[发明专利]压裂施工过程井下故障诊断方法及装置

权利要求书

1.一种压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，包括：

获取压裂施工过程中发生故障时的多个监控参数；

根据多个所述监控参数，生成对应的多个压裂施工曲线；

将每一个所述压裂施工曲线划分为多个单峰片段；

采用二次多项式拟合多个所述单峰片段，得到对应的多个二次多项式；

根据多个所述二次多项式，建立包括多个基元序列的故障规则库；其中，每一个所述基元序列包括多种基元，多个所述基元序列中的一个或几个的组合对应一种标准故障趋势；

将待诊断故障趋势在所述故障规则库中进行匹配，确定所述待诊断故障趋势的类型。

2.如权利要求1所述的压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，所述压裂施工曲线为压裂施工过程中所述监控参数的瞬时值随时间的变化关系曲线；

所述监控参数包括：井口压力，排量，砂比，套压；

相应地，所述压裂施工曲线包括：井口压力曲线，排量曲线，砂比曲线，套压曲线。

3.如权利要求1所述的压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，在划分多个单峰片段的步骤中包括：

采用区间半分法，将每一个所述压裂施工曲线划分为多个单峰片段。

4.如权利要求1所述的压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，在建立包括多个基元序列的故障规则库的步骤中包括：

基于预定转换规则，将每一个所述压裂施工曲线对应地多个所述二次多项式转换为多种基元；

根据多种所述基元，得到同一个所述压裂施工曲线对应地多个所述二次多项式相关联的基元序列；

根据所述基元序列，建立所述故障规则库。

5.如权利要求4所述的压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，所述预定转换规则包括：

当所述二次多项式两端点的一阶导数符号相同时，即所述二次多项式所对应的单峰片段为包含一个单调区间的简单单峰片段，将所述二次多项式采用一种基元表示。

6.如权利要求4所述的压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，所述预定转换规则包括：

当所述二次多项式两端点的一阶导数符号不同时，即所述二次多项式所对应的单峰片段为包含两个单调区间的复合单峰片段，将所述二次多项式采用两种基元表示。

7.如权利要求6所述的压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，在将所述二次多项式采用两种基元表示的步骤中包括：

获取所述二次多项式一阶导数为零的点；

以所述一阶导数为零的点为分界点，将所述二次多项式拆分为两个子二次多项式；其中，每一个所述子二次多项式包含一个单调区间；

将两个所述子二次多项式分别采用两种基元表示。

8.如权利要求1所述的压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，在将待诊断故障趋势在所述故障规则库中进行匹配，确定所述待诊断故障趋势的类型的步骤中包括：

获取所述基元和所述待诊断故障趋势在相同时间区间内的基元相似度；

基于所述基元相似度，根据第一预设规则，获取所述基元序列与所述待诊断故障趋势的趋势相似度；

根据第二预设规则，为所述趋势相似度赋予权重系数并进行加权运算，获取过程总相似度；

将数值最高的过程总相似度所对应的待诊断故障趋势确定为目标故障。

9.如权利要求8所述的压裂施工过程井下故障诊断方法，其特征在于，

所述第一预设规则如下：

其中，

-基元相似度；

SI-趋势相似度；

-第i个时间区间；

-标准故障趋势在第i个时间区间内的基元；

P_i-待诊断故障趋势在第i个时间区间内的基元；

T_u-标准故障趋势和待诊断故障趋势的总时间长度；

R-时间区间的个数。