一种抽油机工作监测方法、系统及存储介质与流程

    技术2024-12-12  14


    本发明涉及抽油机,具体为一种抽油机工作监测方法、系统及存储介质。


    背景技术:

    1、抽油机是油田开采中的关键设备,其工作原理是通过电动机带动曲轴旋转,进而通过连杆机构将旋转运动转化为往复直线运动,以抽取原油或天然气,抽油机的工作状况直接影响到石油的产量,对抽油机载荷及位移数据监测是判断抽油机工作状况的重要依据。

    2、在对抽油机的抽油机载荷及位移数据开展监测时,抽油机在运行过程中会出现非正常情况,而抽油机在非正常情况会表现出振动异常,振动异常往往预示着设备存在不平衡、松动、磨损等问题,这些问题可能导致油载荷及位移数据不准确,进而导致不准确的载荷及位移数据会使得人员对抽油机工作状况的判断出现错判,为此发明了一种抽油机工作监测方法、系统及存储介质。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种抽油机工作监测方法、系统及存储介质,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种抽油机工作监测方法,所述监测方法包括:

    3、采集抽油机的载荷及加速度数据:通过载荷端单元采用定时跟踪法采集抽油机的载荷数据及加速度数据;

    4、采集抽油机的振动数据:通过安装在抽油机上的振动采集器采集抽油机的振动数据;

    5、采集抽油机动力机的转速数据:通过安装在抽油机动力机输出端的转速检测仪收集动力机输出端的实际转速数据;

    6、数据收集:建立用于收集载荷数据及加速度数据、振动数据和实际转速数据的用户端单元;

    7、数据处理:用户端单元基于抽油机的工作数据,模拟转速检测仪在理论情况下所收集的理论转速数据,获取理论转速数据,理论转速数据和实际转速数据通过对比方法进行对比,获得差异数据,所述差异数据包括差异时间段;

    8、依据差异时间段分别映射并标记振动数据、标记载荷数据和标记加速度数据;

    9、基于标记振动数据对载荷数据进行一号消除处理,获得处理载荷数据,处理载荷数据对标记载荷数据进行替换并作用在载荷数值中,获取新载荷数据;

    10、基于标记振动数据对标记加速度数据进行二号消除处理,获得处理加速度数据,处理加速度数据对标记加速度数据进行替换并作用在加速度数据中,获取新加速度数据,依据新加速度数据生成位移数据;

    11、用户端单元对新载荷数据和位移数据发送给上位机,上位机将接收到的新载荷数据和位移数据进行功图绘制并实时判断抽油机的工况,上位机展示新载荷数据和位移数据。

    12、更进一步地,数据处理包括,依据时间对载荷数据及加速度数据、振动数据和实际转速数据进行时间对齐,去除数据的异常值;

    13、新加速度数据生成位移数据,对新加速度数据进行二次积分获得位移数据,对新加速度数据进行积分获得速度数据,对速度数据进行积分获得位移数据。

    14、更进一步地,所述对比方法包括,理论转速数据和实际转速数据之间经过时间对齐,以理论转速数据为基本,获取实际转速数据上数值和理论转速数据上数值之间的数值差值,理论转速数据乘以5%-10%,获取参数值,标记数值差值超出参数值的区域和区域的时间段,获得差异时间段。

    15、更进一步地,用户端单元对抽油机载荷及加速度数据进行实时数据接收和发送,用户端单元接收在通讯覆盖范围内所采集的抽油机的实时数据,再将实时数据存储后通过用户端单元发送给连入互联网的上位机。

    16、更进一步地,一号消除处理包括:利用标记振动数据的振幅和频率信息,计算标记振动数据和标记载荷数据之间的相关性,基于相关性计算并去除标记载荷数据中的振动干扰成分,获得处理载荷数据,

    17、二号消除处理包括:利用标记振动数据的振幅和频率信息,计算标记振动数据和标记加速度数据之间的相关性,基于相关性计算并去除标记加速度数据中的振动干扰成分,获得处理加速度数据。

