本發(fā)明涉及抽油機(jī)泵功圖求解，尤其涉及一種地面功圖反演泵功圖的方法。

背景技術(shù)：

1、泵功圖可以準(zhǔn)確地反映有桿抽油泵的工作狀況，直接測量泵功圖時，需將動力儀下到井下進(jìn)行測量，工藝復(fù)雜、成本較高，因此，通過地面功圖轉(zhuǎn)成泵功圖的方法，以準(zhǔn)確診斷油井的工作狀況，對于加強(qiáng)油田管理、提高抽油泵工作性能具有重要意義。

2、中國專利公開號：cn108661623a公開了一種基于抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷波動分析的泵功圖計(jì)算方法和裝置包括：步驟1：獲得抽油桿的縱向波動方程；步驟2：計(jì)算所述波動方程，并獲得所述波動方程的解析解；步驟3：根據(jù)懸點(diǎn)載荷的傅里葉系數(shù)計(jì)算泵載荷；步驟4：根據(jù)懸點(diǎn)位移、泵載荷的傅里葉系數(shù)計(jì)算泵位移；步驟5：根據(jù)懸點(diǎn)示功圖計(jì)算泵功圖；步驟6：分析泵閥脈沖載荷作用下的波動形式；步驟7：根據(jù)懸點(diǎn)載荷波動形式確定抽油桿桿長l、阻尼系數(shù)v和抽油桿橫截面積ar，然而，影響泵功圖的形狀很大程度取決于阻尼系數(shù)，阻尼系數(shù)公式較多，而且涉及的參數(shù)也多，因此很難計(jì)算準(zhǔn)確，導(dǎo)致泵功圖圖形與實(shí)際泵功圖有較大差距，嚴(yán)重影響后續(xù)工況診斷、基于泵功圖的計(jì)產(chǎn)、動液面計(jì)算的準(zhǔn)確率。

3、現(xiàn)有技術(shù)存在計(jì)算阻尼系數(shù)時因阻尼系數(shù)參數(shù)涉及較多，阻尼系數(shù)計(jì)算不準(zhǔn)確，導(dǎo)致泵功圖圖形差異大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種地面功圖反演泵功圖的方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算阻尼系數(shù)時因阻尼系數(shù)參數(shù)涉及較多，阻尼系數(shù)計(jì)算不準(zhǔn)確，導(dǎo)致泵功圖圖形差異大的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種地面功圖反演泵功圖的方法，包括以下步驟，

3、獲取油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及地面功圖數(shù)據(jù)；

4、基于地面功圖確定其識別關(guān)鍵點(diǎn)；

5、將地面功圖的載荷數(shù)據(jù)減去摩擦載荷數(shù)據(jù)，將減去摩擦載荷數(shù)據(jù)的地面功圖的載荷數(shù)據(jù)通過濾波處理消除振動載荷；

6、將消除振動載荷數(shù)據(jù)后的地面功圖的載荷數(shù)據(jù)減去慣性載荷數(shù)據(jù)，得到修正后的地面功圖；

7、將修正后的地面功圖中的載荷數(shù)據(jù)減去抽油桿柱載荷，將位移數(shù)據(jù)減去對應(yīng)的沖程損失，進(jìn)而反演出泵功圖；

8、通過反演出的泵功圖與實(shí)際測量的泵功圖的對比結(jié)果對反演出的泵功圖各參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

9、進(jìn)一步地，所述識別關(guān)鍵點(diǎn)分為兩種情況，

10、供液充足條件下，關(guān)鍵點(diǎn)包括：游動閥爾關(guān)閉點(diǎn)、固定閥爾開啟點(diǎn)、固定閥爾關(guān)閉點(diǎn)和游動閥爾開啟點(diǎn)；

11、供液不足條件下，關(guān)鍵點(diǎn)包括：游動閥爾關(guān)閉點(diǎn)、固定閥爾開啟點(diǎn)、固定閥爾關(guān)閉點(diǎn)、摩阻轉(zhuǎn)折點(diǎn)、液擊點(diǎn)和游動閥爾開啟點(diǎn)。

12、進(jìn)一步地，所述地面功圖數(shù)據(jù)消除摩擦載荷數(shù)據(jù)方法分為兩種，包括，

13、供液充足條件下，確定兩點(diǎn)之間摩擦載荷；

14、供液不足條件下，確定兩點(diǎn)之間摩擦載荷平均值。

15、進(jìn)一步地，所述地面功圖通過fft傅里葉變換進(jìn)行濾波處理，消除振動影響，將消除摩擦載荷后地面功圖數(shù)據(jù)作為原始信號數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，將地面功圖數(shù)據(jù)從時域轉(zhuǎn)換到頻域。

