泵系统的制作方法
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本申请要求于2018年12月16日提交的美国临时专利申请no.62/780,282的权益和优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过参引并入本文中。
背景技术：
在地下环境中可以使用各种类型的设备。作为示例，在地下环境中可以使用泵系统来使流体在井中移动。
技术实现要素：
一种方法可以包括：操作泵系统；确定与该泵系统相关联的条件；以及至少部分地基于该条件控制泵系统。还公开了各种其他设备、系统、方法等。
提供本发明内容以引入在以下详细描述中进一步描述的构思选择。本发明内容并非意在确定所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意在用来帮助限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
通过参照以下结合附图的描述，可以更容易地理解所描述的实施方式的特征和优点。
图1图示了包括设置在地下环境中的泵的系统的示例。
图2图示了方法的示例；
图3图示了仪表化的泵系统的示例和与泵系统的操作有关的图示的示例；
图4图示了与泵系统的操作有关的图示的示例；
图5图示了与泵系统的操作有关的图示的示例；
图6图示了系统的示例；
图7图示了机器模型的示例；
图8图示了方法的示例；
图9图示了与应力腐蚀开裂(scc)相关联的一些因素的示例图示；
图10图示了方法的示例；
图11图示了泵送单元的示例；以及
图12图示了计算系统和网络计算系统的示例。
具体实施方式
以下描述包括目前设想到的用于实践所描述的实现方式的最佳模式。该描述不应当从限制的意思上来理解，而仅是出于描述本实现方式的一般原理的目的而进行的。应当参照所发布的权利要求来确定所描述的实现方式的范围。
作为示例，系统可以是包括使杆柱进行往复运动的一个或更多个机构的泵系统，其中，杆柱可以包括经由联接件结合的杆。例如，杆可以包括相反的带螺纹端部，其可以被称为销，其中，端部中的每个端部可以螺纹连接到联接件的配合螺纹中。在这样的示例中，可以组装由一系列杆构成的长杆柱，其中，杆通过联接件结合。这样的杆柱可以具有数米的长度。
作为示例，杆可以是抽油杆。抽油杆可以是用于构成地表与杆式泵送系统的井下部件之间的机械组件的钢杆。作为示例，抽油杆可以具有非标准化长度或标准化长度。作为示例，抽油杆的标准长度可以在约25ft至约30ft的范围内(例如，约7m至约9m)。
作为示例，泵送系统可以是人工提升泵送系统，该人工提升泵送系统可以使用地表电源供电以驱动井下泵组件。作为示例，泵送系统可以包括梁和曲柄组件，该曲柄组件在连接到井下泵组件的杆柱中产生往复运动。在这样的示例中，井下泵组件可以包括柱塞和阀子组件，该阀子组件可以将往复运动转换为竖向流体运动。
作为示例，可以利用电动马达可选地经由一个或更多个带传动装置或链传动装置来使杆柱往复运动。例如，带驱动的泵送单元可以包括带，带联接至杆柱以用于在该带被电动马达驱动时使杆柱在井内竖向地往复运动。作为示例，泵可以是包括抽油杆柱的抽油杆泵。
图1示出了系统100的示例，该系统100包括如由泵驱动系统104驱动的泵组件101，泵驱动系统104操作性地联接至控制器122。在图1的示例中，泵组件101和驱动系统104布置为梁式泵。如图1中所示，游梁138使包括光杆部分146的杆柱144往复运动，光杆部分146可以在井口组件的盘根盒150的孔中移动，盘根盒150包括与流线152流体连通的排放端口。杆柱144可以经由从驴头140悬挂的一个或更多个缆材142而悬挂于游梁138以用于致动泵组件101的井下泵110，其中，井下泵110定位在井102中，例如定位在井102的底部112附近。
地下环境中的井可以是套管井或开口井，或者例如是可以包括一个或更多个开口井部分的局部套管井。在图1的示例中，井102包括限定套管孔的套管106，其中，在套管孔中设置有油管108。如图所示，在油管108的外表面与套管106的内表面之间可以存在有环形空间。
在图1的示例中，游梁138由连杆臂(或多个连杆臂)致动，连杆臂通过由原动机130(例如，电动马达等)驱动的曲柄臂(多个曲柄臂)134进行往复运动。如所示的，原动机130可以通过齿轮减速机构、比如齿轮箱132的齿轮联接至曲柄臂134。作为示例，原动机130可以是可以经由控制器122的电路控制的三相交流感应马达，控制器122可以连接至电源。泵驱动系统104的齿轮箱132可以将电动马达扭矩转换为用于驱动曲柄臂134的低速、高扭矩输出。曲柄臂134可以操作性地联接至一个或更多个配重物142，所述一个或更多个配重物142用于平衡杆柱144和从游梁138的驴头140悬挂的其他设备。平衡可以由空气气缸、比如在空气平衡单元上找到的那些空气气缸提供。
井下泵110可以是包括下述各者的往复型泵：柱塞116，柱塞116附接至杆柱144的端部；以及泵筒114，泵筒114可以在井102中附接至油管108的端部。柱塞116可以包括游动阀118和定位在泵筒114的底部处或底部附近的固定阀120。在操作期间，对于其中杆柱144向上平移的上行冲程，游动阀118可以关闭并且将柱塞116上方的流体(例如石油、水等)提升至井102的顶部，并且固定阀120可以打开以允许来自储层的附加流体流入到泵筒114中。对于其中杆柱144向下平移的下行冲程，游动阀118可以打开并且固定阀120可以关闭以为随后的循环做准备。井下泵110的操作可以被控制成使得液位在泵筒114中被保持，其中，液位可以足以在杆柱144的整个冲程上将杆柱144的下端部保持在流体中。
作为示例，系统100可以包括梁式泵系统。如所说明的，原动机可以使曲柄臂旋转，该曲柄臂的运动通过梁转换为往复运动。梁可以包括配重物或压缩空气气缸，以有助于减少上行冲程期间梁式泵系统上的负载。梁可以通过悬挂于位于梁的端部处的驴头的缆材而附接至光杆。光杆可以穿过盘根盒并且操作性地联接至杆柱。如所说明的，杆柱可以通过梁的往复运动在套管井的生产油管内被提升和下降，从而使得井下泵能够通过将流体引导到流线中的泵送三通而将地层流体在油管中沿朝向地表的方向(例如，利用相对于重力的流矢量分量)捕获和提升。
作为示例，原动机可以是向泵送单元提供动力的内燃机或电动马达。作为示例，原动机可以向齿轮减速器输送高速、低扭矩的动力，该齿轮减速器将这些能量转换成被地表泵所利用的低速、高扭矩能量。如图1中所示，梁式泵送单元、梁式泵系统或仅仅是梁式泵将原动机的旋转运动转换成往复竖向运动，该往复竖向运动将连接至地下泵的杆柱提升和下降。
