CN101660402A - 基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法 - Google Patents

Abstract

基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法，由示功图获得位移-时间曲线和载荷-时间曲线，由这两个曲线依次确定游动凡尔关闭点A点、固定凡尔关闭点C点、固定凡尔打开点B点和游动凡尔打开点D点。本发明方法直接从抽油井采油现场采集的第一手资料——地面示功图上提取凡尔开闭点，整个过程物理意义明确，并能精确确定示功图上凡尔开、闭点位置，为解除油井故障、保证油井正常生产、提高油井产量等打下了良好的基础。

Description

基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法

技术领域

本发明涉及一种抽油井功图上凡尔开闭点提取方法，尤其涉及一种抽油井地面示功图上凡尔开闭点的直接提取方法，为一种基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法。

背景技术

悬点示功图，也称地面示功图或光杆示功图，是抽油井采油现场采集的第一手资料。示功图作为记录抽油机井泵功况的曲线载体，对其进行量化分析对解除油井故障、保证油井正常生产或提高油井产量等就显得非常重要而且具有现实意义。众所周知，各种功况其功图的几何特征都突出表现在凡尔开启的位置变化，如图1所示，游动凡尔关闭点A点反映了抽油泵底部的工作状态与环境；固定凡尔打开点B点代表了游动凡尔的工作状态与环境；固定凡尔关闭点C点反映了抽油泵上部的工作状态与环境；游动凡尔打开点D点反映了油井给抽油泵喂液/充填程度或固定凡尔工作状态。所以，凡尔开启点和关闭点的位置确定尤为重要。

1993年，高国华等根据曲线斜率的变化确定凡尔开闭点的位置，提出了一种泵示功图的定量分析方法，但实际泵示功图曲线斜率变化呈无规则性，这套分析方法很难直接用于实际。2006年，严长亮等根据泵示功图曲线上凡尔开闭点处的圆弧曲率变化较大的思想，找出整条闭合曲线上的4个曲率变化较大的点，认为这4个点就是凡尔开闭点。2008年，高银中等将归一化后的泵示功图按照柱塞行程距离展开，分别在载荷区间[0.8，1]、[0，0.2]上找出曲率变化依次最大的2个尖峰点。

现有的方法都是根据载荷-位移关系，并且主要从泵示功图上寻找凡尔开闭点。而有杆抽油系统中，抽油杆柱和油管间存在强烈库仑摩擦，是一个机电液耦合的复杂非线性系统，特别是井下工况的复杂性和不可遇见性使得该系统数学模型的建立和求解非常困难，边界条件和阻尼系数无法准确确定，导致计算结果与实测值之间存在一定的误差，求出的泵示功图是一个近似结果。利用近似的泵示功图、根据载荷-位移关系确定凡尔开闭点，物理意义不明确，结果误差较大。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有利用近似的泵功图、根据载荷-位移关系确定凡尔开闭点物理意义不明确，结果误差较大，需要针对现有问题提供一种基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法，直接从抽油井地面示功图上精确提取凡尔开闭点的位置。

本发明的技术方案为：基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法，包括如下步骤：

1)对地面示功图数据预处理：以下死点作为时间的起始点，即令下死点的时间等于1，对载荷和位移数据根据数据采集时间进行排序；以排序后的数据为样点，以1为单位时间间隔，形成位移-时间曲线和载荷-时间曲线；

2)确定游动凡尔关闭点A点：从位移-时间曲线上直接提取位移最小点确定为A点，若存在多个位移最小点，则取其中的中值为A点；

3)确定固定凡尔关闭点C点：从位移-时间曲线上直接提取位移最大点确定为C点，若存在多个位移最大点，则取其中载荷最小的点为C点；

4)分区：得出A点的时间numa和C点的时间numc，计算位移中值与位移-时间曲线的所有交点的时间集合U，位移中值指位移的最大值与最小值的平均值；计算载荷的最大值F_max和载荷最小值F_min，计算载荷中值与载荷-时间曲线的所有交点的时间集合P，载荷中值指载荷的最大值与最小值的平均值；由时间集合U和时间集合P初步确定B点、D点区域；根据交点个数与位置、B点位于上冲程以及D点位于下冲程的物理意义、B点与最大载荷和D点与最小载荷之间的相对关系情况，对初步确定的B点、D点区域结果进行判断并进行相应调整，最终确定B点区域和D点区域；

