(57)【要約】【課題】本発明は、ガスロックの発生を抑制することで、ポンプの稼働率を向上させることの可能なポンプシステム、及びポンプシステムの制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】地下の原油を地上に汲み上げる複数のポンプ本体、及び複数のポンプ本体を回転させる電動モータ３８を有するポンプと、電動モータ３８に電力を供給する電力供給部と、地上に設けられ、電力供給部を制御することで、複数のポンプ本体の回転数を制御する制御装置１３と、を備え、制御装置１３は、ポンプの運転中において、複数のポンプ本体の回転数を周期的に変化させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下の原油を地上に汲み上げる複数のポンプ本体、鉛直方向に延びるとともに、前記複数のポンプ本体が前記鉛直方向に配置されたポンプ軸、一端が前記ポンプ軸の一端と接続され、前記ポンプ軸と同じ方向に延びるモータ軸、前記モータ軸の外周面に設けられた磁気部品、及び前記複数のポンプ本体を収容する筒状とされ、前記ポンプ軸と同じ方向に延びるポンプステータを有するインナーエレメントと、前記鉛直方向に延びた筒状とされ、内側に前記インナーエレメントを収容するとともに、前記インナーエレメントを支持する生産管と、前記生産管に配置され、前記磁気部品とともに電動モータを構成するモータステータと、を有するポンプと、
前記電動モータに電力を供給する電力供給部と、
地上に設けられ、前記電力供給部を制御することで、前記複数のポンプ本体の回転数を制御する制御装置と、
を備えたポンプシステムであって、
前記制御装置は、前記ポンプの運転中において、前記複数のポンプ本体の回転数を周期的に変化させるポンプシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する定格運転期間と、前記ポンプ本体の回転数が前記定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する第１の期間と前記ポンプ本体が前記定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間とを交互に繰り返すガス抜き運転期間と、を交互に繰り返すように制御する請求項１記載のポンプシステム。
【請求項３】
前記ガス抜き運転期間は、前記定格運転期間よりも短い期間である請求項２記載のポンプシステム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記ポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する期間中において、前記電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際に、前記ポンプ本体の回転数が前記定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する第１の期間と前記ポンプ本体が前記定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間とを交互に繰り返すガス抜き運転を所定時間行う請求項１記載のポンプシステム。
【請求項５】
前記制御装置は、定格運転時の前記ポンプ本体の回転数から前記定格運転時の前記ポンプ本体の回転数の５％以上５０％以下の値の範囲内で徐々に前記回転数を変化させる請求項１から４のうち、いずれか一項記載のポンプシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記回転数の変化の推移が正弦波となるように制御する請求項５記載のポンプシステム。
【請求項７】
地下の原油を地上に汲み上げる複数のポンプ本体、及び前記複数のポンプ本体を回転させる電動モータを有するポンプと、前記電動モータに電力を供給する電力供給部と、地上に設けられ、前記電力供給部を制御することで、前記複数のポンプ本体の回転数を制御する制御装置と、を備えたポンプシステムの制御方法であって、
前記ポンプの運転中において、前記ポンプ本体の回転数を周期的に変化させるポンプシステムの制御方法。
【請求項８】
前記ポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する定格運転期間と、前記ポンプ本体の回転数が前記定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する第１の期間と前記ポンプ本体が前記定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間とを交互に繰り返すガス抜き運転期間と、を交互に繰り返す請求項７記載のポンプシステムの制御方法。
【請求項９】
前記ガス抜き運転期間を前記定格運転期間よりも短く設定する請求項８記載のポンプシステムの制御方法。
【請求項１０】
前記ポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する期間中において、前記電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際に、前記ポンプ本体の回転数が前記定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する期間と前記ポンプ本体が前記定格運転時の回転数となるように運転する期間とを交互に繰り返す請求項７記載のポンプシステムの制御方法。
【請求項１１】
定格運転時の前記ポンプ本体の回転数から前記定格運転時の前記ポンプ本体の回転数の５％以上５０％以下の値の範囲内で徐々に前記回転数を変化させる請求項７から１０のうち、いずれか一項記載のポンプシステムの制御方法。
【請求項１２】
前記回転数の変化の推移が正弦波となるように制御する請求項１１記載のポンプシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプシステム、及びポンプシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油を地下から汲み上げる際には、原油採掘ポンプと、制御装置と、を備えたポンプシステムが用いられている。ポンプシステムは、天然ガス（気体）と原油（液体）とが混合されたものを地下から地上に汲み上げる。
【０００３】
原油採掘ポンプを構成するポンプ本体は、遠心羽根車を備えた構成とされている。このため、原油採掘ポンプ内におる原油に対する天然ガスの比率が一定以上の数値を超えると、ポンプの揚程が完全に失われるガスロックという現象が発生してしまう。
【０００４】
