[发明专利]基于凡尔工作点的有杆泵抽油井井下工况诊断方法

权利要求书

1.一种基于凡尔工作点的有杆泵抽油井井下工况诊断方法，其特征在于包括以下步骤：

采集有杆泵抽油机地面示功图共K+1个，前K个示功图对应N种工况，用于建立工况诊断模型，最后一个为待诊断工况的示功图；

将K+1个有杆泵抽油井地面示功图进行归一化处理；

采用重心分割法将归一化后的示功图划分为四部分，左上区域、右上区域、右下区域和左下区域；

提取凡尔的四个工作点以及地面示功图的七个几何特征；

利用有杆泵抽油井地面示功图的七个几何特征特征作为输入，建立连续隐马尔科夫即CHMM的工况诊断模型，该模型用来描述工作点及示功图特征与有杆泵抽油井井下工况之间的映射关系，完成有杆泵抽油井工况诊断；

提取活塞的四个工作点以及七个示功图的几何特征为：

提取活塞的四个工作点即固定凡尔打开点、固定凡尔关闭点、游动凡尔打开点和游动凡尔关闭点，以及七个几何特征即四个工作点围成的四边形面积、左上区域缺失面积、右上区域缺失面积、右下区域缺失面积、左下区域缺失面积、固定凡尔工作距离以及游动凡尔工作距离，其中，固定凡尔打开点和游动凡尔打开点，分别为左上区域曲率的变化量最大的点和右下区曲率的变化量最大的点，对于由离散点(x_i,y_i)组成的示功图，采用有限差分法来计算每一点的曲率：

其中，K(t)为第t个点的曲率，x(t)为示功图第t个点的横坐标，y(t)为示功图第t个点的纵坐标；

相邻点曲率之差的绝对值来计算曲率的变化：

ΔK＝|K(t)-K(t-1)|

采用均值滤波法对ΔK进行处理：

曲率变化最大的点按下式计算：

左上区域曲率的变化量最大的点和右下区曲率的变化量最大的点即为固定凡尔打开点和游动凡尔打开点，提取固定凡尔关闭点和游动凡尔关闭点，分别为右上区最大位移和左下区最小位移。

2.按权利要求1所述的基于凡尔工作点的有杆泵抽油井井下工况诊断方法，其特征在于采用重心分割法将归一化后的示功图划分为四部分，左上区域、右上区域、右下区域和左下区域为：

对归一化后的示功图进行多边形分解，将示功图分为248个三角形，并根据三角形的重心和面积公式计算出每个三角形的重心和面积，然后通过下式求出示功图的重心(x^*，y^*)：

其中x_i和y_i为示功图上第i个点的横坐标和纵坐标；

并将归一化后的示功图按x＝x^*和y＝y^*划分为左上区域、右上区域、右下区域和左下区域四部分。

3.按权利要求1所述的基于凡尔工作点的有杆泵抽油井井下工况诊断方法，其特征在于：凡尔工作点以及示功图的七个几何特征，

根据凡尔的四个工作点，提取由四个工作点围成的四边形面积；

根据重心分解结果，提取左上区域缺失面积，左上区域曲线与x＝0和y＝1所围成封闭图形的面积；

根据重心分解结果，提取右上区域缺失面积，右上区域曲线与x＝1和y＝1所围成封闭图形的面积；

根据重心分解结果，提取右下区域缺失面积，右上区域曲线与x＝1和y＝0所围成封闭图形的面积；

根据重心分解结果，提取左下区域缺失面积，左上区域曲线与x＝0和y＝0所围成封闭图形的面积；

根据固定凡尔关闭点，提取固定凡尔工作距离，固定凡尔打开点到关闭点的直线距离；

根据游动凡尔关闭点，提取游动凡尔工作距离，游动凡尔打开点到关闭点的直线距离。