东北大学李景浩获国家专利权
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龙图腾网获悉东北大学申请的专利基于理论电功率重构的抽油机井工况监测知识库构建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119599114B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411679702.7,技术领域涉及:G06N5/022;该发明授权基于理论电功率重构的抽油机井工况监测知识库构建方法是由李景浩;武志浩;郜瑞设计研发完成,并于2024-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于理论电功率重构的抽油机井工况监测知识库构建方法在说明书摘要公布了:本申请提出一种基于理论电功率重构的抽油机井工况监测知识库构建方法,属于油田信息化建设技术领域,获取抽油机井各工况的实测电功率曲线以及对应的抽油机参数,构成电功率历史数据集;建立悬点位移、悬点载荷、电功率以及曲柄转角之间的关系式;建立电功率转悬点示功图模型,计算实测电功率曲线所对应的悬点示功图;采用理论示功图的生成方法,将计算得到的悬点示功图转化为理论示功图;建立悬点示功图转电功率模型,计算理论示功图所对应的理论电功率曲线;提取理论电功率曲线与实测电功率曲线的形状特征,利用电功率历史数据集建立抽油机井工况监测知识库。本申请能够根据实测电功率曲线自动计算理论电功率曲线,不需要专家参与。
本发明授权基于理论电功率重构的抽油机井工况监测知识库构建方法在权利要求书中公布了:1.一种基于理论电功率重构的抽油机井工况监测知识库构建方法,其特征在于,包括: 获取抽油机井各工况的实测电功率曲线以及对应的抽油机参数,构成电功率历史数据集; 建立悬点位移、悬点载荷、电功率以及曲柄转角之间的关系式; 根据所述悬点位移、悬点载荷、电功率以及曲柄转角之间的关系式,建立电功率转悬点示功图模型,计算实测电功率曲线所对应的悬点示功图; 采用理论示功图的生成方法,将计算得到的悬点示功图转化为理论示功图; 根据所述悬点位移、悬点载荷、电功率以及曲柄转角之间的关系式,建立悬点示功图转电功率模型,计算理论示功图所对应的理论电功率曲线; 提取理论电功率曲线与实测电功率曲线的形状特征,利用电功率历史数据集建立抽油机井工况监测知识库; 根据所述悬点位移、悬点载荷、电功率以及曲柄转角之间的关系式,建立电功率转悬点示功图模型,计算实测电功率曲线所对应的悬点示功图,包括: 根据悬点载荷扭矩与电功率之间的关系,计算每一电功率所对应的悬点载荷扭矩,即 其中,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的悬点载荷扭矩值,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的曲柄转角;nN为额定转速,Mbmax为最大平衡扭矩,ig为减速箱传动比,ib为皮带轮减速比,为电功率历史数据集中第i个电功率曲线的第j个值; 根据曲柄转角与悬点载荷扭矩之间的关系,建立曲柄转角转扭矩因数模型,计算曲柄转角所对应的扭矩因数,即: 其中,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的扭矩因数,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的α值,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的β值,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的θ3值,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的θ2值,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的γ值,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的L值,A为抽油机游梁前臂长度,C为抽油机游梁后臂长度,P为连杆长度,L为曲柄销轴中心到支架轴承中心的长度,γ为曲柄销轴中心和支架轴承中心之间的连线与减速箱输出轴中心和支架轴承中心之间的连线的夹角,θ为从竖直方向开始,顺时针旋转为正方向的曲柄旋转角度,为第i个电功率曲线中第j个采样点的θ值,κ为减速箱输出轴中心和支架轴承中心之间的连线与竖直方向的夹角,J为分段函数,K为减速箱输出轴中心到支架轴承中心的长度,R为曲柄半径,θ2为从减速箱输出轴中心和支架轴承中心的连线开始,逆时针旋转为正方向的曲柄旋转角度,θ3为连杆与减速箱输出轴中心到支架轴承中心的之间的连线的夹角; 根据悬点载荷与悬点载荷扭矩的关系,利用最小二乘法计算每一悬点载荷扭矩所对应的悬点载荷,即: 其中,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的最优悬点载荷值,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的悬点载荷变量;分别表示允许的悬点载荷的上界与下界,χ为阈值参数,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的扭矩因数,为第i个电功率曲线中第j个采样点的悬点载荷,SUB为结构不平衡重; 根据悬点位移与曲柄转角的关系,计算每一曲柄转角所对应的悬点位移; 其中,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的悬点位移,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的ψ值,ψ为减速箱输出轴中心和支架轴承中心之间的连线与游梁后臂的夹角,ψb为悬点位于下死点时的ψ值; 所述根据所述悬点位移、悬点载荷、电功率以及曲柄转角之间的关系式,建立悬点示功图转电功率模型,计算理论示功图所对应的理论电功率曲线,包括: 根据悬点位移与曲柄转角的关系,利用最小二乘法计算每一理论悬点位移所对应的理论曲柄转角,即: 其中,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的最优理论曲柄转角,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的理论悬点位移,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的曲柄转角变量,与分别为允许的曲柄转角的上界与下界,当位于上冲程采样点中时,当位于下冲程采样点中时, 根据悬点载荷与悬点载荷扭矩之间的关系,建立悬点载荷转悬点载荷扭矩模型,计算理论悬点载荷所对应的理论悬点载荷扭矩,即: 其中,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的理论悬点载荷扭矩, 根据悬点载荷扭矩与电功率之间的关系,建立悬点载荷转电功率模型,计算理论悬点载荷扭矩所对应的理论电功率,即: 其中,为第i个电功率曲线中第j个采样点所对应的理论电功率值。
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