特許文献１には、地下の深い位置にポンプモータで使用される電流値を測定するセンサを配置し、測定した電流値と予め設定した閾値とを比較することで、ガスロックの発生を検知するとともに、ポンプへの流量を所定期間減少させるポンプシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／００５６０８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたポンプシステムの場合、厳しい環境下にセンサを配置する必要があるため、センサが故障する可能性が高い。このため、センサの故障によるポンプシステムの稼働率が低下する可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、ガスロックの発生を抑制することで、ポンプの稼働率を向上させることの可能なポンプシステム、及びポンプシステムの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るポンプシステムによれば、地下の原油を地上に汲み上げる複数のポンプ本体、鉛直方向に延びるとともに、前記複数のポンプ本体が前記鉛直方向に配置されたポンプ軸、一端が前記ポンプ軸の一端と接続され、前記ポンプ軸と同じ方向に延びるモータ軸、前記モータ軸の外周面に設けられた磁気部品、及び前記複数のポンプ本体を収容する筒状とされ、前記ポンプ軸と同じ方向に延びるポンプステータを有するインナーエレメントと、前記鉛直方向に延びた筒状とされ、内側に前記インナーエレメントを収容するとともに、前記インナーエレメントを支持する生産管と、前記生産管に配置され、前記磁気部品とともに電動モータを構成するモータステータと、を有するポンプと、前記電動モータに電力を供給する電力供給部と、地上に設けられ、前記電力供給部を制御することで、前記複数のポンプ本体の回転数を制御する制御装置と、を備えたポンプシステムであって、前記制御装置は、前記ポンプの運転中において、前記複数のポンプ本体の回転数を周期的に変化させる。
【０００９】
本発明によれば、制御装置を用いて、ポンプの運転中にポンプ本体の回転数を周期的に変化させることで、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数から定格運転時の回転数よりも低い回転数の間で変化させることが可能となる。
これにより、ポンプ内の流れを変化させて、ポンプ内から天然ガスを抜き出したり、或いは、ポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数よりも低い回転数のときにポンプ内から天然ガスを抜き出したりすることが可能となる。
したがって、井戸の深い位置にセンサを設けてガスロックを検知したり、ポンプ内から天然ガスを抜くためにポンプの運転を停止させたりすることなく、ポンプを運転させた状態でガスロックの発生を抑制することが可能となるので、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【００１０】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記ポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する定格運転期間と、前記ポンプ本体の回転数が前記定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する第１の期間と前記ポンプ本体が前記定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間とを交互に繰り返すガス抜き運転期間と、を交互に繰り返すように制御してもよい。
【００１１】
第１の期間において、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５％よりも小さいと、ポンプを構成する軸受等の安定性が大きく低下する可能性がある。また、第１の期間において、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５０％よりも大きいと、ポンプ内の流れを十分に変化させることが困難となる可能性がある。
【００１２】
したがって、第１の期間において、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する第１の期間とポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間とを交互に繰り返すように制御することで、ポンプを構成する軸受等の安定性の低下を抑制した上で、ポンプ内の流れを十分に変化させて、ポンプ内に存在する天然ガスをポンプの外部に抜き出すことが可能となる。これにより、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【００１３】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムにおいて、前記ガス抜き運転期間は、前記定格運転期間よりも短い期間であってもよい。
【００１４】
このように、ガス抜き運転期間を定格運転期間よりも短くすることで、ポンプ内から天然ガスを抜き出す時間よりも地上に原油を汲み上げる時間を長くすることが可能となるので、原油の生産性を向上させることができる。
【００１５】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記ポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する期間中において、前記電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際に、前記ポンプ本体の回転数が前記定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する第１の期間と前記ポンプ本体が前記定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間とを交互に繰り返すガス抜き運転を所定時間行ってもよい。
【００１６】
ポンプ内の天然ガスの比率が上昇する（ガスロックが発生しやすい状況になる）と、電動モータの電流値が所定の閾値からずれる。
電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５％よりも小さいと、ポンプを構成する軸受等の安定性が大きく低下する可能性がある。また、電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５０％よりも大きいと、ポンプ内の流れを十分に変化させることが困難となる可能性がある。
【００１７】
したがって、電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際に、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５０％以下となるように運転する期間と複数のポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する期間とを交互に繰り返すことで、ガスロックが発生しやすくなったタイミングでポンプ内に存在する天然ガスをポンプの外部に抜き出すことが可能となる。
これにより、定期的にポンプ内から天然ガスを抜き出す場合と比較して、ポンプ内から天然ガスを抜き出す頻度を少なくすることが可能となる。したがって、ガスロックの発生を抑制した上で、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【００１８】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムにおいて、前記制御装置は、定格運転時の前記ポンプ本体の回転数から前記定格運転時の前記ポンプ本体の回転数の５％以上５０％以下の値の範囲内で徐々に前記回転数を変化させてもよい。
