[发明专利]往复杆泵送单元

说明书

本发明提供了一种往复式泵送单元。在一个实施方式中，往复杆泵送单元包括塔；能够沿着该塔移动的配重组件；连接至塔的上端部并且能够相对于塔的上端部旋转的鼓；带，该带具有连接至配重组件并且在鼓的上方延伸的第一端并且具有能够连接至杆柱的第二端；用于使配重组件沿着塔进行往复运动的原动机；用于检测泵送单元的情况的传感器；用于使配重组件的自由下落停止的制动系统；以及控制器，该控制器与传感器中的至少一个传感器通信并且能够操作成响应于对泵送单元的故障情况的检测而激活制动系统。

技术领域

本公开总体上涉及往复杆泵送单元。

背景技术

为了获得烃流体，在地中钻出井孔以与开采地层相交。一旦到达开采地层，通常需要人工提升系统来将采出流体(例如，烃流体)从开采地层运送至位于地表面处的井口。往复杆泵送单元是常见类型的人工提升系统。

该往复杆泵送单元通常包括表面驱动机构、抽油杆柱和井下泵。流体通过附接至杆柱的驱动机构的往复泵送动作而被带至井孔的表面。往复泵送动作使泵上的游动阀移动，从而在杆柱的向下行程上对游动阀加载并且在杆柱的向上行程上将流体提升至表面。通常在泵筒的底部处定位有固定阀，该固定阀防止流体在泵筒被填充之后以及在杆柱的向下行程期间流回到井地层中。该杆柱提供了位于表面处的驱动机构至井下泵的机械连接。

一种这样的表面驱动机构被称为长行程泵送单元。该长行程泵送单元包括配重，该配重在塔的操作期间沿着塔行进。如果抽油杆柱发生故障，则存在下述可能性：配重组件将在重力作用下自由下落并且当配重组件发生碰撞时损坏泵送单元的各个部件。配重组件的突然加速可能不能使用现有的长行程泵送单元来进行控制。

发明内容

本公开总体上涉及一种用于往复杆泵送单元的制动系统。在一个实施方式中，往复杆泵送单元包括：塔；能够沿着该塔移动的配重组件；连接至塔的上端部并且能够相对于该塔的上端部旋转的鼓；带，该带具有连接至配重组件的第一端，该带延伸越过鼓，并且该带具有能够连接至杆柱的第二端；用于使配重组件沿着塔进行往复运动的原动机；用于检测由于杆柱的故障而引起的配重组件的突然加速度的传感器；用于使配重组件的自由下落停止的制动系统和用于吸收下落的配重组件的动能的制动器系统中的至少一者；以及控制器，该控制器与传感器通信并且能够操作成响应于关于突然加速度的检测而激活所述制动系统或制动器系统。

在一个实施方式中，往复杆泵送单元包括：塔；能够沿着该塔移动的配重组件；连接至塔的上端部并且能够相对于该塔的上端部旋转的鼓；带，该带具有连接至配重组件的第一端，该带延伸越过鼓，并且该带具有能够连接至杆柱的第二端；用于使配重组件沿着塔进行往复运动的原动机；用于检测泵送单元的状况的传感器；用于使配重组件的自由下落停止的制动系统；以及控制器，该控制器与传感器通信并且能够操作成响应于关于泵送单元的故障状况的检测而激活制动系统。在一个示例中，传感器选自下述各者组成的组：用于检测带的速度的速度传感器、用于检测带的循环的循环传感器、用于检测鼓上的载荷变化的载荷传感器、用于检测带的对准的带对准传感器、用于检测塔的振动的振动传感器及其组合。

在另一实施方式中，往复杆泵送单元包括：塔；能够沿着该塔移动的配重组件；连接至塔的上端部并且能够相对于该塔的上端部旋转的鼓；带，该带具有连接至配重组件的第一端，该带延伸越过鼓，并且该带具有能够连接至杆柱的第二端；用于使配重组件沿着塔进行往复运动的原动机；用于检测泵送单元的状况的传感器；以及控制器，该控制器与传感器通信并且能够操作成响应于所检测到的状况而使配重组件停止。在一个示例中，传感器选自下述各者组成的组：用于检测带的速度的速度传感器、用于检测带的循环的循环传感器、用于检测鼓上的载荷变化的载荷传感器、用于检测带的对准的带对准传感器、用于检测塔的振动的振动传感器及其组合。