本发明属于抽油机井机采方法，具体涉及一种基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法。
背景技术：
1、在油田开采工作中，对于油井的工况诊断至关重要，正确的油井工况诊断不仅可以为油井的生产提供保证、为油井作业提供依据，而且能够提高油井的系统效率和管理水平。
2、目前，国内外抽油机井一级工况诊断主要采用示功图法及电参法。
3、示功图法主要通过在抽油机上安装载荷传感器、位移传感器，采集地面示功图，通过建立波动方程，实现地面示功图转换泵功图，再根据泵功图，采用几何特征法实现工况诊断；但示功图法存在算法复杂以及在功图转换过程中地面示功图特征丢失而导致诊断准确率降低的问题。
4、而电参法根据抽油机井三相电参数据实时采集数据，反演地面示功图，再运用功图法实现工况诊断。因此电参法主要存在电参反演功图与真实地面功图差异较大，诊断准确率低，导致诊断结果不理想。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，解决了现有技术中诊断准确率低的问题。
2、本发明的技术方案为，基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，具体按照以下步骤实施：
3、步骤1、抽油机井rtu实时同步采集位移传感器和载荷传感器数据获得200个数据点，并根据数据点绘制出封闭坐标曲线得到地面示功图；
4、步骤2、根据24小时连续得到的多个地面示功图叠加得到标准示功图；
5、步骤3、根据所述地面示功图提取并计算得到地面示功图关键值；
6、步骤4、根据所述标准示功图提取并计算得到标准示功图关键值；
7、步骤5、使用特征值法输入地面示功图关键值和标准示功图关键值，判断是否满足阈值条件，输出对应工况，完成工况诊断。
8、本发明的特点还在于：步骤1中采集位移传感器和载荷传感器数据获得数据点为200个，每个数据点包含载荷位移信息，即根据数据点计算出抽油机悬点载荷与其位移的关系曲线，得到地面示功图，其中地面示功图横坐标为位移值，纵坐标为载荷值；
9、步骤3具体按照以下步骤实施：步骤3.1、根据地面示功图提取得到四个几何特征点，分别是地面示功图最左点pl(ul，fl)、地面示功图最右点pr(ur，fr)、地面示功图最上点pu(uu，fu)、地面示功图最下点pd(ud，fd)；
10、步骤3.2、通过迭代法，求得地面示功图上载荷线dm_fmu、下载荷线dm_fmd、地面示功图载荷差dm_fl；令dm_band＝(fd-fu)/8,其中fd为地面示功图最下点pd纵坐标，fu为地面示功图最上点pu横坐标；
11、地面示功图上载荷线dm_fmu计算方法为走一个上冲程，从pl点开始迭代计算至pr点，设其中任一点pi(ui，fi)，迭代条件为|f(i)-fu|<dm_band；
12、
13、(1)
14、其中，dm_fmu为地面示功图上载荷线，u(i)、f(i)为任一点pi(ui，fi)的横纵坐标；
15、地面示功图下载荷线dm_fmd计算方法为走一个下冲程，从pr点开始迭代计算至pl点，设其中任一点pi(ui，fi)，迭代条件为|f(i)-fd|<dm_band；
16、
17、其中，dm_fmd为地面示功图上载荷线，u(i)、f(i)为任一点pi(ui，fi)的横纵坐标；
18、地面示功图载荷差dm_fl为地面示功图最大载荷均值与地面示功图最小载荷均值之差。
19、步骤3.3、利用分区域载荷标准误差法，求得游动阀开启点pso(uso,fso)、游动阀关闭点psc(usc,fsc)、固定阀开启点pto(uto,fto)、固定阀关闭点ptc(utc,ftc)的具体位置；
20、步骤4中标准示功图上载荷线bz_fmu为固定阀开启点到固定阀关闭点，中间全部数据点对应载荷均值；标准示功图下载荷线bz_fmd为游动阀开启点到游动阀关闭点，中间全部数据点对应载荷均值；标准示功图载荷差bz_fl为标准示功图最大载荷均值与标准示功图最小载荷均值之差步骤5具体按照以下步骤实施：
21、步骤5.1、采用cnn卷积神经网络分析算法，卷积神经网络模型包含输入层、卷积层、激活层、池化层、全链接层和输出层；
22、步骤5.2、通过卷积－池化过程完成抽油杆断脱、油管漏失、固定阀失灵、游动阀失灵一级工况示功图图形特征抽取后，使用全链接的神经网络进行样本的学习，将一级工况的阈值存储在网络中，当输入地面示功图关键值及标准示功图关键值满足阈值条件时，则输出对应工况；
23、步骤5.2中一级工况诊断阈值条件包括：
24、(1)抽油杆断脱工况诊断：地面示功图载荷差均值/标准示功图载荷差均值＝(dm_fmu-dm_fmd)/(bz_fmu-bz_fmd)≤0.6，地面示功图载荷差均值＝(dm_fmu-dm_fmd)<10，地面示功图最大载荷均值/标准示功图最大载荷均值＝dm_fmu/bz_fmu≤0.85，(uto-utc)/(usc-uso)≥90％；