【００１９】
ポンプ本体の回転数の下限値が定格運転時の回転数の５％よりも小さいと、ポンプを構成する軸受等の安定性が大きく低下する可能性がある。また、ポンプ本体の回転数の下限値が定格運転時の回転数の５０％よりも大きいと、天然ガスをポンプの外に排出させる効果が小さくなる可能性がある。
【００２０】
そこで、定格運転時のポンプ本体の回転数から定格運転時のポンプ本体の回転数の５％以上５０％以下の値の範囲内で徐々に回転数を変化させることで、ポンプ本体の回転数が定格運転時に近い回転数のとき（回転数が高いとき）に原油を地上に汲み上げ、ポンプ本体の回転数が低いときにポンプ内の天然ガスを抜き出すことが可能となる。これにより、原油の生産性の低下を抑制した上で、ガスロックの発生を抑制して、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【００２１】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記回転数の変化の推移が正弦波となるように制御してもよい。
【００２２】
このように、回転数の変化の推移が正弦波となるように制御することで、ポンプの運転を継続させた状態でガスロックの発生を抑制することができる。
【００２３】
本発明の一態様に係るポンプシステムの制御方法によれば、地下の原油を地上に汲み上げる複数のポンプ本体、前記複数のポンプ本体を回転させる電動モータ、及び前記電動モータに供給する電力を調整することで、前記複数のポンプ本体の回転数を制御する制御装置を備えたポンプシステムの制御方法であって、前記ポンプの運転中において、前記ポンプ本体の回転数を周期的に変化させる。
【００２４】
このように、ポンプの運転中にポンプ本体の回転数を周期的に変化させることで、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数から定格運転時の回転数よりも低い回転数の間で変化させることが可能となる。
これにより、ポンプ内の流れを変化させて、ポンプ内から天然ガスを抜き出したり、或いは、ポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数よりも低い回転数のときにポンプ内から天然ガスを抜き出したりすることが可能となる。
これにより、井戸の深い位置にセンサを設けてガスロックを検知したり、ポンプ内から天然ガスを抜くためにポンプの運転を停止させたりすることなく、ポンプを運転させた状態でガスロックの発生を抑制することができる。
【００２５】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムの制御方法において、前記ポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する定格運転期間と、前記ポンプ本体の回転数が前記定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する第１の期間と前記ポンプ本体が前記定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間とを交互に繰り返すガス抜き運転期間と、を交互に繰り返してもよい。
【００２６】
第１の期間において、ポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５％よりも小さいと、ポンプを構成する軸受等の安定性が大きく低下する可能性がある。また、第１の期間において、ポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５０％よりも大きいと、ポンプ内の流れを十分に変化させることが困難となる可能性がある。
【００２７】
このように、第１の期間において、ポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する第１の期間とポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間とを交互に繰り返すことで、生産性の低下を抑制した上で、ポンプ内の流れを変化させて、天然ガスをポンプの外部に抜き出すことでガスロックの発生を抑制して、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【００２８】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムの制御方法において、前記ガス抜き運転期間を前記定格運転期間よりも短く設定してもよい。
【００２９】
このように、ガス抜き運転期間を定格運転期間よりも短くすることで、ポンプ内から天然ガスを抜き出す時間よりも地上に原油を汲み上げる時間を長くすることが可能となるので、原油の生産性を向上させることができる。
【００３０】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムの制御方法において、前記ポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する期間中において、前記電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際に、前記ポンプ本体の回転数が前記定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する期間と前記ポンプ本体が前記定格運転時の回転数となるように運転する期間とを交互に繰り返してもよい。
【００３１】
ポンプ内の天然ガスの比率が上昇する（ガスロックが発生しやすい状況になる）と、電動モータの電流値が所定の閾値からずれる。
電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５％よりも小さいと、ポンプを構成する軸受等の安定性が大きく低下する可能性がある。また、電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際、複数のポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５０％よりも大きいと、ポンプ内の流れを十分に変化させることが困難となる可能性がある。
【００３２】
したがって、電動モータの電流値が所定の閾値から外れた際に、ポンプ本体の回転数が定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるように運転する期間とポンプ本体が定格運転時の回転数となるように運転する期間とを交互に繰り返すことで、ガスロックが発生しやすくなったタイミングでポンプ内に存在する天然ガスをポンプの外部に抜き出すことが可能となる。
これにより、定期的にポンプ内から天然ガスを抜き出す場合と比較して、ポンプ内から天然ガスを抜き出す頻度を少なくすることが可能となるので、原油の生産性を向上させることができる。
【００３３】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムの制御方法において、定格運転時の前記ポンプ本体の回転数から前記定格運転時の前記ポンプ本体の回転数の５％以上５０％以下の値の範囲内で徐々に前記回転数を変化させてもよい。
