一种抽油机参数获取方法及系统、示功图获取方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种抽油机参数获取方法及系统、示功图获取方法及系统，本发明专利技术从示功仪获取示功图，并将示功图转换为曲柄处的第一电功图，根据电机输出的有功功率和电机转速获取曲柄处的第二电功图，基于第一电功图和第二电功图可获取抽油机参数，解决了电参法中参数难以获取的问题，将获取抽油机参数带入电参法，可以进一步在线准确而持续获取示功图。可以进一步在线准确而持续获取示功图。可以进一步在线准确而持续获取示功图。

【技术实现步骤摘要】
一种抽油机参数获取方法及系统、示功图获取方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种抽油机参数获取方法及系统、示功图获取方法及系统，属于油田采油


技术介绍

[0002]抽油机井的示功图是分析诊断抽油机井工况井况的重要资料，其横坐标为光杆位移，纵坐标为光杆受到的载荷，一个冲程周期的位移
‑
载荷组成一个封闭的曲线，包含了油井的大量有用信息。
[0003]目前获取示功图方法主要包括：固定式示功仪测试、便携式示功仪测试和电参法测试。固定式示功仪测试需要将示功仪固定在抽油机上，安装维护不易、且可靠性不高。采用便携式示功需要人工定期去现场一口井一口井测试，存在周期长、劳动强度大和时效性不强的问题，并且由于受尼龙线和电位器的使用寿命限制，不适合于在线测试。电参法利用三相电参量采集模块获取电机的转矩与转速，然后通过抽油机物理模型推导悬点处的示功图，适应在线测试，但是该方法存在抽油机参数难以获取的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种抽油机参数获取方法及系统、示功图获取方法及系统，解决了电参法存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种抽油机参数获取方法，包括：
[0007]从示功仪获取示功图，将示功图转换为曲柄处的第一电功图；
[0008]获取电机输出的有功功率和电机转速，根据电机输出的有功功率和电机转速，获取曲柄处的第二电功图；
[0009]根据第一电功图和第二电功图，获取抽油机参数。
[0010]若抽油机为复合平衡的抽油机，第一电功图公式为：
[0011][0012]若抽油机为曲柄平衡的抽油机，第一电功图公式为：
[0013]T
r
＝f
t
(L
pr
‑
U
s
)
‑
M
cb sin(θ+τ)
[0014]若抽油机为游梁平衡的抽油机，第一电功图公式为：
[0015][0016]其中，T
r
为示功图转换获得的曲柄净扭矩向量，f
t
为扭矩因数向量，L
pr
为光杆载荷向量，U
s
为结构不平衡重，B为游梁支点到游梁平衡块长度，A游梁前臂长度，ξ为游梁与水平线的夹角向量，α为游梁平衡相位角，α＝arctan(V
cg
/H
cg
)，V
cg
为游梁支点到游梁平衡中心的
垂直距离，H
cg
为游梁支点到游梁平衡中心的水平距离，W
bw
为游梁平衡重，M
cb
为曲柄最大扭矩，θ为曲柄角度向量，τ为曲柄平衡相位角。
[0017]第二电功图公式为：
[0018]T
′
r
＝η
s
·
R0T
m
‑
T0[0019][0020]其中，T
m
为电机扭矩向量，k为单位转换系数，η
m
为电机效率，P为电机输出的有功功率向量，N为电机转速向量，T
′
r
为根据T
m
计算获得的曲柄净扭矩向量，η
s
为地面传动效率，R0为传动比，T0为空载扭矩及地面库仑摩擦力的总和。
[0021]根据第一电功图和第二电功图，获取抽油机参数，包括：
[0022]根据第一电功图和第二电功图，构建参数优化模型；其中，参数优化模型以最小为目标，向量向量T
r
′
j
为第二电功图中第j个曲柄净扭矩，为第一电功图中与T
r
′
j
对应的曲柄净扭矩，m为第二电功图中点的数量，j∈[1,m]；
[0023]求解参数优化模型，获得优选的抽油机参数。
[0024]参数优化模型的目标函数为：
[0025][0026]其中，f为目标函数值，f
t
为扭矩因数向量，L
pr
为光杆载荷向量，U
s
为结构不平衡重，B为游梁支点到游梁平衡块长度，A游梁前臂长度，ξ为游梁与水平线的夹角向量，α为游梁平衡相位角，α＝arctan(V
cg
/H
cg
)，V
cg
为游梁支点到游梁平衡中心的垂直距离，H
