[发明专利]抽油机故障诊断系统和方法

说明书

本发明提供了一种抽油机故障诊断系统和方法，所述系统包括：综合采集设备，综合采集设备用于同步采集抽油机的功率、抽油机光杆的位移；手持机，手持机用于接收综合采集设备采集的抽油机的功率、抽油机光杆的位移；控制中心，控制中心用于从手持机接收抽油机的功率、抽油机光杆的位移，并根据抽油机的功率、抽油机光杆位移生成电功图，控制中心还根据抽油机的电功图模型生成诊断模型，并根据诊断模型和电功图对抽油机进行故障诊断。本发明能够同步、自动、方便地连续采集抽油机的运行参数和生成电功图，并结合诊断模型全面系统地对抽油机进行井下和地面的故障诊断，误差较小，稳定性较高。

技术领域

本发明涉及抽油机技术领域，具体涉及一种抽油机故障诊断系统和一种抽油机故障诊断方法。

背景技术

目前抽油机工况检测大多是通过示功图来显示，由示功图测量位移及载荷。但是检测设备常会损坏，且精度较差。抽油机是油田原油生产的主要设备，约占油井总数的90％，如何使抽油机井合理化运行，即抽油机运行参数与井下参数、生产管网合理匹配，并保持各设备在合理状态下运行，对于节约电能，降低设备故障率，延长设备使用寿命和油井免修期，降低油井作业费用、设备维护费用，提高油井利用率和原油产量是至关重要的。要实现抽油机井的合理化运行与精细化管理，必须能够及时、全面地分析和诊断抽油机井井下和地面系统工况。

近年随着技术的发展和数字化油田建设的推进，基于井口数据(包括示功图、电流、压力、温度等)在线采集的监测系统在各油田得到了推广应用，然而该监测系统使用中暴露出的问题也越来越突出，主要表现在以下方面：

1)系统自身的问题，如载荷传感器容易损坏和漂移大造成测试误差较大、系统不稳定等。调研发现，多数安装的系统在工作几个月后就因出现各种问题而不能正常工作。另外，系统建设投资和维护费用都较高也限制了它在中低产量区块油井的应用。

2)系统的分析、诊断功能主要是基于光杆示功图的井下工况诊断和简单阈值匹配的抽油机不平衡和电机的过电流、三相不平衡和缺相等故障判断，缺乏地面系统工况诊断分析技术，不能够全面系统地评价抽油机井运行工况以及诊断和预警包括地面设备的异常或故障。而且由于第一个问题的影响往往不能进行正确的示功图诊断。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种抽油机故障诊断系统和方法，能够同步、自动、方便地连续采集抽油机的运行参数和生成电功图，并结合诊断模型全面系统地对抽油机进行井下和地面的故障诊断，误差较小，稳定性较高。

本发明采用的技术方案如下：

一种抽油机故障诊断系统，包括：综合采集设备，所述综合采集设备用于同步采集所述抽油机的功率、所述抽油机光杆的位移；手持机，所述手持机用于接收所述综合采集设备采集的所述抽油机的功率、所述抽油机光杆的位移；控制中心，所述控制中心用于从所述手持机接收所述抽油机的功率、所述抽油机光杆的位移，并根据所述抽油机的功率、所述抽油机光杆位移生成电功图，所述控制中心还根据所述抽油机的电功图模型生成诊断模型，并根据所述诊断模型和所述电功图对所述抽油机进行故障诊断。

所述综合采集设备还采集所述抽油机光杆的载荷，所述控制中心还通过所述手持机接收所述抽油机光杆的载荷，并根据所述抽油机光杆的载荷和位移生成示功图，以及根据所述示功图对所述抽油机进行故障诊断。

所述抽油机的故障包括根据所述诊断模型和所述电功图判断出的非载荷故障、根据所述示功图判断出的载荷故障，其中，所述非载荷故障包括断脱、停机、三相不平衡、供液不足、气体影响、气锁、出砂、减速箱故障、凡尔漏失，所述载荷故障包括载荷超限。

所述综合采集设备包括：电参数采集模块，所述电参数采集模块用于采集所述抽油机的功率；杆载采集模块，所述杆载采集模块用于采集所述抽油机光杆的载荷和位移。

所述电参数采集模块设置于所述抽油机的控制柜内。