【００３４】
ポンプ本体の回転数の下限値が定格運転時の回転数の５％よりも小さいと、ポンプを構成する軸受等の安定性が大きく低下する可能性がある。また、ポンプ本体の回転数の下限値が定格運転時の回転数の５０％よりも大きいと、ポンプ内の流れを十分に変化させることが困難となる可能性がある。
【００３５】
このように、定格運転時のポンプ本体の回転数から定格運転時のポンプ本体の回転数の５％以上５０％以下の値の範囲内で徐々に回転数を変化させることで、ポンプ本体の回転数が定格運転時に近い回転数のとき（回転数が高いとき）に原油を地上に汲み上げ、ポンプ本体の回転数が低いときにポンプ内の天然ガスを抜き出すことが可能となる。これにより、生産性の低下を抑制した上で、ガスロックの発生を抑制して、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【００３６】
また、上記本発明の一態様に係るポンプシステムの制御方法において、前記回転数の変化の推移が正弦波となるように制御してもよい。
【００３７】
このように、回転数の変化の推移が正弦波となるように制御することで、ガスロックの発生を抑制して、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、ガスロックの発生を抑制することで、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るポンプシステムの概略構成を示す側面図である。
【図２】図１に示すポンプのうち、領域Ａで囲まれた部分の縦断面図である。
【図３】図２に示すポンプのうち、領域Ｂで囲まれた部分を拡大した縦断面図である。
【図４】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図５】図１に示すポンプを構成する複数のポンプ本体の回転数の推移を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るポンプシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るポンプシステムの概略構成を示す側面図である。
【図８】図７に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るポンプシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るポンプシステムの概略構成を示す側面図である。
【図１１】図１０に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１２】図１０に示すポンプを構成する複数のポンプ本体の回転数の推移を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態のポンプシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
【００４１】
（第１の実施形態）
図１〜図４を参照して、第１の実施形態に係るポンプシステム１０について説明する。図２において、Ｚ方向は鉛直方向を示している。図２において、Ｏ１は生産管２１の中心軸（以下、「中心軸Ｏ１」という）、Ｏ２はインナーエレメント２６の中心軸（以下、「中心軸Ｏ２」という）をそれぞれを示している。
図１では、ポンプシステム１０の構成要素ではない掘削管５も図示する。図１〜図３において、同一構成部分には、同一符号を付す。図２に示す矢印は、地下から汲み上げる原油が流れる方向を示している。
【００４２】
ポンプシステム１０は、ポンプ１１と、電力供給部１２と、制御装置１３と、を備える。
ポンプ１１は、筒状とされた掘削管５の内側に収容されている。掘削管５は、Ｚ方向に延びる筒状部６と、筒状部６の下端部の内周面から径方向内側に突出するリング状の支持部７と、を有する。
【００４３】
ポンプ１１は、生産管２１と、ラジアル軸受２３と、モータステータ２４と、インナーエレメント２６と、を有する。
【００４４】
生産管２１は、筒状とされており、Ｚ方向に延びている。生産管２１は、筒状部３１と、支持部３２と、モータステータ収容部３３と、を有する。
【００４５】
筒状部３１は、Ｚ方向に延びており、生産管２１の上部側を構成している。
支持部３２は、リング状とされており、筒状部３１とモータステータ収容部３３との間に設けられている。支持部３２は、筒状部３１とモータステータ収容部３３とを連結している。支持部３２は、筒状部３１及びモータステータ収容部３３よりも径方向内側に突出するとともに、筒状部３１よりも径方向外側に突出している。
支持部３２のうち、筒状部３１よりも内側に突出した部分は、ポンプステータ４７の下端を支持する上面３２ａを有する。
【００４６】
モータステータ収容部３３は、筒状とされており、Ｚ方向に延びている。モータステータ収容部３３は、生産管２１の下部側を構成している。モータステータ収容部３３の内側には、リング状の収容空間３３Ａが形成されている。モータステータ収容部３３の下端は、支持部７の上面７ａに支持されている。
【００４７】
ラジアル軸受２３は、収容空間３３Ａの上端部及び下端部に配置されている。
モータステータ２４は、収容空間３３Ａの外周を区画するモータステータ収容部３３の内周面３３ａに固定されている。
【００４８】
インナーエレメント２６は、モータ軸３６と、磁気部品３７と、スラストカラー４１と、ポンプ軸４３と、複数のポンプ本体４５と、ポンプステータ４７と、を有する。
【００４９】
モータ軸３６は、モータ軸３６と同じ方向（Ｚ方向）に延びており、流路形成軸部５１と、第１の接続部５２と、を有する。
流路形成軸部５１は、Ｚ方向に延びた軸部であり、その中心軸が中心軸Ｏ２と一致している。流路形成軸部５１は、地上に汲み上げる原油に到達する下端面５１ａ（モータ軸３６の下端面３６ａ）を有する。
【００５０】
流路形成軸部５１は、第１の流路５１Ａと、複数の第２の流路５１Ｂと、を有する。  
【００５１】
第１の流路５１Ａは、Ｚ方向に延びている。第１の流路５１Ａは、下端が下端面５１ａに到達しており、上端が第１の接続部５２よりも下方に配置されている。第１の流路５１Ａは、下端面５１ａから原油を上方に導くための流路である。
【００５２】
複数の第２の流路５１Ｂは、下端が第１の流路５１Ａの上端と接続されている。複数の第２の流路５１Ｂは、斜め上方に向かう方向に延びており、上端が流路形成軸部５１の外周面５１ｂから露出されている。
複数の第２の流路５１Ｂから導出された原油は、モータ軸３６の上方に配置された複数のポンプ本体４５により上方（地上）へと導かれる。
【００５３】
第１の接続部５２は、モータ軸３６の上端（一端）を構成している。第１の接続部５２は、着脱可能な状態でポンプ軸４３の下端（一端）と連結されている。
【００５４】
磁気部品３７は、流路形成軸部５１の外周面５１ｂに固定されている。磁気部品３７は、流路形成軸部５１の径方向においてモータステータ２４と対向するように配置されている。磁気部品３７及びモータステータ２４は、電動モータ３８を構成している。
【００５５】
スラストカラー４１は、流路形成軸部５１に固定されている。スラストカラー４１は、径方向外側に突出するリング形状とされている。
