【技术实现步骤摘要】
一种抽油机连续示功图动态特征提取方法及系统
[0001]本专利技术涉及石油开采
，特别涉及一种抽油机连续示功图动态特征提取方法及系统。
技术介绍
[0002]以抽油机的悬点位移为横坐标，以其悬点载荷为纵坐标构成的封闭图形称为抽油机示功图。抽油机示功图是油田生产中必不可少的生产数据之一，它能够直观反映抽油杆以及抽油泵的工作状态，广泛引用于抽油机地面机电设备选择、井下故障诊断、动液面计算以及产量计算等方面。因此，抽油机示功图的测量、传输和存储对于油田的生产和管理具有重要意义。常规的单个示功图一般需要200到300个数据点的位移序列和相同数据点的载荷序列组成，示功图数据量大、信息维度高，难以直接应用，对其特征进行提取是故障诊断、数据挖掘等示功图应用的首要环节，常规的示功图特征提取技术大多数针对单个示功图的静态特性分析。在油田实际生产中为了进一步提高管理效率，需要对抽油机示功图做到24小时不间断测量，形成连续示功图，对于这种数据量大、信息维度高、持续到达的连续示功图，常规方法难以直接应用，需要进行动态特征提取。同时，目前的抽油机示功图特征提取只能针对一种应用，提取的特征值种类是单一固定的，用户不能管理。
技术实现思路
[0003]针对上述技术问题，本专利技术目的在于提供一种抽油机连续示功图动态特征提取方法，以帮助在油田生产中对抽油机连续示功图更加全面有效的利用。
[0004]其技术方案为，包括步骤，
[0005]S1、获得当前时刻示功图；
[0006]S2、对当前时刻示功图进行预
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抽油机连续示功图动态特征提取方法，其特征在于，包括步骤，S1、获得当前时刻示功图；S2、对当前时刻示功图进行预处理；S3、提取当前时刻示功图的特征值；S4、对当前时刻特征值进行判断与动态存储。2.根据权利要求1所述的抽油机连续示功图动态特征提取方法，其特征在于，所述S1中，获得当前时刻示功图具体为，步骤S11、根据抽油机冲程周期T，缓存2个抽油机冲程周期T的功图仪采集数据，标记为当前时刻ti；步骤S12、从缓存的功图仪采集数据，获得悬点位移序列以及对应的悬点载荷序列，以位移为横坐标、载荷为纵坐标，获得ti时刻的示功图；悬点位移序列s＝[s(n)]，对应的悬点载荷序列f＝[f(n)]，其中，n＝1,2,
…
,N，N是总采样点数。3.根据权利要求1所述的抽油机连续示功图动态特征提取方法，其特征在于，所述S2中，对当前时刻示功图进行预处理具体为，S21、对悬点位移序列s和悬点载荷序列f去除噪声干扰；S22、对悬点位移序列s和悬点载荷序列f进行归一化，得到归一化位移序列为，归一化悬点载荷序列为，S23、计算悬点载荷的二阶导数，即二阶梯度：f
′
＝gradient(f)，f
″
＝gradient(f
′
)，gradient表示求解梯度。4.根据权利要求3所述的抽油机连续示功图动态特征提取方法，其特征在于，所述S3中，提取当前时刻示功图的特征值具体为，S31、提取几何特征值，所述几何特征值包括上冲程面积、下冲程面积、载荷最大值位置百分比、载荷最小值位置百分比、载荷二阶导数上冲最小峰值位置百分比、载荷二阶导数下冲最大峰值位置百分比、载荷的归一化起始值、载荷的归一化上死点值、减载阶段去趋势波动最大峰峰值、减载阶段去趋势最大峰值位置百分比、归一化面积；S32、提取折叠曲线特征值，将归一化示功图分段，根据位移对应，按照一定的方式做差值，获得差值曲线，则差值曲线包含有被差值曲线的信息，从而实现数据量的压缩；S33、提取轮廓特征值，通过内插值的方法等间隔的选取若干个等分位移数值和载荷数值，形成轮廓特征值，即以若干个位移数值为横坐标，若干个载荷数值为纵坐标可以得到包含绝示功图信息的轮廓示功图。5.根据权利要求4所述的抽油机连续示功图动态特征提取方法，其特征在于，所述S31、提取几何特征值，具体包括，(1)、上冲程面积为，
