(57)【要約】  ダウンホールポンプの生産を判定するための方法及び機器が、本明細書に記載される。例示の方法は、ポンプによってポンプの第１のストローク中に坑井から生産された第１の液体量を測定することと、第１のストロークに基づいて、第１のポンプカードを演算することと、第１のポンプカードの第１の面積を判定することと、生産された第１の液体量と第１の面積とに基づいて、ポンプの漏れ比例定数を判定することとを含む。当該例示の方法はまた、ポンプの第２のストロークに基づいて、第２のポンプカードを演算することと、第２のポンプカードの第２の面積を判定することと、漏れ比例定数と第２の面積とに基づいて、ポンプによって第２のストローク中に生産された第２の液体量を判定することとを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプによって前記ポンプの第１のストローク中に坑井から生産された第１の液体量を測定することと、
前記第１のストロークに基づいて、第１のポンプカードを演算することと、
前記第１のポンプカードの第１の面積を判定することと、
生産された前記第１の液体量と前記第１の面積とに基づいて、前記ポンプの漏れ比例定数を判定することと、
前記ポンプの第２のストロークに基づいて、第２のポンプカードを演算することと、
前記第２のポンプカードの第２の面積を判定することと、
前記漏れ比例定数と前記第２の面積とに基づいて、前記ポンプによって前記第２のストローク中に生産された第２の液体量を判定することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第１のストローク中の前記ポンプについての第１のポンプ充填（ｐｕｍｐ  ｆｉｌｌａｇｅ）係数を判定することをさらに含み、前記漏れ比例定数が、前記第１のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のポンプカードの理想面積を判定することをさらに含み、前記第１のポンプ充填係数が、前記第１のポンプカードの前記判定された第１の面積と前記第１のポンプカードの前記理想面積との比率に基づく、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポンプの管材が固定されているかを判定することをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記管材が固定されていない場合、前記第１のポンプカードの前記理想面積が、前記管材の材料の弾性係数と、前記ポンプの断面積と、前記固定されていない管材の長さとに基づく、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のストローク中の前記ポンプについての第２のポンプ充填係数を判定することをさらに含み、生産された前記第２の液体量が、前記第２のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のポンプ充填係数に基づいて、前記第１のストローク中の前記ポンプ両端の差圧を判定することをさらに含み、前記漏れ比例定数が、前記ポンプ両端の前記差圧にさらに基づいて判定される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
生産された前記第１の液体量が、分離器を用いて測定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ポンプの第３のストロークに基づいて、第３のポンプカードを演算することと、
前記第３のポンプカードの第３の面積を判定することと、
前記漏れ比例定数と前記第３の面積とに基づいて、前記ポンプによって前記第３のストローク中に生産された第３の液体量を判定することと、
前記第２の量と第３の量とを合計して、前記第２及び第３のストローク中に前記ポンプによって生産された正味の流体を判定することと、をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ダウンホールポンプを有するポンプユニットとともに用いられるハウジングと、
前記ハウジング内に配設されたプロセッサであって、
前記ポンプの第１のストロークに基づいて、第１のポンプカードの第１の面積を判定
し、
前記ポンプによって前記第１のストローク中に生産された第１の液体量と前記第１の面積とに基づいて、前記ポンプの漏れ比例定数を判定し、
前記ポンプの第２のストロークに基づいて、第２のポンプカードの第２の面積を判定し、かつ
前記漏れ比例定数と前記第２の面積とに基づいて、前記ポンプによって前記第２のストローク中に生産された第２の液体量を判定するための、プロセッサと、を備える、機器。
【請求項１１】
分離器をさらに含み、前記分離器が、前記ポンプによって前記第１のストローク中に生産された前記第１の液体量を測定するためのものである、請求項１０に記載の機器。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記第１のストローク中の前記ポンプについての第１のポンプ充填係数を判定するためのものであり、前記漏れ比例定数が、前記第１のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項１０または１１に記載の機器。
【請求項１３】
前記プロセッサが、前記第２のストローク中の前記ポンプについての第２のポンプ充填係数を判定するためのものであり、生産された前記第２の流体量が、前記第２のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１４】
前記プロセッサが、前記第２のポンプ充填係数に基づいて、前記第２のストローク中の前記ポンプの吸入圧力を判定するためのものである、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１５】
前記ポンプを駆動するためのモータをさらに含み、前記プロセッサが、前記ポンプの前記吸入圧力に基づいて、前記モータの速度を制御するためのものである、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１６】
実行されると、機械に少なくとも、
ダウンホールポンプの第１のストロークに基づいて、第１のポンプカードを演算することと、
前記第１のポンプカードの第１の面積を判定することと、
前記ポンプによって前記第１のストローク中に生産された第１の液体量と前記第１の面積とに基づいて、前記ポンプの漏れ比例定数を判定することと、
前記ポンプの第２のストロークに基づいて、第２のポンプカードを演算することと、
前記漏れ比例定数と前記第２の面積とに基づいて、前記ポンプによって前記第２のストローク中に生産された第２の流体量を判定することと、を行わせる命令を含む、有形の機械可読記憶装置。
【請求項１７】
前記命令が、実行されると、前記機械に、前記第１のストローク中の前記ポンプについての第１のポンプ充填係数を判定することをさらに行わせ、前記漏れ比例定数が、前記第１のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項１６に記載の有形の機械可読記憶装置。
【請求項１８】
前記命令が、実行されると、前記機械に、前記第２のストローク中の前記ポンプについての第２のポンプ充填係数を判定することをさらに行わせ、生産された前記第２の液体量が、前記第２のポンプ充填係数にさらに基づく、請求項１６または１７に記載の有形の機械可読記憶装置。
【請求項１９】
前記命令が、実行されると、前記機械に、前記第２のポンプカードの理想面積を判定することをさらに行わせ、前記第２のポンプ充填係数が、前記第２のポンプカードの前記判
定された第２の面積と、前記第２のポンプカードの前記理想面積との比率に基づく、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の有形の機械可読記憶装置。
【請求項２０】
前記命令が、実行されると、前記機械に、前記第２のポンプ充填係数に基づいて、前記第２のストローク中の前記ポンプ両端の差圧を判定することをさらに行わせる、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の有形の機械可読記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概してダウンホールポンプに関し、より具体的には、ダウンホールポンプの生産を判定するための方法及び機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダウンホールポンプは、穴に対してピストンを動かすことによって、地層から流体を汲み上げるために用いられる。ピストンと穴との間に間隙が設けられ、ダウンホールの岩屑がダウンホールポンプの性能に負の影響を与えないことを確実にする。しかしながら、この間隙は、ピストンと穴との間での漏れを可能にしてしまう。さらに、いくつかのケースでは、ポンピングの時に、ポンプが完全には満たされない場合がある。結果として、ポンプ充填（ｐｕｍｐ  ｆｉｌｌａｇｅ）は、ポンプによって生産される流体量に影響を及ぼす。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】本開示の教示による坑井の生産を判定するために用いられる例示の機器を含むポンプユニットを示す。
【図２】本開示の教示によって生産され得る例示の表面動力計カードを示す。
【図３】本開示の教示によって生産されることができる例示のポンプ動力計カードを示す。
【図４】固定された管材を有するポンプユニットによって生産される例示のポンプ動力計カードを示す。
【図５】固定されていない管材を有するポンプユニットによって生産される例示のポンプ動力計カードを示す。
【図６】ポンプが下降ストローク中に満たされていないポンプユニットによって生産される例示のポンプ動力計カードを示す。
【図７】ポンプ充填係数を判定する例示の方法のフローチャート表現であり、図１の例示の機器で実施され得る。
【図８】ポンプ吸入圧力を算定する例示の方法のフローチャート表現であり、図１の例示の機器で実施され得る。
【図９】ポンプ吸入圧力に基づいてポンプユニットを制御する例示の方法のフローチャート表現であり、図１の例示の機器で実施され得る。
