电潜泵系统、控制电潜泵的方法和非暂态计算机可读介质与流程

背景技术：

1、电潜泵(esp)可以为了各种泵送目的中的任意一种进行部署。例如，在流体不容易响应于现有自然力而流动的情况下，可以部署esp来人工举升流体。在一种常见的应用中，完井系统(completion system)安装在井中，以从与井相交的储层中生产碳氢化合物。完井系统包括esp，该esp用于向从储层中提取的碳氢化合物提供人工举升。

技术实现思路

1、以下讨论涉及各种示例性实施方式。然而，本领域普通技术人员将理解，本文公开的示例具有广泛的应用，并且对任意实施方式的讨论仅意指作为该实施方式的示例，而不旨在暗示本公开内容的范围限于该实施方式。本文提出的示例性实施方式或其任意要素可以以各种方式组合，即在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以将来自一个示例性实施方式的任意要素在任意其他示例性实施方式中使用。

2、本文公开了一种系统、方法和计算机可读介质，其用于确定电潜泵(esp)中的流量和流体密度并且基于流量和密度来控制esp。在一个实现方式中，esp系统包括esp、驱动电路、电流传感器、电压传感器和处理器。esp包括电动马达。驱动电路电耦接至esp并且被配置成提供电信号以向esp供电。电流传感器被配置成测量电信号的电流。电压传感器被配置成测量电信号的电压。处理器被配置成基于在电流中检测到的频率来计算电动马达的轴速度，所频率是通过马达的旋转而感应出的。处理器还被配置成基于该速度来计算esp中的流体的密度。处理器还可以被配置成基于该速度来确定esp中的流体的流量。处理器还可以被配置成基于该速度来确定扬程的值，并且基于扬程的值来确定密度。处理器还可以被配置成基于下述来确定esp中的转矩：所测得的电信号的电流；所测得的电信号的电压；将esp电耦接至驱动电路的导体的电阻；以及esp的定子的电阻。处理器还可以被配置成：将导体的电阻确定为导体的温度的函数；以及将定子的电阻确定为电动马达的温度的函数。

3、esp系统还可以包括入口压力传感器和排出压力传感器。入口压力传感器耦接至esp并且被配置成测量esp的入口处的流体的压力。排出压力传感器耦接至esp并且被配置成测量esp的出口处的流体的压力。处理器还可以被配置成：基于在esp的入口处的所测得的流体的压力和在esp的出口处的所测得的流体的压力，来确定esp中的压力与转矩之比。处理器还可以被配置成：基于esp的效率曲线以及压力与转矩之比来计算流量-速度比。处理器还可以被配置成：基于流量-速度比来计算流量的值。处理器还可以被配置成：响应于密度低于预定阈值来降低电动马达的速度。

4、在另一实现方式中，一种用于控制esp的方法包括生成电驱动信号以向esp供电。测量电驱动信号的电流。测量电驱动信号的电压。基于在电流中检测到的频率来计算esp的电动马达的轴速度，所述频率是通过马达的旋转而感应出的。基于该速度来计算esp中的流体的密度。该方法还可以包括基于该速度来确定esp中的流体的流量。该方法还可以包括基于该速度来确定扬程的值，并且基于扬程的值来确定密度。该方法还可以包括基于下述来确定esp中的转矩：所测得的电流；所测得的电压；导体的电阻，所述导体将esp电耦接至生成电驱动信号的电路；以及esp的定子的电阻。该方法还可以包括：将导体的电阻确定为导体的温度的函数；以及将定子的电阻确定为电动马达的温度的函数。该方法还可以包括：测量esp的入口处的流体的第一压力；测量esp的出口处的流体的第二压力；以及基于第一压力、第二压力和转矩来确定esp中的压力与转矩之比。该方法还可以包括：基于esp的效率曲线以及压力与转矩之比来计算流量-速度比。该方法还可以包括：基于流量-速度比来计算流量的值。该方法还可以包括：响应于密度低于预定阈值，来降低电动马达的速度。