【００５６】
ポンプ軸４３は、その中心軸が中心軸Ｏ２と一致するように、流路形成軸部５１の上方に配置されている。
ポンプ軸４３は、ポンプ軸本体５６と、第２の接続部５７と、を有する。
ポンプ軸本体５６は、Ｚ方向に延びており、円柱形状とされている。ポンプ軸本体５６の外径は、Ｚ方向において一定とされている。
【００５７】
第２の接続部５７は、ポンプ軸本体５６の下端に配置されている。第２の接続部５７は、ポンプ軸本体５６の下端と一体に形成されている。第２の接続部５７は、ポンプ軸本体５６の下端から下方（Ｚ方向）に延びている。
第２の接続部５７は、モータ軸３６の上端を構成する第１の接続部５２と連結されている。
【００５８】
複数のポンプ本体４５は、複数のインペラ６１であり、ポンプ軸本体５６の外周面５６ａに設けられている。複数のインペラ６１は、Ｚ方向に間隔を空けて配置されている。
インペラ６１は、円環形状とされたハブ６３と、円環形状とされたシュラウド６５（カバー）と、複数のブレード６７と、を有する。
【００５９】
ハブ６３は、円環形状とされており、貫通部６３Ａと、ブレード形成面６３ａと、を有する。貫通部６３Ａには、ブレード形成面６３ａが下側を向くようにポンプ軸本体５６が挿入されている。ハブ６３は、貫通部６３Ａにポンプ軸本体５６が挿入された状態で、ポンプ軸本体５６に固定されている。
【００６０】
シュラウド６５は、円環形状とされたカバーであり、ブレード形成面６５ａを有する。シュラウド６５は、ポンプ軸本体５６に挿入された状態で、ハブ６３の下方に設けられている。シュラウド６５は、ブレード形成面６５ａとブレード形成面６３ａとが間隔を空けて向かい合うように配置されている。
【００６１】
複数のブレード６７は、ブレード形成面６３ａ，６５ａと接続された状態で、ハブ６３とシュラウド６５との間に設けられている。複数のブレード６７は、ハブ６３の周方向に間隔を空けて配置されている。互いに隣り合うブレード６７間は、原油（具体的には、天然ガスを含んだ原油）が通過する流路として機能する。
【００６２】
上記構成とされた複数のインペラ６１は、ポンプ軸本体５６とともに回転することで、複数の第２の流路５１Ｂから導出された原油を上方（地上）へと導く遠心ポンプとして機能する。
そして、地上に向かう原油は、インペラ６１を通過することで、圧力が上昇する。このため、インペラ６１を通過する度に、原油の圧力が上昇していく。
【００６３】
ポンプステータ４７は、Ｚ方向に延びる筒状の部材であり、生産管２１の内側に収容されている。
ポンプステータ４７は、荷重受け部７１と、連結管７３と、ポンプケーシング７５と、を有する。
【００６４】
荷重受け部７１は、ポンプステータ４７の下部を構成している。荷重受け部７１は、スラストカラー４１のスラスト方向の力を受けるスラスト軸受部７８を有する。
荷重受け部７１の下端は、インナーエレメント２６の自重により、支持部３２の上面３２ａに当接されている。これにより、インナーエレメント２６は、生産管２１に支持されている。
【００６５】
連結管７３は、Ｚ方向に延びる筒状の部材であり、モータ軸３６を収容している。連結管７３とモータ軸３６との間には、複数のポンプ本体４５のうち、一番下に配置されたポンプ本体４５に原油を導くための筒状の流路が形成されている。
連結管７３は、荷重受け部７１の上端と接続されており、上端がポンプケーシング７５の下端と接続されている。これにより、連結管７３は、ポンプケーシング７５と荷重受け部７１とを連結している。
【００６６】
ポンプケーシング７５は、ポンプケーシング本体８１と、嵌合部８２と、ベーン８３と、隔壁部８５と、を有する。
【００６７】
ポンプケーシング本体８１は、筒状の部材であり、連結管７３上に設けられている。ポンプケーシング本体８１は、ポンプ軸本体５６のうち、複数のポンプ本体４５が設けられた領域、及び複数のポンプ本体４５の周囲を囲んでいる。
ポンプケーシング本体８１の内側には、ポンプ本体４５を収容させるための空間８１Ａが複数形成されている。複数の空間８１Ａは、Ｚ方向に間隔を空けて配置されている。
【００６８】
ポンプケーシング本体８１は、生産管２１の内側に収容されている。ポンプケーシング本体８１の外周面８１ａと生産管２１の内周面２１ａとの間には、円筒形状とされた隙間８８が形成されている。
【００６９】
嵌合部８２は、ポンプケーシング本体８１の上端に設けられている。嵌合部８２は、ポンプケーシング本体８１の径方向外側に突出したリング状の部材である。嵌合部８２は、生産管２１の内側に嵌合されている。
【００７０】
ベーン８３は、ポンプケーシング本体８１の内周面のうち、各空間８１Ａの上部を区画する面に設けられている。ベーン８３は、周方向に間隔を空けて複数配置されている。
【００７１】
隔壁部８５は、ポンプ軸本体５６を囲む環状の部材であり、各空間８１Ａに配置された複数のベーン８３の内側に設けられている。隔壁部８５は、ハブ６３の上側に配置されている。隔壁部８５は、複数のベーン８３により支持されている。
【００７２】
隔壁部８５の下部の形状は、ハブ６３の上部の形状に対応している。隔壁部８５とポンプ軸本体５６及びハブ６３との間には、隙間が形成されている。
ポンプケーシング本体８１の内周面、隔壁部８５、及び互いに隣り合うベーン８３とで区画された空間は、ポンプ本体４５を経由した原油が流れる流路として機能する。
【００７３】
電力供給部１２は、地上に配置されている。電力供給部１２は、電動モータ３８及び
制御装置１３と電気的に接続されている。
電力供給部１２は、電動モータ３８に電力を供給することで、ポンプ軸本体５６とともに、複数のポンプ本体４５を回転させる。電力供給部１２が電動モータ３８に供給する電力は、制御装置１３により制御される。電力供給部１２が電動モータ３８に供給する電力の周波数に応じて、複数のポンプ本体４５の回転数は変化する。
【００７４】
図４及び図５を参照して、制御装置１３について説明する。図５において、Ｒｒｏは定格運転時のポンプ本体４５の回転数（以下、「回転数Ｒｒｏ」という）、Ｄｒｏは定格運転する期間である定格運転期間（以下、「定格運転期間Ｄｒｏ」という）、Ｒｉは定格運転時の回転数の５％以上５０％以下の値となるポンプ本体４５の回転数（以下、「回転数Ｒｉ」という）をそれぞれ示している。
【００７５】
また、図５において、Ｄｇはポンプ１１内の天然ガスをガス抜きするための運転期間（所定時間）であるガス抜き運転期間（以下、「ガス抜き運転期間Ｄｇ」という）、Ｄ１はガス抜き運転期間Ｄｇのうち、回転数Ｒｉで運転を行う第１の期間（以下、「第１の期間Ｄ１」という）、Ｄ２はガス抜き運転期間Ｄｇのうち、回転数Ｒｒｏで運転を行う第２の期間（以下、「第２の期間Ｄ２」という）をそれぞれ示している。
さらに、図５において、ｔ１は最初の定格運転期間Ｄｒｏが終了する時刻、ｔ２は最初のガス抜き運転期間Ｄｇが終了する時刻、ｔ３は２回目の定格運転期間Ｄｒｏが終了する時刻、ｔ４は２回目のガス抜き運転期間Ｄｇが終了する時刻をそれぞれ示している。
【００７６】
制御装置１３は、記憶部１３Ａと、定格運転終了判定部１３Ｂと、ガス抜き運転終了判定部１３Ｃと、原油汲み上げ終了判定部１３Ｄと、制御部１３Ｅと、を有する。
【００７７】
記憶部１３Ａは、定格運転終了判定部１３Ｂ、ガス抜き運転終了判定部１３Ｃ、原油汲み上げ終了判定部１３Ｄ、及び制御部１３Ｅと電気的に接続されている。
