基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的潛油往復(fù)抽油機(jī)故障診斷研究.pdf

1、目前，石油仍然是世界上極其重要的能源，如何高效可靠地實(shí)現(xiàn)原油的開(kāi)采，一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究人員研究的焦點(diǎn)。為了克服傳統(tǒng)原油舉升設(shè)備的缺點(diǎn)，人們提出了潛油往復(fù)抽油機(jī)這一新的舉升設(shè)備。雖然潛油往復(fù)抽油機(jī)便于控制、工作效率高，但是由于其提出時(shí)間尚短且配套技術(shù)發(fā)展不完善，大大限制了其應(yīng)用規(guī)模。充分發(fā)揮潛油往復(fù)抽油機(jī)自身的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)其在油田上的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)效益的全面提高，具有十分重要的意義。因此，通過(guò)對(duì)潛油往復(fù)抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理深入分

2、析，提出了適用于潛油往復(fù)抽油機(jī)故障診斷的方法。
　　首先，因潛油往復(fù)抽油機(jī)屬于無(wú)桿裝置，故無(wú)法使用傳統(tǒng)的地面示功圖方法通過(guò)載荷和位移之間的關(guān)系進(jìn)行故障診斷。但潛油往復(fù)抽油機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接通過(guò)柱塞與抽油泵相連接，即電機(jī)的動(dòng)力輸出直接作用在負(fù)載上，所以其運(yùn)行電流的數(shù)據(jù)值能夠間接體現(xiàn)載荷大小。借鑒地面示功圖的原理，選擇潛油電機(jī)的電流作為判定其故障狀態(tài)的特征信息。
　　其次，由于傳統(tǒng)的故障診斷方法需要與一定的特征提取方法進(jìn)行結(jié)合才能

3、夠?qū)崿F(xiàn)分類(lèi)識(shí)別功能，而這些特征提取方法往往含有不同程度的人為經(jīng)驗(yàn)，這在一定程度上會(huì)降低模型的診斷效果。為了盡量避免人為因素對(duì)原始故障數(shù)據(jù)的影響，提出一種潛油往復(fù)抽油機(jī)深度信念網(wǎng)絡(luò)（Deep Belief Network，DBN）故障診斷模型。
　　第三，搭建基于電流的潛油往復(fù)抽油機(jī)DBN故障診斷模型。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上模擬不同故障狀態(tài)，采集記錄其電機(jī)運(yùn)行電流值，構(gòu)建樣本庫(kù)。利用多隱含層結(jié)構(gòu)的DBN故障診斷模型對(duì)潛油往復(fù)抽油機(jī)機(jī)組常出現(xiàn)的

4、6種典型油井故障進(jìn)行診斷，并與傳統(tǒng)故障診斷方法進(jìn)行效果對(duì)比，驗(yàn)證該方法的有效性。
　　最后，限于基于電流的故障診斷方法只能實(shí)現(xiàn)潛油往復(fù)抽油機(jī)油井部分故障的識(shí)別，現(xiàn)結(jié)合井下多參數(shù)采集裝置構(gòu)建基于多參數(shù)的潛油往復(fù)抽油機(jī)DBN網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法。將系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的7個(gè)井下機(jī)組相關(guān)參數(shù)和地面上測(cè)量的電機(jī)電流結(jié)合在一起，作為判定其運(yùn)行狀態(tài)的特征信息。最后，通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證該方法的有效性。因此，基于多參數(shù)的故障診斷方法能夠全面判定機(jī)組的運(yùn)行