cg
为游梁支点到游梁平衡中心的水平距离，W
bw
为游梁平衡重，M
cb
为曲柄最大扭矩，θ为曲柄角度向量，τ为曲柄平衡相位角，η
s
为地面传动效率，R0为传动比，T0为空载扭矩及地面库仑摩擦力的总和，T
m
为电机扭矩向量。
[0027]一种抽油机参数获取系统，包括：
[0028]第一电功图模块，从示功仪获取示功图，将示功图转换为曲柄处的第一电功图；
[0029]第二电功图模块，获取电机输出的有功功率和电机转速，根据电机输出的有功功率和电机转速，获取曲柄处的第二电功图；
[0030]参数模块，根据第一电功图和第二电功图，获取抽油机参数。
[0031]一种示功图获取方法，包括：
[0032]采用抽油机参数获取方法，获取抽油机参数；
[0033]根据抽油机参数，采用电参法，获取示功图。
[0034]一种示功图获取系统，包括：
[0035]抽油机参数获取模块，采用抽油机参数获取方法，获取抽油机参数；
[0036]示功图获取模块，根据抽油机参数，采用电参法，获取示功图。
[0037]一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行抽油机参数获取方法或示功图获取方法。
[0038]一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行抽油机参数获取方法或示功图获取方法的指令。
[0039]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术从示功仪获取示功图，并将示功图转换为曲柄处的第一电功图，根据电机输出的有功功率和电机转速获取曲柄处的第二电功图，基于第一电功图和第二电功图可获取抽油机参数，解决了电参法中参数难以获取的问题，将获取抽油机参数带入电参法，可以进一步在线准确而持续获取示功图。
附图说明
[0040]图1为抽油机参数获取方法的流程图；
[0041]图2为抽油机参数获取方法对应硬件的示意图；
[0042]图3为曲柄角度的定义参考图；
[0043]图4为示功仪获取的示功图；
[0044]图5为抽油机结构示意图。
具体实施方式
[0045]下面结合附图对本专利技术作进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽油机参数获取方法，其特征在于，包括：从示功仪获取示功图，将示功图转换为曲柄处的第一电功图；获取电机输出的有功功率和电机转速，根据电机输出的有功功率和电机转速，获取曲柄处的第二电功图；根据第一电功图和第二电功图，获取抽油机参数。2.根据权利要求1所述的一种抽油机参数获取方法，其特征在于，若抽油机为复合平衡的抽油机，第一电功图公式为：若抽油机为曲柄平衡的抽油机，第一电功图公式为：T
r
＝f
t
(L
pr
‑
U
s
)
‑
M
cb sin(θ+τ)若抽油机为游梁平衡的抽油机，第一电功图公式为：其中，T
r
为示功图转换获得的曲柄净扭矩向量，f
t
为扭矩因数向量，L
pr
为光杆载荷向量，U
s
为结构不平衡重，B为游梁支点到游梁平衡块长度，A游梁前臂长度，ξ为游梁与水平线的夹角向量，α为游梁平衡相位角，α＝arctan(V
cg
/H
cg
)，V
cg
为游梁支点到游梁平衡中心的垂直距离，H
cg
为游梁支点到游梁平衡中心的水平距离，W
bw
为游梁平衡重，M
cb
为曲柄最大扭矩，θ为曲柄角度向量，τ为曲柄平衡相位角。3.根据权利要求1所述的一种抽油机参数获取方法，其特征在于，第二电功图公式为：T
r
′
＝η
s
·
R0T
m
‑
T0其中，T
m
为电机扭矩向量，k为单位转换系数，η
m
为电机效率，P为电机输出的有功功率向量，N为电机转速向量，T
r
′
为根据T
m
计算获得的曲柄净扭矩向量，η
s
为地面传动效率，R0为传动比，T0为空载扭矩及地面库仑摩擦力的总和。4.根据权利要求1所述的一种抽油机参数获取方法，其特征在于，根据第一电功图和第二电功图，获取抽油机参数，包括：根据第一电功图和第二电功图，构建参数优化模型；其中，参数优化模型以最小为目标，向量向量T
r
′
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟宬，李瑾，臧伟，
申请(专利权)人：常州艾控智能仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：