[发明专利]一种基于自学习的有杆抽油机井冲次调节方法

权利要求书

1.一种基于自学习的有杆抽油机井冲次调节方法，其特征在于包括：首先提取油井生产的历史数据，判断当前油井的抽油机状态；所述抽油机状态包括调整态和稳定态；

所述调整态为：当抽油机控制器以新的控制参数做出调节后，抽油机进入调整态，在调整态期间抽油机工作状态正在发生改变；

所述稳定态为：抽油机以新的控制参数运行一段时间后，抽油机运行状态保持稳定，抽油机工作状态转入稳定态；

然后对处于稳定态的抽油机，首次调节，建立其电机输入频率F和冲次N之间关系；N＝d*F+e； (1)

式中N为冲次，F为频率，d、e为常数；

通过自学习建立油井生产过程中效果E和冲次N之间模型计算E的值：

E＝Q_产液量*W_Q+Y*W_Y； (2)

式中W为权重，E为效果；Q为产液量；Y为泵效；以E最大值作为调节目标；计算出最佳冲次N，完成有杆抽油机井冲次调节；

具体包括如下步骤：设定抽油机最小充满度ηmin；

根据最小充满度ηmin，计算满足最小充满度时应当达到的冲次Nmin；

待抽油机启动并运行进入稳定状态后，通过实时得到的功图数据，计算当前抽油机的冲次N；通过变频器获取当前电机频率F；

当N＝Nmin时，则判定抽油机停机，发出停机指示，等待恢复生产；

计算抽油机的抽油泵的当前近似充满度η；

当NNmin且ηηmin时，通过调整电机频率F来调节冲次N；

进入调节阶段，重复调节数次后使充满度η达到最小充满度ηmin；

继续调节，当ηηmin且NNmin时，启动自学习过程；

所述抽油机启动并运行进入稳定状态后，同时开始油井数据分析，分析油井在稳定状态下，每个冲次条件下的充满度η、产液量Q、动液面H、泵效Y；当动液面H和充满度η在一定周期的变化幅度小于最小限度值时，判定油井进入新的稳定状态；

当油井进入新的稳定状态后，在ηηmin且NminNNmax的条件下，再次进入学习过程，根据公式(2)统计不同冲次下E的值，从而分析出E值最大时候的最佳冲次，即完成有杆抽油机井冲次调节。

2.根据权利要求1所述基于自学习的有杆抽油机井冲次调节方法，其特征在于，所述自学习过程包括：判断前期冲次调节阶段的调节次数；当调节次数大于等于1时，当前冲次为满足ηηmin的最大冲次，在当前冲次基础上，通过控制变频器，降低冲次；当调节次数小于1时，在当前冲次基础上，通过控制变频器，使冲次增加；然后根据后续的调整效果判断是否需要减少冲次来继续进行调节。

3.根据权利要求2所述基于自学习的有杆抽油机井冲次调节方法，其特征在于，分析出最佳E值的具体步骤为：根据公式(2)计算E值；将E值插入数据队里中，判断数据个数满足最小个数后，选取数据队列中的最大值，判断该E最大值是否处于有效数据的中间位置；若是，则返回最大值对应的冲次值；若不是，则判断是否处于起始位置；若是，则进行反向调节降低冲次；若不是，则进行正向调节提高冲次。

4.根据权利要求3所述基于自学习的有杆抽油机井冲次调节方法，其特征在于，根据所述冲次N计算频率F的具体步骤为：根据公式(1)输出冲次数据N，判断是否为第一次计算；若是，则直接采用获取频率与冲次的预设关系参数d₀和e₀；若不是，则根据最近两次的数据，重新计算关系参数d_i和e_i，并更新预设参数d₀和e₀；然后根据公式(1)计算出对应电机频率F。

5.根据权利要求4所述基于自学习的有杆抽油机井冲次调节方法，其特征在于，所述抽油机的稳定态的判断过程包括：将冲次数值N插入历史数据队列；计算历史数据队列中n个冲次数据的平均值，计算本次数据与平均值的差值，检查差值是否在平衡状态允许范围内；若在，则抽油机达到稳定态；若不在，则抽油机未达到稳定态。