5、在另一实现方式中，一种非暂态计算机可读介质编码有指令，所述指令由能够处理器执行以使处理器执行下述操作：接收向esp供电的电驱动信号的电流的测量结果；以及接收电驱动信号的电压的测量结果。所述指令还使处理器执行下述操作：基于在电流中检测到的频率来计算esp的电动马达的轴速度。该频率是通过马达的旋转而在电流中感应出的。所述指令还使处理器执行下述操作：基于该速度来计算esp中的流体的密度以及esp中的流体的流量。所述指令还可以使处理器执行下述操作：接收向电潜泵(esp)供电的电驱动信号的电流的测量结果；接收电驱动信号的电压的测量结果；基于在电流中检测到的频率来计算esp的电动马达的轴速度；以及基于该速度来计算esp中的流体的密度以及esp中的流体的流量。频率是通过电动马达的旋转而在电流中感应出的。所述指令还可以使处理器执行下述操作：将导体的电阻计算为导体的温度的函数，所述导体将esp电耦接至生成电驱动信号的电路；将esp的定子的电阻计算为电动马达的温度的函数；以及基于下述来计算esp中的转矩：电流的测量结果；电压的测量结果；导体的电阻；以及定子的电阻。所述指令还可以使处理器执行下述操作：接收esp的入口处的流体的压力的测量结果；接收esp的出口处的流体的压力的测量结果；以及计算跨esp两端的压力与转矩之比。所述指令还可以使处理器执行下述操作：基于esp的效率曲线以及跨esp两端的压力与转矩之比来计算流量-速度比。所述指令还可以使处理器执行下述操作：基于流量-速度比来计算流量。

6、在一个实现方式中，提供了一种电潜泵系统，用于包括电动马达的电潜泵(esp)，该电潜泵系统包括驱动电路、电流传感器、电压传感器和处理器。驱动电路电耦接至esp并且被配置成提供电信号以向esp供电。电流传感器被配置成感测电信号的电流。电压传感器被配置成感测电信号的电压。处理器被配置成基于在电流中检测到的频率来计算电动马达的轴的速度，所述频率是通过马达的旋转而感应出的。处理器还被配置成基于该速度来计算esp中的流体的密度。处理器还被配置成基于下述来确定esp中的转矩：电信号的电流；所测得的电信号的电压；将esp电耦接至驱动电路的导体的电阻；以及esp的定子的电阻。处理器还被配置成基于下述中的至少一个来调整电动马达的速度：轴的速度、流体的密度、esp中的转矩或esp中的流体的流量。

7、在另一实现方式中，提供了一种用于控制电潜泵(esp)的方法，该方法包括：提供电驱动信号以向esp供电；基于在电驱动信号的电流中检测到的频率来计算esp的电动马达的轴的速度，所述频率是通过电动马达的旋转而感应出的；基于该速度来计算esp中的流体的密度；基于下述来确定esp中的转矩：电驱动信号的电流、电驱动信号的电压、将esp电耦接至驱动电路的导体的电阻以及esp的定子的电阻；以及基于下述中的至少一个来调整电动马达的速度：轴的速度、流体的密度、esp中的转矩或esp中的流体的流量。

8、在又一实现方式中，提供了一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质编码有指令，所述指令能够由处理器执行以使处理器执行下述操作：接收向电潜泵(esp)供电的电驱动信号的电流的测量结果；接收电驱动信号的电压的测量结果；基于在电流中检测到的频率来计算esp的电动马达的轴的速度，其中，所述频率是通过电动马达的旋转而在电流中感应出的；进行下述计算中的至少一个：基于轴的速度来计算esp中的流体的密度，基于轴的速度来计算esp中的流体的流量，或者基于电流、电压、esp的导体的电阻以及esp的定子的电阻来计算esp中的转矩；以及基于下述中的至少一个来调整esp的速度：轴的速度、流体的密度、esp中的转矩、或esp中的流体的流量。