25、(2)油管漏失工况诊断：0.8≤地面示功图载荷差均值/标准示功图载荷差均值＝(dm_fmu-dm_fmd)/(bz_fmu-bz_fmd)<0.9；地面示功图最大载荷均值-标准示功图最大载荷均值＝dm_fmu-bz_fmu<0；地面示功图最小载荷均值-标准示功图最大载荷均值＝dm_fmd-bz_fmd>0；(uto-utc)/(usc-uso)≥90％；
26、(3)固定阀失灵工况诊断：地面示功图载荷差均值/标准示功图载荷差均值＝(dm_fmu-dm_fmd)/(bz_fmu-bz_fmd)<0.7；(地面示功图最小载荷均值-标准示功图最小载荷均值)/(地面示功图载荷差均值-标准功图载荷差均值)＝(dm_fmd-bz_fmd)/(dm_fl-bz_fl)<-0.5；地面示功图最小载荷均值/标准示功图最小载荷均值＝dm_fmd/bz_fmd≥1.2；(uto-utc)/(usc-uso)≥90％；
27、(4)游动阀失灵工况诊断：地面示功图载荷差均值/标准示功图载荷差均值＝(dm_fmu-dm_fmd)/(bz_fmu-bz_fmd)<0.7；(地面示功图最大载荷均值-标准示功图最大载荷均值)/(地面示功图载荷差均值-标准功图载荷差均值)＝(dm_fmu-bz_fmu)/(dm_fl-bz_fl)>0.5；地面示功图最大载荷均值/标准示功图最大载荷均值＝dm_fmu/bz_fmu≤0.8；(uto-utc)/(usc-uso)≥90％；
28、(5)双阀漏失工况诊断：0.7≤地面示功图载荷差均值/标准示功图载荷差均值＝(dm_fmu-dm_fmd)/(bz_fmu-bz_fmd)<0.8；地面示功图最大载荷均值-标准示功图最大载荷均值＝dm_fmu-bz_fmu<0；地面示功图最小载荷均值-标准示功图最大载荷均值＝dm_fmd-bz_fmd>0；(uto-utc)/(usc-uso)≥90％；
29、步骤3中地面示功图关键值为地面示功图上载荷线dm_fmu、地面示功图下载荷线dm_fmd、地面示功图载荷差dm_fl以及游动阀开启点、游动阀关闭点、固定阀开启点、固定阀关闭点的具体位置；
30、步骤4中标准示功图关键值为标准示功图上载荷线bz_fmu、标准示功图下载荷线bz_fmd、标准示功图载荷差bz_fl。
31、本发明的有益效果是：
32、1.本发明算法简单便捷，效率更高，避免了因地面示功图转换成泵功图导致的几何特征丢失问题而导致的漏诊误诊的情况，有效提高了油管断脱、油管漏失、双阀失灵等一级工况的诊断准确率；
33、2.本发明可以有效提升对抽油机井生产状况的实时监控准确性，及时进行生产维护，提升了抽油机井管理水平和数字化程度；既能够解决目前生产急需解决的技术难题，又有助于提高工艺技术水平，对于确保抽油机井正常生产具有重要意义。
1.基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，其特征在于，所述步骤1中采集位移传感器和载荷传感器数据获得数据点为200个，每个数据点包含载荷位移信息，即根据数据点计算出抽油机悬点载荷与其位移的关系曲线，得到地面示功图，其中地面示功图横坐标为位移值，纵坐标为载荷值。
3.根据权利要求1所述的基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：
4.根据权利要求3所述的基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，其特征在于，所述步骤3.2具体按照以下步骤实施：
5.根据权利要求1所述的基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，其特征在于，所述步骤4中标准示功图上载荷线bz_fmu为固定阀开启点到固定阀关闭点，中间全部数据点对应载荷均值；标准示功图下载荷线bz_fmd为游动阀开启点到游动阀关闭点，中间全部数据点对应载荷均值；标准示功图载荷差bz_fl为标准示功图最大载荷均值与标准示功图最小载荷均值之差。
6.根据权利要求1所述的基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，其特征在于，所述步骤5具体按照以下步骤实施：
7.根据权利要求6所述的基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，其特征在于，所述步骤5.2中一级工况诊断阈值条件包括：
8.根据权利要求1所述的基于地面示功图的抽油机井一级工况诊断方法，其特征在于，步骤3中所述地面示功图关键值为地面示功图上载荷线dm_fmu、地面示功图下载荷线dm_fmd、地面示功图载荷差dm_fl以及游动阀开启点、游动阀关闭点、固定阀开启点、固定阀关闭点的具体位置；步骤4中所述标准示功图关键值为标准示功图上载荷线bz_fmu、标准示功图下载荷线bz_fmd、标准示功图载荷差bz_fl。