系统的一些方面可以包括原动机类型；泵送单元大小、冲程长度和速度设定；杆直径和油管直径；以及井下泵直径，例如至少部分地基于储层流体成分、井筒流体深度和储层产能。
作为示例，设计框架可以有利于一些关于设计的决定，例如，在不使系统过载或使地层向井筒输送流体的能力受压制(overwhelming)的情况下，达到期望的泵速以获得生产目标。
梁式泵可以以各种尺寸和构型构造。一些系统包括旨在更好地管理扭矩、杆磨损和/或占用面积的设计方面。例如，对于一些设计方面，考虑在曲柄臂上或梁上安置配重物，并且使用压缩空气而不是用以帮助负载平衡的重物。其他示例可以涉及曲柄、齿轮减速器和马达位置相对于梁的改变，以及替代性的梁设计，其中，这类因素可能会改变系统负载。
作为示例，系统可以将较重的杆或沉降杆安置在杆柱的下部部段中以将杆柱保持处于张力下，这减少了屈曲并且可以帮助防止与油管壁接触。杆柱还可以在沉降杆之间包括用以使杆居中的稳定杆，从而进一步减少油管磨损。
可以由增强塑料制成的杆导引件可以在下述深度处被模制到钢杆上：在该深度处，工程师可以预测杆将经历由于偏斜的井筒路径而引起的侧向负载。导引件可以在油管壁与杆之间起到如轴承的作用以防止杆和油管磨损。滑动导引件可以在泵循环期间能够在模制导引件之间移动，从而通过从油管壁刮下石蜡来辅助生产，这有助于防止井发生堵塞。杆旋转器或油管旋转器可以用于在泵送单元的每个冲程上使杆旋转一圈的一小部分以进一步延长杆柱寿命。作为示例，杆导引件的缓慢旋转可以有助于从油管壁刮下石蜡。
抽油杆可以通过光杆连接至地表泵送单元。例如由标准合金钢和硬表面喷涂金属涂层制成的光杆可以支承在泵循环期间产生的负载，并且有助于通过位于井的顶部处的盘根盒来确保密封。盘根盒可以附接至井口或泵送三通并且可以相对于光杆形成低压紧密密封。该密封可以在井与大气之间形成屏障并且可以允许流被输送到流线中，例如经由泵送三通被输送到流线中。
图2示出了井下泵110的剖视图，其示出了杆144的一部分、泵筒114、柱塞116、游动阀118、以及定位在泵筒114的底部处或底部附近的固定阀120。图2中进一步示出了用于流体流入的开口117、以及腔室119，腔室119被示出位于至少部分地设置在游动阀118与固定阀120之间的空间中。井下泵110是可以使流体移动的泵机构的示例，其中，这种流体可以相对于时间而有所不同。作为示例，流体可以是液体和/或气体。作为示例，流体可以包括夹带的固体、半固体等。
图2示出了具有动作或状态210、220、230和240的方法200的示例，这些动作或状态可以是循环的部分(例如，循环动作、循环状态等)。对于动作210，泵110已实现循环的最大向下到达程度。在动作220中，梁可以开始其向上运动，使得杆144和柱塞116被向上地牵引，从而迫使游动阀118的球位于游动阀118的座部上。这种向上运动减少了泵腔室119中的压力，直到该压力小于泵入口117处的压力。然后，固定阀120中的球可以脱离固定阀120的座部，从而允许地层流体经由入口117进入并且流动至泵腔室119。对于动作230，当柱塞116位于向上冲程的末端处时，固定阀120关闭。对于动作240，随着柱塞向下行进，泵腔室119经历的压力增加，从而推动游动阀118中的球离开游动阀118的座部。随着柱塞116在泵110中继续向下移动，动作240允许地层流体从泵腔室119经由柱塞116流动到油管中。一次循环可以包括动作210、220、230和240。这样的循环每天可以重复数千次。可以将移位到油管中的流体在柱塞116的随后的向上冲程上朝向地表运送。
图3示出了具有控制器322和包括位置传感器和负载传感器在内的各种传感器的系统300的示例。例如，对于位置传感器，考虑倾角计332和接近开关333(例如，霍尔效应传感器)；并且，例如，对于负载传感器，考虑负载元件334、电流传感器335以及梁换能器336。这些传感器可以操作性地联接至控制器322(例如，经由有线和/或通过无线电路无线地联接至控制器322)。作为示例，负载单元334可以是附接至光杆以用于获取动态数据的能够加载的测功机，该动态数据可以被传输至一件或更多件设备以及/或者以其他方式由一件或更多件设备访问。
控制器可以利用传感器数据来计算杆负载(例如，地表条件)，并且结合各种模型(例如，算法)来估计井下泵填充(例如，井下条件)。
井下泵操作的一个常见挑战是气体进入到泵中，从而导致流体撞击或气体干扰。当柱塞快速向下行进穿过低压气体并且然后突然撞击液体流体时，就会发生流体撞击；由此产生的压缩冲击会损坏杆柱和原动机的齿轮箱。气体干扰的破坏性较小并且当柱塞向下行进穿过高压气体时就会发生。这两种条件都会降低系统效率。
为了对抗气体干扰，可以在泵下方安置有气体分离器以将气体重新引导到泵周围的井筒环空中。可以对完井进行其他修改以抵消或减少重油和砂或其他产生的固体的影响。
操作员可以使用测功机来诊断气体干扰、液体流体撞击严重程度和各种其他操作条件，该测功机对杆张力与地表处和泵处的井下位移测量值进行绘制。称为示功图的理想的井下图的形状是矩形的并且表示满泵。与理想形状的偏差可以指示性能问题、比如气体干扰、系统泄漏、卡住的泵、分离的杆以及可以自动地或通过手动干预来识别和解决的各种其他的异常。
能够用于提高泵效率和保护泵系统的系统包括泵抽空控制器和变速驱动器(vsd)。当测功机值指示气体干扰时，泵抽空控制器可以被编程成在设定的时期内将地表单元关闭、被计算以允许流体有足够的时间穿过储层运移并且进入到井筒中。这样的方法与使用vsd相比往往不太复杂并且成本也较低，但对于下述区域的有效性往往受到限制：在该区域中，操作者具有足够的生产历史以获得对关闭单元多长时间的准确估计。作为示例，基于测功机测量值，vsd可以用于降低泵速而不是关闭泵。这样的方法允许泵在不必关闭的情况下有时间清除气体或使井筒中的液位上升。vsd在渗透率极低的地层和页岩中的使用会是特别有效的，在渗透率极低的地层和页岩中，即使跨单个油田也很难预测油运移到诱导裂缝和到井筒中所需的时间。
由于杆式泵送系统的安装和操作相对便宜并且具有相对较长的寿命，杆式泵送系统往往是人工提升的一种非常常见的形式。杆式泵送系统往往是在行业中有着悠久且文献充分证明的历史的“简单”的机器，并且杆式泵送系统往往能够进行调节以满足不断变化的井或油田条件。
随着行业继续扩大其在页岩地层和其他非常规开采中的参与，很可能会增大对杆式泵的使用，这需要操作者使用大量相对低流量的井来开发每个油田。来自这些水力压裂的水平井的初始高压和高产量紧随其后的是较低的井底压力和陡的生产下降率；通过使用人工提升系统，生产是可能的，其中，杆式泵在这些低速率下往往是有效的。
