eller olje. Det er imidlertid overveiet at den foreliggende oppfinnelse vil være nyttig for pumping av vann fra dype vannførende sjikt hvor skovl eller sentrifugalpumper vil være for ineffektive. I en annen foretrukket utførelse av fremgangsmåten, er minst et parti av sugestangsammenstillingen under overflaten av jorden (underoverflate).

BESKRIVELSE AV UTFØRELSENE

Den foreliggende oppfinnelse sørger for den direkte driften av en resiproserende last og spesielt, en sugestangsammenstilling. Som fig. 2 viser, er den polerte stangen 10 til sugestangpumpen forbundet direkte til armaturen 12 av en lineærmotor 14, som er plassert direkte over brønnhodet 16. Armaturen 12 er aktuert ved statoren 18. Dette systemet sørger for den direkte driften av den polerte stangen 10 i brønnforingsrøret 20. Ved å oppnå direkte drift, er svingarmen 34, fleksibel kabel 36, koplingsstangen 32, veivakslen 27, veivakselarmen 28, girboksen 26, og roterende motor 24 til de tidligere kjente systemer eliminert.

Mekanismen for motvekt-utbalansering i den foreliggende oppfinnelse kan være en av flere typer. Den foretrukne utførelsen av den foreliggende oppfinnelse, som vist i fig. 2, omfatter et spiralfjærelement 22 som motvekten. Fjæreffekten kan også være tilveiebrakt ved to eller flere mekaniske fjærer, pneumatiske sylindre, eller hydrauliske sylindre som arbeider i forbindelse med en gassladet akkumula-tortank. Minst foretrukket, men en levedyktig utførelse av den foreliggende oppfinnelse, er en skyve-balansetype-motvekt (en fleksibel kabel, løsblokk og motvekt) i forbindelse med den direkte drevne lineære motoren. Denne type åv motvekt kan være benyttet i steden for fjærtypen eller i forbindelse med den variable kraftfjær-typen.

Den direkte driftsoppirnnelsen av overflateenheten til den foreliggende oppfinnelse gir flere viktige fordeler i forhold til konvensjonelle svingarmoverflateenhe-ter. Ønskeligheten med direkte, rett drift av den polerte stangen har lenge vært kjent i industrien på grunn av erfaring i bruken av pneumatiske og hydrauliske sylindre som direkte drivstangaktuator (se Uren, P etroleum Production Engineering! Imidlertid må sylinderne i denne type av overflateenhet være drevet ved kompres-sorer eller pumper som i seg selv er meget ineffektive, komplekse og usikre. Den foreliggende oppfinnelse kombinerer fordelene med direkte stangaktuering med den iboende enkelhet og effektivitet av en elektrisk lineærmotor.

Bruken av fjærelément-motvekter med en direkte lineærmotordrivinnretning som den foreliggende oppfinnelse aktuerer en sugestangpumpe med vesentlig kun en bevegelig del. Dette er et betydelig avvik fra de komplekse tidligere syste-mene, og resulterer i lave vedlikeholdskostnader og økt pålitelighet. Dessuten er den foreliggende overflateenhet mye mer kompakt enn tidligere kjente enheter og kan derfor praktisk lagres i en liten, forseglet innlukning. En enhet som er således beskyttet fra elementene kan operere mer effektivt, pålitelig og sammenhengende i tillegg til å ha et utseende som er mer miljømessig akseptabelt enn tidligere kjente enheter som generelt anses å være en torn i øyet.

Mangel på tungt belastede lagre i den foreliggende oppfinnelse skal be-merkes. Den foreliggende oppfinnelse inneholder i virkeligheten kun et lager, et lineæriager som kun styrer den resiproserende armaturen. Fig. 3 tilveiebringer et lineært lager 38 som traverserer lengden av den lineære motoren på lineære la-gerskinner 40, med skinnene 40 båret ved en lineær lagerramme 42. Siden de er i umiddelbar nærhet er skinnene 40 uavhengig av statome 18 som sørger for den elektromagnetiske kraften til armaturen 12 som bærer hoveddelen av kraftvektor-ne til systemet.

Selvfølgelig er det enkle lagret meget lett belastet fordi hovedkraftvektome produsert av systemet under drift er alle vesentlig innrettet og koaksiale. Det er ingen snuing eller omdirigering av kraft som nødvendiggjør et tungt belastet lager. Den konvensjonelle svingarmtypeoverflate-enheten krever flere tungt belastede lagre.