【図１０Ａ】ポンプユニットの生産を判定する例示の方法のフローチャート表現であり、図１の例示の機器で実施され得る。
【図１０Ｂ】ポンプユニットの生産を判定する例示の方法のフローチャート表現であり、図１の例示の機器で実施され得る。
【図１１】図７、８、９、または１０Ａ及び１０Ｂの例示の方法のいずれか及び／または図１の例示の機器を実施するためのプロセッサプラットフォームである。
【０００４】
特定の例が上記の図面において示され、以下に詳細に説明される。これらの例の説明において、同様または同一の参照番号が、同じかまたは類似の要素を特定するために用いられている。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、図面の特定の特徴及び特定の図は、明確及び／または簡潔にするために、縮尺が拡大されるかまたは模式的に示される場合がある。加えて、本明細書全体を通していくつかの例が説明されている。任意の例からの任意の特徴が、他の例からの他の特徴とともに含まれ、置き換えられ、さもなければ組み合わせられてもよい。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
油田用ダウンホール往復ポンプ（例えば、ロッドポンプ）は、多くの場合正の変位のポンプであると考えられるが、これは、既知の直径のプランジャまたはピストンが、ストロークごとに既知の（または、算定できる）距離を移動するためである。一日の間のポンプストローク数及びポンプの形状寸法を、推測された生産量に関連させることによって、坑井からの日々の生産を概算するための計器としてポンプを用いることが望ましい。言い換えると、ポンプの変位量がわかっている（または算定できる）ため、時間周期中のストローク数を用いて、生産された液体量を推測することが望ましい。しかしながら、ダウンホールオイルポンプは、ポンプが通常は、ピストンと、ピストンが通って往復するバレルとの間にかなりの間隙をもって設計され、結果として漏れまたはスリップを起こすため、真の正の変位のポンプとして動作しない。
【０００６】
本開示の教示によれば、ダウンホール往復ポンプに関連付けられた情報を用いて、対応する坑井からの生産を概算することができる。概して、生産は、ポンプの面積と、ストロークごとに推定された変位量と等しいポンプストロークの距離とに基づいて推定されることができる。しかしながら、既知の生産推定は、生産量に影響し得る他の要因、例えば、ポンプ充填及び／またはポンプ漏れ等を考慮に入れていない。本明細書に開示された例示の方法及び機器は、少なくともこれらの２つの変数を考慮に入れることによって、生産をより正確に推定するために用いられ得る。
【０００７】
ポンプ充填とは、ポンプのバレル内（例えば、ピストンとバレルの底との間）の流体量を指す。ピストンが下降ストローク中に下向きに動くときにポンプのバレルが完全には満たされていない場合、上昇ストロークでのピストンによって汲み上げられた液体量は、ポンプの変位量と同じではない。本明細書に開示された方法及び機器は、ポンプ充填係数（例えば、割合）を判定するために用いることができ、これは、多くのロッドポンプ制御用途のために有用である。例えば、ポンプ充填係数は、ロッドポンプの速度制御及び／またはロッドポンプのオンオフ制御のために非常に望ましいプロセス変数である。可変速度のロッドポンピング用途では、ポンプ速度は、ポンプ充填係数が目標値（例えば、設定点、しきい値）を下回ると減少し得、ポンプ充填係数が目標値を上回ると上昇し得る。オンオフ制御用途のために、ポンプ充填係数を監視することができ、ポンプ充填係数が特定のストローク数についての目標値を下回って下降すると、ポンプを停止させることができ、坑井を活動停止にして、坑井ケーシングが生産地層によって充填されることを可能にすることができる。したがって、ポンピングが（アイドル時間の終わりに）再開されるとき、ポンプを充填するために十分な流体が存在し得る。これらの方策は、生産された液体の単位当たりのエネルギ消費を低減させるために使用され、ポンプシステム要素の摩耗を低減させ、それによってポンピングシステムの寿命を長くし得る。
【０００８】
加えて、ダウンホールポンプは、ピストンと、その内部でピストンが往復運動するバレルまたは管との間に間隙または空隙をもって設計される。したがって、上昇ストローク時（例えば、ピストン両端の差圧が存在するとき）、ポンプとバレルとの間に漏れが生じる。結果として、実際に汲み上げられた流体の量は、予測量または推定量よりも少ない。本明細書に開示された例示の方法及び機器を用いて、各ストロークで生産された油の量をより正確に予測するために用いられ得る漏れ比例定数を判定し得る。いくつかの例では、ポンプ充填割合または係数をさらに用いて、漏れ比例定数を判定する。したがって、本明細書に開示された例示の方法及び機器を用いて、ポンプ充填及び漏れを判定し得、その後これを用いて、生産をより正確に推測することができる。具体的には、坑井からの生産は、ポンプユニットのストローク数、ダウンホールポンプの形状寸法、例示の漏れ比例定数及び／またはポンプ充填係数に基づいて推測され得る。ストロークとは、上昇ストローク及び下降ストロークを含む完全なサイクルを指す。
【０００９】
さらに、往復ロッドポンプの最も多い用途では、オペレータまたは所有者は、坑井穴内
で入手可能な液体がポンプを充填するために限界的に適正である点である「ポンプオフ」で、またはその近くで坑井を動作させることを所望する場合がある。概して、ポンプオフの近くで坑井を動作させることは、結果として、実質的に生産する底穴圧力が最も低くなる。また、坑井穴に対する流入は、底穴圧力が低下すると増大する。したがって、坑井をポンプオフで、またはその近くで動作させることは、概して坑井からの生産を最大にする結果となる。しかしながら、いくつかのケースでは、オペレータは、坑井をポンプオフ以外の指定された坑井穴圧力で動作させることを所望する場合がある。この方策は、より優れた貯留層管理を提供し得るが、これは、産出物が坑井穴に向かって流れるときに、より少ない炭化水素要素が溶液内に液相で残るためである。産出物を液相のみで維持することによって、液体に対する効果的な透過性が増大する。いくつかのケースでは、この手法は、結果として炭化水素の全体的な回収をより高くする（しかし、いくつかのケースでは、回収はより長い期間がかかる場合がある）。坑井を指定されたダウンホール圧力値（例えば、設定点、しきい値）で（またはその近辺で）動作させるために、坑井穴（ポンプ吸入）圧力を測定または推定するいくつかの方法が必要である。これらの値を直接測定するためのいくつかの計装製品が入手可能である。しかしながら、これらの製品は、概して高価であり、操作上設置が複雑である。本明細書に開示された例示の方法及び機器は、上述のポンプ充填係数を用いてポンプ両端の差圧を判定するための手法を提供する。結果として、ポンプの吸入圧力を判定し用いて、ポンプの速度を制御することができる。ポンプの吸入圧力は、ロッドポンプ速度制御及びロッドポンプオンオフ制御のために用いられ得る。言い換えると、ポンプの吸入圧力に基づいて、ポンプ速度を増減し得、及び／またはポンプを始動または停止させ得る。
【００１０】
図１は、油井１０２から油を生産するために用いられ得る例示のポンプユニット１００を示す。ポンプユニット１００は、ベース１０４と、サンプソンポスト（Ｓａｍｐｓｏｎ
ｐｏｓｔ）１０６と、移動ビーム１０８とを含む。図示された例では、ポンプユニット１００は、ベルト及びシーブシステム１１２を駆動させて、ギアボックス１１４を回転させ、ひいてはクランクアーム１１６及びカウンターウェイト１１８を回転させるモータまたはエンジン１１０を含む。ピットマン１２０は、クランクアーム１１６の回転が、ピットマン１２０及び移動ビーム１０８を動かすように、クランクアーム１１６と移動ビーム１０８との間に連結される。移動ビーム１０８が、旋回点及び／またはサドルベアリング１２２を中心として旋回すると、移動ビーム１０８は、ホースヘッド１２４を、ブライドル１２８、研磨ロッド１３０、管材ストリング１３２、及びロッドストリング１３４を介して、ダウンホールポンプ１２６に対する往復の動きを提供するように動かす。
【００１１】
図示された例では、ホースヘッド１２４の往復の動きは、ポンプ１２６のピストン１３６を、ポンプ１２６のバレル１３８（例えば、穴、ケーシング、ハウジング等）内部に動かして、周囲の地層１４０（Ｆとして表示）から液体を引き出す。ピストン１３６の上昇ストローク中、液体は、穴１３８の底に位置する静止弁１４２（例えば、下部弁）を通って、穴１３８に引き込まれる。ピストン１３６は、閉位置にある可動弁１４４（例えば、上部弁）を含む。このように、ピストン１２６は、ピストン１３６の上方の管材１３２の中の流体を、表面まで押し上げる。下降ストローク中、ピストン１２６の可動弁１４４が開放し、これによって、バレル１３８内の流体は、弁１４４を通過して、ピストン１２６の上方の管材１３８に流れることが可能になる。この間、静止弁１４２は閉じられている。そして、ピストン１２６は、後に続く上昇ストロークの間上向きに動き、管材１３２内の流体を表面に向かって押し上げる等する。
【００１２】
岩屑が生産に負の影響を与えず、及び／または穴１３８に対するピストン１３６の動きに負の影響を与えないことを確実にするために、ピストン１３６と穴１３８との間に、間隙または空隙が設けられる。間隙は、ポンプユニット１００の各ストローク中にポンプ１２６によって生産された流体の量を低減させる。
【００１３】
ポンプ１２６からの生産を正確に判定するために、ポンプユニット１００は、例示の機器及び／またはロッドポンプコントローラ１４６を含む。本例では、ポンプユニット１００からの、及び／またはそれに関連付けられたデータが、ロッドポンプコントローラ１４６の入出力（Ｉ／Ｏ）装置１４８によって受信され、プロセッサ１５２によってアクセス可能であるメモリ１５０に記憶される。本明細書にさらに詳細に開示されるように、プロセッサ１５２は、例えば、例示のポンプ充填係数（例えば、ポンプ１２６内に収容された流体の量に基づく）、ポンプ１２６の吸入圧力、例示の漏れ比例定数（例えば、ｉｎ２／ｌｂｆ）、ポンプ１２６を通って漏れ出た流体の量（例えば、ｉｎ３）、及び／またはポンプユニット１００のストローク中に、及び／または所与の時間周期中に生産された正味の流体を判定するためのプロセスを行うことができる。いくつかの例では、機器１４６の要素１４８、１５０、１５２は、ハウジング１４７の内部に配設され、ハウジングはポンプユニット１００がある現場に位置し得る。他の例では、機器１４６は、遠隔の場所（例えば、基地局または制御室）に位置し得る。