    18、更进一步地,所述定时跟踪法包括通过设定半小时至一小时的时间间隔,去启动载荷端单元,载荷端单元持续收集载荷数据及加速度数据,持续的时间段为10—15分钟。

    19、更进一步地,

    20、所述定时跟踪法还包括:

    21、;

    22、其中,为时间集中在ti的时间段,为ti时间段采集的数据,为时间集中在tj的时间段,为tj时间段采集的数据,为时间集中在tk的时间段,为tk时间段采集的数据;

    23、为聚合ti时间段、tj时间段和tk时间段所采集的数据,从ti时间段经过tj时间段到tk时间段,为判断ti时间段经过tj时间段到tk时间段所采集的数据是否相同,为在各个时间段所采集数据的函数,单个时间段的时长范围为10—15分钟。

    24、更进一步地,所述功图绘制,采用如下公式:t;

    25、;

    26、;

    27、为平面功图,t为绘制平面功图矩阵,t为时间段;

    28、zx为集中在单个时间段采集的抽油机的载荷数据,px为单个时间段采集的抽油机的载荷数据,为集中在单个时间段;

    29、wy为集中在单个时间段采集的抽油机的位移数据,hy为单个时间段采集的抽油机的位移数值,为集中在单个时间段,x和y为时间段t内的单个时间段的序列号,x=y或x≠y,x和y均为正整数。

    30、一种抽油机工作监测系统,采用了上述的一种抽油机工作监测方法,所述监测系统包括:

    31、数据采集模块:采集抽油机的载荷及加速度数据:通过载荷端单元采用定时跟踪法采集抽油机的载荷数据及加速度数据;

    32、采集抽油机的振动数据:通过安装在抽油机上的振动采集器采集抽油机的振动数据;

    33、采集抽油机动力机的转速数据:通过安装在抽油机动力机输出端的转速检测仪收集动力机输出端的实际转速数据;

    34、数据收集模块;建立用于收集载荷数据及加速度数据、振动数据和实际转速数据的用户端单元;

    35、数据处理模块:用户端单元基于抽油机的工作数据,模拟转速检测仪在理论情况下所收集的理论转速数据,获取理论转速数据,理论转速数据和实际转速数据通过对比方法进行对比,获得差异数据,所述差异数据包括差异时间段;

    36、依据差异时间段分别映射并标记振动数据、标记载荷数据和标记加速度数据;

    37、基于标记振动数据对载荷数据进行一号消除处理,获得处理载荷数据,处理载荷数据对标记载荷数据进行替换并作用在载荷数值中,获取新载荷数据;

    38、基于标记振动数据对标记加速度数据进行二号消除处理,获得处理加速度数据,处理加速度数据对标记加速度数据进行替换并作用在加速度数据,获取新加速度数据,依据新加速度数据生成位移数据;

    39、数据展示模块:用户端单元对新载荷数据和位移数据发送给上位机,上位机将接收到的新载荷数据和位移数据进行功图绘制并实时判断抽油机的工况,上位机展示新载荷数据和位移数据。

    40、一种抽油机工作监测用存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被用户端单元执行时实现如上述的一种抽油机工作监测方法。

    41、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    42、该抽油机工作监测方法、系统及存储介质,通过载荷端单元采用定时跟踪法采集抽油机的载荷及加速度数据,同时获取振动数据和实际转速数据,用户端单元对载荷及加速度数据、振动数据和实际转速数据进行数据处理,通过分析振动数据与载荷数据和加速度数据之间的相关性,并依据振动数据和实际转速数据对载荷及加速度数据进行处理,获得新载荷数据和位移数据,上位机通过新载荷数据和位移数据绘制功图,以便判断抽油机的工况,减少了振动对载荷端单元所收集数据的影响,以便精确地了解抽油机的运行状态。

