一種基于抽油桿示功圖的上下死點精確提取方法技術

本發明專利技術涉及一種基于抽油桿示功圖的上下死點精確提取方法，屬于石油工程領域。該方法需運用于抽油桿示功圖監測采集系統，該采集系統主要包括載荷傳感器、一體化載荷采集儀；上述的載荷傳感器，是由兩個對稱的振弦傳感器組成，用于消除抽油桿變形、扭轉引起的測量誤差，振弦傳感器由安裝底座固定在抽油桿上面，振弦傳感器與抽油桿固定成一體，抽油桿在工作運動過程中，振弦傳感器可以直接反應抽油桿受力情況；上述的一體化載荷采集儀，是采集載荷傳感器裝置，并且包含通信模塊，將采集計算得到的功圖數據上傳至RTU；一體化載荷采集儀通過磁鐵的方式吸在懸繩器上面，一體化載荷采集儀與載荷傳感器通過連接電纜連接。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于石油工程領域，應用于結構安全健康監測行業。
技術介紹
目前國內外普遍采用示功圖診斷井下栗工作狀況以及液量分析，通過抽油機井示功圖，可以真實反映油井生產工況。由于隨著高含水區塊桿管偏磨，地層出砂嚴重，油井失效頻繁，典型示功圖可作為生產現場初步判斷抽油機井栗的參考依據。通過示功圖的分析，可以正確指導油井工況分析和管理。示功圖是抽油井采油現場采集的第一手資料，示功圖是記錄抽油機井栗功況的曲線載體，對其進行量化分析可為解除油井故障、保證油井正常生產或提高油井產量提供依據。目前，在抽油桿長期監測中，采集示功圖的方法均為首先使用拉線位移傳感器標定抽油桿沖程數據，標定沖程完成后，通過一體化荷載傳感器內部的加速度傳感器獲取抽油桿在運動過程中加速度變化規律，采集完成后，通過查找加速度的極值，可以確定抽油桿上下死點的位置。但是在運用過程中，對于抽油桿沖次較大的，通過加速度判斷極值的方法，可以很容易確定一個周期的數據，并且找到上下死點的位置。但是，當抽油桿的沖次較小時，由于加速度變化不明顯，而且抽油桿受外界影響較大，導致加速度無法分析得到上下死點的準確位置，導致采集的示功圖異常，這種不可靠示功圖無法用于判斷抽油桿工作過程中的工況。
技術實現思路
針對上述的問題，本專利技術專利目的提出了一種新的抽油桿上下死點精確提取方法，通過該方法，可以準確的找到抽油桿運動過程中的上下死點位置，使得一體化荷載傳感器通過加速度測試示功圖可以運用于不同沖次的抽油桿設備，擴大了一體化載荷傳感器的使用范圍和可靠性。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案: : 該方法需運用于抽油桿示功圖監測采集系統，該采集系統主要包括載荷傳感器、一體化載荷采集儀； 上述的載荷傳感器，是由兩個對稱的振弦傳感器組成，振弦傳感器對稱安裝，用于消除抽油桿變形、扭轉引起的測量誤差，振弦傳感器由安裝底座固定在抽油桿上面，振弦傳感器與抽油桿固定成一體，抽油桿在工作運動過程中，振弦傳感器可以直接反應抽油桿受力情況； 上述的一體化載荷采集儀，是采集載荷傳感器裝置，并且包含通信模塊，將采集計算得到的功圖數據上傳至RTU; —體化載荷采集儀通過磁鐵的方式吸在懸繩器上面，一體化載荷采集儀與載荷傳感器通過連接電纜連接； 安裝后，其具體精確提取方法步驟如下: 首先進行初始數據標定測試，將拉線位移傳感器固定在懸繩器上，與一體化載荷采集儀連接，啟動抽油桿測試，首先標定位移數據，標定完成后，將拉線位移傳感器拆除； 標定完成后，系統按照設定的工作模式工作;采集功圖時，一體化載荷采集儀同時采集載荷數據和加速度數據，采集完成后，首先對載荷數據去噪處理，去噪處理的方式采用平滑去噪和迭代去噪，載荷經過去噪處理后，采集的異常值均被剔除，載荷變得平滑，然后將載荷數據依次同向移動，移動后計算載荷數據的均方差，通過分析得到的均方差數據可以計算得到載荷數據的周期，由于載荷數據與加速度數據同時采集，載荷計算得到的周期即為加速度的周期； 載荷周期計算完成后，然后對載荷數據進行分區處理，通過載荷變化的趨勢，找到抽油桿上死點與下死點區域，根據抽油桿運動的特性，抽油桿從下死點向上運動時，載荷值會突然增加，然后趨于穩定，在上死點向下運行時，載荷會突然下降，然后趨于穩定，根據這個特性，可以通過計算載荷變化速率得到采集數據中的上下死點區域； 確定區域后，找到載荷第一個下死點區域，以這個區域的數據作為功圖的起點;然后對加速度數據做去噪處理，處理方法采用平滑去噪，然后根據載荷計算得到的周期和載荷數據確定的第一個下死點區域，從該區域的前面開始，取加速度的一個周期數據，對該周期內的數據進行處理分析，計算得到加速度的極值點，然后根據抽油桿運動特性，在載荷確定的下死點區域內查找加速度的下死點位置，從而得到抽油桿運動周期中下死點的精確位置。