即使不是最初选择的人工提升系统，当生产率下降和初始系统的经济性因更高的操作成本而被破坏时，往往会在许多类型的井上安装有杆式泵送系统。因此，杆式泵送系统很可能保持其作为常用人工提升技术的地位。
测功机是在抽油杆泵送中使用以记录光杆负载与光杆位移之间的变化的仪器。
示功图是由测功机制造的记录。对测功机测量值的分析可以反映存在缺陷的泵、泄漏的油管、泵送单元的平衡不足、部分堵塞的泥浆锚、泵气锁或泵送单元尺寸过小。示功图可以是曲线图的形式、比如动态图。
图3还示出了地表条件图示370和井下条件图示390，它们是负载与距离相对于时间、例如相对于包括图2的动作210、220、230和240的一次或更多次循环的图示。
对于井下条件图示390，如所提及的，它可以是基于模型的。这样的模型可以包括各种类型的因素比方说例如杆中的声速、杆的材料的弹性模量、杆柱的长度、位置增量的数目、时间离散的数目、泵速度(例如，每分钟循环次数、每分钟冲程等)、杆冲程长度、杆直径、杆材料的比重、无量纲阻尼因子、流体的比重、管的直径等。
作为示例，可以利用以下方程来对波传播进行建模：
前述方程是称为具有粘性摩擦的一维波动方程的一维瞬态偏微分方程。该解决方案返回杆的点的位移和时间。前述方程在没有引力效应的情况下是所谓的吉布斯(gibbs)方程。以上方程中的第一项解释为牛顿加速力，同时第二项解释为弹簧力；注意到v2将传播速度解释为杨氏模量和密度的函数
摩擦项和重力项可以添加到前述方程中，例如，如下：
-c(s)+g(s)
作为示例，可以利用另一方法，该方法可以包括以下方程：
vx(xi,t)＝vx(xi,ti-1)+(dt/dm)*ftot_x(xi,t-1)/fc；
vz(xi,t)＝vz(xi,t-1)+(dt/dm)*ftot_z(xi,t-1)/fc
omega(xi,t)＝omega(xi,t-1)+(dt/di)*mtot_y(xi,t-1)
vx：全局坐标系中沿水平方向的速度
vz：全局坐标系中沿竖向方向的速度
omega：描述每个限定的区段中的弯曲的角速度
t：离散时间
xi：离散位置
dt：时间增量
dm：每个区段的质量
di：弯矩
ftot_x：沿水平方向的内力和外力之和(弹簧力、弯曲力、固体摩擦力)
ftot_z：沿水平方向的内力和外力之和(弹簧力、弯曲力、固体摩擦力、重力)
mtot_y：弯矩
在另一实施方式中使用3d模型。与2d模型相比，3d模型允许预测和/或观察螺旋状屈曲。例如，考虑通过以下项扩展的2d模型：
vy(yi,t)＝vy(xi,ti-1)+(dt/dm)*ftot_x(yi,t-1)/fc；
omega_x(yi,t)＝omega(yi,t-1)+(dt/di)*mtot_x(yi,t-1)
omega_phi(xi,t)＝omega_phi(phi_i,t-1)+(dt/dj)*mtorsiona_z(phi_i,t-1)
以上，包括阻尼调节因子(fc)以及扭转项(mtorsiona_z)。
耦合方程可以通过从惯性坐标系到每个离散点在轴向方向和法向方向中的取向的坐标变换来求解。偏微分方程通过取向矢量耦合，这可以对每个位置进行动态地计算。例如，在坐标变换后，沿轴向方向和横向方向确定了偏微分方程，并且其中一个偏微分方程描述了区段之间的弯曲角度随时间的变化。
作为示例，三维系统可以经由速度的递归积分求解，并且随着时间利用积分再次求解以确定沿水平方向和竖向方向的位置以及弯曲角度。
作为示例，可以根据每个点的法向力和每个点的摩擦系数以及沿轴向方向的点计算出摩擦力。弯曲弹簧力是根据两个相邻点之间的取向角的变化隐式计算出的。角波速度是根据圆柱区段的惯性矩与圆柱杆的弯曲刚度之比计算出的。
作为示例，对于系统模型，偏微分方程在每个域中通过随着时间的双数值积分以递归形式进行求解。
如上所述，在系统、方法、控制器、模型等中可以利用示功图图示。作为示例，示功图图示可以估计井下力与位移。作为示例，方法可以是将示功图与泵负载力、特别是压力相关联。作为示例，如果加速度与地球引力常数流体加速度项的比值向示功图添加变化，这会增加示功图分类和气体含量估计的难度。作为示例，方法可以包括从井下力估算中减去加速力，使得井下示功图变得更平滑并且更容易与泵力相关联。
作为示例，在系统、方法、控制器、模型等中可以利用负载模型。例如，泵的负载行为可以是针对健康的泵行为而言的，该负载行为可以覆盖泵的一部分或满泵，从而包括高压气体或低压气体(例如，流体撞击)。
作为示例，考虑以下负载模型，该负载模型覆盖如由等温压缩所描述的这些情况。
上冲程:vaxial<0(沿向上方向的井下速度)
fn_up＝ρghap+f_friction_pump(流体重量)
下冲程:vaxial>0(沿向下方向的井下速度)
x>x0
fn_dn＝ap(ρgh(1-(xx-x0)/(xx-x))-f_friction_pump
(流体重量推动压缩气体和泵摩擦力)
其他
fn_dn＝-ρghar-f_friction_pump(浮力和泵摩擦力)
作为示例，在屈曲可能是一个问题的情况下，模型可以是多维的，该模型可以是包含一个或更多个屈曲项的3d空间模型。杆屈曲可能是由于包括例如流体撞击(例如，撞击流体)在内的多种原因而引起的。杆屈曲也可能是由于不适当地定尺寸和居中的沉降杆(例如，位于泵上方以提供附加的重量)而引起的。抽油杆屈曲会导致泵上方的油管上的杆和/或联接件过度磨损。杆柱的底部处的屈曲也可能导致阀杆或拉管过早发生故障。如所提及的，可以利用沉降杆，这有助于减少负性负载并且使杆柱和油管居中。例如，沉降杆可以在保持杆柱处于张力状态的同时在泵送循环期间减少由杆柱屈曲产生的负性负载。沉降杆可以配备有坚固的销，以在井下承受强循环负载期间将连接保持在一起。作为示例，稳定杆和油管扶正器可以有助于将杆柱和/或油管的某些部分居中，并且有助于使杆联接件远离油管，从而减少油管在易受影响区域中磨损。
各种方程可以与各种类型的泵送设备一起使用。作为示例，考虑一个或更多个梁式泵送单元(例如，大小从api25至1280等)。作为示例，泵送单元可以是本文中所描述的一种或更多种类型的泵送单元或另一类型的泵送单元比如、例如梁平衡式泵送单元、torqmax增强几何形状的泵送单元、flexlift小型泵送单元、曲梁式泵送单元、hsu液压冲程单元、独立便携式的拖车安装式泵送单元等。
