[发明专利]基于时序地面示功图的抽油机井实时工况诊断方法

权利要求书

1.一种基于时序地面示功图的抽油机井实时工况诊断方法，其特征在于，该方法包括：

基于现场生产数据建立特征知识库及对应的工况知识库；在选取当前地面示功图之前的各个时间段连续测量获取地面示功图；利用链式编码方法提取各个时间段内各个地面示功图的特征点，得到各个地面示功图中游动阀和固定阀打开与关闭的位置；计算各个所选时间段内各个地面示功图特征值，包括：上冲程加载线斜率、下冲程卸载线斜率、上冲程最大载荷、下冲程最小载荷和示功图面积；然后，采用等权重的方法计算当前地面示功图特征值与所选所有时间段特征值的平均值的变化幅度的综合评价指标；最后根据所述综合评价指标结合特征知识库及对应的工况知识库，实时给出油井工况信息；

在采用等权重的方法计算当前地面示功图特征值与所选所有时间段特征值的平均值的变化幅度的综合评价指标之前，计算各个所选时间段内地面示功图特征值的平均值；所述的平均值采用算术平均值计算方法计算；

获取当前地面示功图，采用所述链式编码方法提取当前地面示功图的四个特征位置点；

将当前地面示功图的特征值与某个所选时间段内地面示功图特征值的平均值进行比较，计算当前地面示功图特征值相对于某个所选时间段内特征值的平均值的变化幅度；按此方法计算当前地面示功图特征值与所选所有时间段内地面示功图特征值的平均值的变化幅度；

所述利用链式编码方法提取各个时间段内各个地面示功图的特征点，得到各个地面示功图中游动阀和固定阀打开与关闭的位置；

所述的地面示功图特征点是描述抽油机上下冲程过程中游动阀和固定阀打开与关闭的位置点；

所述链式编码方法包括：对于每个地面示功图首先将位移d_n和载荷l_n参数进行归一化，d_min、d_max、l_min、l_max分别是位移和载荷的最小值和最大值；计算任意一组归一化位移d_dn和载荷l_dn数据对应的矢量角度A_n，

然后，对每个矢量角度进行赋值；其赋值方法为：当矢量角度在(315°，360°)和(0°，45°)范围内，赋值为0；当矢量角度在(45°，135°)范围内，赋值为1；当矢量角度在(135°，225°)范围内，赋值为2；当矢量角度在(225°，315°)范围内，赋值为3；

最后，去除赋值中连续相同的数字：

得到每个地面示功图所对应的标准赋值形式；[1 0 3 2]赋值形式对应四边形的示功图，[1 0 3 2 3 2]赋值形式对应六边形刀把状的示功图；

上述赋值0表示地面示功图中的“位移-载荷”位置点为固定阀打开；

上述赋值1表示地面示功图中的“位移-载荷”位置点为游动阀关闭；

上述赋值2表示地面示功图中的“位移-载荷”位置点为游动阀打开；

上述赋值3表示地面示功图中的“位移-载荷”位置点为固定阀关闭；

如不能得到标准的赋值形式[1 0 3 2]或[1 0 3 2 3 2]，则采用式4)和5)对归一化后的载荷和位移进行平滑处理，然后再利用公式1)和公式2)开始重复特征点提取过程，直到得到标准赋值形式为止：

采用上述方法对所选时间段内的各个地面示功图进行处理，得到各个地面示功图的四个特征位置点。

2.根据权利要求1所述的一种基于时序地面示功图的抽油机井实时工况诊断方法，其特征在于，所述的特征知识库包括地面示功图的上冲程加载线斜率变化范围、下冲程卸载线斜率变化范围、上冲程最大载荷变化范围、下冲程最小载荷变化范围和示功图面积变化范围；

所述的工况知识库包括抽油机冲次变大、抽油机冲次变小、抽油机冲程变大、抽油机冲程变小、回压升高、回压降低、套压变大、套压变小、抽油泵固定阀漏失、抽油泵游动阀漏失、抽油泵固定阀和游动阀漏失、抽油泵固定阀失效、抽油泵游动阀失效、抽油杆断脱、油管漏失、油嘴堵塞、增加或加紧盘根、抽油机调平衡、更换变频器、加紧皮带、气体影响、油层供液不足、停开井、加药剂、结蜡、流体粘度增加、流体粘度降低、含水升高、含水降低、地层出砂、油井连抽带喷、套管掺水、井筒热洗。