基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统和方法，该系统的井下数据采集器采集电泵井的动态参数，并将采集的参数传输给基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，井口传感器位于井口，测试井口油管内压力、温度数据，并将测试数据传输给该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，地面电泵控制柜给电泵供电，并将提供给电泵的电压、电流和频率数据传输给该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置根据接收到的数据进行故障判定。该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统和方法全面应用动态参数，系统归类故障类型、有效减少故障误判，提高电泵井故障诊断类型的准确度。型的准确度。型的准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统和方法


[0001]本专利技术涉及油田开采井下电泵
，特别是涉及到一种基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统和方法。

技术介绍

[0002]电潜泵在油田的应用越来越多，但电潜泵机组具有零部件多且相互关联的结构特性，再加上油井井下工作环境恶劣、井液的物理参数变化复杂、生产管柱结构多样等因素，使得电潜泵井在其使用过程中综合故障率较高，且故障类型多样。通常电泵井故障涵盖控制柜故障、电泵故障、管柱故障、地层问题、地面管线故障等几大类；因此电潜泵井一旦出现故障，及时准确地判断故障类型，有利于准确判断故障位置、节省大量的作业费和修理费，减少给油田的开发带来经济和时间上的损失，延长油井的正常生产。因此，开展电泵井故障实时诊断方法研究具有非常重要的意义，可以及时准确地判断电泵井的工作状况，保证电泵井的运转时间，降低维修费用，提高设备利用率。
[0003]传统的电泵井故障诊断方法以电流为主，虽然后来出现了憋压法、振动信号分析、人工神经网络分析等方法，但这些方法采用的参数单一，没有充分利用电泵井整个系统的动态参数，且仅仅考虑电泵故障，而没有全面考虑整个电泵井系统各部位的故障类型，造成故障诊断可靠性较低。
[0004]在申请号：CN201710083533.4的中国专利申请中，涉及到一种电泵井故障诊断系统及方法，应用于油田井下电泵故障诊断与处理。系统包括井下潜油装置、电缆、井下参数测量装置、控制柜、井口套压、油压、温度测量装置、地面数据采集与分析系统、故障分析处理器、控制柜电流电压与频率数据采集系统。其步骤是：建立故障类型特征参数和对应的处理措施数据库；实时获取生产特征参数；计算实时流量；分别求出4个时间段内生产特征参数和流量的平均值；计算变化幅度；计算综合评价值；确定电泵井故障类型；推荐相应的电泵井故障处理措施。
[0005]在申请号：CN201711499533.9的中国专利申请中，涉及到一种电泵负载过低故障诊断方法及装置，涉及检测
，以缓解现有技术中缺乏对电泵负载故障诊断的方法，能够实现对电泵负载过低进行诊断。其中，该电泵负载过低故障诊断方法包括：首先，获取电泵的当前转速和当前电流，其次，比对当前转速与标定转速的大小，之后，当前转速大于标定转速时，在对应表里查找最小电流，对应表包含不同油温条件下实际转速值与电流值的对应关系；之后，判断当前电流是否小于最小电流，且，将判断的时刻记作计时零点，之后，判断结果为是，且，计时时间与计时零点的差值达到2000ms时，判定电泵的负载过低。
[0006]在申请号：CN202010868582.0的中国专利申请中，涉及到一种潜油电泵机组监测和故障预测装置，包括：井下装置实时采集潜油电泵机组的当前运行状态信息，将当前运行状态信息输入至灰色预测神经网络模型，得到预测的潜油电泵机组的下一周期振动加速度数据，当下一个周期的振动加速度数据超过振动加速度阈值，则将本周期的所有振动加速度数据进行压缩处理，并将压缩后的振动加速度数据发送至井上装置。井上装置将获取的
压缩后的振动加速度数据进行解压缩后得到本周期内的所有振动加速度数据，发送至上位机。上位机根据获取的本周期的所有振动加速度数据，并对潜油电泵机组进行故障预测分析。
[0007]以上现有技术均与本专利技术有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们专利技术了一种新的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统和方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种将模糊逻辑数据分析方法引入电泵井故障诊断过程中，有效减少故障误判，提高电泵井故障诊断的准确度的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统和方法。
[0009]本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统包括井下数据采集器、井口传感器、地面电泵控制柜和基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该井下数据采集器与位于油管底端的电泵连接，采集电泵井的动态参数，并将采集的参数传输给该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该井口传感器位于井口，测试井口油管内压力、温度数据，并将测试数据传输给该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该地面电泵控制柜给电泵供电，并将提供给电泵的电压、电流和频率数据传输给该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置连接于该井下数据采集器、该井口传感器和该地面电泵控制柜，根据接收到的数据进行故障判定。
[0010]本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0011]该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统还包括井下安全阀和油嘴，该井下安全阀连接于油管上，位于电泵和井口之间，控制油管通道的通断，该油嘴安装于油管井口以上，以调节控制产量。
[0012]该井下数据采集器采集的动态参数包括:泵入口压力、泵出口压力、电机温度、泵入口温度。
