[發明專利]基于時序地面示功圖的抽油機井實時工況診斷方法

有效

• 申請號: 201710283561.0
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106884644B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 劉均榮;曹世杰;李博宇
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B47/008
• 分類號: E21B47/008
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種基于時序地面示功圖的抽油機井實時工況診斷方法，其特征在于，該方法包括：

基于現場生產數據建立特征知識庫及對應的工況知識庫；在選取當前地面示功圖之前的各個時間段連續測量獲取地面示功圖；利用鏈式編碼方法提取各個時間段內各個地面示功圖的特征點，得到各個地面示功圖中游動閥和固定閥打開與關閉的位置；計算各個所選時間段內各個地面示功圖特征值，包括：上沖程加載線斜率、下沖程卸載線斜率、上沖程最大載荷、下沖程最小載荷和示功圖面積；然后，采用等權重的方法計算當前地面示功圖特征值與所選所有時間段特征值的平均值的變化幅度的綜合評價指標；最后根據所述綜合評價指標結合特征知識庫及對應的工況知識庫，實時給出油井工況信息；

在采用等權重的方法計算當前地面示功圖特征值與所選所有時間段特征值的平均值的變化幅度的綜合評價指標之前，計算各個所選時間段內地面示功圖特征值的平均值；所述的平均值采用算術平均值計算方法計算；

獲取當前地面示功圖，采用所述鏈式編碼方法提取當前地面示功圖的四個特征位置點；

將當前地面示功圖的特征值與某個所選時間段內地面示功圖特征值的平均值進行比較，計算當前地面示功圖特征值相對于某個所選時間段內特征值的平均值的變化幅度；按此方法計算當前地面示功圖特征值與所選所有時間段內地面示功圖特征值的平均值的變化幅度；

所述利用鏈式編碼方法提取各個時間段內各個地面示功圖的特征點，得到各個地面示功圖中游動閥和固定閥打開與關閉的位置；

所述的地面示功圖特征點是描述抽油機上下沖程過程中游動閥和固定閥打開與關閉的位置點；

所述鏈式編碼方法包括：對于每個地面示功圖首先將位移d_n和載荷l_n參數進行歸一化，d_min、d_max、l_min、l_max分別是位移和載荷的最小值和最大值；計算任意一組歸一化位移d_dn和載荷l_dn數據對應的矢量角度A_n，

然后，對每個矢量角度進行賦值；其賦值方法為：當矢量角度在(315°，360°)和(0°，45°)范圍內，賦值為0；當矢量角度在(45°，135°)范圍內，賦值為1；當矢量角度在(135°，225°)范圍內，賦值為2；當矢量角度在(225°，315°)范圍內，賦值為3；

最后，去除賦值中連續相同的數字：

得到每個地面示功圖所對應的標準賦值形式；[1 0 3 2]賦值形式對應四邊形的示功圖，[1 0 3 2 3 2]賦值形式對應六邊形刀把狀的示功圖；

上述賦值0表示地面示功圖中的“位移-載荷”位置點為固定閥打開；

上述賦值1表示地面示功圖中的“位移-載荷”位置點為游動閥關閉；

上述賦值2表示地面示功圖中的“位移-載荷”位置點為游動閥打開；

上述賦值3表示地面示功圖中的“位移-載荷”位置點為固定閥關閉；

如不能得到標準的賦值形式[1 0 3 2]或[1 0 3 2 3 2]，則采用式4)和5)對歸一化后的載荷和位移進行平滑處理，然后再利用公式1)和公式2)開始重復特征點提取過程，直到得到標準賦值形式為止：

采用上述方法對所選時間段內的各個地面示功圖進行處理，得到各個地面示功圖的四個特征位置點。

2.根據權利要求1所述的一種基于時序地面示功圖的抽油機井實時工況診斷方法，其特征在于，所述的特征知識庫包括地面示功圖的上沖程加載線斜率變化范圍、下沖程卸載線斜率變化范圍、上沖程最大載荷變化范圍、下沖程最小載荷變化范圍和示功圖面積變化范圍；

所述的工況知識庫包括抽油機沖次變大、抽油機沖次變小、抽油機沖程變大、抽油機沖程變小、回壓升高、回壓降低、套壓變大、套壓變小、抽油泵固定閥漏失、抽油泵游動閥漏失、抽油泵固定閥和游動閥漏失、抽油泵固定閥失效、抽油泵游動閥失效、抽油桿斷脫、油管漏失、油嘴堵塞、增加或加緊盤根、抽油機調平衡、更換變頻器、加緊皮帶、氣體影響、油層供液不足、停開井、加藥劑、結蠟、流體粘度增加、流體粘度降低、含水升高、含水降低、地層出砂、油井連抽帶噴、套管摻水、井筒熱洗。