[发明专利]基于卡尔曼滤波和离散数值积分计算示功图位移的方法

说明书

基于卡尔曼滤波和离散数值积分计算示功图位移的方法，RTU接受上位机发来的唤醒命令或者读取数据的命令，接到数据之后，解析相关命令，根据相应的命令，向下面的各个子模块发送相关命令，进行唤醒，或者索要数据。接收到子模块传输回来的状态或者数据之后，对相应数据进行打包处理，发送回上位机。本发明的有益效果是通过利用无线式的测量方法主要有通过倾角传感器和加速度传感器进行测量，倾角与加速度传感器测量位移轻巧方便，不受外界环境干扰，然而,解决了由于抽油机在运动过程中存在过多的抖动与阻力，造成采集的数字信号有很大的噪音和奇异点(过大或者过小的信号)，求取一个精准的、误差小的位移，提高了示功图的精度。

技术领域

本发明涉及石油技术领域，具体涉及基于卡尔曼滤波和离散数值积分计算示功图位移 的方法。

背景技术

油田地广人稀，网络覆盖率低，工作环境恶劣，分布范围广，大部分在野外，相互之间距离远近不一，通信设施分布参差不齐。由于地域偏远，气候环境恶劣，尤其是某些地 区酸雨频降，风沙侵蚀严重，冬季气温极低等客观条件，给油井设施的正常管理带来了巨 大的困难。目前管理方式多为人工值守，定时检查设备运行情况，记录相关数据，特别是 近年来被媒体频频曝光的人为破坏、偷盗现象日益增多，如果采用传统的人工巡检、巡查 等相对落后的监控手段来实施管理，不但需要投入大量的人力、物力、财力，而且由于缺 乏一套行之有效的、切实可行的现场生产设备的网络化监控管理系统。抽油机的正常生产 秩序得不到有效、安全的保护，不法份子破坏油井设备、盗取原油的事件时有发生，而设 备故障又得不到及时修复，扰乱了正常的生产管理秩序，加重了设备现场维护的压力，使 大量的人员疲于应付这种突发事件，降低了劳动生产率，事倍功半。然而这种方式增加了 用工人数，加大了护井工的劳动强度，影响对设备的监控。

抽油机、电泵出现微小故障时，往往很难被及时发现，得不到有效地防护与控制。油 井抽油机看起来是一种提升油气的生产设备，实际上这些设备的工作状态可以反映油井状 态，甚至地层、油藏动态，油气井每天都有产量，看起来是一些数据，实际上这些数据又 反映的是抽油机的工作状况，同时也反映油井、地层和油藏的动态，所以抽油机的工况和 油气井的产量对油田企业来说十分重要。

在大部分油田停止自喷采油法改为机械采油法时，油田会面临这样一个问题，机械采 油法自喷采油法复杂。更难于管理，而且抽油机在运行过程中又容易发生各种故障，所以 必须及时准确的掌握泵在井下的工作状况。示功图是分析抽油机井下工况的最好手段，而 且还可以结合有关资料，分析判断油井工作制度是否合理，抽油设备与油层和原油的性质 是否适应等，从而查找出影响泵效和不出油的原因，以拟定合理的采油工艺措施和检泵周 期，降低不必要的费用和损失，提高油田的生产效率。

21世纪初期，国内如胜利油田和部分企业开始对安全可控制系统进行了研究，部分技 术已开始进入应用阶段。该技术是伴随电子记忆网络系统的发展开始的。从全面来看，抽 油机远程监控系统在国内的研发良莠不齐，并且大部分公司仍然在起步实验阶段，虽然有 级个别企业具有了一定规模，但其中仍然存在相当一部分问题，具体就表现在：在设备的 可靠性，稳定性差；维护起来较困难；可扩充性，可开放性差；模块化不够；设备安装维 护费用高；自动化水平没有达到一定水平。

本发明为一种利用无线加速度传感器计算油井示功图位移的方法，在油井实时监控系 统中，油井的示功图是抽油机是否正常工作的主要决策依据，示功图是反映抽油机悬点载 荷随其位移变化规律的图形，通过对示功图的分析，可以了解油井实时动态及抽油装置是 否合理。同时示功图是抽油机装置故障诊断的重要依据之一。

发明内容

本发明的目的在于提供基于卡尔曼滤波和离散数值积分计算示功图位移的方法，以解 决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于卡尔曼滤波和离散数值积分计算示功图位移的方法，包括以下步骤：