[发明专利]利用电参数实现螺杆泵和抽油机工况在线分析诊断和控制调整方法及装置

权利要求书

1.利用电参数实现螺杆泵和抽油机工况在线分析诊断和控制调整装置的方法，其具体步骤如下：

a、数据的采集：采集油井的工况变化趋势数据或瞬态工况变化数据，其中，工况变化趋势数据是按照设定的时间间隔存储电参数据，用于反映缓慢发生的故障工况变化过程；瞬态工况变化数据是以25次/秒的采样速率采集存储工况的电参数据，用于反映短时间内很快发生的故障工况过程；数据的采集装置为电参测量模块（8），电参测量模块（8）包括电压信号转换器（9）、电流信号转换器（10）和A/D转换模块（6），电流信号转换器（10）和电压信号转换器（9）均与A/D转换模块（6）电路连接，A/D转换模块（6）与主机板（1）电路连接；所述的电参测量模块（8）用于采集外部设备的变速率数据；A/D转换模块（6）为A/D转换模块CS5463；

b、数据的分析诊断：将电参测量模块（8）与设备控制模块（7）均与主机板（1）电路连接，所述的主机板（1）为CPU ATmega128，主机板（1）分别与显示屏（3）、键盘（4）、蓝牙通讯模块（5）和电源模块（2）电路连接；设备控制模块（7）连接了变频器，所述的设备控制模块（7）为D/A转换模块；设备控制模块（7）用于将主机板（1）的指令回馈给外部报警装置；再利用a步骤采集的工况变化趋势数据或瞬态工况变化数据，分析数据的变化趋势，判断油井的运行是否异常；具体方法如下：

（1）采集螺杆泵井的工况变化趋势数据判断井况的方法如下：

其有功功率的变化呈周期性近似方波曲线，同时满足a₁<a₂<a₃…a_k-1<a_k且a_m+2>a_m+3…>a_n>a_n+1>a_n+2，且上升下降的幅值接近，连续发生两次上述状况，且K<10，则认为是间歇出液；控制方法为变频运行模式，DA输出下调10%，工频运行模式：给出间歇出液报警信息；

或其有功功率曲线呈快速上升趋势，同时满足有功功率a_k上升的幅值大于6KW，n+2>10，则判定为抽空；控制方法：停机；

或其有功功率曲线呈逐渐下降趋势，同时满足a₁=a₂=a₃=a₄；a₄<a₅…<a_n；a_n=a_n+1=a_n+2=a_n+3，则判定为管漏，其中等号为近似等于，变化幅度在10%以内；控制方法：给出管漏提示信息；

或其有功功率曲线呈逐渐上升趋势，上升至某一峰值后开始逐渐下降，同时满足a₁<a₂<a₃<a₄< a₅…a_m>a_m+1>…a_n+1；停运时长大于5小时，启动2分钟后，运行的有功功率大于额定功率的80%，则判定为结蜡工况；控制方法:给出油井结蜡提示报警信息；

或其有功功率曲线产生下突变，同时满足(a₄-a₅)/a₄>90%，(a₄-a₆)/a₄>90%,(a₄-a₇)/a₄>90%，则判定为杆断或皮带断；控制方法：停机；

（2）采集螺杆泵井的瞬态工况变化数据，是以25次/秒的采样速率采集存储工况的电参数据的判断井况方法如下：

其有功功率曲线呈锯齿状波形，同时满足a₁<a₂<a₃<a₄<a_n；n<10；连续发生上述情况三次，则判定为转子不连续运转；控制方法：给出转子不连续运转报警提示信息；

或其有功功率曲线呈斜坡状上升，同时满足a₁<a₂<a₃<a₄<a₅<……<a_n；n>10，则判定为卡泵；控制方法：停机；

或其有功功率变化曲线呈近似正弦波形，同时满足a ₁<a₂<a₃<…a_m；a ₅>a₆>a₇…>a_n，连续判定3次，符合上述规律，则判定为泵泄漏；控制方法：变频器的工作频率降低10%；

（3）利用瞬态工况变化数据，诊断抽油机泵况方法如下：

当下冲程T₂时间段内，若电参数有功功率a_m+1、a_m+2…a_n数据有由负变为正的过程，则判定为是抽吸过深、脱气产生气影响；

或在下冲程整个过程中，电参数有功功率a_m+1、a_m+2…a_n数据为负值，且下冲程时间T₂变小，则判定为是抽空；

或在上冲程过程中，电参数有功功率a₁、a₂、a₃…a_m由正值在某点开始突变为负值，则认为是柱塞出泵工作桶；

或在下冲程过程中，在接近下死点前，有功功率a_k…a_n-3、a_n-2、a_n-1、a_n由正变为负值，则认为是固定凡尔关闭不严工况；控制方法：给出报警提示信息；

或电机的有功功率瞬时值基本不变，且始终小于2KW，则认为是皮带断；控制方法：给出报警并停机；

或在一个冲程周期T₁+T₂的时间段内，有功功率上升趋势即a ₁>a₂>a₃…>a_n，则判定为卡泵；控制方法：停机；

（4）利用工况变化趋势数据，诊断抽油机泵况方法如下：

上冲程的有功功率平均值产生下突变，突然变得很小或为负值，则认为抽油机井杆断；

或上冲程有功功率平均值逐渐减小至稳定值，则认为抽油机井管漏。

2.如权利要求1所述的利用电参数实现螺杆泵和抽油机工况在线分析诊断和控制调整装置的方法，其特征在于a步骤采集的数据信息为螺杆泵井的工况变化趋势数据/瞬态工况变化数据或抽油机井的瞬态工况变化数据/工况变化趋势数据。