這種方法通過載荷數據處理分析，對加速度數據分區查找，以確定死點的準確位置，避免抽油桿在運動過程中由于震動等因素引起加速度數據不穩定，而導致直接通過加速度的數據查找找到異常的上下死點，從而引起示功圖異常。本專利技術的有益效果: 本專利技術專利解決了基于加速度的一體化載荷傳感器采集測試示功圖不準確的問題，提出的該方法可以確保使一體化載荷傳感器的上下死點位置精確，擴大了一體化載荷傳感器的運用，可以用于抽油桿的長期數據監測。【附圖說明】圖1為本專利技術中所使用的抽油桿示功圖監測采集裝置示意圖； 圖2為本專利技術中抽油桿示功圖上下死點精確提取方法流程圖。【具體實施方式】下面結合圖1、2對本專利技術進行詳細描述: 如圖1:抽油桿示功圖監測采集裝置，主要有以下幾個部分組成:載荷傳感器4、一體化載荷采集儀2 ； 上述的載荷傳感器，是由兩個對稱的振弦傳感器組成，振弦傳感器對稱安裝，用于消除抽油桿5變形、扭轉引起的測量誤差。振弦傳感器4由安裝底座固定在抽油桿5上面。振弦傳感器4與抽油桿5固定成一體，抽油桿在工作運動過程中，振弦傳感器可以直接反應抽油桿受力情況。上述的一體化載荷采集儀2，是采集載荷傳感當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于抽油桿示功圖的上下死點精確提取方法，其特征在于：該方法需運用于抽油桿示功圖監測采集裝置，該采集裝置主要包括載荷傳感器（4）、一體化載荷采集儀（2）；上述的載荷傳感器，是由兩個對稱的振弦傳感器組成，振弦傳感器對稱安裝，用于消除抽油桿（5）變形、扭轉引起的測量誤差，振弦傳感器（4）由安裝底座固定在抽油桿（5）上面，振弦傳感器（4）與抽油桿（5）固定成一體，抽油桿在工作運動過程中，振弦傳感器可以直接反應抽油桿受力情況；上述的一體化載荷采集儀（2），是采集載荷傳感器裝置，并且包含通信模塊，將采集計算得到的功圖數據上傳至RTU；一體化載荷采集儀（2）通過磁鐵的方式吸在懸繩器（1）上面，一體化載荷采集儀與載荷傳感器通過連接電纜（3）連接；安裝后，其具體精確提取方法步驟如下：首先進行初始數據標定測試，將拉線位移傳感器固定在懸繩器上，與一體化載荷采集儀連接，啟動抽油桿測試，首先標定位移數據，標定完成后，將拉線位移傳感器拆除；標定完成后，系統按照設定的工作模式工作；采集功圖時，一體化載荷采集儀同時采集載荷數據和加速度數據，采集完成后，首先對載荷數據去噪處理，去噪處理的方式采用平滑去噪和迭代去噪，載荷經過去噪處理后，采集的異常值均被剔除，載荷變得平滑，然后將載荷數據依次同向移動，移動后計算載荷數據的均方差，通過分析得到的均方差數據可以計算得到載荷數據的周期，由于載荷數據與加速度數據同時采集，載荷計算得到的周期即為加速度的周期；載荷周期計算完成后，然后對載荷數據進行分區處理，通過載荷變化的趨勢，找到抽油桿上死點與下死點區域，根據抽油桿運動的特性，抽油桿從下死點向上運動時，載荷值會突然增加，然后趨于穩定，在上死點向下運行時，載荷會突然下降，然后趨于穩定，根據這個特性，可以通過計算載荷變化速率得到采集數據中的上下死點區域；確定區域后，找到載荷第一個下死點區域，以這個區域的數據作為功圖的起點；然后對加速度數據做去噪處理，處理方法采用平滑去噪，然后根據載荷計算得到的周期和載荷數據確定的第一個下死點區域，從該區域的前面開始，取加速度的一個周期數據，對該周期內的數據進行處理分析，計算得到加速度的極值點，然后根據抽油桿運動特性，在載荷確定的下死點區域內查找加速度的下死點位置，從而得到抽油桿運動周期中下死點的精確位置。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李松，王輔宋，劉付鵬，
申請(專利權)人：江西飛尚科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江西;36