16、進(jìn)一步地，根據(jù)所述頻域分析得到頻譜，并將所述頻譜通過低通濾波器進(jìn)行濾波處理，得到經(jīng)濾波處理后的頻譜，對所述頻譜進(jìn)行逆傅里葉變換，將頻譜重新轉(zhuǎn)換到時域，并重新得到濾波后的功圖數(shù)據(jù)。

17、進(jìn)一步地，消除震動影響后的地面功圖核減慣性載荷的方法為根據(jù)游梁式抽油機(jī)型號，運(yùn)行沖次，計(jì)算懸點(diǎn)加速度，根據(jù)消除振動后的功圖，重新確定所述識別關(guān)鍵點(diǎn)；基于識別關(guān)鍵點(diǎn)，計(jì)算出上沖程平均載荷和下沖程平均載荷

18、進(jìn)一步地，將消除振動后的功圖的上沖程減去上沖程的慣性載荷，下沖程減去下沖程的慣性載荷，得到消除慣性的修正后的地面功圖。

19、進(jìn)一步地，通過對實(shí)際泵功圖進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)際泵功圖，將實(shí)際泵功圖與反演出的泵功圖進(jìn)行輪廓值對比；基于輪廓值對比結(jié)果，確定所述反演出的泵功圖與所述實(shí)際泵功圖的相似度。

20、進(jìn)一步地，將所述相似度與實(shí)際泵功圖的標(biāo)準(zhǔn)相似度做對比，通過對比結(jié)果判定反演出的泵功圖與實(shí)際泵功圖的差異等級。

21、進(jìn)一步地，基于差異等級將反演出的泵功圖進(jìn)行對應(yīng)差異等級參數(shù)調(diào)節(jié)。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明通過獲取油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及地面功圖數(shù)據(jù)，基于地面功圖識別其關(guān)鍵點(diǎn)，將地面功圖的載荷數(shù)據(jù)減去摩擦載荷數(shù)據(jù)，將減去摩擦載荷數(shù)據(jù)的地面功圖的載荷數(shù)據(jù)通過濾波處理消除振動載荷，將消除振動載荷數(shù)據(jù)后的地面功圖的載荷數(shù)據(jù)減去慣性載荷數(shù)據(jù)，得到修正后的地面功圖，將所述修正后的地面功圖中的載荷數(shù)據(jù)減去抽油桿柱載荷，將位移數(shù)據(jù)減去對應(yīng)的沖程損失，進(jìn)而反演出泵功圖，通過本專利方法求解出的泵功圖符合率相比求解阻尼系數(shù)大幅提高，計(jì)算動液面準(zhǔn)確率也能提高5個百分點(diǎn)。

23、進(jìn)一步地，將所述識別關(guān)鍵點(diǎn)分為兩種情況，供液充足條件下和供液不足條件下，能夠?qū)Σ煌闆r選取不同點(diǎn)位進(jìn)行分析，有效提高了該方法對反演泵功圖的準(zhǔn)確性。

24、進(jìn)一步地，所述地面功圖數(shù)據(jù)消除摩擦載荷數(shù)據(jù)方法分為兩種情況，供液充足條件下和供液充足條件下，能夠?qū)?yīng)在不同條件下對不同載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行消除，時最終反演泵功圖更能夠反應(yīng)油田工作泵的真實(shí)工作情況。

25、進(jìn)一步地，所述地面功圖通過fft傅里葉變換進(jìn)行濾波處理，對振動影響進(jìn)行消除能夠?qū)罄m(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行更精確計(jì)算，使反演泵功圖更準(zhǔn)確反映實(shí)際工作情況。

26、進(jìn)一步地，通過對實(shí)際泵功圖進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)際泵功圖，將實(shí)際泵功圖與反演出的泵功圖進(jìn)行輪廓值對比，能夠?qū)Ψ囱莩龅谋霉D輪廓進(jìn)行判定并調(diào)整，若反演出的泵功圖輪廓與實(shí)際泵功圖輪廓相等，只是面積不同，則為一級差異，通過調(diào)整反演泵功圖面積相對實(shí)際泵功圖面積差絕對值對實(shí)際泵功圖輪廓值影響補(bǔ)償參數(shù)對反演泵功圖面積進(jìn)行調(diào)整，避免因反演出的泵功圖面積與實(shí)際泵功圖面積不同影響反演出的泵功圖對實(shí)際情況的反應(yīng)精度。

27、進(jìn)一步地，若反演出的泵功圖與實(shí)際泵功圖為二級差異，則需調(diào)節(jié)反演出的泵功圖相對實(shí)際泵功圖在坐標(biāo)系中x軸調(diào)節(jié)值，所述調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)后能夠使反演出的泵功圖在x軸進(jìn)行左右移動接近實(shí)際泵功圖以正確反應(yīng)實(shí)際工作中泵工作的實(shí)際情況。

