基于主成分分析法的電潛泵故障診斷

作者：隋先富,彭龍,韓國慶,范白濤,于繼飛

摘要：電潛泵(Electric Submersible Pump,ESP)舉升技術在非自噴高產井和高含水井中應用廣泛,ESP在生產過程易發生故障,進而導致作業中斷,造成嚴重經濟損失。如何有效利用傳感器、數據采集系統,SCADA系統實時采集的ESP系統生產數據,對ESP的工作狀態進行提前預估至關重要。采用主成分分析法(PCA)對泵實時生產數據進行研究分析,根據電潛泵生產數據之間線性組合進行特征提取,降低生產數據的維度,創造新的主元空間,用很少的主元重新評估ESP生產系統,得出ESP井故障原因并預估ESP剩余使用壽命。主成分分析采用霍特林平方統計算法和平方誤差分析算法建立診斷模型,該模型可以預估ESP剩余作業時間并確定泵出現故障的主因。以渤海油田為例,對ESP井實時數據進行主成分建模,預測泵故障的主因及故障時間,對比ESP實際生產作業時間,驗證PCA進行故障診斷的可行性。證明PCA作為模式識別的一種方法可以有效監測ESP健康狀況,預測ESP故障的主因。

發文機構：中海油研究總院有限責任公司 中國石油大學（北京）石油工程教育部重點實驗室

關鍵詞：電潛泵主成分分析特征提取模式識別故障診斷electric submersible pumpprincipal component analysispattern recognitionfeature extractionfault diagnosis

分類號： TE983[石油與天然氣工程—石油機械設備]