【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及抽油機(jī)智能控制領(lǐng)域，具體涉及一種抽油機(jī)井智能間開方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、傳統(tǒng)抽油機(jī)井在運(yùn)行時(shí)往往采用連續(xù)作業(yè)的方式，這種方式雖然能夠持續(xù)產(chǎn)出原油，但也可能導(dǎo)致能源浪費(fèi)和設(shè)備磨損加劇。為了克服這些問題，抽油機(jī)井智能間開方法及系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。該方法通過集成先進(jìn)的傳感器、控制器和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)抽油機(jī)井運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能調(diào)控。根據(jù)油井的實(shí)際生產(chǎn)情況和地質(zhì)條件，智能間開系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和工作時(shí)間，以達(dá)到最優(yōu)的開采效果和能源利用效率。
2、而現(xiàn)有的抽油井智能間開方法通過在下沖程時(shí)設(shè)置一個(gè)閾值，利用控制器關(guān)閉抽油機(jī)，即當(dāng)發(fā)生干抽時(shí)，實(shí)際電流將降至此值以下，控制器就關(guān)閉抽油機(jī)。此外，現(xiàn)有方法還通過電機(jī)的平均電流進(jìn)行檢測(cè)，從實(shí)際平均電流的下降鑒別出干抽的發(fā)生，進(jìn)而利用控制器關(guān)閉抽油機(jī)。然而，實(shí)際電機(jī)電流受到抽油機(jī)配重的影響絕不是那么簡(jiǎn)單的一個(gè)判據(jù)就能實(shí)現(xiàn)的，這將導(dǎo)致抽油機(jī)井的開關(guān)時(shí)機(jī)不夠準(zhǔn)確。并且抽油機(jī)在工作狀態(tài)下，其工作頻率如果一直處于一個(gè)固定頻率，則會(huì)出現(xiàn)抽油機(jī)的抽取能力大于油井實(shí)際供液能力，導(dǎo)致出現(xiàn)泵效差、無效工作時(shí)間長(zhǎng)的現(xiàn)象，既浪費(fèi)了大量電能，又增加了抽油設(shè)備的損壞幾率和維護(hù)費(fèi)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本專利技術(shù)提供了一種抽油機(jī)井智能間開方法及系統(tǒng)。
2、為了達(dá)到上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：
3、一種抽油機(jī)井智能間開方法，包括以下步驟：
4、s1、收集歷史的抽油
5、s2、采集油井的多指標(biāo)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)油井的多指標(biāo)生產(chǎn)數(shù)據(jù)獲取抽油機(jī)工作頻率的影響因素；
6、s3、構(gòu)建抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)模型，基于步驟s2中抽油機(jī)工作頻率的影響因素構(gòu)建數(shù)據(jù)集，利用數(shù)據(jù)集對(duì)抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，并利用訓(xùn)練后的抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)模型獲取抽油機(jī)的工作頻率預(yù)測(cè)值；
7、s4、基于步驟s1中抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率、抽油機(jī)開啟的油井油壓和步驟s3中取抽油機(jī)的工作頻率預(yù)測(cè)值，控制抽油機(jī)進(jìn)行智能間開。
8、進(jìn)一步地，在步驟s1中，基于歷史的抽油機(jī)用電數(shù)據(jù)和抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)，利用沖程采樣法和相對(duì)偏差法計(jì)算抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率，包括以下步驟：
9、a1、基于歷史的抽油機(jī)用電數(shù)據(jù)和抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)，并利用沖程采樣法確定抽油機(jī)干抽周期的工作頻率標(biāo)準(zhǔn)值；
10、a2、基于歷史的抽油機(jī)用電數(shù)據(jù)和抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)，并根據(jù)步驟a1中抽油機(jī)干抽周期的工作頻率標(biāo)準(zhǔn)值，利用相對(duì)偏差法計(jì)算抽油機(jī)干抽周期的沖程差值和差值變化率；
