[发明专利]一种电潜泵井机组故障风险预测方法

权利要求书

1.一种电潜泵井机组故障风险预测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、确定机组故障预测影响因素：总体分为4个部分，即：油藏因素、泵因素、生产因素及工程因素；

油藏因素：有无含砂、有无结蜡、有无腐蚀、有无结垢；

泵因素：机组厂家、电缆厂家、电泵新旧；

生产因素：运转周期、排量效率、电流比、电压比、气液比、启停次数、对地绝缘、电流稳定性、泵入口温度、泵入口压力、排出口压力、电机绕组温度、电机震动、泄漏电流；

工程因素：井斜角、狗腿度；

S2、影响因素赋值并计算权重：

(1)基于历史数据统计、文献检索和专家打分等手段为各类影响因素制定赋值规则；

(2)基于油田历史案例，分析各类影响因素的权重大小；

(3)形成评价矩阵，评价电潜泵井风险。

2.根据权利要求1所述的一种电潜泵井机组故障风险预测方法，其特征在于：所述的各个因素的赋值规则如下：

1、运转周期赋值：

1)计算机组平均下井时间，设为a2；

2)将小于平均下井时间和大于平均下井时间的所有数据分别作为一个数组，计算各数组平均值，设为a1及a3；

3)经过计算，a1、a2、a3值分别为440d、816d、1362d；

计算下井时间大于816天的数组，其平均检泵周期为1362天；下井时间小于816天，平均检泵周期为440天；

综上，设定运转周期赋值方法为：

1)下井时间<440d赋值为0；

2)440d<下井时间<816d赋值为33.33；

3)816d<下井时间<1362d赋值为66.67；

4)下井时间>1362d赋值为100；

2、排量效率赋值：

某井生产过程中的最大排量效率140％，最低排量效率60％，平均排量效率94.8％，设定4个赋值区间为a1、a2、a3、a4；

1)a1、a4值的确定根据排量效率的最小、最大值分别赋值，为60％及140％；

2)该井生产过程中排量效率较小区间(2007.1.18～2008.5.11，476d)排量效率平均值为76.83％，a2值根据该值赋值，取下限为76％；

3)该井生产过程中排量效率较大区间(2009.1.15～2010.12.3，674d)排量效率平均值为105.90％，a3值根据该值赋值，取上限为106％；

4)根据上述分析，该井a1、a2、a3、a4分别赋值为60％、76％、106％、140％；

基于整个油田统计，根据计算结果，a2、a3分别赋值为88％、140％，a4值赋值为160％；

基于上述统计，将排量效率赋值方法确定为：

1)88％<Q<140％赋值为0；

2)140％<Q<160％赋值为50，55％<Q<88％赋值为50；

3)Q>％160赋值为100，Q<55％赋值为100；

3、电流比赋值

统计油田各井电泵运行期间较高及较低电流比值及天数；通过加权平均值赋值于最高最低电流比，其中，最高电流比不能超过1，

经过计算，最低电流比b1加权平均值为0.71，最高电流比b2加权平均值为0.84，

电流比赋值方法为：

1)0.71<电流比<0.84赋值为0；

2)电流比<0.71赋值为50；

3)0.84<电流比<1赋值为100；

4、电压比赋值

经过计算，最低电压比e1加权平均值为0.88，最高电压比e2加权平均值为0.96；

根据油田实际生产情况，结合统计出的的最高最低电压比，将电压比赋值方法确定为：

1)0.96<V<1赋值为0；

2)0.88<V<0.96赋值为50，1<V<1.05赋值50；

3)V<0.88赋值为100，V>1.05赋值为100；

5、井斜角及狗腿度赋值

根据文献调研结果，将井斜角及狗腿度赋值方法为：

1)井斜角赋值及比例计算方法：1)赋值：井斜角>60°赋值为100，<60°赋值为0；

2)狗腿度赋值及比例计算方法：1)赋值：狗腿度>3°/30m赋值为100，狗腿度<3°/30m赋值为0；

6、气液比赋值

1)计算平均气液比，设为a2；

2)将小于平均气液比和大于平均气液比的所有数据分别作为一个数组，计算各数组平均值，设为a1及a3；

3)经过计算，a1、a2、a3值分别为11.01、24.87、39.16，

赋值方法为：

1)气液比<11.01赋值为0；

2)11.01<气液比<24.87赋值为33.33；

3)24.87<气液比<39.16赋值为66.67；

4)气液比>39.16赋值为100；

7、启停次数赋值

1)计算平均单次运行时间，设为a2；

2)将小于平均单次运行时间和大于平均单次运行时间的所有数据分别作为一个数组，计算各数组平均值，设为a1及a3；

3)经过计算，a1、a2、a3值分别为43d、65d、96d，

统计单次运行时间大于65天的平均值为96天；单次运行时间小于65天的平均值为43天。设定赋值方法为：

1)平均单次运行时间>96d赋值为0；

2)96d>平均单次运行时间>65d赋值为33.33；

3)65d>平均单次运行时间>43d赋值为66.67；

4)平均单次运行时间<43d赋值为100；

8、机组厂家赋值

机组厂家赋值思路如下：

1)计算平均检泵周期；

2)按照公式“∑(检泵周期-平均检泵周期)*(样本数/样本总数)+平均检泵周期”的算法计算各厂家电泵检泵周期修正值；

3)将平均检泵周期赋值为50，各厂家按照公式“(平均检泵周期-∑各厂家单次检泵周期修正值)/平均检泵周期*50”的算法对各厂家赋值；

9、对地绝缘赋值

电机对地绝缘越低，电泵发生故障的可能性越大，根据现行作业标准(500MΩ)，结合现场实际应用情况，设定对地绝缘的具体赋值方法如下：

1)对地绝缘>500MΩ，赋值为0；

2)对地绝缘在300MΩ～500MΩ间，赋值为10；

3)对地绝缘在150MΩ～300MΩ间，赋值为20；

4)对地绝缘在50MΩ～150MΩ间，赋值为40；

5)对地绝缘在30MΩ～50MΩ间，赋值为80；

6)对地绝缘在10MΩ～30MΩ间，赋值为90；

7)对地绝缘在0MΩ～10MΩ间，赋值为100；

10、动力电缆厂家赋值

电缆厂家赋值思路如下：

1)计算平均运转周期；

2)按照公式“∑(运转周期-平均运转周期)*(样本数/样本总数)+平均运转周期”的算法计算各厂家电缆运转周期修正值；

3)将平均运转周期赋值为50，各厂家按照公式“(平均运转周期-∑各厂家单次运转周期修正值)/平均运转周期*50”的算法对各厂家赋值；

11、电泵新旧赋值

电泵新旧赋值方法为：

1)新泵赋值为0；

2)旧泵赋值为100；

12、电流稳定性赋值

将机组运行电流分为稳定、不稳定和很不稳定三种情况，分别赋值0、50、100，然后用单井的赋值除以所有井的赋值总和，得出单井的比例系数；

13、有无含砂、含蜡、腐蚀、结垢赋值

这4个因素均按照有赋值为100，无赋值为0；

各个因素的权重计算方法如下：

1)计算单井各因素占单井总因素的百分比，即：单井各因素占单井总因素比例＝单井各因素打分/单井各因素打分之和；

2)对各因素进行归一化处理，即：各因素比例＝单井各因素比例之和；

3)权重计算，计算公式为：权重＝各因素比例/各因素比例之和*100。