作为示例，多维空间模型可以有助于改进屈曲建模、屈曲检测、控制以便于减少屈曲风险和/或屈曲后果等。作为示例，多维模型可以包括提供加速度调节的项，这可以产生更加精确的泵负载模型，该泵负载模型可以允许改进气体估计和冲程长度。
作为示例，系统可以包括3d模型、压力模型和负载模型。作为示例，系统可以提供示功图数据的生成、识别和/或控制。作为示例，系统可以包括生成专门的示功图，例如，考虑减去牛顿(newton)惯性力估计的示功图。作为示例，模型可以由多个模型构成。例如，模型可以由多维模型、压力模型和负载模型构成。作为示例，模型可以包括一个或更多个其他模型，这些其他模型可以被称为例如子模型。
前述方程中的一个或更多个方程可以被实现为方程组，例如，在利用分类和系统识别的组合的系统中，其中，方程组可以表示具有高级固体摩擦模型的斜井模型。作为示例，方程组可以称为系统模型或参考模型。
如上所述，可以通过使用模型更好地理解井下条件。在至少在一定程度上了解井下条件的情况下，控制可以是更加有效的，这可以旨在减少磨损、增加效率等。
作为示例，方法可以使用波传播解决方案来为模拟的负载模型提供起点。例如，考虑由波传播模型的计算求解器的输出所给出的一组初始条件以用于经由计算求解器求解负载模型。对于一些差异，波传播模型可以包括表面力和位置的输入以及作为泵模型的输出；而系统模型可以包括表面力和泵模型的输入以及位置和各种位置处的力的输出；或位置和泵模型的输入以及位置和各种位置处的力的输出。
在一个实施方式中，系统模型可以基于二维模型，其中，等效水平曲率在一个轴线中进行投影。在这样的示例中，可以考虑弯曲力，尽管这会导致小的重力误差。如上所述，系统动力学可以通过三个耦合的偏微分方程来描述，这些偏微分方程可以通过离散域中的双数值积分来求解。在这样的示例中，耦合可以与从每个限定的区段中的动态井取向所导出的法向力和侧向力有关。
图4示出了具有控制的地表条件470和井下条件490的图示，其中，与图3的图示相比，被示出为减少了地表的载荷极值。图4还示出了包括随着距离相对于时间(速度)与从0度到360度的角度的泵方向、曲柄速度、杆速度和井下速度的图示495，这表示单个循环。
图5示出了示功图形状变化的一些示例500，这可以有利于控制。形状对应于动态条件、比如完美的轨迹、杆拉伸、部分泵填充、加速度和谐波、较低的填充率、向下敲击、向上敲击、磨损的筒、延迟的tv传感、不良的tv、不良的sv、严重的撞击、气锁或不良的sv、较深的杆部分、过多的谐波、较高的液位、过多的摩擦、过多的杆拉伸、卡住的泵、不良的位置信号、不良的负载信号或熔覆(galded)的泵等。
图6示出了系统600的示例，系统600包括杆605、泵模型框610(例如，实际物理学)、调节框630和系统模型框650。在图6的示例中，诸如力测量的测量表示施加到杆605的力，该力是到泵模型框610和系统模型框650的输入。如图所示，框610和框650可以提供输出、比如位置和/或压力。在框610与框650之间的那些输出不同的情况下，可以确定预测误差，该预测误差可以被输入到可以与系统模型框650交互以用于对系统模型进行调节的调节框630。这种调节旨在提高系统模型框650对实际物理系统进行建模的能力。
如所示的，泵模型框610可以包括各种子框、比如满泵模板611、高压气体模板612、低压气体模板613、阀泄漏模板614以及一个或更多个其他模板615等。
系统600允许通过系统模型框650的系统模型进行杆式泵监测和系统识别。系统模型可以是前述三个耦合的偏微分方程或者包括例如前述三个耦合的偏微分方程。
尽管抽油杆泵被提及到，但是一种或更多种类型的人工提升技术(例如，kudu液压泵等)可以在诸如系统600的系统中进行建模。对于抽油杆泵，这种泵可以包括一系列杆，所述一系列杆形成具有至少大约30英尺(例如，大约10米)的长度的统一杆。作为示例，泵可以在水工业、废物工业、一般加工/制造工厂等中实现。系统600可以提供对泵设备的条件监测。
系统600可以实现涉及参数估计、观测器和系统识别的方法以监测杆式泵的操作。感兴趣的信息与泵效率、泵速、气体含量、泵的完整性、杆的完整性、杆导引件、油管和套管有关。
如上所述，泵技术可以利用力和位置的地表测量值。这些测量值可以用于经由波传播模型计算井下力和位置随着时间的估计值。然后可以使用该结果对力与井下柱塞位置的位置进行绘制(参见例如图3、图4和图5的图示)。所谓的井下示功图(例如示功图)可以作为评估泵系统和泵性能的基础。如上所述，简单化的方法使用几何形状和材料特性的知识，但不作关于泵操作的物理学的假设。
系统600可以利用来自控制理论的参数和观测器技术。例如，系统可以包括激励系统的输入和可以测量的输出。与运行的物理系统并行(参见例如泵模型框610)地，可以运行具有等效数学结构的参考模型(参见例如系统模型框650)，该参照模型接收与物理系统相同的激励。
在图6的示例系统600中，系统模型可以基于描述输入与输出之间的动态相关性的对应物理学。对于物理安装，数学结构可以被参数化，同时允许具有更高不确定性的参数和状态中的至少一些参数和状态的一些变化。参考模型的结果是对测量输出(例如位置、压力等)的预测。在示例系统600中，参考模型的目标可以是找到系统状态并且微调系统参数，使得测量预测和实际测量值变得一致(例如，预测误差收敛至零)。假设参数与预测误差之间的相关性是唯一的，则当预测误差达到最小偏差时，可以达到最佳的参数和系统估计。
如所说明的，基本的杆式泵安装包括井下排量式泵，该井下排量式泵包括两个阀、柱塞中的游动阀和底部上的固定阀。井下排量式泵通过从井下到地表的杆组件联接至提供移动力的致动器。在液压泵中，该致动器以液压方式实现，在抽油杆泵中，该致动器通过来自马达的机械组件被驱动。
在向上运动时，底部处的固定阀打开并且流体被吸入到活塞下方的底侧部中。而活塞顶部上的流体被向上提升。在下冲程上，游动阀打开并且固定阀关闭，这允许活塞顶部上的筒重新填充有流体。
作为示例，系统600可以用于可能在scb2020、rtu中或在云上实现的杆式泵自动化和诊断软件。如上所述，系统600可以用于仪表化的抽油杆泵和/或液压泵。
系统600可以集成到下述各者中：油田中的一个或更多个井场自动化产品、集成的云产品(例如储层监测、建模、验证、规划、优化等)中、以及用于过程和设计改进的统计数据分析。
图7示出了泵模型框610、系统模型框650以及机器模型750的示例，该示例可以与框610和650以及它们的输入和/或输出组合使用，以用于例如进行分类、预测等的目的。例如，机器模型750可以包括一个或更多个输入和一个或更多个输出，其中，节点可以像在神经网络模型中那样“隐藏”。可以使用训练数据对机器模型750进行训练，这可以调节权重等，如可以与节点相关联。经训练的机器模型可以用于分类的目的。例如，向机器模型750给定特定输入，作为训练的机器模型，机器模型750可以将泵系统分类为处于特定状态。关于状态的示例(例如，动态循环状态)，考虑图5的示例500中的一个者或更多者。
