本发明专利技术公开了一种基于地震仪的抽油机冲次检测方法、装置及存储介质，本发明专利技术利用抽油机上下往复运动中产生的振动信号来进行冲次检测，其中，振动信号的频率及特征变化可以反应抽油机的实际运行状态，因此，本发明专利技术先对对振动信号进行时间窗口的划分，得到若干个子信号，然后对相邻时间窗口的子信号进行归一化互相关运算，得到互相关信号，接着，将互相关信号进行叠加，得到叠加信号，最后，获取叠加信号中的目标时刻，并基于相邻目标时刻的时间差，即可得出抽油机的冲次信息；由此，本发明专利技术所提供的检测方法施工安全，结果可靠，不仅检测准确率高，还适用于对抽油机的长期监测，对调控及优化抽油机系统效率具有重要意义，适用于大规模应用与推广。模应用与推广。模应用与推广。
【技术实现步骤摘要】
一种基于地震仪的抽油机冲次检测方法、装置及存储介质
[0001]本专利技术属于抽油机冲次检测
，具体涉及一种基于地震仪的抽油机冲次检测方法、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”，是石油开采领域中不可缺少的设备之一，抽油机工作状况的好坏，直接影响着石油开采效率，因此对抽油机工作状态的监测，成为石油开采工作中的重要一环；目前，大多都是通过检测抽油机的冲次次数来得出其工作状态，其中，冲次指的是抽油杆每分钟上下往复的次数，其是抽油机系统运行状况的重要参数之一；对抽油机冲次进行准确测量是调控及优化抽油机系统效率的基础，对延长抽油杆泵的使用寿命、减少电能浪费以及油液产量的损失起着非常重要的作用。
[0003]目前，抽油机冲次的检测方法主要包括理论公式计算法和传感器测量法，其中，公式计算法是根据电动机的转速、皮带轮的直径、减速带的直径和减速/传动比等参数理论计算冲次，在实际应用中易受到电动机和减速带运行状况的影响而难以准确得到抽油机的实际运行冲次；而传感器测量方法则是通过在抽油机系统外部装设相应的传感器实现抽油机的冲次测量，如利用速度传感器、角位移传感器和光电开关传感器等，其在实际应用中存在着外置传感器与传输线防护等级高、在抽油机运动振动中易损坏以及无法满足长期监测要求的缺点；因此，提供一种能够准确且长期检测抽油机的冲次信息的方法迫在眉睫。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种基于地震仪的抽油机冲次检测方法、装置及存储介质，以解决现有的抽油机冲次检测方法所存在的难以准确测量抽油机的冲次信息以及无法长期检测冲次信息的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种基于地震仪的抽油机冲次检测方法，包括：
[0007]获取布置在抽油机预设范围内的地震仪采集的振动信号；
[0008]将所述振动信号划分为若干个时间窗口为预设时长的子信号；
[0009]对所述若干个子信号中相邻时间窗口的两子信号进行归一化互相关运算，得到多个互相关信号；
[0010]对所述多个互相关信号进行叠加运算，得到叠加信号；
[0011]根据所述叠加信号，得到所述叠加信号中的目标时刻，其中，所述目标时刻中的每个目标时刻对应的振幅大于预设振幅阈值，且相邻两目标时刻之间的时间差大于预设时间阈值；
[0012]计算所述目标时刻中相邻两目标时刻的时间差，并基于所述时间差得到所述抽油机的冲次检测结果。
[0013]基于上述公开的内容，本专利技术利用抽油机上下往复运动中产生的振动信号来进行
冲次检测，其中，振动信号的频率及特征变化可以反应抽油机的实际运行状态，因此，本专利技术先对对振动信号进行时间窗口的划分，得到若干个子信号，然后对相邻时间窗口的子信号进行归一化互相关运算，得到互相关信号，接着，将互相关信号进行叠加，得到叠加信号，最后，获取叠加信号中的目标时刻，并基于相邻目标时刻的时间差，即可得出抽油机的冲次信息。
[0014]上述步骤的原理为：相邻互相关信号的极大值之间反应的是抽油机上下往返运动过程中产生的振动信号的时间间隔，因此，只需要在叠加信号中找出极大值位置(相当于找出目标时刻)，并计算相邻极大值位置的时差，即可得出振动信号的时间间隔，最后，基于该时间间隔即可得出冲次信息，由此，前述检测方法不易受到抽油机内部部件工作状态的影响，因而可准确的检测出抽油机的冲次信息；同时，本专利技术采用地震仪来采集抽油机的振动信号，地震仪在采集时不会影响抽油机的工作，因此，可以用于抽油机工作状态的长期监测。
[0015]通过上述设计，本专利技术通过地震仪来采集抽油机上下运动过程产生的振动信号，并利用该振动信号来计算获得抽油机的冲次信息，由此，该方法施工安全，结果可靠，不仅检测准确率高，还适用于对抽油机的长期监测，对调控及优化抽油机系统效率具有重要意义，适用于大规模应用与推广。
[0016]在一个可能的设计中，对所述若干个子信号中相邻时间窗口的两子信号进行归一化互相关运算，得到多个互相关信号，包括：
[0017]采用如下公式对相邻时间窗口的两子信号进行归一化互相关运算，得到多个互相关信号；