【００１４】
ポンプストロークを計数し、個々のストロークの効率を測定することができる坑井現場コントローラを用いて推測生産を算定するために、いくつかの手法が提案されてきた。しかしながら、これらの既知の方法は、各ストローク中に生じた漏れ量の独立した推定または測定に対する要求によって妨げられている。２０１１年７月２０日出願の米国特許出願第１３／１８７，３３０号は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられ、室内ポンプ試験から導き出された、特に、ポンプを通した漏れがポンプ両端の差圧（例えば、バレル１３８内側の圧力とピストン１３６上方の圧力との間の差）に正比例する原理を応用する手法が述べられている。ポンプ両端の差圧は、サッカーロッドストリングに対する負荷または張力に正比例する。往復ロッドポンプとともに用いられる従来の診断ツールは、動力計カードと呼ばれ、これは、ポンプユニットの一回のストロークについての負荷（例えば、力）対位置（例えば、直線変位）のプロットである。通常は、２つのタイプの動力計カードが用いられる。第１のタイプの動力計カードは、表面カードであり、これは、表面で取られた測定値に基づき、研磨ロッド負荷対研磨ロッド位置を表示する。第２のタイプの動力計カードは、ポンプ動力計カードと称され、表面動力計カードについて収集されたデータと、サッカーロッドストリングの柔軟性をモデル化する数値演算プロセスとを用いて演算される。
【００１５】
図２は、本開示の教示に従って、研磨ロッド１３０の垂直変位対時間に関連付けられたデータと、研磨ロッド１３０上の張力対時間に関連付けられたデータとを用いて生成されることができる例示の表面動力計カード２００を示す。いくつかの例では、表面動力計カード２００は、ダウンホールポンプ１２６が、ポンプに対する適正な液体によって正常に動作しているシナリオを表す。図２に示されるように、ｘ軸２０２は、研磨ロッド１３０の位置に対応し、ｙ軸２０４は、研磨ロッド１３０に対する負荷に対応する。
【００１６】
図２の図示例では、参照番号２０６（点１の位置）は、研磨ロッド１３０がその上向きの運動（例えば、上昇ストローク）を始めて、流体カラムを引き上げ始めるときに対応する。参照番号２０６と２０８との間（点２の位置）では、研磨ロッド１３０が伸ばされ、流体カラムが引き上げられることに従う、研磨ロッド１３０上の張力の増大が示される。参照番号２０８は、ポンプユニット１００が、ロッドストリング１３４の重量と加速する流体カラムの重量とを支えているときに対応する。参照番号２０８と２１０との間（点３の位置）では、上昇ストロークが継続すると力の波が表面に到着し、これは、研磨ロッド１３０に対する負荷を変動させる。参照番号２１０は、研磨ロッド１３０がその最大に上向きの変位に達したときに対応する。参照番号２１０と２１２との間（点４の位置）では、ロッドストリング１３４から管材ストリング１３２に流体負荷が伝達され、これは、研磨ロッド１３０内の張力を減少させる。参照番号２１２は、負荷が管材ストリング１３２
にほぼ、及び／または完全に伝達されたときに対応する。参照番号２１２と２０６との間では、下降ストロークが継続すると、力の波が表面に反射し、このことは、研磨ロッド１３０がその最低点に達し、別のストロークを始めるまで、研磨ロッド１３０に対する不規則な負荷の付与を生じさせる。
【００１７】
図３は、研磨ロッド１３０の位置及び研磨ロッド１３０に対する負荷に関連付けられたデータを用いて、本開示の教示に従って生成されることができる、例示のポンプ動力計カード３００を示す。いくつかの例では、ポンプ動力計カード３００は、表面で測定されたデータを用いて生成される。図３に示されるように、ｘ軸３０２は、ダウンホールポンプの位置（例えば、ピストン１３６の位置）に対応し、ｙ軸３０４は、ダウンホールポンプに対する負荷に対応する。図２からの点１、２、３及び４は、図３に図示される。ポンプカード３００を用いると、ポンプ１２６両端の差圧は、ポンプカード３００の高さ（例えば、垂直範囲）に比例する。したがって、ポンプ１２６を通した漏れは、ポンプカード３００の高さに正比例する。台形法（または別の類似の手法）を用いて、ポンプユニットストロークから測定されたデータを積分して、ポンプカード３００の面積を導き出し得る。ポンプ動力計カードの総面積は、行われた作業の量（例えば、距離に作用する力）を表す。そのため、ポンプ動力計カード３００の面積は、ポンプ１２６によって行われた作業を表す。
【００１８】
理想的な条件下で（例えば、ポンプ１２６が満たされており、管材の動き及び／または漏れがない場合）、ポンプ１２６の吐出圧力（例えば、ピストン１３６上方の流体の圧力）及び吸入圧力（例えば、ピストン１３６の下方の流体の圧力）がわかっているかまたは推定される場合、カード３００の面積を用いて、以下の式１を用いて理想生産流体量Ｖｓｔｒｏｋｅを判定することができる。
【数１】
2018519446.tif 000003
【００１９】
式１では、Ｖｓｔｒｏｋｅは、ストローク中（例えば、ｉｎ３）に生産された流体の理想的（例えば、漏れなしの）量を表し、ＡＰＣは、ストロークに対するポンプカードの面積（例えば、ｉｎ−ｌｂｆ）を表し、ΔＰは、ピストン１３６両端の圧力（例えば、ポンプ吐出圧力とポンプ吸入圧力との間の差）（例えば、ｉｎ  ｌｂｆ／ｉｎ２）を表す。しかしながら、固定された管材を有する坑井内の満たされたポンプカードについて、式１に述べられた関係のみを用いることができる。特に、いくつかのケースでは、管材１３２は、管材１３２が動作中に動き、及び／または伸びることを防止するように固定されるかまたは固着される。管材１３２が固定されていない場合、管材１３２は、動作中に動き、及び／または伸びる場合がある。結果として、ポンプカード３００の面積が影響される場合がある。
【００２０】
例えば、図４は、固定された管材を備える坑井（例えば、油井１０２）のための例示の理想的な「満たされた」ポンプ動力計カード４００を示す。ｘ軸４０２は、ダウンホールポンプの位置に対応し、ｙ軸４０４は、ダウンホールポンプに対する負荷に対応する。図４に図示されるように、カード４００の形状は、ほぼ矩形である。存在し得るばらつきがあっても、ポンプカードの理想面積ＡＰＣＩは、以下の式２を用いて判定する（例えば、概算する）ことができる。
【数２】
2018519446.tif 000004
【００２１】
式２では、ＡＰＣＩは、ポンプカードの理想面積（例えば、ｉｎ／ｌｂｆ）を表し、Ｓ
ｍａｘは、最大ポンプ位置（例えば、ｉｎ）を表し、Ｓｍｉｎは、最小ポンプ位置（例えば、ｉｎ）を表し、Ｆｍａｘは、最大ポンプ負荷（例えば、ｌｂｆ）を表し、Ｆｍｉｎは、最小ポンプ負荷（例えば、ｌｂｆ）を表し、これらは、図４において表示されている。
【００２２】
いくつかのケースでは、上で説明されたように、管材は、固定または固着されていない。結果として、管材が動作中に伸び、それによってポンプカードの面積に影響し得る。図５は、固定されていない管材を備える坑井（例えば、油井１０２）のための例示の理想的な「満たされた」ポンプ動力計カード５００を示す。ｘ軸５０２は、ダウンホールポンプの位置に対応し、ｙ軸５０４は、ダウンホールポンプに対する負荷に対応する。図５に図示されるように、ポンプカード５００は、平行四辺形の形状である。特に、ポンプカード５００の側部の傾斜は、例えばポンプカード４００の側部よりも緩やかな勾配である。ポンプカード５００の側部の傾斜は、流体負荷がサッカーロッド１３４から（例えば、上昇ストローク時に）管材１３２に（例えば、下降ストローク時に）伝達されると、管材ストリングの伸びと弛緩とを反映する。ポンプカードの側部の傾斜ｄＦ／ｄｓは、以下の式３を用いて判定され得る。
【数３】
2018519446.tif 000005
【００２３】
式３では、ｄＦ／ｄｓは、ポンプカードの側部の傾斜（例えば、ｌｂｆ／ｉｎ）を表し、Ｅは、管材材料の弾性係数（例えば、ｌｂｆ／ｉｎ２）を表し、Ａｔｕｂｉｎｇは、管材の断面積（例えば、ｉｎ２）を表し、Ｌは、固定されていない管材の長さ（例えば、ｆｔ）を表す。図５に図示されるように、ポンプカード５００は、図４のポンプカード４００のように矩形ではない。このように、式２を適用して、ポンプカード５００の面積を正確に測定することはできない。固定されていない管材に関連付けられたポンプカードの理想面積ＡＰＣＩは、以下の式４を用いて判定され得る。
【数４】
2018519446.tif 000006
【００２４】
式４において、ＡＴＭは、平行四辺形の側部の２つの三角形の面積の合計（例えば、ｉｎ−ｌｂｆ）を表し、これは以下の式５を用いて判定され得る。
【数５】
2018519446.tif 000007
【００２５】
式５を用いて判定されたＡＴＭの値を、式４で用いて、ポンプカードの理想面積ＡＰＣＩを判定することができる。
【００２６】
存在しかつ生産量に影響し得る別の問題は、ポンプ充填である。図６は、約５０％満たされた固定された管材を備える坑井（例えば、油井１０２）のためのポンプ動力計カード６００の例を示す。ｘ軸６０２は、ダウンホールポンプの位置に対応し、ｙ軸６０４は、ダウンホールポンプに対する負荷に対応する。ポンプ１２６が満たされていない場合、ポンプカード６００は、流体がピストン１３６によって遭遇されるまで、下降ストロークの空き部分の間にそれ自体を後退させる。言い換えると、下降ストローク中、ポンプ１２６は、流体で理想的に満たされるはずである。このように、ピストン１３６の上方及び下方の流体の圧力は同じであるため、下降ストローク中のポンプ１２６に対する負荷は、通常はゼロである。しかしながら、ポンプ１２６が流体で満たされていない場合、ピストン１