記憶部１３Ａには、回転数Ｒｒｏ、定格運転期間Ｄｒｏ、回転数Ｒｉ、ガス抜き運転期間Ｄｇ、第１の期間Ｄ１、第２の期間Ｄ２、及び単位時間あたり（例えば、１日）に地下から汲み上げる目標汲み上げ量（以下、「目標汲み上げ量Ｖａｍ」という）に関する情報が格納されている。
【００７８】
回転数Ｒｒｏは、例えば、３０００ｒｐｍとすることが可能である。回転数Ｒｉは、例えば、回転数Ｒｒｏの５％以上５０％以下の所定の回転数にすることが好ましい。回転数Ｒｒｏが３０００ｒｐｍの場合、回転数Ｒｉは、１５０ｒｐｍ以上１５００ｒｐｍ以下の範囲内の所定の回転数とすることが可能である。
第１の期間Ｄ１において、複数のポンプ本体４５の回転数Ｒｉが定格運転時の回転数Ｒｒｏの５％よりも小さいと、ポンプ１１を構成するラジアル軸受２３等の安定性が大きく低下する可能性があるため好ましくない。また、第１の期間Ｄ１において、ポンプ本体４５の回転数Ｒｉが定格運転時の回転数の５０％よりも大きいと、ポンプ１１内の流れを十分に変化させることが困難となる可能性があるため、好ましくない。
したがって、第１の期間Ｄ１において、複数のポンプ本体４５の回転数Ｒｉを５％以上５０％以下の範囲内で設定することで、ポンプ１１を構成するラジアル軸受２３等の安定性の低下を抑制した上で、ポンプ１１内の流れを十分に変化させて、ポンプ１１内の天然ガスを地上に抜き出すことができる。
【００７９】
ガス抜き運転期間Ｄｇは、例えば、定格運転期間Ｄｒｏよりも短い期間となるように設定することが好ましい。
このように、ガス抜き運転期間Ｄｇを定格運転期間Ｄｒｏよりも短くすることで、ポンプ１１内から天然ガスを抜き出す時間よりも地上に原油を汲み上げる時間を長くすることが可能となる。これにより、原油の生産性を向上させることができる。
【００８０】
定格運転期間Ｄｒｏは、例えば、５５分とすることが可能である。この場合、ガス抜き運転期間Ｄｇは、例えば、５分とすることが可能である。この場合、第１の期間Ｄ１は、例えば、１分３０秒、第２の期間Ｄ２は、２分とすることが可能である。
なお、定格運転期間Ｄｒｏ、ガス抜き運転期間Ｄｇ、第１の期間Ｄ１、及び第２の期間Ｄ２は、適宜設定することが可能である。
【００８１】
定格運転終了判定部１３Ｂは、制御部１３Ｅと電気的に接続されている。定格運転終了判定部１３Ｂは、ポンプ１１が定格運転中において、記憶部１３Ａから送信される定格運転期間Ｄｒｏ及び定格運転開始からの経過時間に基づいて、定格運転が終了したか否かの判定を行う。定格運転終了判定部１３Ｂは、定格運転が終了したと判定すると、制御部１３Ｅに定格運転終了信号を送信する。
【００８２】
ガス抜き運転終了判定部１３Ｃは、制御部１３Ｅと電気的に接続されている。ガス抜き運転終了判定部１３Ｃは、記憶部１３Ａから送信されるガス抜き運転期間Ｄｇに関する情報及びガス抜き運転開始からの経過時間に基づいて、ガス抜き運転が終了したか否かの判定を行う。ガス抜き運転終了判定部１３Ｃは、ガス抜き運転が終了したと判定すると、制御部１３Ｅにガス抜き運転終了信号を送信する。
【００８３】
原油汲み上げ終了判定部１３Ｄは、制御部１３Ｅと電気的に接続されている。原油汲み上げ終了判定部１３Ｄは、記憶部１３Ａから送信される原油の目標汲み上げ量Ｖａｍ及び実際に汲み上げた原油の合計量に基づいて、実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達したか否かの判定を行う。
原油汲み上げ終了判定部１３Ｄは、原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達したと判定すると、制御部１３Ｅに原油汲み上げ終了信号を送信する。
【００８４】
制御部１３Ｅは、電力供給部１２と電気的に接続されている。制御部１３Ｅは、電力供給部１２から電動モータ３８に供給する電力の周波数を制御することで、複数のポンプ本体４５の回転数を制御する。
【００８５】
制御部１３Ｅは、定格運転開始指令が入力されると、電力供給部１２から電動モータ３８に供給される電力を制御することで、複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｒｒｏとなる定格運転を開始させる。
定格運転は、定格運転期間Ｄｒｏの間行われる。そして、定格運転時に、地下１から天然ガスを含んだ原油が地上に汲み上げられる。
【００８６】
制御部１３Ｅは、定格運転終了判定部１３Ｂから定格運転終了信号を受信すると、ガス抜き運転を開始するために、電力供給部１２を介して、電動モータ３８に供給する電力を制御する。
ガス抜き運転期間Ｄｇでは、複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｒｉとなるように運転する第１の期間Ｄ１と、複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｒｒｏ（定格運転時の回転数）となるように運転する第２の期間Ｄ２と、を交互に繰り返す。
【００８７】
制御部１３Ｅは、第１の期間Ｄ１において、電動モータ３８に供給する電力を定格運転時よりも小さくすることで回転数Ｒｉを維持する制御を行う。また、制御部１３Ｅは、第２の期間Ｄ２において、電動モータ３８に供給する電力を定格運転時に供給する電力の大きさに戻すことで回転数Ｒｒｏを維持する制御を行う。
【００８８】
制御部１３Ｅは、ガス抜き運転終了判定部１３Ｃからガス抜き運転終了信号を受信すると、定格運転を開始するために、電動モータ３８に供給する電力を定格運転時に供給する電力に戻すことで回転数Ｒｉを回転数Ｒｒｏにする。
制御部１３Ｅは、図５に示すように、複数のポンプ本体４５の回転数を周期的に変化させる。
【００８９】
制御部１３Ｅは、原油汲み上げ終了判定部１３Ｄから原油汲み上げ終了信号を受信すると、電力供給部１２から電動モータ３８に供給する電力を停止させる。これにより、複数のポンプの回転が停止される。
【００９０】
第１の実施形態のポンプシステムによれば、ガス抜き運転期間Ｄｇにおいて、複数のポンプ本体４５の回転数が定格運転時の回転数Ｒｒｏとなるようにポンプ１１を運転する定格運転期間Ｄｒｏと、複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｒｉ（回転数Ｒｒｏの５％以上５０％以下の範囲内の所定の値）となるように運転する第１の期間Ｄ１と複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｄｒｏとなるように運転する第２の期間Ｄ１とを交互に繰り返すように制御する制御装置１３を備えることで、ポンプ１１を構成するラジアル軸受２３等の安定性の低下を抑制した上で、ポンプ１１内の流れを十分に変化させて、ポンプ１１内に存在する天然ガスをポンプの外部（地上）に抜き出すことが可能となる。
これにより、井戸の深い位置にセンサを設けてガスロックを検知したり、ポンプ１１内から天然ガスを抜くためにポンプ１１の運転を停止させたりすることなく、ガスロックの発生を抑制することで、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【００９１】
次に、図１〜図６を参照して、第１の実施形態に係るポンプシステムの制御方法について説明する。
