[發明專利]具有智能循環計數和空氣供應閥監控的用于地下水井的流體泵系統

在審

• 申請號: 202080026384.8
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN113728150A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 約翰·F·斯喬璞
• 申請（專利權）人: QED環境系統有限責任公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;F04B47/08;F04B49/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 郭雪茹

本公開涉及一種具有以氣動方式致動的流體泵的泵系統，該泵系統利用標準循環計數器來幫助確定空氣供應控制閥何時在流體排放循環已經完成之后仍被卡在打開狀態。系統包括從循環計數器接收信號的電子控制器。這些信號指示循環計數器內部的感測元件的位置。電子控制器使用這些信號來確定感測元件是否在流體排放循環已經完成并且空氣供應控制閥已經被命令關閉之后仍然經歷加壓氣流。

相關申請的交叉引用

本申請是PCT國際申請，并且要求于2019年6月26日提交的美國專利申請號62/866977的優先權。上述申請的全部公開內容通過引用結合于此。

技術領域

本公開涉及用于與井一起使用的流體泵，并且更特別地涉及電控泵系統，所述電控泵系統用于對井的井筒脫水或用于井氣體提取應用，并且能夠對泵部件的流體排放和準入循環進行控制，同時解釋來自基于井口的部件的信息以確保根據控制器生成的流體排放和流體準入循環命令執行泵循環。

背景技術

本章節提供與本公開相關的背景信息，其不一定是現有技術。

在流體泵(諸如地下水取樣泵)的情況下，循環計數器通常已經被包括作為泵的子系統，以用于計數泵循環開啟和關閉的循環次數。典型地，這些脈沖計數器子系統涉及使用非機械計數器，或者在某些情況下涉及使用磁感測部件(諸如霍爾效應開關(HES)或比率霍爾效應傳感器)，其與通常稱為“梭動件”的線性可移動部件一起工作。梭動件通常包括磁體，并且磁體通常被定位在梭動件的中心。梭動件通常使用彈簧，該彈簧向梭動件施加彈簧力，這將梭動件偏置向初始位置。梭動件包括能夠接收空氣流信號的空氣通道，并且當空氣流信號作用在梭動件上時，產生空氣壓差。空氣流差產生壓力，該壓力將梭動件推到平衡位置。當梭動件處于其初始位置時，簧片開關(例如，HES)生成第一信號，并且當梭動件響應于加壓空氣流信號移出初始位置時生成不同的第二信號。

一個缺點是，一旦控制器通過命令空氣供應電磁閥打開并允許壓縮空氣進入泵來啟動流體排放循環，控制器就無法確定是否出現了錯誤狀況，其中錯誤狀況阻止流體排放循環的終止。例如，如果空氣供應電磁閥卡在打開位置，那么壓縮空氣將通過空氣供應電磁閥被連續供應到泵的內部，即使控制器可能已經移除了正在施加到空氣供應電磁閥的“打開”信號。由于控制器通常允許將壓縮空氣施加到泵持續預定時間以執行流體排放循環(例如，五秒鐘)，因此一旦來自控制器的信號被從空氣供應電磁閥被移除，控制器將不會被告知壓縮空氣仍被注入到泵中。換句話說，控制器將“假設”空氣供應電磁閥已經關閉，并且下一填充循環正在開始。空氣電磁閥卡在“打開”位置從而允許加壓空氣進入泵內部的這種狀況將延遲泵的下一“填充”循環，這又在認識到空氣供應電磁閥存在問題之前允許井筒中的流體水平上升到不可接受的高水平。

可能出現的另一錯誤模式是當泵控制器發送信號以打開空氣閥從而起動泵送(即流體排放)循環時。如果空氣閥未能打開，那么在泵送循環期間應該發生的流體噴射將不會發生。

可能出現的再一錯誤模式是當泵控制器發送信號以打開空氣閥從而起動泵送(流體排放)循環時。空氣閥打開，但空氣水分離器或到泵的空氣供應管線被堵塞或堵塞；在這種情況下，在泵送循環期間應該發生的流體噴射將不會發生。

可能出現的再一錯誤模式是當泵控制器發送信號以打開空氣閥從而起動泵送循環時。空氣閥打開，但流體排放管線被堵塞；因此，在泵送循環期間應該發生的流體噴射將不會發生。

可能出現的再一錯誤模式是當泵控制器發送信號以打開空氣閥從而起動泵送循環時。空氣閥打開，但壓力總管道被堵塞；在這種情況下，在泵送循環期間應該發生的流體噴射將不會發生。壓力總管道堵塞是當井筒中的滲瀝液在壓力總管道中凍結并且顆粒阻塞管線時可能季節性地產生的常見現象。在這些后面的狀況中的任何一個中，循環計數器將無法索引以保持準確的循環計數。

發明內容

本章節提供了本公開的總體性概述，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。