11、a3、基于歷史的抽油機(jī)用電數(shù)據(jù)和抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)，構(gòu)造沖程差值的隸屬度矩陣和差值變化率的隸屬度矩陣；
12、a4、根據(jù)步驟a2中抽油機(jī)干抽周期的沖程差值和差值變化率以及步驟a3中沖程差值的隸屬度矩陣和差值變化率的隸屬度矩陣，計(jì)算抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率。
13、進(jìn)一步地，在步驟a4中，根據(jù)步驟a2中抽油機(jī)干抽周期的沖程差值和差值變化率以及步驟a3中沖程差值的隸屬度矩陣和差值變化率的隸屬度矩陣，計(jì)算抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率，表示為：
14、
15、其中：為抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率，為抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率的修正因子，為抽油機(jī)干抽周期的沖程差值，為沖程差值的隸屬度矩陣，為抽油機(jī)干抽周期的差值變化率，為差值變化率的隸屬度矩陣。
16、進(jìn)一步地，在步驟s2中抽油機(jī)工作頻率的影響因素包括油井的頁(yè)面高度、套壓、泵效和流量。
17、進(jìn)一步地，在步驟s3中，抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)模型包括預(yù)測(cè)子模型和評(píng)價(jià)子模型。
18、進(jìn)一步地，在步驟s3中，利用數(shù)據(jù)集對(duì)抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，包括以下步驟：
19、b1、將數(shù)據(jù)集的歷史數(shù)據(jù)輸入至預(yù)測(cè)子模型，獲取抽油機(jī)工作頻率訓(xùn)練預(yù)測(cè)值；
20、b2、判斷步驟b1中的抽油機(jī)工作頻率訓(xùn)練預(yù)測(cè)值與抽油機(jī)工作頻率歷史真實(shí)值的誤差是否大于誤差最大值；若是則進(jìn)入步驟b3，否則回到步驟b2；
21、b3、利用評(píng)價(jià)子模型對(duì)預(yù)測(cè)子模型進(jìn)行更新，直至達(dá)到設(shè)定的訓(xùn)練迭代次數(shù)。
22、進(jìn)一步地，步驟b1包括以下步驟：
23、b11、將數(shù)據(jù)集的歷史數(shù)據(jù)輸入至輸入層，并利用輸入層和隱含層得到隱含層輸出值，表示為：
24、
25、其中：為隱含層輸出值，為隱含層神經(jīng)元的激活函數(shù)，為輸入層中神經(jīng)元序號(hào)，為輸入層中神經(jīng)元的總數(shù)，為輸入層與隱含層之間的權(quán)值，為第個(gè)神經(jīng)元的輸入數(shù)值，為輸入層與隱含層的閾值，為隱含層中神經(jīng)元序號(hào)，為隱含層中神經(jīng)元的總數(shù)；
26、b12、根據(jù)步驟b11中的隱含層輸出值，利用隱含層和輸出層得到抽油機(jī)工作頻率訓(xùn)練預(yù)測(cè)值，表示為：
27、
28、其中：為抽油機(jī)工作頻率訓(xùn)練預(yù)測(cè)值，為隱含層和輸出層之間的權(quán)值，為隱含層和輸出層之間的閾值，為輸出層中神經(jīng)元序號(hào)，為輸出層中神經(jīng)元的總數(shù)。
29、進(jìn)一步地，步驟b3包括以下步驟：
30、b31、利用評(píng)價(jià)子模型對(duì)隱含層和輸出層之間的權(quán)值和閾值進(jìn)行更新，表示為：
31、
32、
33、其中：為更新后的隱含層和輸出層之間的權(quán)值，為評(píng)價(jià)子模型的學(xué)習(xí)率，為隱含層輸出值，為抽油機(jī)工作頻率訓(xùn)練預(yù)測(cè)值和抽油機(jī)工作頻率歷史真實(shí)值之間的誤差，為更新后的隱含層和輸出層之間的閾值，為隱含層和輸出層之間的閾值
34、b32、利用評(píng)價(jià)子模型對(duì)輸入層和隱含層之間的權(quán)值和閾值進(jìn)行更新，表示為：
35、
36、
37、其中：為更新后的輸入層與隱含層之間的權(quán)值，為輸入層與隱含層之間的權(quán)值，為第個(gè)神經(jīng)元的輸入數(shù)值，為輸出層中神經(jīng)元序號(hào)，為輸出層中神經(jīng)元的總數(shù)，為隱含層和輸出層之間的權(quán)值，為更新后的輸入層與隱含層的閾值，為輸入層與隱含層的閾值。
38、進(jìn)一步地，利用評(píng)價(jià)子模型在隱含層和輸出層之間增設(shè)改進(jìn)的權(quán)重訓(xùn)練模塊，改進(jìn)的權(quán)重訓(xùn)練模塊的數(shù)據(jù)處理公式表示為：
39、
40、其中：為隱含層輸出值經(jīng)改進(jìn)的權(quán)重訓(xùn)練模塊后的輸出值，為第一偏置項(xiàng)系數(shù)，為哈達(dá)瑪積符號(hào)，為雙曲正切函數(shù)，為第二偏置項(xiàng)系數(shù)。