図６に示す処理が開始されると、Ｓ１では、制御部１３Ｅに定格運転開始指令が入力される。その後、制御部１３Ｅは、複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｒｒｏとなるように、電力供給部１２を制御することで、定格運転を開始させる。
【００９２】
次いで、Ｓ２では、定格運転終了判定部１３Ｂにより、定格運転期間Ｄｒｏが終了したか否かの判定が行われる。
定格運転を開始してからの経過時間が定格運転期間Ｄｒｏに到達した際、定格運転終了判定部１３Ｂは、定格運転期間Ｄｒｏが終了したと判定（Ｙｅｓと判定）し、定格運転終了信号を制御部１３Ｅに送信する。この場合、処理はＳ３へと進む。
定格運転を開始してからの経過時間が定格運転期間Ｄｒｏに到達していない場合、定格運転終了判定部１３Ｂは、定格運転期間Ｄｒｏが終了していないと判定（Ｎｏと判定）し、処理はＳ１へと戻る。
【００９３】
次いで、Ｓ３では、複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｒｉとなるように運転する第１の期間Ｄ１と、複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｒｒｏ（定格運転時の回転数となるように運転する第２の期間と、を交互に繰り返すガス抜き運転が行われる。
このガス抜き運転を行うとこで、ポンプ１１内の流れを十分に変化させて、ポンプ１１内に存在する天然ガスをポンプ１１の外部（地上）に抜き出すことができる。
【００９４】
次いで、Ｓ４では、ガス抜き運転終了判定部１３Ｃにより、定格運転期間Ｄｒｏが終了したか否かの判定が行われる。
ガス抜き運転を開始してからの経過時間がガス抜き運転期間Ｄｇに到達した際、ガス抜き運転終了判定部１３Ｃは、ガス抜き運転期間Ｄｇが終了したと判定（Ｙｅｓと判定）し、ガス抜き運転終了信号を制御部１３Ｅに送信する。この場合、処理はＳ５へと進む。
ガス抜き運転を開始してからの経過時間が定格運転期間Ｄｇに到達していない場合、ガス抜き運転終了判定部１３Ｃは、ガス抜き運転期間Ｄｇが終了していないと判定（Ｎｏと判定）し、処理はＳ３へと戻る。
【００９５】
次いで、Ｓ５では、原油汲み上げ終了判定部１３Ｄにより、実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達したか否かの判定が行われる。
原油汲み上げ終了判定部１３Ｄが実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達したと判定（Ｙｅｓと判定）すると、図６に示す処理は終了する。
原油汲み上げ終了判定部１３Ｄが実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達していないと判定（Ｎｏと判定）すると、処理はＳ１へと戻る。
【００９６】
第１の実施形態のポンプシステムの制御方法によれば、ガス抜き運転期間Ｄｇにおいて、複数のポンプ本体４５の回転数が定格運転時の回転数Ｒｒｏとなるようにポンプ１１を運転する定格運転期間Ｄｒｏと、複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｒｉ（回転数Ｒｒｏの５％以上５０％以下の範囲内の所定の値）となるように運転する第１の期間Ｄ１と複数のポンプ本体４５の回転数が回転数Ｄｒｏとなるように運転する第２の期間Ｄ１とを交互に繰り返すように制御することで、ポンプ１１を構成するラジアル軸受２３等の安定性の低下を抑制した上で、ポンプ１１内の流れを十分に変化させて、ポンプ１１内に存在する天然ガスをポンプの外部（地上）に抜き出すことが可能となる。
これにより、井戸の深い位置にセンサを設けてガスロックを検知したり、ポンプ１１内から天然ガスを抜くためにポンプ１１の運転を停止させたりすることなく、ガスロックの発生を抑制することで、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【００９７】
（第２の実施形態）
図７及び図８を参照して、第２の実施形態に係るポンプシステム９５について説明する。図７において、Ｚ方向は鉛直方向を示している。図７において、図１に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。図８において、図４及び図７に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００９８】
ポンプシステム９５は、第１の実施形態のポンプシステム１０を構成する制御装置１３に替えて、制御装置９６を有すること以外は、ポンプシステム１０と同様に構成されている。
【００９９】
制御装置９６は、制御装置１３を構成する定格運転終了判定部１３Ｂに替えて、電流値判定部９６Ａを有するとともに、記憶部１３Ａに電流値判定部９６Ａが使用する所定の閾値が予め入力されていること以外は、制御装置１３と同様に構成されている。
【０１００】
電流値判定部９６Ａは、電動モータ３８、記憶部１３Ａ、及び制御部１３Ｅと電気的に接続されている。
電流値判定部９６Ａは、ポンプ１１内の天然ガスの比率が上昇する（ガスロックが発生しやすい状況になる）と、電動モータ３８の電流値が変動することを利用して、ガスロックが発生しやすい状況にあるか否かの判定を行う。
【０１０１】
電流値判定部９６Ａには、電動モータ３８から電流値に関する情報が連続的に送信される。電流値判定部９６Ａは、電動モータ３８から送信された電流値に関する情報と、記憶部１３Ａに格納された所定の閾値（ある程度の幅のある閾値）と、を比較して、電流値が所定の閾値から外れた場合には、ガスロックが発生しやすい状況にあると判定する。
【０１０２】
電流値判定部９６Ａは、ガスロックが発生しやすい状況にあると判定した際、制御部１３Ｅに電流値異常信号を送信する。
そして、制御部１３Ｅは、電流値異常信号を受信した際、定格運転から第１の実施形態で説明したガス抜き運転に運転状態を切り替える。
【０１０３】
第２の実施形態のポンプシステム９５によれば、上記構成とされた制御装置９６を備えることで、電動モータ３８の電流値が所定の閾値から外れた際に、所定時間であるガス抜き運転期間Ｄｇの間、ガス抜き運転を行うことで、ガスロックが発生しやすくなったタイミングでポンプ１１内に存在する天然ガスをポンプ１１の外部に抜き出すことが可能となる。これにより、定期的にポンプ１１内から天然ガスを抜き出す場合と比較して、ポンプ１１内から天然ガスを抜き出す頻度を少なくすることが可能となるので、原油の生産性を向上させることができる。
【０１０４】
次に、図７〜図９を参照して、第２の実施形態のポンプシステムの制御方法について説明する。図９において、図６に示すフローチャートと同一ステップには、同一の符号を付す。
【０１０５】
図９に示す処理が開始されると、Ｓ１では、定格運転が開始される。
次いで、Ｓ５では、実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達したか否かの判定が行われる。実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達したと判定（Ｙｅｓと判定）されると、処理はＳ６へと進む。Ｓ５において、実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達していない判定（Ｎｏと判定）されると、処理はＳ１へと戻る。
