[发明专利]基于时序数据分析的电泵井故障实时诊断系统及方法

权利要求书

1.用于基于时序数据分析的电泵井故障实时诊断系统的诊断方法，诊断系统设有潜油泵（101）连接在油管（202）底端；潜油泵（101）、气体分离器（102）、保护器（103）、潜油电机（104）自上而下顺次连接构成井下潜油装置；电缆（301）绑缚在油管外，且下接潜油电机（104），上接控制柜（401）；井下参数测量装置（4）安装在井下潜油装置上；井口套压测量装置（1）、井口油压测量装置（2）、井口温度测量装置（3）均安装在井口采油树装置（701）上；地面数据采集与分析系统（402）与故障分析处理器（403）均安装在地面；控制柜电流电压与频率数据采集系统（5）安装在控制柜（401）上；井口套压测量装置（1）、井口油压测量装置（2）、井口温度测量装置（3）、井下参数测量装置（4）、控制柜电流电压与频率数据采集系统（5）分别通过井口套压数据线（501）、井口油压数据线（502）、井口温度数据线（503）、井下参数数据线（505）、控制柜电流电压与频率数据线（504）与地面数据采集与分析系统（402）相连接；故障分析处理器（403）与地面数据采集与分析系统（402）之间连接电泵井特征参数数据线（506）；其特征在于，其诊断步骤是：

步骤1：输入油田电泵井故障数据，确定并提取电泵井故障表现的特征参数，建立各种电泵井故障类型特征参数数据库；输入现场故障处理措施，建立对应的电泵井故障处理措施数据库；

步骤2：实时获取电泵井生产特征参数；

步骤3：利用步骤2中实时获取电泵井生产特征参数以及预先存储的油井生产基础数据、潜油泵特性数据、潜油电机特性数据和电缆特性数据，使用功率平衡法，计算该电泵井的实时流量；

步骤4：分别取当前时间点以前的1个小时、4个小时、12个小时和24个小时共4个时间段的历史数据，分别求出这4个时间段内电泵井生产特征参数的各个平均值和流量平均值；

步骤5：计算4个时间段内生产特征参数和流量的变化值，采用经验阈值法，确定生产特征参数和流量的变化幅度；

步骤6：采用等权重的方法，求出各特征参数和流量在4个时间段内的变化幅度的平均值，采用经验阈值法，确定综合评价值；

步骤7：根据各生产特征参数和流量的综合评价值，结合步骤1中建立电泵井故障类型特征参数数据库，综合其特征参数变化情况，确定电泵井故障类型；

步骤8：根据电泵井故障诊断结果后，查询电泵井故障处理措施数据库，推荐相应的电泵井故障处理措施。

2.根据权利要求1所述的基于时序数据分析的电泵井故障实时诊断系统的诊断方法，其特征在于，所述的电泵井故障表现的特征参数包括频率变化情况、电压变化情况、电流变化情况、泵入口压力变化情况、泵出口压力变化情况、泵入口温度变化情况、泵压差变化情况、电机温度变化情况、井口压力变化情况、井口温度变化情况及流量变化情况；所述的电泵井故障类型特征参数数据库包括井下安全阀泄压、井下安全阀关闭、封隔器以下井下单流阀以上油管有漏失、地面阀关闭、泵入口堵塞、射孔孔眼堵塞、油管穿孔、流动管线关闭、旁通阀泄漏、油井节流、泵轴断脱、含水增加、频率增加、频率降低到最小推荐值以下、机械杂质影响、油藏压力上升、固体或粘性液体进泵、油井结垢、油嘴打开、油嘴过大、泵磨损、泵堵塞、泵入口处自由气增加、排气阀泄压、封隔器以上油管漏失、电机振动、绕组故障故障类型及每种故障类型对应的特征参数变化情况；所述的电泵井故障处理措施数据库，来自于现场故障处理措施，包括上述各种不同电泵井故障类型对应的处理方法；所述的电泵井生产特征参数包括地面参数和井下参数，其中地面参数包括：潜油电机（104）的地面输入电流、电压和电源频率、井口套压、井口油压、井口温度，井下参数包括：电机温度、泵入口压力、泵出口压力和泵入口温度，地面参数与井下参数共同构成。

3.根据权利要求1所述的基于时序数据分析的电泵井故障实时诊断系统的诊断方法，其特征在于，所述的生产特征参数和流量的变化幅度的经验阈值的赋值方法是：

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4.根据权利要求1所述的基于时序数据分析的电泵井故障实时诊断系统的诊断方法，其特征在于，所述的综合评价值经验阈值的赋值方法是：

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