41、一種應(yīng)用上述方法的抽油機(jī)井智能間開系統(tǒng)，抽油機(jī)啟停計(jì)算單元、抽油機(jī)工作頻率分析單元、抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)單元和抽油機(jī)智能間開控制單元。
42、抽油機(jī)啟停計(jì)算單元用于收集歷史的抽油機(jī)用電數(shù)據(jù)和抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)，基于歷史的抽油機(jī)用電數(shù)據(jù)和抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)計(jì)算抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率，并設(shè)置抽油機(jī)開啟的油井油壓；
43、抽油機(jī)工作頻率分析單元用于采集油井的多指標(biāo)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)油井的多指標(biāo)生產(chǎn)數(shù)據(jù)獲取抽油機(jī)工作頻率的影響因素；
44、抽油機(jī)工作本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟S1中，基于歷史的抽油機(jī)用電數(shù)據(jù)和抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)，利用沖程采樣法和相對(duì)偏差法計(jì)算抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟A4中，根據(jù)步驟A2中抽油機(jī)干抽周期的沖程差值和差值變化率以及步驟A3中沖程差值的隸屬度矩陣和差值變化率的隸屬度矩陣，計(jì)算抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率，表示為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟S2中抽油機(jī)工作頻率的影響因素包括油井的頁(yè)面高度、套壓、泵效和流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟S3中，抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)模型包括預(yù)測(cè)子模型和評(píng)價(jià)子模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟S3中，利用數(shù)據(jù)集對(duì)抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，步驟B1包括以下
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，步驟B3包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，利用評(píng)價(jià)子模型在隱含層和輸出層之間增設(shè)改進(jìn)的權(quán)重訓(xùn)練模塊，改進(jìn)的權(quán)重訓(xùn)練模塊的數(shù)據(jù)處理公式表示為：
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-9任一所述方法的抽油機(jī)井智能間開系統(tǒng)，其特征在于，抽油機(jī)啟停計(jì)算單元、抽油機(jī)工作頻率分析單元、抽油機(jī)工作頻率預(yù)測(cè)單元和抽油機(jī)智能間開控制單元；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟s1中，基于歷史的抽油機(jī)用電數(shù)據(jù)和抽油機(jī)工況數(shù)據(jù)，利用沖程采樣法和相對(duì)偏差法計(jì)算抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟a4中，根據(jù)步驟a2中抽油機(jī)干抽周期的沖程差值和差值變化率以及步驟a3中沖程差值的隸屬度矩陣和差值變化率的隸屬度矩陣，計(jì)算抽油機(jī)關(guān)閉的工作頻率，表示為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟s2中抽油機(jī)工作頻率的影響因素包括油井的頁(yè)面高度、套壓、泵效和流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)井智能間開方法，其特征在于，在步驟s3中，抽油機(jī)工作頻...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：芮宇光，高龍，劉瀚遜，田春杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安商鼎能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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