[发明专利]用于电动潜水泵浦系统的综合风险和健康管理的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及数据管理系统领域，以及更具体来说涉及与油田设备配合使用的数据管理系统。

背景技术

电动潜水泵浦系统常常部署到油井中，以便从地下储层回收石油流体。通常，潜水泵浦系统包括多个组件，其中包括耦合到一个或多个泵组合件的一个或多个电机。电动潜水泵浦系统已经部署在大量环境和操作条件中。维修和更换电动潜水泵浦系统中的组件的高成本需要使用能够耐受恶劣井下条件的耐用组件。

与以往组件故障有关的信息能够用来改进组件设计，并且提供关于最佳操作实践的指导。使用故障率信息，制造商已经为井下组件制订了推荐的操作方针和核准的应用。制造商常常将传感器放置在电动潜水泵浦系统中，并且将所测量环境和性能因数与基于以往故障率信息的预定设置点的范围进行比较。如果进行“范围外”测量，告警能够用来发信号通知关于应当进行操作条件的变更以降低对电动潜水泵浦系统的损坏的风险。基于历史故障信息，计划故障率能够从范围外操作事件的检测和记录来得出。

虽然接着范围外事件识别单独泵浦系统中的问题一般是有效的，但是需要一种用于评估跨大范围所分布并且部署在多样化应用中的电动潜水泵浦系统的健康的改进系统。当前优选实施例针对现有技术中的这个和其他缺陷。

发明内容

在优选实施例中，本发明包括用于测量分立电动潜水泵浦系统中的组件的操作和条件、跨电动潜水泵浦系统场来累加这些测量、对累加测量执行统计分析并且从编组统计分析来产生一个或多个所选输出的系统和过程。在优选实施例中，统计分析和数据处理在单独泵浦系统以及在一个或多个集中位置两者处发生。

在一个方面，优选实施例包括用于产生风险分析报告的过程，其包括下列步骤：在多个泵浦系统的每个处提供本地控制单元；以及从对应泵浦系统的每个向多个本地控制单元的每个提供输出信号。输出信号的每个反映在泵浦系统所测量的操作条件。

该过程通过在多个本地控制单元的每个处处理输出信号，并且在多个本地控制单元的每个处产生健康指标而继续。健康指标然后从多个本地控制单元的每个上传到中央数据中心供进一步处理。在中央数据中心，分类从多个本地控制单元所接收的健康指标，并且生成基于分类的健康指标的多级生存模型。该过程通过将所选泵浦系统特定的健康指标应用于多级生存模型，并且基于多级生存模型中的特定健康指标的应用来生成所选泵浦系统的风险分析报告而继续。

在另一方面，优选实施例包括用于优化多个泵浦系统中的所选泵浦系统的性能的过程。该过程包括下列步骤：基于在远程本地控制单元所生成的健康指标，在中央数据中心产生多级生存模型。该过程包括下列步骤：将所选泵浦系统特定的健康指标应用于多级生存模型，以产生优化的操作指令。该过程还包括按照优化的操作指令来调整所选泵浦系统的操作特性。

附图说明

图1是按照当前优选实施例所构成的电动潜水泵浦系统的图示。

图2是图1的电动潜水泵浦系统的本地控制单元的功能图示。

图3是与中央数据中心的网络连通性的一系列电动潜水泵浦系统的功能图。

图4是用于在电动潜水泵浦系统产生健康指标的优选方法的过程流程图。

图5是用于基于由电动潜水泵浦系统所产生的健康指标来产生输出报告的过程流程图。

图6是健康指标随时间的图形表示。

图7是具有加权因子的图6的聚合健康指标的图形表示。

图8是来自图7的聚合健康指标的高斯表面表示。

具体实施方式

一般来说，优选实施例针对用于测量分立电动潜水泵浦系统中的组件的操作和条件、跨电动潜水泵浦系统场来累加这些测量、对累加测量执行统计分析并且从编组统计分析来产生一个或多个所选输出的改进系统和方法。要注意，优选实施例表示与现有技术成果的重大变更，因为统计分析和数据处理在单独电动潜水泵浦系统以及在一个或多个集中位置两者处发生。因此，优选实施例包括使用设置在单独远程位置、集中数据处理设施和互连网络基础设施处的硬件和软件。如本文所使用的术语“健康指标”表示电动潜水泵浦系统中的组件的条件的表达，其中条件通过评估由特定电动潜水泵浦系统中的传感器所产生的数据来确定。