【０１０６】
次いで、Ｓ２では、電流値判定部９６Ａにより、電動モータ３８の電流値が所定の閾値から外れたか否かの判定が行われる。Ｓ２において、電動モータ３８の電流値が所定の閾値から外れたと判定（Ｙｅｓと判定）されると、処理はＳ３へと進む。
一方、Ｓ２において、電動モータ３８の電流値が所定の閾値から外れていないと判定（Ｎｏと判定）されると、処理はＳ１へと戻る。
【０１０７】
次いで、Ｓ３では、ガス抜き運転が行われる。
次いで、Ｓ４では、ガス抜き運転期間Ｄｇが終了したか否かの判定が行われる。Ｓ４において、ガス抜き運転期間Ｄｇが終了したと判定（Ｙｅｓと判定）されると、処理は終了する。一方、Ｓ４において、ガス抜き運転期間Ｄｇが終了していないと判定（Ｎｏと判定）されると、処理はＳ３へと戻る。
【０１０８】
第２の実施形態のポンプシステムの制御方法によれば、電動モータ３８の電流値が所定の閾値から外れた際に、ガス抜き運転を行うことで、ガスロックが発生しやすくなったタイミングでポンプ１１内に存在する天然ガスをポンプ１１の外部に抜き出すことが可能となる。これにより、定期的にポンプ１１内から天然ガスを抜き出す場合と比較して、ポンプ１１内から天然ガスを抜き出す頻度を少なくすることが可能となるので、原油の生産性を向上させることができる。
【０１０９】
（第３の実施形態）
図１０〜図１２を参照して、第３の実施形態に係るポンプシステム１００について説明する。図１０において、Ｚ方向は鉛直方向を示している。図１１において、図４に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。図１１において、図４及び図７に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。図１２において、図５に示す符号と同一の符号については同一符号を付す。
【０１１０】
ポンプシステム９５は、第１の実施形態のポンプシステム１０を構成する制御装置１３に替えて、制御装置１０１を有すること以外は、ポンプシステム１０と同様に構成されている。
【０１１１】
制御装置１０１は、第１の実施形態で説明した制御装置１３の構成要素から定格運転終了判定部１３Ｂ、及びガス抜き運転終了判定部１３Ｃを除いたこと以外は、制御装置１３と同様に構成されている。
【０１１２】
記憶部１３Ａには、図１２に示すように、複数のポンプ本体の回転数の推移が正弦波となるように電力供給部を制御する制御プログラムが格納されている。
制御部１３Ｅは、運転開始指令が入力されると、記憶部１３Ａに格納された上記制御プログラムに基づいて、電力供給部１２を制御する。
制御部１３Ｅは、定格運転時のポンプ本体の回転数Ｒｒｏから回転数Ｒｉ（定格運転時のポンプ本体の回転数の５％以上５０％以下の値）の範囲内で徐々に回転数を変化させる。
制御部１３Ｅは、図１２に示すように、複数のポンプ本体４５の回転数を周期的に変化させる。
【０１１３】
ポンプ本体の回転数の下限値が定格運転時の回転数の５％よりも小さいと、ポンプを構成するラジアル軸受２３等の安定性が大きく低下する可能性がある。また、ポンプ本体の回転数の下限値が定格運転時の回転数の５０％よりも大きいと、天然ガスをポンプの外に排出させる効果が小さくなる可能性がある。
【０１１４】
第３の実施形態のポンプシステム１００によれば、定格運転時のポンプ本体の回転数Ｒｒｏから回転数Ｒｉ（定格運転時のポンプ本体の回転数の５％以上５０％以下の値）の範囲内で徐々に回転数を変化（正弦波となるように変化）させる制御装置１０１を備えることで、ポンプ本体の回転数が回転数Ｒｒｏに近いときに原油を地上に汲み上げ、ポンプ本体の回転数が回転数Ｒｉに近いときにポンプ１１内の天然ガスを抜き出すことが可能となる。これにより、井戸の深い位置にセンサを設けてガスロックを検知したり、ポンプ１１内から天然ガスを抜くためにポンプ１１の運転を停止させたりすることなく、ガスロックの発生を抑制した上で、ポンプの稼働率を向上させることができる。
【０１１５】
次いで、図１３を参照して、第３の実施形態のポンプシステムの制御方法について説明する。図１３において、図６に示すステップと同一のステップには、同一符号を付す。
【０１１６】
図１３に示す処理が開始されると、Ｓ７では、複数のポンプ本体の回転数の推移が正弦波を描く条件でポンプ１１を運転させる。
次いで、Ｓ５では、原油汲み上げ終了判定部１３Ｄにより、実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達したか否かの判定が行われる。実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達したと判定（Ｙｅｓと判定）されると、図１３に示す処理は終了する。
一方、実際に汲み上げた原油の合計量が目標汲み上げ量Ｖａｍに到達していない判定（Ｎｏと判定）されると、処理はＳ７へと戻る。
【０１１７】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１１８】
例えば、第１乃至第３の実施形態で説明した制御装置１３，９６，１０１を組み合わせて、複数のポンプ本体の回転数を制御してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
５…掘削管
６，３１…筒状部
６ａ…内周面
７，３２…支持部
７ａ，３２ａ…上面
１０，９５，１００…ポンプシステム
２１…生産管
２１ａ，３３ａ…内周面
２３…ラジアル軸受
２４…モータステータ
２６…インナーエレメント
３１…筒状部
３３…モータステータ収容部
３３Ａ…収容空間
３６…モータ軸
３６ａ，５１ａ…下端面
３７…磁気部品
３８…電動モータ
４１…スラストカラー
４３…ポンプ軸
４５…ポンプ本体
４７…ポンプステータ
５１…流路形成軸部
５１Ａ…第１の流路
５１ｂ，５６ａ，８１ａ…外周面
５１Ｂ…第２の流路
５２…第１の接続部
５６…ポンプ軸本体
５７…第２の接続部
６１…インペラ
６３…ハブ
６３ａ，６５ａ…ブレード形成面
６３Ａ…貫通部
６５…シュラウド
６７…ブレード
７１…荷重受け部
７３…連結管
７５…ポンプケーシング
８１…ポンプケーシング本体
８１Ａ…空間
８２…嵌合部
８３…ベーン
８５…隔壁部
８８…隙間
９６Ａ…電流値判定部
Ａ，Ｂ…領域
Ｄ１…第１の期間
Ｄ２…第２の期間
Ｄｇ…ガス抜き運転期間
Ｄｒｏ…定格運転期間
Ｏ１，Ｏ２…中心軸
Ｒｉ，Ｒｒｏ…回転数
ｔ１〜ｔ４…時刻
【図１】
2020197145.tif 000003
【図２】
2020197145.tif 000004
【図３】
2020197145.tif 000005
【図４】
2020197145.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020197145.tif 000008
【図７】
2020197145.tif 000009
【図８】
2020197145.tif 000010
【図９】
2020197145.tif 000011
【図１０】
2020197145.tif 000012
【図１１】
2020197145.tif 000013
【図１２】
2020197145.tif 000014
【図１３】
2020197145.tif 000015