３６はその後、ピストン１２６が下降ストローク中に下向きに動くときに、ポンプ１２６の上方で流体カラムを支持する。いったんピストン１３６がポンプ１２６内の流体に遭遇すると、ピストン１３６の上方及び下方の圧力が安定化し、それによって、ポンプ１２６に対する負荷がゼロまで動く。図４と比較すると、図４のポンプカード４００は、図６のポンプカード６００よりも大きな面積を含む。ポンプカード６００の理想面積ＡＰＣＩは、式６を用いて判定され得る。
【数６】
2018519446.tif 000008
【００２７】
式６において、ＡＴＭは、三角形の面積（例えば、式５を用いて算定された）の合計を表し、ηは、ポンプ充填係数（例えば、割合）を表す。したがって、式６は、ポンプ充填の態様を管材の動き態様と組み合わせて、ポンプカードの面積を正確に判定する。固定された坑井については、式５における固定されていない管材の長さＬはゼロであり、このことは、式６におけるＡＴＭの値をゼロにする。式６は、ポンプ充填係数ηを解決するために、以下の式７に示されるように並べ替えることができる。
【数７】
2018519446.tif 000009
【００２８】
式７において、ＡＰＣは、実際の組込みカード面積（例えば、ｉｎ−ｌｂｆ）を表し、これは、例えば台形法を用いて判定され得る。式７は、管材ストリング及びポンプ動力計カードの既知のパラメータ（例えば、属性）を用いて、ポンプ充填係数ηを判定する（例えば、推定する）方法を提供する。したがって、ポンプ充填係数ηを判定するための方法またはプロセスの例は、表面動力計カード（例えば、表面動力計カード２００）を演算し、ポンプ動力計カード（例えば、表面動力計カードに基づいてもよいポンプ動力計カード６００）を演算（例えば、算定）し、最大位置及び最小位置、ならびに最大負荷及び最小負荷（Ｓｍａｘ、Ｓｍｉｎ、Ｆｍａｘ、Ｆｍｉｎ）についてのポンプ動力計カードを解析し、真または実面積ＡＰＣを判定するためにポンプ動力計カードを積分し、式５を用いて三角形の面積ＡＴＭを算定し（管材が固定されていない場合）（Ｌ、Ｅ及びＡは、管材構成から既知である）、式７を用いてポンプ充填係数ηを算定することを含み得る。本プロセスは、例えばロッドポンプコントローラ１４６のプロセッサ１５２によって行われ得る。ポンプ充填係数ηは、ポンプユニット１００のストロークごとに判定され得る。いくつかの例で、ポンプ充填係数ηを監視してもよく、これを用いてモータ１１０の速度及び／またはオンオフ動作を制御してもよい。例えば、ポンプ充填係数ηが、しきい値または目標値を下回って低下した場合、モータ１１０の速度は減少し得る。結果として、ストローク間でポンプ１２６を満たすために、相対的により時間がかかる。
【００２９】
本明細書に開示されたように、ポンプ漏れは、ポンプ１２６両端の差圧がある場合に生じる。したがって、ポンプカードがポンプ１２６に対する正の負荷を示すときはいつでも、ポンプ１２６両端の差圧が存在する。加えて、漏れ率は、ポンプ１２６両端の差圧に比例する。ポンプ両端の差圧が、負荷ポンプカードに対するに比例するため、漏れ率は、ポンプカード負荷に比例する。ポンプは、上昇ストローク時に漏れを起こすが、これは、ポンプ両端の差圧（例えば、上昇ストローク中のポンプ１２６に対する負荷によって示される）があるためである。加えて、ポンプ１２６は、充填が１００％未満である場合には下降ストローク時に漏れを起こす場合があるが、これは、ポンプ１２６が１００％未満しか満たされていない場合にはポンプ１２６両端の差圧が存在するためである。ポンプ動力計カードを算定するために用いられる離散値が、時間的に均一に間隔を置かれることを考慮すると、流体の漏れ量ＬＫＧは、以下の式８を用いて判定される（例えば、概算される）
ことができる。
【数８】
2018519446.tif 000010
【００３０】
式８において、ＬＫＧは、ポンプを通して漏れ出た流体の量（例えば、ｉｎ３）を表し、ＣＬＫＧは、漏れ比例定数（例えば、ｉｎ２／ｌｂｆ）を表す。式８の（２．０−η）の項は、下降ストローク時の漏れを説明している。ポンプ１２６が満たされている場合（例えば、ピストン１３６の下の穴１３８の体積）、その場合ポンプ充填係数ηは１．０であり、（２．０−η）の項は１．０になる。しかしながら、ポンプ１２６が満杯未満、例えば５０％である場合、ポンプ充填係数ηは０．５であり、（２．０−η）の項は１．５になり、これは、下降ストロークの半分の間に生じた漏れを反映している。いったん漏れ出た流体量ＬＫＧが既知になると、ポンプストロークの正味の生産ＩＰｓｔｒｏｋｅを、以下の式９を用いて判定することができる。
【数９】
2018519446.tif 000011
【００３１】
式１及び８を式９に組み合わせて、ポンプストロークの正味の生産ＩＰｓｔｒｏｋｅについての以下の式１０を作成してもよい。
【数１０】
2018519446.tif 000012
【００３２】
概して、式１０の差圧ΔＰの項は、既知のまたは測定された動作パラメータから推定するためには問題になる可能性がある。本明細書に開示されたように、本例示の方法及び機器は、ポンプΔＰ両端の圧力がポンプ負荷に比例することを考慮している。瞬間圧力測定ΔＰｉを判定するための関係は、以下の式１１を用いて判定され得る。
【数１１】
2018519446.tif 000013
【００３３】
式１１では、ΔＰｉは、ポンプ両端の瞬間圧力（例えば、ｌｂｆ／ｉｎ２）を表し、Ｆｉは、瞬間ポンプ力（例えば、ｌｂｆ）を表し、Ａｐｕｍｐは、ポンプの断面積（例えば、ｉｎ２）を表す。完全またはフルストローク（例えば、上昇ストローク及び下降ストローク）のためのポンプ１２６に対する平均的な力Ｆａｖｇを導き出すために、平均的な力Ｆａｖｇを、以下の式１２を用いて判定することができる。
【数１２】
2018519446.tif 000014
【００３４】
式１２を式１１に適用すると、以下の式１３に至る。
【数１３】
2018519446.tif 000015
【００３５】
式１３では、ΔＰａｖｇは、漏れが生じている間のポンプ両端の平均圧力（例えば、ｌｂｆ／ｉｎ２）を表す。式１３を式１０に代入すると、以下の式１４が得られ、これは、ポンプユニットの単一のストロークから正味の生産ＩＰｓｔｒｏｋｅを推測する（例えば、推定する）正確な方法を提供する。
【数１４】
2018519446.tif 000016
【００３６】
式１４から、ポンプユニットの一連のストロークについての生産Ｐｏｂｓｅｒｖｅｄを、以下の式１５を用いて推定することができる。
【数１５】
2018519446.tif 000017
【００３７】
式１５においては、Ｐｏｂｓｅｒｖｅｄは、当該一連のストローク中に観測された総生産を表し（例えば、ｉｎ３）、Σは、観察期間中のすべてのストロークについての（例えば、２ストローク、８ストローク等についての）項の総和を表す。式１５は、漏れ比例定数ＣＬＫＧを解決するために並べ替えることができ、以下の式１６が得られる。
【数１６】
2018519446.tif 000018
【００３８】
いくつかの例では、漏れ比例定数ＣＬＫＧを導き出すために、較正プロセスを行い得る。例えば、生産する坑井は、専用の二相または三相分離器に結合され得、これは、一定期間（例えば、６時間、１日等）にわたる、及び／または一定数のストロークについて、坑井からの液体生産を測定することができる。例えば、水及びガスから油を分離し、生産された油の量を判定し得る分離器１５４が図１に図示される。プロセッサ１５２は、必要とされるパラメータを測定し、ポンプ動力計カードを（例えば、ストロークごとに）算定し、本明細書に開示された算定を行って、較正期間中のポンプユニットのストロークに基づいて、Σ（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）×ηの項（例えば、第１の総和項）の値と、ΣＡＰＣ×（２．０−η）の項（例えば、第２の総和項）の値とを判定し得る。較正期間の終わりに、観察された総液体（油及び水）生産Ｐｏｂｓｅｒｖｅｄ及び総和項Σ（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）×η及びΣＡＰＣ×（２．０−η）を式１６で用いて、漏れ比例定数ＣＬＫＧの値を導き出し得る。そして、漏れ比例定数ＣＬＫＧの値を用いて、単一のストロークにわたる（例えば、式１４を用いて）、または一定期間にわたる複数のストロークにわたる（例えば、式１５を用いて）生産を推測するかまたは判定することができる。言い換えると、漏れ比例定数ＣＬＫＧ（上記の例のプロセスまたは別の手段を用いて導き出され得る）を所与とすると、個々のストロークの推測された生産は、式１４と、ダウンホール動力計カードから入手可能な値とを用いて導き出されることができる。個々のストロークから推測された生産は、一定期間（例えば、１時間、１日、１カ月等）にわたって蓄積され得、これは式１５を用いて判定され得る。
【００３９】
上記の式１３は、ポンプ１２６及びポンプ動力計カードの既知の属性を用いて、ポンプ１２６両端の差圧ΔＰを判定するかまたは推定する方法を提供する。ポンプ吸入圧力ＰＩＰは、以下の式１７を用いて判定され得る。
【数１７】
2018519446.tif 000019
【００４０】
式１７においては、ＰＩＰは、ポンプ吸入圧力（例えば、ｌｂｆ／ｉｎ２）を表し、ＰＤＰは、ポンプ吐出圧力（例えば、ｌｂｆ／ｉｎ２）を表し、ΔＰｐｕｍｐは、ポンプ両端の差圧を表す（これらは、式１３を用いて判定されることができる）。多くの方法を用いて、ポンプ吐出圧力ＰＤＰを判定（例えば、推測）することができる。生産管材内に収容された流体は、流動型または静止型の垂直流体カラムとして扱われることができる。いくつかの例では、流体の流れが周期的であり（例えば、往復ロッドポンプシステムが上昇ストローク中にのみ汲み上げる）、流速が比較的低速であるため、垂直カラム内での摩擦圧力損失は、無視されることが多い。しかしながら、流体カラム内での濃度変化が考慮されるべきである。例えば、例示のプロセスは、表面吐出圧力（例えば、センサを介して測定される）を備える表面で開始し、管材ストリング１３２（図１）を下る圧力を段階的に算定することを含み得る。例示の方法またはプロセスは、（例えば、区域または離散増分内での固定された濃度を前提として）（１）坑井についての油、水及びガス生産率の推定値を得ることと、（２）適当な圧力及び温度範囲にわたる液体要素の圧力、量及び温度（ＰＶＴ）の関係を得るかまたは概算することと、（３）表面吐出圧力及び温度を測定するかまたは推定することと、（４）ＰＶＴ特性を圧力及び温度測定値とともに用いて、吐出圧力及び温度での推量される油、水及びガス混合濃度を算定することと、（５）深さまたは圧力の離散増分にわたる一定濃度を想定することと、（６）離散増分の底での深さ、圧力及び温度を算定するかまたは推定することと、（７）現在算定された圧力をポンプ吐出圧力として用いて、ポンプ深さに達したかを判定することと、（８）ポンプ深さに達した場合、ステップ４に戻ることと、を含み得る。本例では、ＰＶＴの関係性は、油及びガス比重測定、経験的相関、及び／または圧力及び温度の推定を用いて推定され得、これらは、例えばメモリ１５０に記憶され得る。加えてまたは代替的に、状態モデルの複雑な式を用いてもよい。いくつかの例では、プロセッサ（例えば、プロセッサ１５２）は、ポンプ吐出圧力を推定し、各ストロークの終わりでのポンプ両端の差圧を（例えば、式１３を用いて）推定し、式１７を適用して推定ポンプ吸入圧力を導き出し得る。
