摘要
针对目前调径变矩抽油机井故障诊断自动化程度低，亟需提高故障诊断准确性的问题，在考虑调径变矩抽油机曲柄实际角速度、结构不平衡重以及电机和减速箱效率等因素的基础上，通过分析悬点载荷、减速箱输出轴扭矩、电机输出轴功率和电机输入功率的之间的内在联系，推导了悬点载荷与电机输入功率的关系模型，建立了光杆示功图与功率-位移图相互转换计算模型。通过转换计算模型将具有典型工况特征的示功图转化为对应的典型功率-位移图，从而建立了11种油井典型工况下的调径变矩抽油机井典型功率-位移图谱集。对典型功率-位移图分别采用差分曲线法、几何法、灰度矩阵法和曲线矩法提取特征值，利用专家系统和灰色关联分析法建立4种基于功率-位移图的油井工况诊断模型。根据4种诊断模型的诊断结果和基于示功图的诊断结果，建立多方法的工况联合诊断模型。经10口井的实测功率-位移图与计算功率-位移图的计算检验，上、下冲程平均归一化功率的平均相对误差分别为5.17%和6.51%，平均拟合优度为0.91，证明了转化模型计算精度较高和典型工况功率-位移图谱集的可靠性。经现场90口油井实测示功图与功率-位移图工况诊断检验，示功图诊断法的符合率为93.3%；运用4种诊断模型对功率-位移图进行诊断，差分曲线专家系统法的诊断符合率为90.0%，几何专家系统法的诊断符合率为88.9%，灰度矩阵灰色关联法的诊断符合率为81.1%，曲线矩灰色关联法的诊断符合率为85.6%；在多种方法的联合诊断中，联合诊断模型的诊断符合率为94.4%，特别是提高了不同工况类型诊断结果的符合率，表明该诊断模型具有较高的准确性和实用性，能为调径变矩抽油机井采油系统的智能诊断和生产优化决策提供技术支持。
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