[0018][0019]上述式中，x
i
(m)表示第i个子信号，x
i+1
(m)表示第i+1个子信号，M表示所述振动信号的采样点数，cc
i
(k)表示x
i
(m)和x
i+1
(m)进行归一化互相关运算后的互相关信号，其中，i＝1,...,L
‑
1，且L表示子信号的总个数。
[0020]在一个可能的设计中，采用如下公式对所述多个互相关信号进行叠加运算，得到叠加信号；
[0021][0022]上述式中，CC(k)表示叠加信号，cc
i
(k)表示x
i
(m)和x
i+1
(m)进行归一化互相关运算后的互相关信号，其中，x
i
(m)表示第i个子信号，x
i+1
(m)表示第i+1个子信号，i＝1,...,L
‑
1，且L表示子信号的总个数。
[0023]在一个可能的设计中，计算所述目标时刻中相邻两目标时刻的时间差，并基于所述时间差得到所述抽油机的冲次检测结果，包括：
[0024]采用如下公式，根据所述时间差得到所述抽油机的冲次检测结果；
[0025][0026]上述式中，Nc表示抽油机的冲次检测结果，Δt
a
＝t
a+1
‑
t
a
，其中，t
a
表示第a个目标时刻，t
a+1
表示第a+1个目标时刻，a＝1,...,N，且N表示目标时刻的总个数。
[0027]在一个可能的设计中，在将所述振动信号划分为若干个时间窗口为预设时长的子信号前，所述方法还包括：
[0028]对所述振动信号依次进行去趋势处理和带通滤波处理，得到预处理信号；
[0029]相应的，将所述振动信号划分为若干个时间窗口为预设时长的子信号，包括：
[0030]将所述预处理信号划分为若干个时间窗口为预设时长的子信号。
[0031]基于上述公开的内容，在信号划分前，对振动信号依次进行去趋势处理和带通滤波处理，其中，去趋势处理可去除振动信号中的背景干扰，而带通滤波处理则可去除振动信号中的随机噪声，由此，可提高振动信号的信噪比，从而提高冲次检测的准确度。
[0032]在一个可能的设计中，所述振动信号的采样频率大于或等于100Hz，且所述预设时长为1分钟。
[0033]在一个可能的设计中，所述目标时刻中的每个目标时刻对应的振幅大于0.3，且相邻两目标时刻之间的时间差大于10s。
[0034]第二方面，本专利技术提供了一种基于地震仪的抽油机冲次检测装置，包括：本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于地震仪的抽油机冲次检测方法，其特征在于，包括：获取布置在抽油机预设范围内的地震仪采集的振动信号；将所述振动信号划分为若干个时间窗口为预设时长的子信号；对所述若干个子信号中相邻时间窗口的两子信号进行归一化互相关运算，得到多个互相关信号；对所述多个互相关信号进行叠加运算，得到叠加信号；根据所述叠加信号，得到所述叠加信号中的目标时刻，其中，所述目标时刻中的每个目标时刻对应的振幅大于预设振幅阈值，且相邻两目标时刻之间的时间差大于预设时间阈值；计算所述目标时刻中相邻两目标时刻的时间差，并基于所述时间差得到所述抽油机的冲次检测结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述若干个子信号中相邻时间窗口的两子信号进行归一化互相关运算，得到多个互相关信号，包括：采用如下公式对相邻时间窗口的两子信号进行归一化互相关运算，得到多个互相关信号；上述式中，x
i
(m)表示第i个子信号，x
i+1
(m)表示第i+1个子信号，M表示所述振动信号的采样点数，cc
i
(k)表示x
i
(m)和x
i+1
(m)进行归一化互相关运算后的互相关信号，其中，i＝1,...,L
‑
1，且L表示子信号的总个数。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用如下公式对所述多个互相关信号进行叠加运算，得到叠加信号；上述式中，CC(k)表示叠加信号，cc
i
(k)表示x
i
(m)和x
i+1
(m)进行归一化互相关运算后的互相关信号，其中，x
i
(m)表示第i个子信号，x
i+1
(m)表示第i+1个子信号，i＝1,...,L
‑
1，且L表示子信号的总个数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述目标时刻中相邻两目标时刻的时间差，并基于所述时间差得到所述抽油机的冲次检测结果，包括：采用如下公式，根据所述时间差得到所述抽油机的冲次检测结果；上述式中，Nc表示抽油机的冲次检测结果，Δt...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻志超，何川，朱日祥，李学良，杨晓，
申请(专利权)人：中科深源苏州科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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