5)确定固定凡尔打开点B点：

51)读取B点所在的区域的信息；

52)对B点所在区域的载荷-时间曲线进行多项式最佳拟合；

53)确定B点初值；

54)对B点所在区域的载荷-时间曲线数据进行平滑去噪；

55)对平滑后的载荷-时间曲线数据进行拟合去噪；

56)求出曲线上斜率变化绝对值最大的点；

57)所得斜率变化绝对值最大的点和前一次计算结果进行相应比较，设定比较的阈值得到终止准则，如果满足终止准则，则结束，否则跳转步骤54)，其中，步骤54)-57)是一个循环，第一次执行步骤54)-57)时，结果与步骤53)所述初值比较，第N次执行时与第N-1次结果比较；

7)确定游动凡尔打开点D点：

61)读取D点所在的区域的信息；

62)对D点所在区域的载荷-时间曲线进行多项式最佳拟合；

63)确定D点初值；

64)对D点所在区域的载荷-时间曲线数据进行平滑去噪；

65)对平滑后的载荷-时间曲线数据进行拟合去噪；

66)求出曲线上斜率变化绝对值最大的点；

67)所得斜率变化绝对值最大的点和前一次计算结果进行相应比较，设定比较的阈值得到终止准则，如果满足终止准则，则结束，否则跳转步骤64)，其中，步骤64)-67)是一个循环，第一次执行步骤64)-67)时，结果与步骤63)所述初值比较，第N次执行时与第N-1次结果比较。

步骤4)的具体过程如下：

401)读取数据；

402)由步骤2)得出A点的时间numa，由步骤3)得出C点的时间numc；

403)计算出位移的中值与位移-时间曲线的所有交点的时间集合U{u₁，u₂}；

404)计算出载荷的最大值F_max和载荷最小值F_min；

405)计算出载荷的中值与载荷-时间曲线的所有交点的时间集合P；

406)设时间变量p₁，p₂，如果集合P的元素个数为1，则p₁＝1，p₂＝P(1)，P(1)为集合P的元素；

407)如果时间集合P的元素个数大于1，则其中位移最小和位移最大的点的时间分别为p₁、p₂；

408)初步确定B点区域为(p₁:u₁)，D点区域为(p₂:u₂)；

409)如果p₁＞numc，则p₁＝numa；

410)如果p₂＜numc，则p₂＝numc；

411)初步确定出两条分割线，p₁p₂和u₁u₂；

412)如果p₁＜u₁，执行步骤413)，否则执行步骤416)；

413)计算出p₁至u₁之间所有点中的载荷最大值F₁；

414)如果(F_max-F₁)/F_max＜ε，ε为设定的阈值，ε＝0.1，则pb₁＝p₁，pb₂＝u₁；否则执行步骤415)，pb₁，pb₂为设置的变量，用于表示B点区域的起始与结束点的时间值；

415)pb₁＝u₁，pb₂＝numc，执行步骤417)；

416)pb₁＝p₁，pb₂＝numc；

417)确定B点区域是(pb₁:pb₂)；

418)如果p₂＜u₂，执行步骤419)，否则执行步骤422)；

419)计算出p₂至u₂之间所有点中载荷最小值F₂；

420)如果(F₂-F_min)/F_min＜ε，则pd₁＝p₂，pd₂＝u₂；否则执行步骤422)，pd₁，pd₂为设置的变量，用于表示D点区域的起始与结束点的时间值；

421)pd₁＝u₂，pd₂＝T，T为载荷-时间曲线上最大的时间点，执行步骤423)；

422)pd₁＝p₂，pd₂＝T，T为载荷-时间曲线上最大的时间点；

423)确定D点区域是(pd₁:pd₂)；

424)结束。

确定B点或D点的具体过程如下：

a)读取B点或D点所在的区域的信息；

b)对B点或D点所在区域的载荷-时间曲线进行多项式最佳拟合；

c)根据曲线拟合得出的载荷-时间关系y＝f(t)，在0.1时间间隔上计算斜率的变化量绝对值|f′(t_j)-f′(t_j-1)|，t_j∈{t₀+0.1，t₀+0.2，…，t₀+(m-1)×0.1，t₀+m×0.1}，m＝10×n，j＝1，2…m，t₀为曲线起始时间，n为B点或D点所在区域内的样点总数，t_j为0.1的时间间隔上样点的时间，运用穷举比较法寻找斜率变化的绝对值最大的点，并将其圆整到附近的1时间间隔点上，从而确定B点或D点初值；