作为示例，可以使用泵系统的基于物理学的模型来生成训练数据。例如，前述耦合的偏微分方程组可以用于模拟泵系统的操作以及可选地相关联的井参数、流体参数等。这类数据可以包括可以用于训练机器模型、比如神经网络模型的输入和输出。作为示例，tensorflow框架的一个或更多个特征可以用于机器建模(谷歌、山景城、加利福尼亚)的目的。作为示例，训练可以是实时的，与模拟并行。在这样的示例中，随着训练数据生成，机器学习可以继续进行。作为示例，可以在机器学习之前生成训练数据。例如，考虑从基于物理学的模型生成状态数据库，其中，可以选择各种状态用作训练机器模型的训练状态以生成用于特定类型的泵、特定类型的井、特定类型的流体等的经训练的机器模型。
作为示例，机器模型(例如，经训练的机器模型)的输出可以用于调节基于物理学的模型或泵系统。例如，考虑状态经由分类的识别，其中，该状态由可以用于调节基于物理学的模型的一个或更多个物理参数值进行表征。
作为示例，机器模型750可以用于确定井的一个或更多个方面。例如，对于斜井，机器模型750可以输出作为物理描述井的斜度的井状态的状态。作为示例，机器模型750可以包括可选地相对于一个或更多个井参数(例如，井深度等)对一种或更多种类型的流体进行分类。
作为示例，系统可以使用具有基于物理学(参见例如耦合的偏微分方程)的预定数学结构的基于回归的机器学习方法。在人工智能(ai)术语中，方法可以是真实的基于模型的方法或者包括真实的基于模型的方法，而不仅仅是粗略的数据驱动模型方法。作为示例，分类与波传播模型的通过系统识别的微调的组合可以被实现以用于一个或更多个目的。
作为示例，一种或更多种内核技术可以用于学习的目的。在机器学习中，内核方法是一类用于模式分析的经典算法，其包括支持向量机器(svm)。模式分析的一般任务是在数据集中查找和研究一般类型的关系(例如，聚类、分级、主组成、相关性、分类)，数据集可以是诸如图5中的数据集。作为示例，在各种机器学习方法中，数据可以经由特征映射转换成特征向量表示。在内核方法中，可以利用指定的内核(例如，原始表示中的数据点对上的相似性函数)。
内核技术可以利用一个或更多个内核函数，这使得内核函数能够在高维、隐式特征空间中运行，而无需计算数据在该空间中的坐标；确切地说，涉及计算数据对在特征空间中的“图像”之间的内积。这样的操作通常可以比坐标的显式计算在计算上更有效。作为示例，内核函数可以用于序列数据、图形、文本、图像、向量等中的一者或更多者。
作为示例，系统可以包括用于模式识别和/或模式分析的一个或更多个特征。作为示例，控制系统可以旨在生成特定类型的模式(例如，示功图模式等)。作为示例，控制系统可以包括期望的目标模式(例如，具有适当的特性)并且可以向旨在实现期望目标模式的泵系统发出控制指令(例如，命令等)。在这样的方法中，可以经由一个或更多个模式的比较来确定一种或更多种类型的误差。例如，可以将实际模式与多个预先确定的模式(例如，可选地专门用于特定安装等)进行比较来识别能够服从控制以实现期望目标模式(例如，或更紧密地接近期望目标模式)的操作性条件。如提及的，系统可以包括一个或更多个模型，这些模型可以是经训练的机器模型或其他模型。这样的系统可以在泵送操作期间接收数据并且利用这样的一个或更多个模型来确定一个或更多个适当的控制动作，并且然后向泵系统发出一个或更多个指令以控制泵送操作。如提及的，这样的系统可以部分地经由基于物理学的模型来操作，该模型可以用于例如生成又可以用于模型训练的目的以生成训练模型的模式，该训练模型可以被实现以用于控制，可选地单独地或与一个或更多个基于物理学的模型组合使用。作为示例，一个或更多个图示可以被像素化以变成图像(例如，2d像素图像等)以用于训练、模式识别、误差确定、控制等的目的。
图7的方法可以提高波传播模型的准确性，尤其是在一个或更多个斜井中。这样的方法可以提高预测杆寿命的准确性、冲程长度的准确性等。
如提及的，系统600可以使用基于泵送物理学的数学结构和用于系统识别和监测的综合性系统模型。
再次参照系统600，它可以作为示功图估计器操作。作为示例，系统模型可以至少部分地基于具有附加的固体摩擦项的离散形式的gibbs方程的经典结构。尽管gibbs提及了摩擦模型的一种形式，但是可以实现一种或更多种coulomb摩擦模型。
在经典方法中，地表处的位置和力测量值被视为输入。相反，在系统600中，力可以用作输入并且位置可以用作输出。包括杆、油管、杆导引件、井斜和泵的物理系统可以是动态系统的一部分，该动态系统在地表处受到力的激励并且以地表处位置的改变做出响应。井下力和位置以及井下泵操作可以作为系统模型的副产品进行隐式计算。
为了得到系统的最佳估计，可以对系统的参考模型的一个或更多个系统参数和状态变量实现调节，例如，以使测量位置与地表处的预测位置之间的预测误差最小化。
作为示例，系统模型可以用一个或更多个其他可用的测量值来补充，测量值比如为油管和套管中的表面压力。通过随着时间监控系统状态，可以检测到性能下降。作为响应，可以发出一个或更多个控制信号以控制物理泵系统的一个或更多个参数。
综合性系统模型可以对模拟产生有价值的影响。地表和井下状态的模拟结果可以用于生成各种不同的构型示例，这些构型示例例如可以用于机器学习。基于物理学的模型可以向真实预期的井下和地表示功图给出可以用作井处真实观测的参考的良好参考。
可以如图5中所示的标准示功图形状(例如，图案)在某种程度上可以被认为是理想化的，因为实际获得的示功图可以显著地变化。通过低通滤波器的降噪或吉布斯(gibbs)方法中的减少数目的傅里叶(fourier)分解具有低通滤波的效果，该效果可以降低边缘和拐角的锐度。如果用更高的动力学计算波传播，则可能导致具有更多高空间频率内容的示功图。其中一部分可以归因于噪声、力相对范围的波动中的一些波动可以归因于受沿着泵的反射波影响的真实系统变化。
作为示例，这些较高空间频率中的信号内容可以用作附加的独立测量值输出，因为信号内容影响斜井中固体摩擦的动态分量。
作为示例，方法可以在调试期间提供更好的设计验证。作为示例，方法可以提供对杆、杆导引件和油管磨损的更好诊断。作为示例，方法可以提供寿命预测。作为示例，方法可以提供故障和磨损检测。
