[发明专利]诊断泵设备的方法、程序储存装置和用于泵设备的控制器

摘要

对具有设置在偏斜的井筒中的井下泵的泵设备进行诊断通过两个耦合的四阶非线性微分方程表征杆柱的轴向位移和横向位移，该两个耦合的四阶非线性微分方程包括轴向运动方程和横向运动方程。为了解该方程，导数被有限差分模拟所替代。杆柱的初始轴向位移通过假定不存在横向位移并解轴向方程而计算得出。初始轴向力通过使用初始轴向位移并假定不存在横向位移而计算得出。初始横向位移通过使用初始轴向力和初始轴向位移而计算得出。轴向力和摩擦力通过使用初始位移而计算得出，并且井下泵处的轴向位移通过用轴向力和摩擦力解轴向方程而计算得出。计算井下泵处的载荷从而可以生成井下卡。

主权项

1.一种诊断泵设备的方法，所述泵设备具有设置在偏斜的井筒中的井下泵，具有有限处理能力的控制器并且具有位于所述偏斜的井筒的表面处的马达，所述井下泵通过由所述马达以可操作的方式移动的杆柱而在所述偏斜的井筒中往复运动，所述方法包括：获得指示所述杆柱在所述表面处的表面载荷和表面位置的表面测量值；用包括轴向运动方程和横向运动方程的两个耦合的四阶非线性微分方程通过用有限差分模拟替代所述两个耦合的非线性微分方程的导数来表征所述杆柱的轴向位移和横向位移；通过用有限处理能力的所述控制器执行计算步骤来解所述两个耦合的非线性微分方程的所述有限差分模拟，其中所述计算步骤包括：通过假定不存在横向位移并且通过解所述轴向运动方程来初始计算所述杆柱的初始轴向位移；通过使用所述初始轴向位移并假定不存在横向位移来初始计算初始轴向力；通过使用初始计算出的所述初始轴向力和使用初始计算出的所述初始轴向位移来首先计算所述杆柱的初始横向位移；通过使用初始计算出的所述初始轴向位移和使用首先计算出的所述初始横向位移来其次计算轴向力和摩擦力；使用其次计算出的所述轴向力和所述摩擦力再解所述轴向运动方程来获得所述井下泵处的所述轴向位移确定值；用所述控制器计算所述井下泵处的载荷；以及用所述控制器生成表示所述井下泵的所述载荷关于由所述计算步骤获得的所述轴向位移确定值的井下卡。