[發(fā)明專利]壓裂施工過程井下故障診斷方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710012378.7
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106647581B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡瑾秋;張來斌;張鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林

1.一種壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，包括：

獲取壓裂施工過程中發(fā)生故障時的多個監(jiān)控參數(shù)；

根據(jù)多個所述監(jiān)控參數(shù)，生成對應(yīng)的多個壓裂施工曲線；

將每一個所述壓裂施工曲線劃分為多個單峰片段；

采用二次多項式擬合多個所述單峰片段，得到對應(yīng)的多個二次多項式；

根據(jù)多個所述二次多項式，建立包括多個基元序列的故障規(guī)則庫；其中，每一個所述基元序列包括多種基元，多個所述基元序列中的一個或幾個的組合對應(yīng)一種標(biāo)準(zhǔn)故障趨勢；

將待診斷故障趨勢在所述故障規(guī)則庫中進(jìn)行匹配，確定所述待診斷故障趨勢的類型。

2.如權(quán)利要求1所述的壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，所述壓裂施工曲線為壓裂施工過程中所述監(jiān)控參數(shù)的瞬時值隨時間的變化關(guān)系曲線；

所述監(jiān)控參數(shù)包括：井口壓力，排量，砂比，套壓；

相應(yīng)地，所述壓裂施工曲線包括：井口壓力曲線，排量曲線，砂比曲線，套壓曲線。

3.如權(quán)利要求1所述的壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，在劃分多個單峰片段的步驟中包括：

采用區(qū)間半分法，將每一個所述壓裂施工曲線劃分為多個單峰片段。

4.如權(quán)利要求1所述的壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，在建立包括多個基元序列的故障規(guī)則庫的步驟中包括：

基于預(yù)定轉(zhuǎn)換規(guī)則，將每一個所述壓裂施工曲線對應(yīng)地多個所述二次多項式轉(zhuǎn)換為多種基元；

根據(jù)多種所述基元，得到同一個所述壓裂施工曲線對應(yīng)地多個所述二次多項式相關(guān)聯(lián)的基元序列；

根據(jù)所述基元序列，建立所述故障規(guī)則庫。

5.如權(quán)利要求4所述的壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，所述預(yù)定轉(zhuǎn)換規(guī)則包括：

當(dāng)所述二次多項式兩端點(diǎn)的一階導(dǎo)數(shù)符號相同時，即所述二次多項式所對應(yīng)的單峰片段為包含一個單調(diào)區(qū)間的簡單單峰片段，將所述二次多項式采用一種基元表示。

6.如權(quán)利要求4所述的壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，所述預(yù)定轉(zhuǎn)換規(guī)則包括：

當(dāng)所述二次多項式兩端點(diǎn)的一階導(dǎo)數(shù)符號不同時，即所述二次多項式所對應(yīng)的單峰片段為包含兩個單調(diào)區(qū)間的復(fù)合單峰片段，將所述二次多項式采用兩種基元表示。

7.如權(quán)利要求6所述的壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，在將所述二次多項式采用兩種基元表示的步驟中包括：

獲取所述二次多項式一階導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)；

以所述一階導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)為分界點(diǎn)，將所述二次多項式拆分為兩個子二次多項式；其中，每一個所述子二次多項式包含一個單調(diào)區(qū)間；

將兩個所述子二次多項式分別采用兩種基元表示。

8.如權(quán)利要求1所述的壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，在將待診斷故障趨勢在所述故障規(guī)則庫中進(jìn)行匹配，確定所述待診斷故障趨勢的類型的步驟中包括：

獲取所述基元和所述待診斷故障趨勢在相同時間區(qū)間內(nèi)的基元相似度；

基于所述基元相似度，根據(jù)第一預(yù)設(shè)規(guī)則，獲取所述基元序列與所述待診斷故障趨勢的趨勢相似度；

根據(jù)第二預(yù)設(shè)規(guī)則，為所述趨勢相似度賦予權(quán)重系數(shù)并進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，獲取過程總相似度；

將數(shù)值最高的過程總相似度所對應(yīng)的待診斷故障趨勢確定為目標(biāo)故障。

9.如權(quán)利要求8所述的壓裂施工過程井下故障診斷方法，其特征在于，

所述第一預(yù)設(shè)規(guī)則如下：

其中，

-基元相似度；

SI-趨勢相似度；

-第i個時間區(qū)間；

-標(biāo)準(zhǔn)故障趨勢在第i個時間區(qū)間內(nèi)的基元；

P_i-待診斷故障趨勢在第i個時間區(qū)間內(nèi)的基元；

T_u-標(biāo)準(zhǔn)故障趨勢和待診斷故障趨勢的總時間長度；

R-時間區(qū)間的個數(shù)。