作为示例，方法可以获得系统的更好估计、比如关于阻尼、摩擦、泵填充因子、泵故障类型、杆/杆导引件磨损等中的一者或更多者的估计。这些估计可以用于控制目的。
作为示例，方法可以帮助减少噪声影响。作为示例，方法可以为机器学习的参考示例创建广泛而全面的数据库。作为示例，方法可以包括训练一个或更多个机器模型以生成一个或更多个经训练的机器模型。这种经训练的机器模型可以用于可以包括分类(例如，状态识别)在内的一个或更多个目的。作为示例，控制器可以在作为经训练的机器模型的输出的分类上进行操作。
对于环境的各个方面，如提及的，井可以是偏斜的。例如，井可以包括从竖向偏斜的部分。在这样的示例中，重力、摩擦力、流体流等可能与竖向井的前述各者不同。对于流体或多种流体(例如，和/或压力、温度等)，考虑可能对泵系统设备和/或操作有害的化学环境。
图8示出了方法800的示例，方法800包括：用于操作泵的操作框810；采集框820，该采集框820用于在泵的操作期间经由一个或更多个传感器采集数据；确定框830，该确定框830用于确定与泵的操作相关联的力；确定框840，该确定框840用于对泵的操作做出一个或更多个确定；牵引框850，该牵引框850用于基于故障前的确定中的一个或更多个确定来牵引设备；以及控制框860，该控制框860用于控制泵的操作以延长时间(例如，使用寿命)和/或满足一个或更多个性能指标(例如，pi)。如所示的，方法800可以是控制回路，例如，其中，框860可以继续到框810。这样的控制回路可以继续进行直到做出进入牵引框850以牵引设备的决定。
如图8的示例中所示，框840包括：确定框842，该确定框842用于确定抽油杆泵的一个或更多个杆的杆故障时间；确定框844，该确定框844用于确定一个或更多个杆导引件的杆导引件故障时间；确定框846，该确定框846用于确定其中导引件可能磨损使得杆或其他部件导致油管磨损的油管磨损条件；以及确定框848，该确定框848用于做出一个或更多个其他确定。
如提及的，方法可以包括确定一个或更多个法向力，所述一个或更多个法向力可以与泵的部件、比如泵的杆的纵向轴线垂直。作为示例，控制系统可以包括可以确定一个或更多个法向力的电路，所述一个或更多个法向力可以与泵的部件、比如泵的杆的纵向轴线垂直。如提及的，法向力可以用于引起摩擦或增加摩擦，这可能以时间相关的方式发生。这种摩擦可能导致磨损，这可能导致一个或多个部件发生故障。例如，考虑确定法向力，这可以包括确定相对于轴线的法向偏差以及确定部件以法向力接触另一部件，这可能是由于相对于轴线的法向偏差(例如，相对于纵向轴线的径向偏差)而引起的。这样的评估可以相对于时间而执行以确定基于材料特性、接触、运动、动量、速度、滞后(例如，方向效应)等的磨损。
作为示例，考虑旨在减少杆联接件磨损的抽油杆扶正器(src)，其中，src可以包括为杆脱扣而渐缩的非旋转套筒设计。这样的src可以通过减少旋转摩擦和杆磨损来减少斜井中的扭矩并且降低修井频率。src可以被包括在竖向井安装中，例如，以减少转子的偏心运动至杆柱中的杆柱摆动、至光杆的传输。
作为示例，安装可以包括位于竖向井中的至少五个非旋转src，以减少转子的偏心运动被传输至杆柱。作为示例，安装可以包括位于转子头部上方约3.7m处的一个src和位于两个完整抽油杆中的每个完整抽油杆顶部的一个src。作为示例，src的安装可以有助于减少杆柱中的摆动被传输至光杆，这可以有助于缩短密封件或盘根盒的寿命。作为示例，考虑在光杆底部处和相邻抽油杆底部处安置src。作为示例，src可以包括主轴制造或4140硬化、回火、应力消除工具钢，并且可以包括镀铬杆联接件以及kevlar-nylon共聚物套筒。作为示例，考虑在约70mm至约120mm范围内的油管尺寸和在约20mm至约30mm范围内的抽油杆尺寸。
对于抽油杆泵的控制，控制器可以是变频控制器，变频控制器可以称为驱动器(例如，变频驱动器)。这样的控制器可以包括提供马达速度和扭矩精度、低谐波以及平稳速度斜坡的电路。作为示例，这样的控制器可以根据诸如图8的方法800的方法来操作，其中，可以至少部分地基于确定框840(例如，和/或框830)的确定中的一个或更多个确定来控制平稳度。作为示例，控制器可以根据系统600操作。例如，控制器可以包括诸如系统600的系统，其中，泵模型和系统模型在下述一个或多个回路中被利用：所述一个或多个回路可以提供被反馈给系统模型以用于调节的预测误差。作为示例，控制器可以包括可以使用以上提出的方程中的一个或更多个方程进行操作的电路。例如，控制器可以使用考虑与安装的一个或更多个部件(例如，抽油杆泵部件、src、油管等)的纵向轴线垂直的法向力的方程进行操作。
再次参照图8的牵引框860，方法可以包括执行后牵引评估。这样的方法可以包括将来自后牵引评估的信息馈送至可以调节系统模型或其他模型的调节框。作为示例，这种调节可以使得更准确地确定力和/或故障(例如，磨损等)。作为示例，考虑在检查抽油杆磨损的情况下牵引抽油杆，抽油杆磨损可以相对于法向方向而注意到，法向方向可以相对于纵向轴线在方位上呈360度角。在这样的示例中，成一个或多个角度的法向方向可以用于确定方程是否充分地描述了在这样一个或多个角度处的磨损。
作为示例，从牵引设备获取的数据可以用于执行旨在于对应时间处获得此类数据的模拟。例如，在操作历史被记录直到牵引时间之前，该操作历史可以在下述模拟中被利用：该模拟可以经由对模型(例如，基于物理学的模型等)的一个或更多个参数的调节来反复地重复以减少确定的磨损与实际磨损之间的误差。由于模型可以考虑法向力(例如，在方位上具有方向)，这会导致偏差(例如，法向于纵向轴线等)，因此可以对过程进行迭代以将摩擦磨损与作为法向力的结果的一个或更多个部件匹配。在材料可能具有磨蚀性和/或腐蚀性的情况下，模型可能会考虑那些因子中的一个或更多个因子。例如，诸如砂子的磨蚀性材料可以在给定的时间内加速磨损从而改变与另一部件接触的部件的法向力(例如，由于在循环运动期间偏离该部件的纵向轴线)和/或腐蚀性化学环境可以在给定的时间内加速磨损从而改变与另一部件接触的部件的法向力(例如，由于在循环运动期间偏离该部件的纵向轴线)。
作为示例，系统可以提供对下述时间的估计：在该时间内，杆导引件(例如，src)磨损，使得由于预测到导致金属部件中的一者或两者磨损的法向力而将发生金属与金属的接触(例如，由于偏离纵向轴线)。在这样的示例中，可以利用安全因子在金属与金属发生接触之前停止操作并且牵引设备。例如，考虑与油管接触，其中，由于金属与金属的接触可能会发生油管磨损。如所说明的，牵引可以有助于减少不期望的后果，该后果可以包括磨损油管使得油管被更换，磨损一个或多个杆直到发生故障使得打捞作业发生以“捞出”故障设备等。这种不期望的后果本身会使设备和/或人员处于危险之中，同时也被视为非生产时间(npt)，这可能导致一项或多项操作不满足一个或更多个性能指标(pi)。