【００４１】
いくつかの例では、本例のプロセスの結果は、結果として比較的ノイズのあるポンプ吸入圧力測定となる場合がある（例えば、ポンプ吸入圧力測定値が、ストロークによって変動し得る）。そのような例では、減衰関数または低ゲインの比例積分偏差（ＰＩＤ）コントローラを用いてもよく、それによって、プロセッサがポンピングシステムのオンオフ制御かまたは可変速度制御かを行うことができるようにする。オンオフ制御モードでは、例えば、ロッドポンプコントローラ１４６は、推定ポンプ吸入圧力が特定のストローク数にわたってポンプ吸入圧力しきい値を下回るときに、ポンプ１２６を停止させ（例えば、モータ１１０を停止させ）、ポンプユニット１００を一時的アイドル時間に据え得る。可変速度制御モードでは、例えば、ロッドポンプコントローラ１４６は、推定ポンプ吸入圧力がしきい値を下回るとポンプ速度を低減させ、推定ポンプ吸入圧力がしきい値を上回るとポンプ速度を増大させ得る。
【００４２】
図１には、機器１４６を実施するための例示の方法が図示されているが、図１に図示された要素、プロセス及び／または装置のうちの１つ以上が、組み合わせられ、分割され、再配置され、省略され、取り除かれ、及び／または任意の他のやり方で実施されてもよい。さらに、図１の例示のＩ／Ｏ装置１４８、例示のメモリ１５０、例示のプロセッサ１５２、及び／または、より一般的には、例示の機器１４６は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ならびに／またはハードウェア、ソフトウェア及び／もしくはファームウェアの任意の組み合わせによって実施され得る。このように、例えば、図１の例示のＩ／Ｏ装置１４８、例示のメモリ１５０、例示のプロセッサ１５２、及び／または、より一般的には、例示の機器１４６のいずれかが、１つ以上のアナログまたはデジタル回路、論理回路、プログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、及び／またはフィールドプログラマブル論理デバイス（ＦＰＬＤ）によって実施されることができる。ソフトウェア及び／またはファームウェア実
施を完全に網羅する本特許の機器またはシステムの請求項のいずれかを読むと、これによって、例示のＩ／Ｏ装置１４８、例示のメモリ１５０及び／または例示のプロセッサ１５２のうちの少なくとも１つは、ソフトウェア及び／またはファームウェアを記憶している有形のコンピュータ可読記憶装置もしくは記憶ディスク、例えばメモリ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、ブルーレイディスク等を含むことが明確に定義されている。またさらに、図１の例示の機器は、図１に図示されたものに加えて、またはそれに代えて、１つ以上の要素、プロセス及び／または装置を含み得、及び／または図示された要素、プロセス及び装置のいずれかまたはすべてのうちの２つ以上を含み得る。
【００４３】
図１の機器１４６を実施するための例示の方法を表すフローチャートが、図７、８、９ならびに１０Ａ及び１０Ｂに示される。図７、８、９ならびに１０Ａ及び１０Ｂの方法は、図１１に関して以下に述べられる例示のプロセッサプラットフォーム１１００に示されたプロセッサ１１１２等のプロセッサによって実行するためのプログラムを含む、実装された機械可読命令であり得る。プログラムは、プロセッサ１１１２に関連付けられた有形のコンピュータ可読記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、またはメモリに記憶されたソフトウェアに組み入れられてもよいが、プログラム全体及び／またはその一部は、代替的に、プロセッサ１１１２以外の装置によって実行されることができ、及び／またはファームウェアまたは専用のハードウェアに組み入れられることができる。さらに、例示の方法は、図７、８、９ならびに１０Ａ及び１０Ｂに図示されたフローチャートを参照して説明されているが、例示の機器１４６を実施する任意の他の方法が代替的に用いられてもよい。例えば、ブロックの実行順は変更されてもよく、及び／または説明されたブロックのいくつかが、変更されるか、取り除かれるか、または組み合わせられてもよい。
【００４４】
先に言及したように、図７、８、９ならびに１０Ａ及び１０Ｂの例示の方法は、有形のコンピュータ可読記憶媒体、例えばハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び／または情報が任意の期間（例えば、長期間にわたって、永久的に、短期間の間、一時的なバッファリングの間、及び／または情報のキャッシュの間）記憶される任意の他の記憶装置または記憶ディスクに記憶された、符号化された命令（例えば、コンピュータ及び／または機械可読命令）を用いて実施され得る。本明細書で用いられる場合、有形のコンピュータ可読記憶媒体という用語は、任意のタイプのコンピュータ可読記憶装置及び／または記憶ディスクを含み、信号を伝播することを除外し、伝送媒体を排除することが明確に定義される。本明細書で用いられる場合、「有形のコンピュータ可読記憶媒体」及び「有形の機械可読記憶媒体」は、区別なく用いられる。加えてまたは代替的に、図７、８、９ならびに１０Ａ及び１０Ｂの例示の方法は、非一時的コンピュータ及び／または機械可読媒体、例えばハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ、及び／または情報が任意の期間（例えば、長期間にわたって、永久的に、短期間の間、一時的なバッファリングの間、及び／または情報のキャッシュの間）記憶される任意の他の記憶装置または記憶ディスクに記憶された、符号化された命令（例えば、コンピュータ及び／または機械可読命令）を用いて実施され得る。本明細書で用いられる場合、非一時的コンピュータ可読媒体という用語は、任意のタイプのコンピュータ可読記憶装置及び／または記憶ディスクを含み、信号を伝播することを除外し、伝送媒体を排除することが明確に定義される。本明細書で用いられる場合、文言「少なくとも」が、請求項のプリアンブルで移行用語として用いられる場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」に制限がないのと同じように、制限がない。
【００４５】
図７は、ポンプユニットについてのポンプ充填係数（例えば、割合）を算定するための例示の方法７００を図示する。例示の方法７００は、例えば図１の機器１４６によって（例えば、プロセッサ１５２を用いて）実施され、ポンプ１２６についてのポンプ充填係数を算定し得る。例示の方法７００は、表面動力計カードを演算する（ブロック７０２）ことを含む。本明細書に開示されるように、表面動力計カードは、表面で取られた測定値に基づき、研磨ロッド負荷対研磨ロッド位置を表示する。図２は、図１の例示のポンプユニット１００について演算され得る例示の表面動力計カード２００を図示する。表面動力計カードは、例えば図１のプロセッサ１５２によって演算され得る。
【００４６】
例示の方法７００は、ポンプ動力計カードを演算する（ブロック７０４）ことを含む。本明細書に開示されるように、ポンプ動力計カードは、表面動力計カードについて収集されたデータと、サッカーロッドストリングの柔軟性をモデル化する数値演算プロセスとを用いて演算され得る。図３、４、５及び６は、図１の例示のポンプユニット１００について演算され得るポンプ動力計カードの例を図示する。ポンプ動力計カードは、例えば図１のプロセッサ１５２によって演算され得る。
【００４７】
例示の方法７００は、ポンプ動力計カードから最大ポンプ位置Ｓｍａｘ、最小ポンプ位置Ｓｍｉｎ、最大ポンプ負荷Ｆｍａｘ、及び最小ポンプ負荷Ｆｍｉｎを判定する（ブロック７０６）ことを含む。ポンプ位置及び負荷は、例えば図１のプロセッサ１５２によって判定され得る。
【００４８】
図７の例示の方法７００は、ポンプユニットの管材（例えば、管材ストリング）が固定されているかを判定する（ブロック７０８）ことを含む。本明細書に開示されるように、ポンプユニットの管材が固定されていない場合、管材は、動作中に屈曲及び伸長し得る。結果として、ポンプ上の力は、時に緩和され得る。例えば、図４は、ポンプ動力計カード４００が固定された管材を有する坑井を有する例を示し、図５は、固定されていない管材を有する坑井のポンプ動力計５００の例を示す。管材が固定されている場合、例示の方法７００は、固定された管材についてのポンプ動力計カードの理想面積ＡＰＣＩを算定する（ブロック７１０）ことを含む。理想面積ＡＰＣＩは、最大ポンプ位置Ｓｍａｘ、最小ポンプ位置Ｓｍｉｎ、最大ポンプ負荷Ｆｍａｘ、及び最小ポンプ負荷Ｆｍｉｎに基づき得る。例えば、理想面積ＡＰＣＩは、式２を用いて算定され得る。管材が固定されていない場合、例示の方法７００は、固定されていない管材についてのポンプ動力計カードの理想面積ＡＰＣＩを算定する（ブロック７１２）ことを含む。理想面積は、最大ポンプ位置Ｓｍａｘ、最小ポンプ位置Ｓｍｉｎ、最大ポンプ負荷Ｆｍａｘ及び最小ポンプ負荷Ｆｍｉｎ、管材材料の弾性係数Ｅ、管材の断面積Ａｔｕｂｉｎｇ、及び固定されていない管材の長さＬに基づき得る。例えば、固定されていない管材についてのポンプ動力計カードの理想面積ＡＰＣＩは、式４を用いて算定され得る。図１のプロセッサ１５２は、管材１３６が固定されているかまたは固定されていないかを判定し得、式４を用いてポンプ動力計カードの理想面積ＡＰＣＩを算定し得る。