Tungt belastede lagre representerer et kompromiss i den mekaniske konstruksjonen da de tilfører kostnad og kompleksitet, mens de reduserer pålitelighet og effektivitet av det mekaniske systemet. Fig. 4, som viser et toppenderiss av fig. 3, fremstiller et annet bilde enn den tidligere kjente teknikk. Armaturen 12 og mekaniske fjær 22, i kombinasjon med den elektromagnetiske kjernen 44, må bære hoveddelen av kraftvektorene. Som luftåpningen 48 viser, er det ingen friksjons-kontakt mellom den elektromagnetiske kjernen 44 eller den elektromagnetiske viklingen 46 med lagre 38. Dens funksjon er kun å holde armaturen 12 i lik avstand fra de elektromotoriske elementene til lineærmotoren. Resultatet er et lager som ikke bærer en tung belastning som lagrene funnet i konvensjonelle sugestangpumpe-sammenstillinger gjør.

Nøkkelen til overlegenheten av den foreliggende oppfinnelse i forhold til tidligere kjent teknikk ligger i det faktum at aktueringskraften er påført så direkte som mulig til lasten. En lineærmotor må være benyttet for å oppnå direkte drift; imidlertid må en effektiv motvekt også være integrert i konstruksjonen. På denne måten, er et klangfullt system skapt, og en maskin for å utføre den nødvendige oppgaven, kan gjøres enkel, elegant og effektiv.

Claims (12)

1. Anordning for direkte aktuering av en stang til en sugestangpumpe-sammenstilling, anordningen omfatter: en elektrisk lineærmotor (14), motoren innbefatter en armatur (12), statorer (18) og et fundament og er plassert omkring operasjonsaksen til sugestangpumpen, motorarmaturen (12) er forbundet til toppenden av stangen; og en motvekt (22) i kontakt med armaturen (12); karakterisert ved at minst et parti av motvekten (22) er plassert mellom armaturen (12) og fundamentet til lineærmotoren og den elektriske lineærmotoren (14) innbefatter videre en elektromagnetisk kjerne (44) og vikling (46).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at motvekten (22) innbefatter en mekanisk fjær (22).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at en ende av fjæren kontakter armatur (12) og den andre enden kontakter fundamentet.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at motvekten (22) innbefatter én pneumatisk sylinder.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at motvekten (22) innbefatter en hydraulisk sylinder.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at lineærmotoren (14) er computer-styrt,

7. Anordning for pumping av fluid, anordningen omfatter: en sugestangpumpe-sammenstilling, sammenstillingen innbefatter en stang (10); en elektrisk lineærmotor (14), motoren (14) innbefatter en armatur (12), statorer (18) og et fundament, og plassert slik at den opererer på vesentlig den samme akse som stangen (10) traverserer, hvori armaturen (12) er forbundet til stangen (10); og en motvekt (22) plassert slik at den utjevner vekten av sugestang-sammenstillingen og væsken pumpes; karakterisert ved at minst et parti av motvekten (22) er plassert mellom armaturen (12) og fundamentet av lineærmotoren, og den elektriske lineærmotoren (14) innbefatter videre en elektromagnetisk kjerne (44) og vikling (46).

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at lineærmotoren (14) er computerstyrt.

9. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at motvekten (22) er plassert under lineærmotoren (14).

10. Fremgangsmåte for pumping av et fluid som benytter en sugestangsammenstilling, en elektrisk lineærmotor (14) og en motvekt (22), sugestang-sammenstillingen innbefatter en stang (10) og den elektriske lineærmotor (14) innbefatter en armatur (12), stator (18) og et fundament, fremgangsmåten omfatter: posisjonering av sugestangpumpe-sammenstillingen slik at pumpen kontakter et fluid reservoar; posisjonering av lineærmotoren (14) slik at dens operasjonsakse er vesentlig den samme som beveger aksen til sugestangen (10); festing av toppenden av sugestangen til armaturen (12) av lineærmotoren slik at når opererbar driver armaturen (12) direkte til stangen (10); tilveiebringing av en motvekt (22) plassert slik at den letter belastningen påført den lineære motoren (14) ved sugestangen (10) og kolonnen av fluid som skal pumpes; og operering av motoren (14) slik at pumpen samler fluid på dens nedoverslag og transporterer fluid på dens oppoverslag; karakterisert ved at minst et parti av motvekten (22) plasseres mellom armaturen (12) og fundamentet til lineærmotoren, og den elektriske lineærmotoren (14) innbefatter videre en elektromagnetisk kjerne (44) og vikling (46).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at fluidet er olje.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at minst et parti av sugestang-sammenstillingen ér under overflaten.