    43、同时,通过数据处理的方式,依据实际转速数据和理论转速数据获得差异数据,差异数据中的差异时间段的存在,则说明在差异时间段内,精确地识别出抽油机工作中可能存在的问题时段,依据差异时间段,对载荷数据和加速度数据进行修正,以此减少振动对载荷数据和加速度数据的影响,保证载荷数据和加速度数据表达的准确性,进而以便对抽油机的工况能够准确了解。

    44、该监测方法通过采集抽油机的载荷、加速度、振动以及动力机转速的多维度数据,实现了对抽油机工作状态的全面监测,这种多角度的数据收集提供了更丰富的信息,有助于更准确地评估抽油机的工作状况,通过标记的振动数据,优化载荷数据和加速度数据,进而生成新的载荷数据和位移数据,该处理能够减少振动干扰对数据准确性的影响,提高数据的可靠性和有效性。


    技术特征:

    1.一种抽油机工作监测方法,其特征在于,所述监测方法包括:

    2.根据权利要求1所述的一种抽油机工作监测方法,其特征在于:数据处理包括,依据时间对载荷数据及加速度数据、振动数据和实际转速数据进行时间对齐,去除数据的异常值;

    3.根据权利要求1所述的一种抽油机工作监测方法,其特征在于:所述对比方法包括,理论转速数据和实际转速数据之间经过时间对齐,以理论转速数据为基本,获取实际转速数据上数值和理论转速数据上数值之间的数值差值,理论转速数据乘以5%-10%,获取参数值,标记数值差值超出参数值的区域和区域的时间段,获得差异时间段。

    4.根据权利要求1所述的一种抽油机工作监测方法,其特征在于:用户端单元对抽油机载荷及加速度数据进行实时数据接收和发送,用户端单元接收在通讯覆盖范围内所采集的抽油机的实时数据,再将实时数据存储后通过用户端单元发送给连入互联网的上位机。

    5.根据权利要求1所述的一种抽油机工作监测方法,其特征在于:一号消除处理包括:利用标记振动数据的振幅和频率信息,计算标记振动数据和标记载荷数据之间的相关性,基于相关性计算并去除标记载荷数据中的振动干扰成分,获得处理载荷数据,

    6.根据权利要求1所述的一种抽油机工作监测方法,其特征在于:所述定时跟踪法包括通过设定半小时至一小时的时间间隔,去启动载荷端单元,载荷端单元持续收集载荷数据及加速度数据,持续的时间段为10—15分钟。

    7.根据权利要求6所述的一种抽油机工作监测方法,其特征在于:

    8.根据权利要求1所述的一种抽油机工作监测方法,其特征在于:所述功图绘制,采用如下公式:t;

    9.一种抽油机工作监测系统,采用了权利要求1-8任一一项所述的一种抽油机工作监测方法,其特征在于:所述监测系统包括:

    10.一种抽油机工作监测用存储介质,其特征在于:其上存储有计算机程序,所述计算机程序被用户端单元执行时实现如权利要求1-8中任意一项所述的一种抽油机工作监测方法。


    技术总结
    本发明公开了一种抽油机工作监测方法、系统及存储介质,涉及抽油机技术领域。所述监测方法包括:采集抽油机的载荷及加速度数据:通过载荷端单元采用定时跟踪法采集抽油机的载荷数据及加速度数据;采集抽油机的振动数据。本发明通过载荷端单元采用定时跟踪法采集抽油机的载荷及加速度数据,同时获取振动数据和实际转速数据,通过分析振动数据与载荷数据和加速度数据之间的相关性,并依据振动数据和实际转速数据对载荷及加速度数据进行处理,获得新载荷数据和位移数据,上位机通过新载荷数据和位移数据绘制功图,以便判断抽油机的工况,减少了振动对载荷端单元所收集数据的影响,以便精确地了解抽油机的运行状态。

    技术研发人员:张睿哲,熊兴栋,刘玉华
    受保护的技术使用者:四川东大恒泰电气有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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