28、進(jìn)一步地，若反演出的泵功圖與實(shí)際泵功圖為二級差異，則需調(diào)節(jié)反演出的泵功圖相對實(shí)際泵功圖在坐標(biāo)系中y軸調(diào)節(jié)值，所述調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)后能夠使反演出的泵功圖在y軸進(jìn)行上下移動接近實(shí)際泵功圖以正確反應(yīng)實(shí)際工作中泵工作的實(shí)際情況。

29、進(jìn)一步地，若反演出的泵功圖與實(shí)際泵功圖為三級差異，則需對反演出的泵功圖與實(shí)際泵功圖進(jìn)行分段比較，將分段的反演出的泵功圖進(jìn)行縮小放大調(diào)節(jié)或在坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行x軸與y軸相關(guān)參數(shù)調(diào)節(jié)，并對最終調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，能夠?qū)喞煌娣e不同的反演出的泵功圖進(jìn)行更細(xì)化的調(diào)節(jié)，以達(dá)到實(shí)際泵功圖的標(biāo)準(zhǔn)相似度，對實(shí)時工作情況進(jìn)行更精確反應(yīng)。

技術(shù)特征：

1.一種地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，所述識別關(guān)鍵點(diǎn)分為兩種情況，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，所述地面功圖數(shù)據(jù)消除摩擦載荷數(shù)據(jù)方法分為兩種，包括，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，所述地面功圖通過fft傅里葉變換進(jìn)行濾波處理，消除振動影響，將消除摩擦載荷后地面功圖數(shù)據(jù)作為原始信號數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，將地面功圖數(shù)據(jù)從時域轉(zhuǎn)換到頻域。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，根據(jù)所述頻域分析得到頻譜，并將所述頻譜通過低通濾波器進(jìn)行濾波處理，得到經(jīng)濾波處理后的頻譜，對所述頻譜進(jìn)行逆傅里葉變換，將頻譜重新轉(zhuǎn)換到時域，并重新得到濾波后的功圖數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，消除震動影響后的地面功圖核減慣性載荷的方法為根據(jù)游梁式抽油機(jī)型號，運(yùn)行沖次，計(jì)算懸點(diǎn)加速度，根據(jù)消除振動后的功圖，重新確定所述識別關(guān)鍵點(diǎn)；基于識別關(guān)鍵點(diǎn)，計(jì)算出上沖程平均載荷和下沖程平均載荷。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，將消除振動后的功圖的上沖程減去上沖程的慣性載荷，下沖程減去下沖程的慣性載荷，得到消除慣性的修正后的地面功圖。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，通過對實(shí)際泵功圖進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)際泵功圖，將實(shí)際泵功圖與反演出的泵功圖進(jìn)行輪廓值對比；基于輪廓值對比結(jié)果，確定所述反演出的泵功圖與所述實(shí)際泵功圖的相似度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，將所述相似度與實(shí)際泵功圖的標(biāo)準(zhǔn)相似度做對比，通過對比結(jié)果判定反演出的泵功圖與實(shí)際泵功圖的差異等級。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的地面功圖反演泵功圖的方法，其特征在于，基于差異等級將反演出的泵功圖進(jìn)行對應(yīng)差異等級參數(shù)調(diào)節(jié)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及抽油機(jī)泵功圖求解技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地面功圖反演泵功圖的方法，包括：獲取油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及地面功圖數(shù)據(jù)；基于地面功圖確定其識別關(guān)鍵點(diǎn)；將地面功圖的載荷數(shù)據(jù)減去摩擦載荷數(shù)據(jù)，將減去摩擦載荷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通過濾波處理消除振動載荷；將消除振動載荷數(shù)據(jù)后數(shù)據(jù)減去慣性載荷數(shù)據(jù)，得到修正后的地面功圖；將修正后的地面功圖中的載荷數(shù)據(jù)減去抽油桿柱載荷，將位移數(shù)據(jù)減去對應(yīng)的沖程損失，進(jìn)而反演出泵功圖，通過反演出的泵功圖與實(shí)際測量的泵功圖的對比結(jié)果對反演出的泵功圖各參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明通過反演泵功圖解決計(jì)算阻尼系數(shù)時因阻尼系數(shù)參數(shù)涉及較多，阻尼系數(shù)計(jì)算不準(zhǔn)確，導(dǎo)致泵功圖圖形差異大的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：孫春龍,孫延安,宋興良,戚興,高宇,張德實(shí),董巧玲,郭振超,于海群,張婉情,王翠,周錄方
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大慶油田有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26