作为示例，可以基于后牵引数据来调节系统以改进系统的性能和泵系统的控制。在这样的示例中，后牵引数据可能来自一个或更多个安装，这可以使一个或更多个正在进行的安装受益。作为示例，可以通过在一个或更多个其他安装地点处的牵引来改进系统，同时该系统在其地点处对泵操作进行控制。
作为示例，系统可以使得改进安装设计。例如，考虑改进src数目和/或安置。作为示例，可以增加和/或减少src的数目并且将src定位成减少一个或更多个位置处的磨损。
对于故障的类型，在诸如图8的方法800的方法中可以考虑下述故障中的一种或更多种故障：
光杆
在整个泵送循环中未位于三通的中心
小于api推荐值
承载杆的顶部不水平
歪曲的——非竖向的——井口
地表附近的歪曲孔，其中，短抽油杆位于光杆下方
腐蚀
损耗
过热
无润滑
封装过紧
短抽油杆(杆接头)
旧接头与新杆柱一起使用
不适当的api级杆
接头在光杆正下方
杆式联接件(盒)
使用细孔联接件
在盒上敲击
圆周位移不足
脏的或未适当清洁的螺纹
不适当的润滑剂或没有润滑剂(应该是经过适当筛选的抑制剂，而不是油管或钻杆涂料)
端部面不与螺纹垂直
系统中存在氧气
联接件由易切削钢制成
杆销
老式未底切的销
不正确的圆周位移
未将盒和销组成，而是在新的c级杆和k级杆上拆掉并且重制
盒肩部和销肩部不平行
杆干扰
磨损的升降器
杆在甩尾或收尾的同时发生弯曲
在正常泵送期间，杆在泵上方发生螺旋
杆在分离后发生螺旋
振动
制造商的标记
在孔里运行过快
杆本体
腐蚀抑制剂不足/无效
氢脆
过载
裂纹
服务时间超过疲劳寿命
粗糙的表面
尝试拆卸泵的同时超出屈服强度
材料有缺陷
氧气被允许进入泵系统中
弯曲
阀杆(固定的筒式泵)
泵未在油管中居中
不适当的材料
柱塞过短并且泵不居中
泵设定深度处的歪曲孔
撞击流体
拉管(游动的筒式泵)
泵未在油管中居中
拉管在下冲程上发生屈曲
不适当的材料
泵组对于拉管长度而言过深
撞击流体
对于更换钻柱，一次更换一根杆柱可能不是最理想的；因此，如果杆柱开始发生故障，或者，如关于图8所说明的预计会发生故障，则可以考虑杆柱的经济寿命。在各种实践中，杆柱部段可能会在两次或三次故障后被更换，而整个杆柱可能会在三次或四次故障后被更换。如提及的，方法可以包括关于故障的后牵引评估，该后牵引评估可以在模拟被利用以调节一个或更多个模型和/或设计一个或更多个泵系统。
作为示例，后牵引评估可能无法评估根本原因，因为故障可能尚未发生(例如，在故障之前牵引)；然而，可以在给定后牵引和操作历史的情况下执行模拟，以执行指示根本原因将是什么的一个或更多个模拟。例如，考虑使用来自评估的后牵引信息及时向前运行模拟直到达到故障，这可以被评估以确定牵引和/或后牵引评估的原因是否与模拟的根本故障原因对应。如果模拟的根本原因与评估的可能根本原因不同，则可以对一个或多个模型(例如，和/或求解器)和/或后牵引评估过程进行一项或更多项调节，使得关于什么是可能的根本原因达成一致(例如，模拟是指示性的或评估是指示性的、或两者的组合？)。
图9示出了图示应力腐蚀开裂(scc)的图900，应力腐蚀开裂是可能存在于实现泵系统的环境中的一种腐蚀过程(例如，降解过程)。如所示的，在给定敏感材料、腐蚀环境以及大于或等于应力阈值的张应力的情况下，scc可能会发生。就时间方面而言，venn型图900中表示的三个条件可以同时地发生以促进scc。scc可能导致材料或零件在低于材料额定屈服强度(例如，易碎降解机制)的应力水平下发生故障。
scc涉及裂纹形成在腐蚀环境中的增长，并且可能导致正常易延展的金属遭受张应力而发生意外突发故障，尤其是在升高的温度下。scc可以具有高度的化学特异性，因为某些合金在暴露于少量化学环境时可能会经受scc。导致给定合金scc的化学环境通常是一种原本对金属有轻微腐蚀性的化学环境。因此，具有严重scc的金属部件会显得明亮且有光泽，同时充满微观裂纹。scc可能会发展迅速。应力可能是由于应力集中而引起的裂缝载荷的结果，或者可能是由组件类型或来自制造(例如，冷加工)的残余应力导致的。作为示例，在一些情况下，残余应力可以至少部分地通过退火和/或一种或更多种其他类型的表面处理来消除。
作为示例，材料或合金可能对scc敏感(例如，如果环境有利于scc，材料越坚固或越硬，越容易破裂)。作为示例，能够适合scc的环境可以包括一种或更多种腐蚀性物质(例如，卤化物，像氯化物等)，并且可以具有促进动力学、热力学和/或机械降解(例如，膨胀性、不同的热导率等)的温度。作为示例，条件越具有腐蚀性，由于施加的拉伸应力而越可能发生破裂。对于张应力，张应力越大，裂缝或多个裂缝发展得越快；此外，低于某个阈值，除非环境或材料更容易发生应力腐蚀开裂，否则可能不会发生开裂。
在井的孔——孔可以是套管的孔——中安装、使用和/或移除杆柱期间，接合部可以与井流体接触。例如，井流体可能进入杆与接合部之间的间隙并且与螺纹接触。作为示例，酸性气体可能会接触螺纹。在这样的示例中，螺纹可以位于酸性气体环境中(例如，位于包括酸性气体的环境中)。
酸性气体可以是表征要么单独呈酸性要么与水相关联时呈酸性的气体的术语。与石油和天然气钻探和生产相关联的酸性气体的两个示例是硫化氢h2s和二氧化碳co2。由某些含硫或含氮材料氧化产生的硫氧化物和氮氧化物可能属于此类，但在厌氧地下条件下往往不会被发现。
作为示例，基于物理学的模型可以包括可以考虑环境条件的一个或更多个项，环境条件可以包括可能影响泵设备完整性的一个或更多个应力相关的环境条件。
图10示出了方法1000的示例，方法1000包括：操作框1010，该操作框1010用于操作泵系统；确定框1020，该确定框1020用于确定与泵系统相关联的条件；以及控制框1030，该控制框1030用于至少部分地根据条件控制泵系统。作为示例，方法1000可以至少部分地经由控制器来实现。作为示例，方法1000可以至少部分地经由计算系统来实现，该计算系统可以可选地是一个或更多个控制器部件(例如，操作性地耦合至一个或更多个油田设备的接口等)或者包括一个或更多个控制器部件(例如，操作性地耦合至一个或更多个油田设备的接口等)。
