[发明专利]一种基于抽油机电功图的平衡度检测方法

权利要求书

1.一种基于抽油机电功图的平衡度检测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)获取油井现场电参数采集系统等时间间隔采样的抽油机电机实时工作有功功率P_original并对其进行异常数据过滤处理，得到有效采样数据P：

P＝{p_i|i＝1,2,...,N}

其中p_i表示抽油机电机第i个采样点的有功功率，共N个采样点；

(2)对有效采样数据P进行自相关性分析，根据自相关系数确定电机工作有功功率的周期T，进而确定一个时间周期内的采样数据P_T：

P_T＝{p_i|i＝1,2,...,M}

其中M表示有功功率信号周期T内的采样点个数，它由自相关函数求得；

(3)根据抽油机的示功图将P_T划分为上冲程有功功率采样点集合P_up和下冲程有功功率采样点集合P_down：

其中k表示上冲程死点对应的有功功率采样点；

(4)计算上冲程最大有功功率p_{up_max}及有下冲程最大有功功率p_{down_max}：

其中max为求最大值函数；

(5)计算步骤(4)中，下冲程、上冲程最大有功功率的比值作为平衡度指标b：

(6)将步骤(5)中的平衡度指标b与给定阈值进行比较，判断抽油机的平衡状况，如平衡状况异常则发出预警信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于抽油机电功图的平衡度检测方法，其特征在于，所述异常数据过滤处理过程具有如下步骤：

(1-1)将超出电参数采集系统传感器量程的数据定为异常数据，统计有功功率采样数据中异常数据的占比α_error：

其中N_erroe表示异常数据点个数，N_all表示采样总数；

(1-2)若α_error大于设定阈值则丢弃当前数据，重新获取下一组采样数据；

(1-3)若α_error小于设定阈值则采用如下策略对异常采样点进行修正：

其中p_error表示异常采样点修正后的有功功率，p_pre表示异常采样点的前一个有效采样点的有功功率，p_after表示异常采样点的后一个有效采样点的有功功率。

3.根据权利要求1所述的一种基于抽油机电功图的平衡度检测方法，其特征在于，所述采样数据自相关性分析过程具有如下步骤：

(2-1)定义自相关函数形式为：

其中p_i表示抽油机电机第i个采样点的有功功率，共N个采样点；τ为自相关函数的自变量，表示采样序列P滞后的采样周期个数；R_PP表示采样序列P的自相关系数也即采样序列P与滞后τ个采样周期后的采样序列P_τ之间的相似性；

(2-2)令τ遍历[-N,N]中的值并计算R_PP(τ)，将最终结果归一化作为自相关系数分析结果；

(2-3)根据采样信号自相关系数分析结果，τ选取令自相关函数取最大值的非零值M，进而确定采样信号周期T以及一个周期内的采样数据P_T：

T＝△T_p·M

P_T＝{p_i|i＝1,2,...,M}

其中△T_p为有功功率信号采样周期。