d)对B点或D点所在区域的载荷-时间曲线数据进行平滑去噪；

e)对平滑后的载荷-时间曲线数据进行多项式最佳拟合去噪；

f)根据e)得出载荷-时间关系，运用c)所述的求解整数非线性无约束最优化问题的方法，求出曲线上斜率的绝对值变化最大的点；

g)所得斜率的绝对值变化最大的点和前一次计算结果进行相应比较，根据寻找出的B点或D点时间接近情况与斜率变化量的下降情况设定终止准则，如果满足终止准则，则结束，否则跳转d)，终止准则如下，同时采用两种终止准则：

A、根据寻找出的B点或D点时间接近情况来判别，即

|x_j+1-x_j|＜ε₁

B、根据寻找出的B点或D点斜率变化量的下降情况来判别，即

$\frac{|g\left(x_{j+1}\right)-g\left(x_j\right)|}{g\left(x_j\right)}<{\mathrm{\&epsiv;}}_2$

当A、B都满足时认为x_j+1≈x^*，本次所得斜率的绝对值变化最大的点为B点或D点；

式中：j-第j次迭代

x_j-第j次迭代在0.1时间间隔上确定的B点或D点时间，即载荷-时间曲线上斜率的绝对值变化最大的点的时间，

g(x_j)-第j次迭代确定的B点或D点斜率的变化量，绝对值；

x^*-最优点

ε₁、ε₂-事先设定的阈值，ε₁＝0.1、ε₂＝0.01

h)结束。

本发明方法中，步骤414)420)的阈值ε，以及终止准则中的阈值ε₁、ε₂均为设定的阈值，主要根据精度要求及计算经验确定，本发明公开了其优选的数值。

如图1所示，A点为驴头的下死点和活塞上行时的起始点。当活塞上行时游动阀受油管内液柱压力和自重作用而关闭，使原油管内承受的液柱质量，转移在抽油杆柱和柱塞上，造成抽油杆产生拉力伸长而油管缩短，就产生了AB倾斜线，同时产生冲程损失，此时柱塞上行到B点时抽油杆弹性变形结束，柱塞开始上行程，由于柱塞在上行程排液过程所承受的液柱质量基本不变，所以BC呈水平线段。当光杆运行到C点时上行程结束，完成一个排油过程，开始下行程。C点是上下行程杆柱受力的交换点，光杆开始下行，固定阀关闭，此时抽油杆柱塞上的液柱质量，由抽油杆柱塞转换到泵筒固定阀(即油管)上，所以油管伸长，抽油杆缩短，此时柱塞相对于驴头光杆初始下行时并未产生实际位移，泵筒内液体并未进入柱塞空间，是泵柱塞卸载的过程，即产生CD卸载倾斜线。光杆继续下行到D点时油管、抽油杆弹性变形结束，游动凡尔打开，柱塞开始下行，由于柱塞杆柱以上的质量不变，所以画出水平的DA活塞下行程呈水平线，再到A点结束，完成一个油液转入油管的过程。这样抽油泵在上下一个冲程中完成了排油和进油的过程。

根据上述物理意义的分析，A点为驴头的下死点和活塞上行时的起始点，即位移最小点；C点是上行程结束，下行程开始的点，即位移最大点。据此，从位移-时间曲线上可确定A、C点。根据B、D点的物理意义，柱塞上行到B点时抽油杆弹性变形结束，光杆下行到D点时油管、抽油杆弹性变形结束，即B、D点分别是上冲程和下冲程中载荷变化的最大点，因而应从载荷-时间关系曲线上分别从上冲程和下冲程中寻找出载荷变化，即载荷随时间的斜率变化的最大点，就是B、D点。

因此，本发明的基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法，直接从抽油井采油现场采集的第一手资料——地面示功图上提取凡尔开闭点，整个过程物理意义明确，并能精确确定示功图上凡尔开、闭点位置，对解除油井故障、保证油井正常生产或提高油井产量等打下了良好的基础。

