[發明專利]一種示功圖獲取方法、電路板及系統

在審

• 申請號: 202011471607.X
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112627804A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 龐羽;施向東;李秋華;李曉磊
• 申請（專利權）人: 賽洇科技（北京）有限公司
• 主分類號: E21B47/008
• 分類號: E21B47/008;G06F30/20
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 孫娜

本發明公開了一種示功圖獲取方法、電路板及系統。該方法包括：建立數學模型、獲取游梁式抽油機采油所消耗功率P_m、獲取光桿標定點的實時位置X_A、獲取瞬時載荷數據F_m、獲取示功圖。電路板包括多個元件，用于執行所述方法。該系統包括傳感器單元、采集單元、控制單元、數據傳輸單元和顯示單元。采用上述方法、電路板及系統能夠在不使用載荷傳感器和角位移傳感器條件下獲取示功圖，降低了系統的故障率，適用于更廣泛的應用場景，實現了實時采集數據、代替人工巡檢、系統故障提前預警、故障診斷，方便的對調參后的各項數據進行跟蹤，為解決調參油井存在的問題提供的有效的解決手段，實現高效開發。

技術領域

本發明屬于石油開采技術領域，具體涉及一種示功圖獲取方法、電路板及系統。

背景技術

抽油機井采油是目前油田開發中普遍應用的方式，抽油機井的管理水平的高低，關系到油田整體經濟效益。要做好抽油機井的生產管理工作，必須準確全面獲取各項生產過程數據，從而制定抽油機井合理的工作制度，不斷進行分析，適應不斷變化的油藏狀態，加強并提高抽油機井的日常管理水平。

分析和解釋示功圖，就是直接了解深井泵工作狀況好壞的一個主要手段，不但深井泵工作中的一切異常現象可以在示功圖上比較直觀的反映出來，而且，還可以結合有關數據，對油井工作制度是否合理進行分析判斷，抽油設備與油層和原油性質是否適應，還可以通過“示功圖法”對低產、低能井制定出合理的開關井時間，減少設備的磨損和電能的浪費等，實現自動采集、遠程監控、報警預警功能，并利用大量生產數據進行業務分析，提升油氣田生產決策的及時性和準確性，提高生產管理水平，降低運行成本和安全風險。

通過實時采集三相電源的電源、電流、有功功率、載荷、沖程，根據采集的數據信息繪制示功圖，具有監控、報警、故障診斷及歷史查詢，后期根據前期的數據積累，建立基于數據驅動的故障診斷智能分析系統。

但現有示功圖采集系統依賴于載荷傳感器和角位移傳感器對載荷與角位移數據采集后，才能繪制出相應的功圖曲線，而載荷傳感器和角位移傳感器由于本身的一些特性，在實際應用中存在以下問題：一是需要使用載荷傳感器，每天數千次甚至萬次的交變載荷作用在載荷傳感器上，致使載荷傳感器在使用過程中易出現測量數據漂移，且易損壞，使用壽命短。出現假數據，影響對油井和采油設備真實狀態的判斷；此外，載荷傳感器需要電源，常規電池和太陽能板，壽命較短，尤其是在東北低溫地區，造成成本增加。二是需要使用角位移傳感器，主要存在需要電纜接至控制柜，安裝施工的工作量較大，也需要一定的運維成本。

因此，提供一種示功圖獲取方法、電路板及系統，以便能夠在不使用載荷傳感器和角位移傳感器的情況下，獲得繪制示功圖的所有準確數據，實現對油井和采油設備工作狀態的實時監控和調整。

發明內容

為此，本發明提供一種示功圖獲取方法、電路板及系統，以便能夠在不使用載荷傳感器和角位移傳感器的情況下，獲得繪制示功圖的所有準確數據，實現對油井和采油設備工作狀態的實時監控和調整。

為了實現上述目的，本發明提供一種示功圖獲取方法，所述方法包括：

建立數學模型；在行程周期T內設置若干個采樣點，利用各采樣點對應的光桿標定點的實時位置X_A、瞬時載荷數據F_m、角位移數據ωt、電壓數據V、電流數據I、行程周期T和游梁式抽油機尺寸參數建立光桿運動模型和功率模型，計算并儲存損耗功率P_lose、光桿瞬時速度V_a；

獲取游梁式抽油機采油所消耗功率P_m；將電壓數據V、電流數據I輸入電功率公式，得到電機輸出瞬時功率P_e，將所述P_e和所述P_lose輸入所述功率模型，得到游梁式抽油機采油所消耗功率P_m；