[实用新型]油井故障实时预警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田采油技术领域，尤其是涉及一种油井故障实时预警方法和系统。

背景技术

故障诊断是根据对被诊断对象测试所取得的数据进行分析处理，判断被诊断对象的状态是否处于异常状态或故障状态，确定故障的类型，预示故障的发生。现代故障诊断技术是近年来随着电子计算机技术、现代测试技术和人工智能技术的迅速发展而发展起来的一种新技术。

但是，目前在我国油田开采技术中，故障诊断技术还并不完备，甚至还需要人工巡检，耗费人力，而且故障的原因很多，对于一些重要的故障，是需要立即进行处理的，而一些次要的故障，可以暂缓处理，因此，在油田开采过程中也急需引用一种智能的故障诊断预警系统。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种油井故障实时预警系统，用于为油田开采过程提供一种智能的、精确度高的故障诊断预警系统。

本实用新型实施例还提供了一种油井故障实时预警系统，包括：安装在井口悬绳器上的载荷传感器、安装在抽油机游梁下方的位移传感器、井组控制箱内的控制终端、位于控制中心内的无线服务器和预警装置，所述载荷传感器及位移传感器所采集的抽油杆载荷和位移信号通过电缆传输至所述控制终端，所述控制终端通过所述井组天线将所述抽油杆载荷和位移信号以波的形式传送给所述无线服务器，所述无线服务器将所述抽油杆载荷和位移信号转化为数字信号并传送给所述预警装置，所述预警装置包括：示功图转换单元、泵功图转换单元、比较单元和预警单元，所述示功图转换单元用于利用所述抽油杆载荷和位移与时间的变化规律得到光杆示功图；所述泵功图转换单元用于将所述光杆示功图转换为泵功图；所述比较单元，用于采用多边形逼近法对泵功图数据点进行预处理，过滤掉对泵功图的几何特征影响不大的数据点；将经过多边形逼近法处理过的泵功图无因次化，再建立所述泵功图的矢量链，将所述矢量链和标准故障矢量链库中矢量链比对，根据比对结果得到油井工况的判断结果；预警单元用于根据所述判断结果进行故障预警。

优选的，本实用新型实施例中的泵功图转换单元具体用于：分别建立抽油杆、油管有限元模型和液柱差分计算模型，然后迭代求解出深井泵口处载荷和抽油杆载荷和位移与时间的关系图，即泵功图。

优选的，本实用新型实施例中的标准矢量功图包括与各种故障相对应的矢量功图，所述比较单元具体用于根据矢量特征点找到对应的矢量功图，从而确定故障的类型。

优选的，本实用新型实施例中的预警单元具体用于：根据判断结果确定故障的等级，所述故障的等级包括三级：一级故障为抽油杆断脱、凡尔失灵、卡泵；二级故障为严重结蜡、严重供液不足；三级故障为结蜡、供液不足、气体影响；根据确定的故障等级在监控终端自动弹出预警信息，其中对于一、二级故障利用声音提示或蜂鸣报警进行实时预警。

本实用新型实施例通过载荷传感器和位移传感器得到抽油杆载荷和位移，并以此得到光杆示功图和泵功图，再通过将泵功图矢量化后与标准功图相比较来确定故障情况，从而可以实现自动化的故障诊断和预警，而且故障诊断结果精确度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种油井故障实时预警系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种预警装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种油井工况诊断流程示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种油井工况实时分析和处理的闭环管理示意图；

图5为本实用新型实施例提供的抽油杆断脱时的泵功图；

图6为本实用新型实施例提供的轻微结蜡时的泵功图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示为本实用新型实施例提供的一种油井故障实时预警系统结构示意图，该系统包括：安装在井口悬绳器上的载荷传感器110、安装在抽油机游梁下方的位移传感器120、井组控制箱内的控制终端130、位于控制中心内的无线服务器140和预警装置150。