[发明专利]一种基于示功图矩特征的有杆抽油系统摩擦因数辨识方法

摘要

本发明提供一种基于示功图矩特征的有杆抽油系统摩擦因数辨识方法，涉及抽油井模型参数的辨识优化技术领域。该方法通过抽油系统主要参数模拟抽油泵工作形式，得到模拟泵功图；通过对实测悬点示功图进行差分求解得到仿真泵功图；对归一化的模拟泵功图和仿真泵功图进行基于角度的分区处理；在各子区域上分别计算Hu不变矩的三个低阶不变矩特征，得到表示示功图形状特征的矩值序列；对矩值序列进行标准化处理作为两组图形的特征向量；利用特征向量建立度量两泵功图相似程度的标准化欧氏距离；利用粒子群算法对摩擦因数寻优，得到使标准化欧氏距离最小的摩擦因数值，即为相应抽油系统的摩擦因数辨识值。本发明仿真精度高、计算方法简便、便于应用。

主权项

1.一种基于示功图矩特征的有杆抽油系统摩擦因数辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：通过有杆抽油系统中抽油机几何尺寸、冲程、冲数、泵径、泵深、杆柱组合油液及杆柱的密度和动液面深度对抽油泵工作形式进行数值模拟得到模拟泵功图；步骤2：建立定向井有杆抽油系统模型，以实测悬点示功图为上边界，给定摩擦因数初值，对定向井有杆抽油系统模型进行差分求解得到仿真泵功图；步骤3：对进行归一化和二值化处理后的模拟泵功图和仿真泵功图进行基于角度的分区处理，得到N个子区域；步骤4：针对各子区域计算Hu不变矩的三个低阶不变矩特征，得到一组表示示功图形状特征的矩值序列；步骤5：建立以模拟泵功图和仿真泵功图各个子区域矩特征为元素的特征向量，并进行标准化处理；步骤6：以模拟泵功图和仿真泵功图曲线的特征向量为参数建立用来度量两功图相似程度的标准欧式距离D；步骤7：以标准欧式距离D作为准则函数，度量模拟泵功图和摩擦因数不同取值时仿真泵功图曲线之间的相似度，将求取准则函数D的最值问题转化为多变量函数最小值问题，并利用粒子群算法中的启发式优化搜索算法对问题进行求解，以距离D函数作为粒子群算法的适应度，当函数值D取得最小值或误差满足精度要求时，所对应的函数解即为系统的粘滞阻尼和库仑摩擦的辨识值，即为该有杆抽油系统的摩擦因数辨识值。