其中，j
m
为是悬点位移上死点时的坐标点数，即[s
m
,j
m
]＝max(s)；(2)、下冲程面积为，(3)、载荷最大值位置百分比为，P
bm
＝s(j
pm
)/s(j
m
)
×
100％；其中，[f
m
,j
pm
]＝max(f)；(4)、载荷最小值位置百分比为，P
bn
＝100
‑
s(j
pn
)/s(j
m
)
×
100％；其中，[f
n
,j
pn
]＝min(f)；f
n
是信号f的最小值，j
pn
是最小值所在的坐标点数；(5)、载荷二阶导数上冲最小峰值位置百分比为，P
ds
＝s(j
dpn
)/s(j
m
)
×
100％，其中，j
dpn
是载荷二阶导数上冲最小峰值处的采样点数。具体步骤包括，步骤一，寻找负的上冲载荷二阶导数，即
‑
f
″
(1:j
m
)中的所有峰值及其采样点数，即[f
pn
,j
pn
]＝findpeaks[
‑
f
″
(1:j
m
)],findpeaks表示寻峰，比如MATLAB程序语言中的寻峰函数，f
pn
表示
‑
f
″
(1:j
m
)中全部的峰值；步骤二，获得f
pn
中的最大峰值及其坐标点数，即[f
pnm
,j
pnm
]＝max(f
pn
)；其中，f
pnm
为f
pn
中的最大峰值，j
pnm
表示最大峰值所在f
pn
中的坐标点数步骤三，获得载荷二阶导数上冲最小峰值位采样点数，即j
dpn
＝j
pn
(j
dpm
)。(6)、载荷二阶导数下冲最大峰值位置百分比为，P
dx
＝100
‑
s(j
dpm
)/s(j
m
)
×
100％；其中，j
dpm
是载荷二阶导数下冲最大峰值位置处的采样点，具体计算步骤为，步骤一、寻找下冲载荷二阶导数，即f
″
(j
m
:N)中的所有峰值及其采样点数，即[f
m
,j
pm
]＝findpeaks[f
″
(j
m
:N)]；其中，f
m
表示f
″
(j
m
:N)的全部峰值,j
pm
表示峰值所在的坐标点数；步骤二、获得f
pm
中的最大峰值及其坐标点数，即[f
pmm
,j
pmm
]＝max(f
pm
)；步骤三、获得载荷二阶导数下冲最小峰值的采样点数，即j
dpm
＝j
pm
(j
pmm
)+j
m
‑
1；(7)、载荷的归一化起始值为，f
gq
＝f
g
(1)
×
100％，f
g
表示归一化的载荷；(8)、载荷的归一化上死点值为,f
gs
＝f
g
(j
m
)
×
100％；(9)、减载阶段去趋势波动最大峰峰值为f
ji
；f
ji
获得的具体步骤为，步骤一、计算上死点到载荷二阶导数下冲最大峰值处的趋势线，即f
qu
＝k
qu
×
s
g
(j
m
:j
dpm
)+b
qu
；其中，k
qu
表示曲线的斜率，k
qu
＝[f
g
(j
dpm
)
‑
f
g
(j
m
)]/[s
g
(j
dpm
)
‑
s
g
(j
m
)]，b
qu
表示曲线的截距，b
qu
＝k
qu
×
s
g
...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙东，郑炜博，王晓东，盛庆博，李炜，董伟佳，周磊，张强，张晓菡，邹林，梁卫平，刘心颖，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心胜利油田检测评价研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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