[发明专利]一种基于抽油机电功图的平衡度检测方法在审
申请号: | 202110443730.9 | 申请日: | 2021-04-23 |
公开(公告)号: | CN113513304A | 公开(公告)日: | 2021-10-19 |
发明(设计)人: | 陈夕松;夏峰;沈煜佳;姜磊;梅彬 | 申请(专利权)人: | 南京富岛信息工程有限公司 |
主分类号: | E21B47/008 | 分类号: | E21B47/008 |
代理公司: | 南京天华专利代理有限责任公司 32218 | 代理人: | 刘畅;夏平 |
地址: | 210061 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 抽油机 电功图 平衡 检测 方法 | ||
本发明公开了一种基于抽油机电功图的平衡度检测方法,首先获取油井现场采集到的抽油机电机工作有功功率,并对其进行异常数据过滤处理;然后通过自相关性分析确定有功功率信号周期;接着借助抽油机的示功图,将抽油机有功功率采样数据划分为上冲程数据和下冲程数据;最后分别计算抽油机上、下冲程的最大有功功率,并以二者的比值来衡量抽油机的平衡度。该方法能够诊断抽油机的配重平衡状况,从而提高抽油机设备的运行效率,减少抽油机工作时的能耗与磨损,延长抽油机的使用寿命。
技术领域
本发明涉及油田用抽油机故障检测与诊断领域,具体而言,是通过建立基于抽油机电功图信息的在线监测与故障诊断模型,从而检测抽油机地面平衡度故障的方法。
背景技术
在抽油机故障检测与诊断领域,由于示功图的图形特征形象、直观,基于示功图的故障识别已成为抽油机井故障诊断技术的主流。然而,示功图是由悬点位移及载荷绘制出的闭合曲线,由安装在抽油机的驴头悬点处的示功仪采集得到,因此它所采集到的数据只能反映抽油杆和井下抽油泵的工况,不能准确反映包括抽油机电机、减速箱和平衡块在内的抽油井地面抽油设备的工况。因此,基于示功图的抽油机故障诊断模型往往很难检测到抽油机平衡块过平衡、欠平衡和皮带故障等地面故障。
电功图是由抽油井现场的电参数采集系统实时采集到的抽油机电动机工作有功功率绘制出的曲线。电动机作为整个采油系统的动力源,它的功率变化包含了整个抽油机井生产系统井下与地面设备的工况信息。因此,采取合适的方法提取电功图中的故障信息,能够有效诊断出抽油机井系统地面和地下设备的故障。同时,电功图还具有测取方便、安装及维护成本低、分辨率高、能够长期连续测量等优点,可为实时诊断提供可靠的数据支持。
为指导油田科学安全生产,保证抽油机系统故障诊断的实时性和可靠性,需要结合电功图对抽油机系统地面设备的故障工况进行准确识别,弥补单纯使用示功图进行故障诊断的不足。
发明内容
针对上述缺陷,本发明提供一种基于抽油机电功图的平衡度检测方法,结合电功图相关采样数据,对抽油机平衡度进行实时检测,从而提高抽油机设备的运行效率,减少抽油机工作时的能耗与磨损,延长抽油机的使用寿命。
本发明提出一种基于抽油机电功图的平衡度检测方法,具有如下步骤:
(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Poriginal并对其进行异常数据过滤处理,得到有效采样数据P:
P={pi|i=1,2,...,N}
其中pi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,根据自相关系数分析确定电机工作有功功率的周期T,进而确定抽油机有功功率在一个时间周期内的采样数据PT:
PT={pi|i=1,2,...,M}
其中M表示由自相关性分析确定的有功功率信号周期T内的采样点个数;
(3)根据抽油机的示功图相关信息将PT划分为上冲程有功功率采样点集合Pup和下冲程有功功率采样点集合Pdown:
其中k表示上冲程死点对应的有功功率采样点索引;
(4)计算上冲程有功功率采样点集合的最大值Pup_max以及下冲程有功功率采样点集合的最大值Pdown_max:
(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:
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