附图说明：

图1为弹性静载理论示功图。

图2为本发明的基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法的流程图。

图3为本发明对示功图进行分区的流程图。

图4为本发明确定B点和D点的流程图。

图5为本发明方法实施例1的实测示功图及分析结果。

图6为本发明方法实施例2的实测示功图及分析结果。

图7为本发明方法实施例3的实测示功图及分析结果。

图8为本发明方法实施例4的实测示功图及分析结果。

图9为本发明方法实施例5的实测示功图及分析结果。

图10为本发明方法实施例6的实测示功图及分析结果。

图11为本发明方法实施例7的实测示功图及分析结果。

图12为本发明方法实施例8的实测示功图及分析结果。

图13为本发明方法实施例9的实测示功图及分析结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本发明的基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法的流程图如图2所示。

1)读取数据并进行数据预处理：读取组成示功图的测量所得的一系列离散点数据，以下死点作为时间的起始点，即令下死点的时间等于1，对载荷和位移数据根据数据采集时间进行排序；以排序后的数据为样点，以1为单位时间间隔，形成位移-时间关系曲线和载荷-时间关系曲线；样点在示功图载荷-位移曲线、后得到的位移-时间曲线和载荷-时间曲线上由时间一一对应；

2)从位移-时间曲线上直接提取位移最小点确定为A点，若存在多个位移最小点，则取其中的中值为A点；

3)从位移-时间曲线上直接提取位移最大点确定为C点，若存在多个位移最大点，则取其中载荷最小的点为C点；

4)对示功图进行分区，确定B点、D点所在区域，并确定对应的载荷-时间曲线上B点、D点的分区：得出A点的时间numa和C点的时间numc，计算位移中值与位移-时间曲线的所有交点的时间集合U；计算载荷的最大值F_max和载荷最小值F_min，计算载荷中值与载荷-时间曲线的所有交点的时间集合P；由时间集合U和时间集合P初步确定B点、D点区域；根据交点个数与位置、B点位于上冲程以及D点位于下冲程的物理意义、B点与最大载荷和D点与最小载荷之间的相对关系情况，对初步确定的B点、D点区域结果进行判断并进行相应调整，最终确定B点区域和D点区域；

5)从B点所在区域的载荷-时间曲线上精确提取B点位置；

6)从D点所在区域的载荷-时间曲线上精确提取D点位置。

其中步骤4)的分区步骤具体如下，如图3：

401)读取数据；

402)由步骤2)得出A点的时间numa，由步骤3)得出C点的时间numc；

403)计算出位移的中值与位移-时间曲线的所有交点的时间集合U{u₁，u₂}；

404)计算出载荷的最大值F_max和载荷最小值F_min；

405)计算出载荷的中值与载荷-时间曲线的所有交点的时间集合P；

406)设定时间变量p₁，p₂，如果集合P的元素个数为1，则p₁＝1，p₂＝P(1)，P(1)为集合P的元素；

407)如果时间集合P的元素个数大于1，则其中位移最小和位移最大的点的时间分别为p₁、p₂；

408)初步确定B点区域为(p₁:u₁)，D点区域为(p₂:u₂)；

409)如果p₁＞numc，则p₁＝numa；

410)如果p₂＜numc，则p₂＝numc；

411)初步确定出两条分割线，p₁p₂和u₁u₂；

412)如果p₁＜u₁，执行步骤413)，否则执行步骤416)；

413)计算出p₁至u₁之间所有点中的载荷最大值F₁；

414)如果(F_max-F₁)/F_max＜ε，ε为设定的阈值，ε＝0.1，则pb₁＝p₁，pb₂＝u₁；否则执行步骤415)，pb₁，pb₂是指定的变量，用于表示B点区域的起始与结束点的时间值；

415)pb₁＝u₁，pb₂＝numc，执行步骤417)；

416)pb₁＝p₁，pb₂＝numc；

417)确定B点区域是(pb₁:pb₂)；

418)如果p₂＜u₂，执行步骤419)，否则执行步骤422)；

419)计算出p₂至u₂之间所有点中载荷最小值F₂；

420)如果(F₂-F_min)/F_min＜ε，则pd₁＝p₂，pd₂＝u₂；否则执行步骤422)，pd₁，pd₂是指定的变量，用于表示D点区域的起始与结束点的时间值；