[0013]该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置包括动态数据读取和存储模块，该动态数据读取和存储模块接收该井下数据采集器、该井口传感器和该地面电泵控制柜传输过来的动态数据，包括：该井下数据采集器采集的泵入口压力、泵出口压力、电机温度、泵入口温度；该井口传感器传输过来的井口处的油管内压力和温度；该地面电泵控制柜传输过来的给电泵供电的电压、电流和频率。
[0014]该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置还包括静态数据输入和存储模块，该静态数据输入和存储模块预先存储静态数据，静态数据包括：油井生产数据、电泵特性参数、电缆特性参数。
[0015]该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置还包括隶属度函数参数设置模块，该隶属度函数参数设置模块连接于该动态数据读取和存储模块及该静态数据输入和存储模块，存储隶属度函数参数设置，对应不同的动态参数，设置与之对应的隶属度函数参数。
[0016]在该隶属度函数参数设置模块中，针对每一个动态参数y
i
，设置其隶属度函数所需的参数N0
i
、a
i
、b
i
；N0
i
为过去一段时间内动态参数y
i
的时间平均值，a
i
为参数y
i
的均方差值，b
i
为参数y
i
变化的经验阈值。
[0017]该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置还包括模糊化数据分析模块，连接于该动态数据读取和存储模块、该静态数据输入和存储模块以及该隶属度函数参数设置模块，该模糊化数据分析模块从该隶属度函数参数设置模块中，读取与每个动态参数y
i
相对应的隶属度函数的参数；并对每个隶属度参数进行模糊化数据分析；得到用于描述该参数变化快慢和变化趋势的数值Y
i
。
[0018]该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置还包括故障诊断判据参数库，该故障诊断判据参数库预先存储电泵井故障诊断判据参数，电泵井故障诊断判据参数包括：供电的电压、电流和频率；泵入口压力、泵出口压力、泵压差、电机温度、泵入口温度；井口压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，其特征在于，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统包括井下数据采集器、井口传感器、地面电泵控制柜和基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该井下数据采集器与位于油管底端的电泵连接，采集电泵井动态参数，并将采集的参数传输给该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该井口传感器位于井口，测试井口油管内压力、温度数据，并将测试数据传输给该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该地面电泵控制柜给电泵供电，并将提供给电泵的电压、电流和频率数据传输给该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置连接于该井下数据采集器、该井口传感器和该地面电泵控制柜，根据接收到的数据进行故障判定。2.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，其特征在于，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统还包括井下安全阀和油嘴，该井下安全阀连接于油管上，位于电泵和井口之间，控制油管通道的通断，该油嘴安装于油管井口以上，以调节控制产量。3.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，其特征在于，该井下数据采集器采集的动态参数包括:泵入口压力、泵出口压力、电机温度、泵入口温度。4.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，其特征在于，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置包括动态数据读取和存储模块，该动态数据读取和存储模块接收该井下数据采集器、该井口传感器和该地面电泵控制柜传输过来的动态数据，包括：该井下数据采集器采集的泵入口压力、泵出口压力、电机温度、泵入口温度；该井口传感器传输过来的井口处的油管内压力和温度；该地面电泵控制柜传输过来的给电泵供电的电压、电流和频率。5.根据权利要求4所述的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，其特征在于，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置还包括静态数据输入和存储模块，该静态数据输入和存储模块预先存储静态数据，静态数据包括：油井生产数据、电泵特性参数、电缆特性参数。6.根据权利要求5所述的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，其特征在于，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置还包括隶属度函数参数设置模块，该隶属度函数参数设置模块连接于该动态数据读取和存储模块及该静态数据输入和存储模块，存储隶属度函数参数设置，对应不同的动态参数，设置与之对应的隶属度函数参数。7.根据权利要求6所述的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，其特征在于，在该隶属度函数参数设置模块中，针对每一个动态参数y
i
，设置其隶属度函数所需的参数N0
i
、a
i
、b
i
；N0
i
为过去一段时间内动态参数y
i
的时间平均值，a
i
为参数y
i
的均方差值，b
i
为参数y
i
变化的经验阈值。8.根据权利要求7所述的基于模糊逻辑的电泵井故障诊断系统，其特征在于，该基于模糊逻辑的电泵井故障诊断装置还包括模糊化数据分析模块，连接于该动态数据读取和存储模块、该静态数据输入和存储模块以及该隶属度函数参数设置模块，该模糊化数据分析模块从该隶属度函数参数设置模块中，读取与每个动态参数y
i
相对应的隶属度函数的参数；并对每个隶属度参数进行模糊化数据分析；得到用于描述该参数变化快慢和变化趋势的数值Y
i
。9.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗钢，曹嫣镔，许玲玲，贺启强，聂文龙，郭林园，刘艳霞，石琼，田俊，王昕，
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石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：