【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電信號處理、神經網絡學習與預測，特別涉及一種基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的系統和方法。
技術介紹
1、在深斜井多級分注管柱中，封隔器等井下工具在不同工況下處于復雜的受力、變形和運動狀態，導致封隔器密封有效期短和作業大修率高，嚴重影響注水區塊精細注水效益開發。目前封隔器載荷、位移的分析研究，基本都是采用管柱力學分析軟件仿真模擬計算和存儲式管柱受力測試裝置回放讀取監測數據，前者數據真實可靠性不強、精準度不高，后者只能監測載荷、不能監測位移，且各監測儀數據時域性不統一，數據分析難度大。另外，現有技術還沒有對封隔器的失效時間進行有效合理預測的方法。
技術實現思路
1、為了豐富產品類型，豐富工藝路線，增加選擇空間，本專利技術實施例提供一種基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的系統和方法，能夠實現封隔器參數的實時監測和封隔器失效時間的合理預測。
2、第一方面，本專利技術實施例提供一種基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的系統，包括至少一個封隔器參數監測子系統、地面控制裝置和控制終端；
3、所述封隔器參數監測子系統用于按設定間隔監測對應封隔器的位移和載荷，并發送給所述地面控制裝置；
4、所述控制終端用于從所述地面控制裝置獲取封隔器的位移和載荷，基于封隔器的位移和載荷時序數據，利用預先建立的封隔器失效預測模型，預測封隔器的失效時間。
5、可選的，注水井的每兩個相鄰注水層之間及頂部注水層的上覆地層，分別設置有一個封隔器，封隔器參數
6、可選的，所述封隔器失效預測模型，由所述控制終端通過下述步驟預先建立：
7、由獲取到的每個封隔器的位移和載荷時序數據，結合封隔器的失效時間，構成一個樣本，得到樣本集；
8、利用所述樣本集訓練選定神經網絡模型，得到封隔器失效預測模型，用于基于封隔器的位移和載荷時序數據，預測封隔器失效時間。
9、可選的，注水井的每個注水層設置有配水器；
10、所述地面控制裝置，還用于接收配水器按設定間隔測得的嘴后壓力，并發送給所述控制終端；
11、所述控制終端還用于，按時間順序判斷，封隔器的上下相鄰兩個配水器測得的同一時間的嘴后壓力間的差值是否達到設定壓力差閾值，若是，確定該時間為封隔器的失效時間。
12、可選的，封隔器參數監測子系統，還用于按設定間隔監測所在位置的環空壓力，并發送給所述地面控制裝置；
13、所述控制終端還用于，按時間順序判斷，封隔器的上下相鄰兩個封隔器參數監測子系統測得的同一時間的環空壓力間的差值是否達到設定壓力差閾值，若是，確定該時間為封隔器的失效時間。
14、可選的，所述封隔器參數監測子系統，所述按設定間隔監測對應封隔器的位移和載荷，用于：
15、按設定間隔監測對應封隔器的軸向位移、圓周轉動角度、軸向力和扭矩。
16、可選的，所述封隔器參數監測子系統，包括本體和設置于所述本體上的軸向位移監測裝置、微電子機械陀螺儀和測量軸；
17、所述微電子機械陀螺儀，用于監測圓周轉動角度；
18、所述測量軸上設置有四片應變片，其中兩片應變片相對設置，用于監測軸向力，另外兩片應變片也相對設置，用于監測扭矩。
19、可選的，所述軸向位移監測裝置，包括電機制動組件、電控收張臂、里程輪和位移板；
20、所述電機制動組件用于控制所述電控收張臂的收張；
21、所述里程輪和位移板設置在所述電控收張臂的末端，所述電控收張臂張開狀態下，所述里程輪能夠隨對應封隔器的移動而軸向滑行；
22、所述里程輪上設置有多塊磁鐵，所述位移板能夠感知磁感線的變化，計算軸向位移。
23、可選的，所述電控收張臂、里程輪和位移板至少設置有兩組。
24、可選的，所述系統還包括設置于所述本體上的壓力傳感器和/或溫度傳感器。
25、可選的，所述系統還包括電纜，所述電纜與地面控制裝置連接；
26、每個封隔器參數監測子系統分別連接在所述電纜上。
27、可選的，封隔器參數監測子系統還包括上接頭和上電纜頭，所述上接頭用于將封隔器參數監測子系統的頂端與油管短節連接，所述上電纜頭用于將封隔器參數監測子系統的頂端與所述電纜連接；
28、封隔器參數監測子系統還包括下接頭和下電纜頭，所述下接頭用于將封隔器參數監測子系統的底端與油管短節連接，所述下電纜頭用于將封隔器參數監測子系統的底端與所述電纜連接。
29、第二方面，本專利技術實施例提供一種基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的方法，包括利用上述任一所述的系統，通過下述步驟分別預測分層注水井中每個目標封隔器的失效時間：
30、針對每個目標封隔器，所述系統的控制終端，通過地面控制裝置接收對應的封隔器參數監測子系統發送的按設定間隔監測的該目標封隔器的位移和載荷數據，基于目標封隔器的位移和載荷時序數據，利用預先建立的封隔器失效預測模型，預測目標封隔器的失效時間。
31、本專利技術實施例提供的上述技術方案的有益效果至少包括：
32、（1）本專利技術實施例提供的基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的系統，封隔器參數監測子系統用于按設定間隔監測對應封隔器的位移和載荷，并通過地面控制裝置上傳給控制終端，實現了對封隔器受力、變形和運動狀態的實時監測與傳輸，填補了注水井封隔器的載荷位移參數無法全部實時監測與傳送的技術空白，進而能夠對井下工具和井下管柱的力學性能進行分析；控制終端存儲有預先建立的封隔器失效預測模型，能夠基于封隔器的位移和載荷時序數據，預測封隔器的失效時間，為及時采取相應的工程措施預防封隔器失效提供數據基礎，從而保障分注管柱“下得去、封得住、耐得久、起得出”。