图11示出了包括各种维度的泵送单元1100的示例。尽管被称为“单元”，但可以看出，泵送单元1100是具有各种部件的组件，这些部件构造成操作性地联接至杆柱以用于泵送流体的目的。泵送单元1100可以被称为组件或系统。题为“conventionalpumpingunit(常规泵送单元)”的文件通过参引并入本文中(https://www.slb.com/～/media/files/artificial_lift/product_sheets/rodlift/conventional-pumping-unit-ps.pdf)，该文件提供了关于泵送单元1100、例如根据模型类型(例如，c80到c1280)等的各种规范(斯伦贝谢有限公司，休斯顿，德克萨斯州，手册/文件18-al-405851)。这样的泵送单元或其他类型的泵送单元可以是泵送系统的可以在诸如图10的方法1000的方法中考虑的一部分。这样的泵送系统可以包括一个或更多个控制器，所述一个或更多个控制器可以提供一个或更多个泵送单元的控制。
作为示例，方法可以包括：操作泵系统；确定与该泵系统相关联的条件；以及至少部分地基于该条件控制泵系统。在这样的示例中，确定可以包括利用包括两个空间维度的基于物理学的模型和/或包括三个空间维度的基于物理学的模型。作为示例，3d空间模型可以提供对与泵系统的杆柱相关联的屈曲进行建模。作为示例，建模可以包括针对加速度进行调节以改进泵负载模型，例如使用泵负载模型估计一个或更多个气体特性和/或使用泵负载模型估计冲程长度。
作为示例，泵系统可以至少部分地设置在斜井(例如，相对于竖向偏离特定量的井等)中。在这样的示例中，方法可以包括利用基于物理学的模型，该模型包括轴向维度和作为法向于轴向维度的维度的径向维度。
作为示例，方法可以包括确定基于力测量的条件，其中，条件可以是位置。这样的位置可以是一个或更多个空间维度中的位置，该位置可以相对于时间变化或可以相对于时间不变化。
作为示例，泵系统可以包括抽油杆泵。作为示例，条件可以是泵系统条件和/或井条件。对于后者，例如考虑与相对于竖向方向(例如，井的偏斜部分等)限定的井角度有关的井条件。作为示例，条件可以是流体条件。
作为示例，方法可以包括利用基于物理学的模型来生成训练数据、利用该训练数据来训练机器模型以生成经训练的机器模型，并且其中条件响应于接收与操作泵系统相关联的输入而来自经训练的机器模型的输出。如上提及的，方法可以包括利用模式比如用于模式识别，该模式识别例如可以经由经训练的模型。
作为示例，系统可以包括：一个或更多个处理器；处理器中的至少一个处理器能够访问的存储器；以及处理器可执行指令，处理器可执行指令存储在存储器中并且能够由处理器中的至少一个处理器执行以指示系统：操作泵系统；确定与该泵系统相关联的条件；以及至少部分地基于该条件控制泵系统。在这样的示例中，该系统可以包括至少一个电接口，所述至少一个电接口操作性地耦合或能够操作性地耦合至至少一个泵系统以用于控制所述至少一个泵系统中的至少一个泵系统和/或用于获取由一个或更多个泵系统产生的数据。
作为示例，一个或更多个计算机可读介质可以包括计算机可执行指令，计算机可执行指令能够被执行以指示计算系统：操作泵系统；确定与该泵系统相关联的条件；以及至少部分地基于该条件控制泵系统。这样的一个或更多个计算机可读介质(crm)例如可以在可以是本地系统或可以是分布式系统的系统中被利用。作为示例，系统可以是操作性地耦合至一个或更多个油田设备以用于数据获取和/或控制目的的油田系统。
图12示出了计算系统1200和网络系统1210的部件。系统1200包括一个或更多个处理器1202、存储器和/或存储部件1204、一个或更多个输入装置和/或输出装置1206以及总线1208。根据实施方式，指令可以存储在一个或更多个计算机可读介质(例如，存储器/存储部件1204)中。这些指令可以经由通信总线(例如，总线1208)被一个或更多个处理器(例如，一个或多个处理器1202)读取，其中，通信总线可以是有线的或无线的。一个或更多个处理器可以执行这些指令以(完全地或部分地)实现一个或更多个属性(例如，作为方法的一部分)。用户可以经由i/o装置(例如，装置1206)查看来自进程并且与进程交互的输出。根据实施方式，计算机可读介质可以是诸如物理存储器存储装置的存储部件，例如芯片、封装的芯片、存储卡等。
根据实施方式，部件可以是分布式的、比如在网络系统1210中。网络系统1210包括部件1222-1、1222-2、1222-3、……、1222-n。例如，部件1222-1可以包括处理器1202，而部件1222-3可以包括由处理器1202能够访问的存储器。此外，部件1222-2可以包括用于显示和可选地与方法交互的i/o装置。网络可以是互联网、内联网、蜂窝网络、卫星网络等或者包括互联网、内联网、蜂窝网络、卫星网络等。
作为示例，装置可以是包括用于信息通信的一个或更多个网络接口的移动装置。例如，移动装置可以包括无线网络接口(例如，能够经由ieee802.11、etsigsm、
作为示例，系统可以是分布式环境，例如所谓的“云”环境，其中，各种装置、部件等进行交互以用于进行数据存储、通信、计算等的目的。作为示例，装置或系统可以包括用于经由互联网(例如，其中经由一个或更多个互联网协议进行通信)、蜂窝网络、卫星网络等中的一者或更多者进行信息通信的一个或更多个部件。作为示例，方法可以在分布式环境(例如，完全地或部分地作为基于云的服务的一部分)中实现。
作为示例，信息可以是来自显示器(例如，考虑触摸屏)的输入、显示器的输出或是两者。作为示例，可以将信息输出到投影仪、激光装置、打印机等，使得信息可以被查看。作为示例，信息可以立体地或全息地输出。对于打印机，考虑2d或3d打印机。作为示例，3d打印机可以包括可以被输出以构建3d对象的一种或更多种物质。例如，可以将数据提供给3d打印机以构建地下地层的3d表示。作为示例，可以以3d构建层(例如，水平层等)，以3d构建地质体等。作为示例，可以以3d构建孔、裂缝等(例如，如正性结构，如负性结构等)。
尽管以上仅详细描述了几个示例，但是本领域中技术人员将容易地理解的是，可以在示例中作出许多改型。因此，所有这类修改都意在被包括在如所附权利要求所限定的本公开的范围内。在权利要求中，手段加功能条款意在覆盖本文中描述为执行所述功能的结构，并且不仅是结构等同物，而且是等效结构。因此，尽管钉子和螺钉可以不是结构等同物，因为钉子采用圆柱表面以将木制零件固定在一起，而螺钉采用螺旋表面，但在紧固木制零件的环境中，钉子和螺钉可以是等同结构。申请人的明确意图是不援引35u.s.c.§112的第6段对本文中权利要求中的任一项进行任何限制，除了其中权利要求明确使用词语“用于......的手段”与相关联功能一起的那些之外。
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