【００４９】
例示の方法７００は、ポンプ動力計カードの真の面積ＡＰＣを算定する（ブロック７１４）ことを含む。ポンプ動力計カードの真の面積は、例えば台形法または任意の他の数式を用いて算定され得る。ポンプ動力計カードの真の面積ＡＰＣは、例えば図１のプロセッサ１５２によって算定され得る。例示の方法７００は、ポンプ動力計カードの算定された理想面積ＡＰＣＩと、ポンプ動力計カードの真の面積ＡＰＣとに基づいて、ポンプ充填係数ηを判定する（ブロック７１６）ことを含む。例えば、ポンプ充填係数ηは、式７を用いて判定され得る。ポンプ充填係数ηは、例えば図１のプロセッサ１５２によって判定され得る。ポンプ充填係数ηを用いて、数ある中で、ポンプの吸入圧力ＰＩＰを判定し、及び／または漏れ比例定数ＣＬＫＧを判定し得、そしてこれを用いて、生産を推測し、及び／またはポンプユニットをより効率的に制御することができる。いくつかの例では、ポン
プ充填係数を用いて、ポンプの速度及び／またはオンオフ動作を制御することができる。例えば、ポンプ充填係数を監視することができ、ポンプ充填係数が目標値（例えば、１つのストロークまたは特定数のストロークについて）を下回って下降すると、ポンプを停止させる（または速度を低減させる）ことができ、坑井を活動停止にして、坑井ケーシングが生産地層によって充填されることを可能にすることができる。したがって、ポンピングが（アイドル時間の終わりに）再開されるとき、ポンプを充填するために十分な流体が存在し得る。
【００５０】
図８は、ポンプの吸入圧力を算定するかまたは判定するための例示の方法８００を図示する。例示の方法８００は、例えば図１の機器１４６によって（例えば、プロセッサ１５２を用いて）実施され、ポンプ１２６の吸入圧力ＰＩＰを判定する。例示の方法８００は、ポンプ充填係数ηを判定する（ブロック８０２）ことを含む。ポンプ充填係数ηは、図７の例示の方法７００を用いて判定され得、これは、図１の例示の機器１４６によって実施され得る。例示の方法８００は、漏れが生じている期間中のポンプ上の平均的力Ｆａｖｇを算定する（ブロック８０４）ことを含む。平均的力Ｆａｖｇは、例えばポンプ動力計カードの面積ＡＰＣ、ポンプの最大位置Ｓｍａｘ、ポンプの最小位置Ｓｍｉｎ、及び／またはポンプ充填係数ηに基づき得る。ポンプ動力計カードの面積ＡＰＣ、ポンプの最大位置Ｓｍａｘ、ポンプの最小位置Ｓｍｉｎは、図７の方法７００に関連して説明される。平均的力Ｆａｖｇは、式１２を用いて判定され得、これは、例えば図１のプロセッサ１５２によって算定され得る。
【００５１】
例示の方法８００は、漏れが生じている間のポンプ両端の平均圧力ΔＰａｖｇを算定する（ブロック８０６）ことを含む。平均圧力ΔＰａｖｇは、式１３を用いて判定され得、これは、例えば図１のプロセッサ１５２によって実施され得る。式１３において、平均圧力ΔＰａｖｇは、ポンプ動力計カードの真の面積ＡＰＣ、ポンプの断面積Ａｐｕｍｐ、ポンプの最大位置Ｓｍａｘ、ポンプの最小位置Ｓｍｉｎ、ポンプ充填係数ηに基づく。例示の方法８００は、坑井についての油、水及びガス生産率の推定値を得る（ブロック８０８）ことを含む。生産率の推定値は、例えば図１のプロセッサ１５２によって得られ得る。当該率は、分離器１５４からの測定値に基づいてもよい。別の例では、当該率は、例えば図１０Ａ及び１０Ｂの、本明細書により詳細に開示された方法に関連して判定された推測された生産に基づいて判定され得る。
【００５２】
図８の例示の方法８００は、圧力及び温度範囲にわたる液体要素の圧力、量及び温度の関係を得るかまたは概算する（ブロック８１０）（例えば、坑井の動作条件に適切な圧力及び温度範囲）ことを含む。当該関係は、例えば図１のプロセッサ１５２によって得られ得るかまたは概算され得る。いくつかの例では、当該関係は、メモリ１５０に記憶される。例示の方法８００は、表面吐出圧力及び温度を測定するかまたは推定する（ブロック８１２）ことを含む。例えば、図１のプロセッサ１５２は、Ｉ／Ｏ装置１４８を介して測定値を受信し、表面での吐出圧力及び温度を判定し得る。
【００５３】
例示の方法８００は、圧力、量及び温度特性を圧力及び温度測定値／推定値とともに用いて、吐出圧力及び温度での推量される油／水／ガス混合濃度を算定する（ブロック８１４）ことを含む。濃度は、例えば図１のプロセッサ１５２によって算定され得る。例示の方法８００は、深さまたは圧力の離散増分にわたる一定濃度を想定する（ブロック８１６）ことと、離散増分の底での深さ、圧力及び温度を算定する（ブロック８１８）こととを含む。離散増分は、任意の増分（例えば、１ｍｍ）であってもよい。深さ値、圧力値及び温度値は、例えば図１のプロセッサ１５２によって算定され得る。
【００５４】
例示の方法８００は、ポンプ深さに達したときを判定する（ブロック８２０）ことを含む。言い換えると、本方法８００は、増分が最後であるか、または坑井の最も底の増分で
あるかを判定することを含む。そうでない場合、例示の方法８００は、圧力、量及び温度特性を用いて濃度を算定することと、次の離散増分の底での深さ値、圧力値及び温度値を算定することとを含む（ブロック８１４〜８１８）。このプロセスは、ポンプ深さに達するまで継続してもよい。ポンプ深さに達した場合、本方法８００は、現在算定された圧力をポンプ吐出圧力として用いることと（ブロック８２２）（例えば、ブロック８１８において算定された圧力値）、算定されたポンプ両端の差圧と、ポンプ吐出圧力とに基づいてポンプ吸入圧力を算定する（ブロック８２４）こととを含む。ポンプ吸入圧力は、式１７を用いて算定され得、これは、例えば図１のプロセッサ１５２によって実施され得る。
【００５５】
図９は、ポンプユニットを、ポンプ吸入圧力に基づいて動作させるために用いられ得る例示の方法９００のフローチャート表現を図示する。例示の方法９００は、例えば図１の機器１４６によって（例えば、プロセッサ１５２を用いて）実施され、ポンプ１２６をしきい値吸入圧力及び／または圧力範囲を上回るかまたは下回って動作させ得る。例示の方法９００は、ポンプ吸入圧力を判定すること（ブロック９０２）を含み、これは、図８の例示の方法８００を用いて判定され得る。例示の方法９００は、ポンプ吸入圧力をポンプ吸入圧力しきい値と比較する（ブロック９０４）ことを含む。ポンプ吸入圧力は、範囲（例えば、上限及び下限を有する）であってもよい。ポンプ吸入圧力は、オペレータによって設定されてもよい。例えば、図１のプロセッサ１５２は、ポンプ１２６の吸入圧力ＰＩＰを判定し、吸入圧力ＰＩＰをポンプ吸入圧力しきい値と比較し得る。
【００５６】
例示の方法９００は、ポンプ吸入圧力がポンプ吸入圧力しきい値の範囲内であるかを判定する（ブロック９０６）ことを含む。例えば、ポンプ吸入圧力は、許容またはしきい値ポンプ吸入圧力よりも高い場合がある。ポンプ吸入圧力がポンプ吸入圧力しきい値の範囲内ではない場合、例示の方法９００は、ポンプを始動または停止させること、及び／またはポンプの速度を変更する（ブロック９０８）ことを含む。例えば、図１の機器１４６を用いて、モータ１１０の速度を増減するようにモータ１１０を制御し得る。本明細書に開示されるように、いくつかの例では、ポンプが設定された吸入圧力しきい値を上回って動作することが望ましい場合があり、このことは、例えばより少ない炭化水素要素が液相で残ることを可能にし得る。例示の方法９００は、坑井の監視を続けるかを判定する（ブロック９１０）ことを含む。監視を続ける場合、例示の方法９００を繰り返してもよい。そうでなければ、例示の方法９００を終了してもよい。
【００５７】
図１０Ａ及び１０Ｂは、油井の生産を推測するために用いられ得る一例の方法１０００のフローチャート表現を図示する。例示の方法１０００は、例えば図１の機器１４６によって（例えば、プロセッサ１５２を用いて）実施され、ポンプユニット１００による油井１０２の生産を推測し得る。例示の方法１０００は、ポンプパラメータまたは属性、例えばポンプの直径、ポンプの断面積Ａｐｕｍｐ、管材材料の弾性係数Ｅ、及び／または任意の固定されていない管材の長さＬを得る（ブロック１００２）ことを含む。パラメータまたは属性は、例えば図１のプロセッサ１５２によって得られ得る。ブロック１００４において、第１の所定期間の間の、及び／または第１の所定ストローク数の間の坑井（例えば、図１の油井１０２）からの液体生産を直接測定するプロセスを開始する（ブロック１００４）。坑井から生産された液体（例えば、油井１０２）は、ポンプユニット（例えば、ポンプユニット１００）の１つ以上のストロークについて直接測定される（ブロック１００６）。いくつかの例では、液体は、坑井試験分離器（例えば、図１の分離器１５４）を用いて直接測定される。例示の方法１０００は、ポンプユニットがストロークを完了したかを判定する（ブロック１００８）ことを含む。例えば、プロセッサ１５２は、ポンプユニット１００がストロークを完了したかを判定し得る。いくつかの例では、プロセッサ１５２は、クランクアーム１１６に隣接するセンサから受信されたフィードバックに基づいて、ポンプユニット１００がストロークを完了することを判定する。ポンプユニットのストロークが完了してない場合、当該方法は、坑井から生産された液体を直接測定すること
を継続する（ブロック１００６）。
【００５８】
ポンプユニットがストロークを完了した場合（ブロック１００８で判定される）、例示の方法１０００は、例えば判定された表面動力計カード及び／または表面動力計カードについて収集されたデータに基づいて、ポンプ動力計カードを演算すること（ブロック１０１０）を含む。ポンプ動力計カードは、例えば図１のプロセッサ１５２によって演算され得る。例示の方法１０００は、ポンプ動力計カードから、最大ポンプ位置Ｓｍａｘ、最小ポンプ位置Ｓｍｉｎ、最大ポンプ負荷Ｆｍａｘ及び最小ポンプ負荷Ｆｍｉｎを判定すること（ブロック１０１２）を含む。ポンプ位置及び負荷は、例えば図１例示のプロセッサ１５２によって判定され得る。例示の方法１０００は、ポンプ動力計カードの面積ＡＰＣを判定すること（ブロック１０１４）を含む。例えば、プロセッサ１５２は、台形法を用いてポンプカードの面積ＡＰＣを判定し得る。
【００５９】