33、（2）本專利技術實施例提供的基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的系統，包括本體和設置于本體上的軸向位移監測裝置、微電子機械陀螺儀和測量軸；微電子機械陀螺儀，用于監測圓周轉動角度；測量軸上設置有四片應變片，其中兩片應變片相對設置，用于監測軸向力，另外兩片應變片也相對設置，用于監測扭矩。該系統實現了對封隔器的軸向位移、圓周轉動角度、軸向力和扭矩的同步監測，且電纜傳輸保障了監測數據的時域統一性。
34、本專利技術的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
35、下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。
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1.一種基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的系統，其特征在于，包括至少一個封隔器參數監測子系統、地面控制裝置和控制終端；
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，注水井的每兩個相鄰注水層之間及頂部注水層的上覆地層，分別設置有一個封隔器，封隔器參數監測子系統與封隔器配套設置。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述封隔器失效預測模型，由所述控制終端通過下述步驟預先建立：
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，注水井的每個注水層設置有配水器；
5.如權利要求3所述的系統，其特征在于，封隔器參數監測子系統，還用于按設定間隔監測所在位置的環空壓力，并發送給所述地面控制裝置；
6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述封隔器參數監測子系統，所述按設定間隔監測對應封隔器的位移和載荷，用于：
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述封隔器參數監測子系統，包括本體和設置于所述本體上的軸向位移監測裝置、微電子機械陀螺儀和測量軸；
8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述軸向位移監測裝置，包括電機
9.如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述電控收張臂、里程輪和位移板至少設置有兩組。
10.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述系統還包括設置于所述本體上的壓力傳感器和/或溫度傳感器。
11.如權利要求1～10任一所述的系統，其特征在于，所述系統還包括電纜，所述電纜與地面控制裝置連接；
12.如權利要求11所述的系統，其特征在于，封隔器參數監測子系統還包括上接頭和上電纜頭，所述上接頭用于將封隔器參數監測子系統的頂端與油管短節連接，所述上電纜頭用于將封隔器參數監測子系統的頂端與所述電纜連接；
13.一種基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的方法，其特征在于，包括利用權利要求1～12任一所述的系統，通過下述步驟分別預測分層注水井中每個目標封隔器的失效時間：
...【技術特征摘要】
1.一種基于封隔器監測參數學習預測封隔器失效的系統，其特征在于，包括至少一個封隔器參數監測子系統、地面控制裝置和控制終端；
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，注水井的每兩個相鄰注水層之間及頂部注水層的上覆地層，分別設置有一個封隔器，封隔器參數監測子系統與封隔器配套設置。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述封隔器失效預測模型，由所述控制終端通過下述步驟預先建立：
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，注水井的每個注水層設置有配水器；
5.如權利要求3所述的系統，其特征在于，封隔器參數監測子系統，還用于按設定間隔監測所在位置的環空壓力，并發送給所述地面控制裝置；
6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述封隔器參數監測子系統，所述按設定間隔監測對應封隔器的位移和載荷，用于：
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述封隔器參數監測子系統，包括本體和設置于所述本體上的軸向位移監測裝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉合，李國欣，賈德利，王全賓，金旭，
申請(專利權)人：中國石油集團科學技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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