例示の方法１０００は、ポンプ充填係数ηを判定すること（ブロック１０１６）を含む。ポンプ充填係数ηは、図７の例示の方法７００を用いて判定され得る。例示の方法１０００は、第１の所定の時間周期及び／または第１の所定ストローク数中に生じたストロークのポンプ動力計カードについての第１の総和値及び第２の総和値を算定すること（ブロック１０１８）を含む。例えば、第１の総和値は、第１の所定の時間周期中に生じたストロークについて、Σ（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）×ηを用いて算定され得、第２の総和値は、第２の所定の時間周期中に生じたストロークについて、ΣＡＰＣ×（２．０−η）を用いて算定され得る。第１の及び第２の総和値は、例えば図１のプロセッサ１５２によって判定され得る。
【００６０】
例示の方法１０００は、第１の所定の時間周期が経過したか、及び／またはポンプユニットの第１の所定ストローク数が生じたかを判定する（ブロック１０２０）ことを含む。例えば、図１のプロセッサ１５２は、第１の所定の時間周期が経過したか、及び／または第１の所定ストローク数が生じたかを判定し得る。第１の所定の時間周期が経過した場合、及び／または所定ストローク数が生じた場合、坑井から生産された液体の測定を続ける（ブロック１００６）。
【００６１】
第１の所定の時間周期が経過した場合、及び／または所定ストローク数が生じた場合、例示の方法１０００は、第１の所定の時間周期中の、及び／または第１の所定ストローク数についての総液体生産Ｐｏｂｓｅｒｖｅｄを判定する（ブロック１０２２）ことを含む。例示の方法１０００は、漏れ比例定数ＣＬＫＧを判定する（ブロック１０２４）ことを含む。漏れ比例定数ＣＬＫＧは、ポンプパラメータ（例えば、ブロック１００２で得られる）、第１の所定の時間周期中の、及び／または第１の所定ストローク数中の総液体生産Ｐｏｂｓｅｒｖｅｄ（例えば、ブロック１０２２で得られる）、及び／または第１の総和値及び第２の総和値（例えば、ブロック１０２０で得られる）に基づき得る。例えば、漏れ比例定数ＣＬＫＧは、式１６を用いて判定され得、これは、図１の例示のプロセッサ１５２によって実施され得る。
【００６２】
例示の方法１０００は、図１０Ｂに続き、通常動作中の、及び／またはポンプユニットが第２の所定の時間周期にわたって継続的に動作している間のポンプユニットの生産を判定する（例えば、推測すること）ことを含む（ブロック１０２６）。第２の所定の時間周期は、例えば、１時間、１日、１週間、１カ月等であってもよい。例示の方法１０００は、ポンプユニットがストローク（例えば、上昇ストローク及び下降ストロークを含む完全なサイクル）を完了したかを判定する（ブロック１０２８）ことを含む。ポンプユニットがストロークを完了していない場合、方法１０００は、ストロークが完了したかを繰り返し判定する。ポンピングがストロークを完了した場合（例えば、プロセッサ１５２によって判定される）、例示の方法１０００は、ポンプ動力計カードを演算する（ブロック１０
３０）ことを含む。ポンプ動力計カードは、例えば、判定された表面動力計カードに基づいてもよい。ポンプ動力計カードは、例えば図１のプロセッサ１５２によって演算され得る。
【００６３】
例示の方法１０００は、ポンプ動力計カードから、最大ポンプ位置Ｓｍａｘ、最小ポンプ位置Ｓｍｉｎ、最大ポンプ負荷Ｆｍａｘ、及び最小ポンプ負荷Ｆｍｉｎを判定する（ブロック１０３２）ことを含む。ポンプ位置及び負荷は、例えば図１の例示のプロセッサ１５２によって判定され得る。例示の方法１０００は、ポンプ動力計カードの面積ＡＰＣを判定する（ブロック１０３４）ことを含む。例えば、プロセッサ１５２は、台形法を用いてポンプカードの面積ＡＰＣを判定し得る。例示の方法１０００は、ポンプ充填係数ηを判定する（ブロック１０３６）ことを含む。ポンプ充填係数ηは、図７の例示の方法７００を用いて判定され得る。例えば、プロセッサ１５２は、式７を用いてポンプ充填係数ηを判定し得る。
【００６４】
例示の方法１０００は、ポンプユニットのストロークの推測生産を判定する（ブロック１０３８）ことを含む。ポンプユニットの生産は、ポンプパラメータ（例えば、ブロック１００２で得られる）、ポンプ充填係数η（例えば、ブロック１０３６で得られる）及び／または漏れ比例定数ＣＬＫＧ（例えば、ブロック１０２４で得られる）に基づいてもよい。例えば、生産ＩＰｓｔｒｏｋｅは、式１４を用いて判定され得、これは、図１のプロセッサ１５２によって実施され得る。例示の方法１０００は、第２の所定の時間周期が経過したか、及び／または第２の所定ストローク数が生じたかを判定する（ブロック１０４０）ことを含む。第２の所定の時間周期が経過していない、及び／または第２の所定ストローク数が生じていない場合、例示の方法１０００は、ブロック１０２８を継続し、ここで方法１０００は、ポンプユニットが別のストロークを完了したかを判定することを継続する。第２の所定の時間周期が経過した、及び／または第２の所定ストローク数が生じた場合、例示の方法１０００は、ストロークからの生産を合計する（ブロック１０４２）ことを含む。すべてのストロークの総生産Ｐｏｂｓｅｒｖｅｄは、例えば式１５を用いて判定され得る。総生産Ｐｏｂｓｅｒｖｅｄは、例えば図１のプロセッサ１５２によって判定され得る。例示の方法１０００は、それ自体を所望のように繰り返してもよい。そうでなければ、例示の方法１０００は終了してもよい。
【００６５】
図１１は、図７、８、９ならびに１０Ａ及び１０Ｂの方法を実施するための、及び／または図１の機器１４６を実施するための命令を実行することが可能である、例示のプロセッサプラットフォーム１１００のブロック図である。プロセッサプラットフォーム１１００は、例えば、サーバ、パーソナルコンピュータ、モバイル装置（例えば、携帯電話、スマートフォン、ｉＰａｄ（商標）等のタブレット）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、インターネットアプライアンスまたは任意の他のタイプの演算装置であることができる。
【００６６】
図示された例のプロセッサプラットフォーム１１００は、プロセッサ１１１２を含む。図示された例のプロセッサ１１１２は、ハードウェアである。例えば、プロセッサ１１１２は、任意の所望の系列または製造者からの１つ以上の集積回路、論理回路、マイクロプロセッサまたはコントローラによって実施されることができる。
【００６７】
図示された例プロセッサ１１１２は、ローカルメモリ１１１３（例えば、キャッシュ）を含む。図示された例のプロセッサ１１１２は、バス１１１８を介して、揮発性メモリ１１１４及び不揮発性メモリ１１１６を含むメインメモリと通信する。揮発性メモリ１１１４は、同期型ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、ＲＡＭＢＵＳダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）及び／または任意の他のタイプのランダムアクセスメモリ装置によって実施され得る。不揮発性メモリ１１１６は、フラッシュメモリ及び／または任意の他の所望のタ
イプのメモリ装置によって実施され得る。メインメモリ１１１４、１１１６へのアクセスは、メモリコントローラによって制御される。
【００６８】
図示された例のプロセッサプラットフォーム１１００は、インターフェース回路１１２０をさらに含む。インターフェース回路１１２０は、任意のタイプのインターフェース規格、例えばイーサネットインターフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、及び／またはＰＣＩ  ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースによって実施され得る。
【００６９】
図示された例では、１つ以上の入力装置１１２２が、インターフェース回路１１２０に接続されている。入力装置１１２２は、ユーザがプロセッサ１１１２にデータ及びコマンドを入力することを許す。入力装置は、例えば、オーディオセンサ、マイクロフォン、カメラ（静止画または動画）、キーボード、ボタン、マウス、タッチスクリーン、トラックパッド、トラックボール、アイソポイント、及び／または音声認識システムによって実施されることができる。
【００７０】
１つ以上の出力装置１１２４が、図示された例のインターフェース回路１１２０にさらに接続される。出力装置１１２４は、例えばディスプレイ装置（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、液晶ディスプレイ、陰極線管ディスプレイ（ＣＲＴ）、タッチスクリーン、触覚出力装置、プリンタ及び／またはスピーカ）によって実施されることができる。図示された例のインターフェース回路１１２０は、通常は、グラフィックスドライバカード、グラフィックスドライバチップまたはグラフィックスドライバプロセッサを含む。
【００７１】
図示された例のインターフェース回路１１２０は、ネットワーク１１２６（例えば、イーサネット接続、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、電話線、同軸ケーブル、携帯電話システム等）を介して、外部マシン（例えば、任意の種類の演算装置）とのデータのやり取りを促進するための通信装置、例えば送信機、受信機、送受信機、モデム及び／またはネットワークインターフェースカードをさらに含む。
【００７２】
図示された例のプロセッサプラットフォーム１１００は、ソフトウェア及び／またはデータを記憶するための１つ以上の大容量記憶装置１１２８をさらに含む。そのような大容量記憶装置１１２８の例は、フロッピーディスクドライブ、ハードドライブディスク、コンパクトディスクドライブ、ブルーレイディスクドライブ、ＲＡＩＤシステム、及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブを含む。
【００７３】
図７、８、９ならびに１０Ａ及び１０Ｂの方法を実施するための符号化された命令１１３２は、大容量記憶装置１１２８内に、揮発性メモリ１１１４内に、不揮発性メモリ１１１６内に、及び／または取り外し可能な有形のコンピュータ可読記憶媒体、例えばＣＤまたはＤＶＤ上に記憶されてもよい。
【００７４】
上記から、上記の開示された方法、機器及び産出物は、例えば、サッカーロッドストリング上のポンプユニットによって行われる作業を、坑井からの単一の容量単位の流体を引き上げるために用いられる作業に関連させることによって、ダウンホール往復ポンプの生産を判定することに関することが認識されよう。この関係を用いることで、ポンプユニットの単一のストローク中にポンプユニットによって行われる作業を用いて、ストローク中に生産される流体量を推定することができる。各ストロークから推定された生産は、一定期間にわたって（例えば、毎時、毎日、毎月等）合計されて、ポンプユニットについての生産推定値を推測し、推定し、及び／または判定することができる。
【００７５】
少なくともいくつかの例では、ロッドポンプコントローラは、ダウンホールポンプカー
ドを算定しない。よって、本明細書に開示された例は、中度から低度の演算能力の演算プラットフォーム上で実施されることができる。本明細書に開示された例を用いると、ダウンホールポンプカードを分析して、正味の液体ストローク、流体負荷またはダウンホールカードからの他のそのようなパラメータを特定する必要がない。少なくともいくつかの例では、漏れ比例定数が、坑井試験に関連付けられた算定を用いて判定されるため、漏れ試験は行われない。本明細書に開示された例は、フィールドコントローラで実施されることができる。
【００７６】
本明細書に開示された例示の方法は、所定の時間周期中ポンプユニットによって坑井から生産された液体量を測定することと、所定の時間周期中第１のポンプカードの第１の面積を判定することとを含む。例示の方法は、第１の面積を合計することと、生産された液体量と合計された第１の面積とに基づいて、ポンプユニットのダウンホールポンプの漏れ比例定数を判定することとを含む。
【００７７】
いくつかの例では、本方法は、ポンプユニットを継続的に動作させながら、第２のポンプカードの第２の面積を判定することをさらに含む。いくつかの例では、本方法は、漏れ比例定数と第２の面積とに基づいて、ポンプユニットのストローク中に生産された正味の流体を判定することをさらに含む。いくつかの例では、生産された液体量を計測することは、坑井試験分離器を用いて、分離器の条件において、生産された液体を測定することを含む。
【００７８】
いくつかの例では、所定の時間周期中第１のポンプカードの第１の面積を判定することは、ロッドポンプコントローラを用いて第１の面積を判定することを含む。いくつかの例では、本方法は、ポンプユニットを第２の時間周期にわたって継続的に動作させながら、第２のポンプカードの第２の面積を判定することをさらに含む。いくつかの例では、本方法は、比例定数と第２の面積とに基づいて、第２の所定の時間周期中に生産された正味の流体を判定することをさらに含む。いくつかの例では、漏れ比例定数は、ポンプユニットのダウンホールポンプの両端の差圧にさらに基づいて判定される。
【００７９】
本明細書に開示された例示の機器は、ポンプユニットとともに用いるためのハウジングと、ハウジング内に位置付けられたプロセッサとを含む。プロセッサは、所定の時間周期中第１のポンプカードの第１の面積を判定し、第１の面積を合計し所定の時間周期中ポンプユニットのダウンホールポンプによって坑井から生産された液体量と、合計された第１の面積とに基づいて、ダウンホールポンプの漏れ比例定数を判定する。
【００８０】
いくつかの例では、プロセッサは、ポンプユニットを継続的に動作させながら、第２のポンプカードの第２の面積を判定する。いくつかの例では、プロセッサは、漏れ比例定数と第２の面積とに基づいて、ポンプユニットのストロークに生産された正味の流体を判定する。いくつかの例では、機器は、ロッドポンプコントローラを含む。いくつかの例では、プロセッサは、第２の所定の時間周期にわたってポンプユニットを継続的に動作させながら、第２のポンプカードの第２の面積を判定するためのものである。いくつかの例では、プロセッサは、比例定数と第２の面積とに基づいて、第２の所定の時間周期中に生産された正味の流体を判定するためのものである。いくつかの例では、プロセッサは、ポンプユニットのダウンホールポンプ両端の差圧にさらに基づいて、漏れ比例定数を判定するためのものである。
【００８１】
本明細書に開示された別の例示の方法は、ポンプによってポンプの第１のストローク中に坑井から生産された第１の液体量を測定することと、第１のストロークに基づいて、第１のポンプカードを演算することと、第１のポンプカードの第１の面積を判定することと、生産された第１の液体量と第１の面積とに基づいて、ポンプの漏れ比例定数を判定する
こととを含む。例示の方法は、ポンプの第２のストロークに基づいて、第２のポンプカードを演算することと、第２のポンプカードの第２の面積を判定することと、漏れ比例定数と第２の面積とに基づいて、ポンプによって第２のストローク中に生産された第２の液体量を判定することとをさらに含む。
【００８２】
いくつかの例では、本方法は、第１のストローク中のポンプについての第１のポンプ充填係数を判定することを含む。そのような例では、漏れ比例定数は、第１のポンプ充填係数にさらに基づく。いくつかのそのような例では、本方法は、第１のポンプカードの理想面積を判定することを含む。第１のポンプ充填係数は、第１のポンプカードの判定された第１の面積と第１のポンプカードの理想面積との比率に基づく。いくつかの例では、本方法は、ポンプの管材が固定されているかを判定することを含む。いくつかの例では、管材が固定されていない場合、第１のポンプカードの理想面積が、管材の材料の弾性係数と、ポンプの断面積と、固定されていない管材の長さとに基づく。
【００８３】
いくつかの例では、方法は、第２のストローク中のポンプについての第２のポンプ充填係数を判定することを含む。そのような例では、生産された第２の液体量は、第２のポンプ充填係数にさらに基づく。
【００８４】
いくつかの例では、本方法は、第１のポンプ充填係数に基づいて、第１のストローク中のポンプ両端の差圧を判定することを含む。そのような例では、漏れ比例定数は、ポンプ両端の差圧にさらに基づいて判定される。
【００８５】
いくつかの例では、第１の液体量は、分離器を用いて測定される。いくつかの例では、本方法は、ポンプの第３のストロークに基づいて、第３のポンプカードを演算することと、第３のポンプカードの第３の面積を判定することと、漏れ比例定数と第３の面積とに基づいて、ポンプによって第３のストローク中に生産された第３の液体量を判定することと、第２の量と第３の量とを合計して、第２及び第３のストローク中にポンプによって生産された正味の流体を判定することと、を含む。
【００８６】
本明細書に開示された別の例示の機器は、ダウンホールポンプを有するポンプユニットとともに用いられるハウジングと、ハウジング内に配設されたプロセッサとを含む。例示の機器のプロセッサは、ポンプの第１のストロークに基づいて、第１のポンプカードの第１の面積を判定し、ポンプによって第１のストローク中に生産された第１の液体量と第１の面積とに基づいて、ポンプの漏れ比例定数を判定し、ポンプの第２のストロークに基づいて、第２のポンプカードの第２の面積を判定し、漏れ比例定数と第２の面積とに基づいて、ポンプによって第２のストローク中に生産された第２の液体量を判定するためのものである。
【００８７】
いくつかの例では、本機器は、分離器を含む。分離器は、ポンプによって第１のストローク中に生産された第１の液体量を測定するためのものである。いくつかの例では、プロセッサは、第１のストローク中のポンプについての第１のポンプ充填係数を判定するためのものである。そのような例では、漏れ比例定数は、漏れ比例定数が、第１のポンプ充填係数にさらに基づく。いくつかのそのような例では、プロセッサは、第２のストローク中のポンプについての第２のポンプ充填係数を判定するためのものである。そのような例では、生産された第２の流体量は、第２のポンプ充填係数にさらに基づく。いくつかのそのような例では、プロセッサは、第２のポンプ充填係数に基づいて、第２のストローク中のポンプの吸入圧力を判定するためのものである。いくつかの例では、本機器は、ポンプを駆動するためのモータを含む。そのような例では、プロセッサは、ポンプの吸入圧力に基づいて、モータの速度を制御するためのものである。
【００８８】
本明細書には、例示の有形の機械可読記憶装置が開示され、実行されると、機械に少なくとも、ダウンホールポンプの第１のストロークに基づいて、第１のポンプカードを演算することと、第１のポンプカードの第１の面積を判定することと、ポンプによって第１のストローク中に生産された第１の液体量と第１の面積とに基づいて、ポンプの漏れ比例定数を判定することと、を行わせる命令を有する。当該命令は、機械に、ポンプの第２のストロークに基づいて、第２のポンプカードを演算することと、漏れ比例定数と第２の面積とに基づいて、ポンプによって第２のストローク中に生産された第２の流体量を判定することと、をさらに行わせるものである。
【００８９】
いくつかの例では、命令は、実行されると、機械に、第１のストローク中のポンプについての第１のポンプ充填係数を判定することをさらに行わせる。そのような例では、漏れ比例定数は、第１のポンプ充填係数にさらに基づく。いくつかの例では、命令は、実行されると、機械に、第２のストローク中のポンプについての第２のポンプ充填係数を判定することをさらに行わせる。そのような例では、生産された第２の液体量は、第２のポンプ充填係数にさらに基づく。いくつかの例では、命令は、実行されると、機械に、第２のポンプカードの理想面積を判定することをさらに行わせる。そのような例では、第２のポンプ充填係数は、第２のポンプ充填係数が、第２のポンプカードの判定された第２の面積と、第２のポンプカードの理想面積との比率に基づく。いくつかのそのような例では、命令は、実行されると、機械に、第２のポンプ充填係数に基づいて、第２のストローク中のポンプ両端の差圧を判定することをさらに行わせる。
【００９０】
本明細書では方法、機器及び産出物の特定の例が開示されてきたが、本特許の網羅する範囲は、それらに限定されない。反対に、本特許は、特許の請求項の範囲に明確に含まれるすべての方法、機器及び産出物を網羅する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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