421)pd₁＝u₂，pd₂＝T，T为载荷-时间曲线上最大的时间点，执行步骤423)；

422)pd₁＝p₂，pd₂＝T，T为载荷-时间曲线上最大的时间点；

423)确定D点区域是(pd₁:pd₂)；

424)结束。

本发明对B点和D点的确定过程相同，如图4所示。

首先为起始步骤；

a)根据步骤4)的分区结果，读取B点或D点所在区域的信息；

b)对B点或D点所在区域的载荷-时间曲线进行多项式最佳拟合：

根据B点或D点区域内n个样点：(t_i，y_i)，i＝1，2，…n，t_i表示时间，y_i表示载荷，初步确定一个多项式构成的函数类p(a，t)，其中向量a＝(a₀，a₁，…，a_k)待定，采用线性最小二乘逼近，即寻求向量a＝(a₀，a₁，…，a_k)是如下问题的最优解：

$\min F(a_0,a_1,...,a_k)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(p(a,t_i)-y_i)}^2---\left(1\right)$

通过判断估计参数下的χ²量与其自由度的相近程度来寻找最佳拟合，即式(2)中χ²以自由度(n-k-1)为期望值：

${\mathrm{\&chi;}}^2=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{{[p(a,t_i)-y_i]}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2}---\left(2\right)$

$\stackrel{\&OverBar;}{y}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_i---\left(3\right)$

${\mathrm{\&sigma;}}^2=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{{(y_i-\stackrel{\&OverBar;}{y})}^2}{n}---\left(4\right)$

式中：y_i-实测的载荷值；

p(a，t)-拟合的某一阶次多项式；

y-实测数据的均值；

σ²-实测数据的标准差；

c)从步骤b)得到的曲线上计算出斜率变化的绝对值最大的位置作为B点或D点初值；即由载荷-时间关系y＝f(t)计算斜率的变化量(绝对值)|f′(t_j)-f′(t_j-1)|，求其最大值，可以归为如下的整数非线性无约束最优化问题：

max(|f′(t_j)-f′(t_j-1)|)

s.t t_j∈{t₀+0.1，t₀+0.2，…，t₀+(m-1)×0.1，t₀+m×0.1}    (5)

m＝10×n

j＝1，2，…，m

在0.1时间间隔上计算斜率的变化量，取绝对值：|f′(t_j)-f′(t_j-1)|，运用穷举比较法寻找斜率变化绝对值最大的点，并将其圆整到附近的1时间间隔点上，即为B点或D点的初值；

步骤d)-g)实际上是一个循环，目的是从载荷-时间曲线上精确提取B点或D点的位置。

d)对B点或D点所在区域的载荷-时间曲线数据进行平滑去噪；

采用平均法进行平滑，即以相邻三点的平均值来取代中间点的值，以产生削除噪声影响的效果。对B点或D点区域内n个样点：(t_i，y_i)，(i＝1，2，…n)，平均法可表示为：

$Y_i=\frac{y_{i-1}+y_i+y_{i+1}}{3},i=\mathrm{2,3},...n-1$

$Y_1=\frac{y_1+y_2}{2},$ $Y_n=\frac{y_{n-1}+y_n}{2}---\left(6\right)$

式中：Y_i-第i点平滑后的数值

在运算过程中为避免运算偏差，通常Y_i不加入下一点的运算，即在计算过程中，y_i和Y_i分别属于两个独立的数组。

e)运用步骤b)所述方法对步骤d)得出的载荷-时间曲线数据进行拟合去噪；

f)根据步骤e)得出载荷-时间关系，运用步骤c)所述的求解整数非线性无约束最优化问题的方法，求出曲线上斜率的绝对值变化最大的点；

g)和前一次计算结果进行相应比较，根据寻找出的B点或D点时间接近情况与斜率变化量的下降情况来判别，如果满足终止准则，则执行步骤h)结束，否则跳转到步骤d)进行循环，终止准则如下，同时采用两种终止准则：

A、根据寻找出的B点或D点时间接近情况来判别，即

|x_j+1-x_j|＜ε₁    (7)

B、根据寻找出的B点或D点斜率变化量的下降情况来判别，即

$\frac{|g\left(x_{j+1}\right)-g\left(x_j\right)|}{g\left(x_j\right)}<{\mathrm{\&epsiv;}}_2---\left(8\right)$

当A、B都满足时认为x_j+1≈x^*

式中：j-第j次迭代

x_j-第j次迭代在0.1时间间隔上确定的B点或D点时间，

g(x_j)-第j次迭代确定的B点或D点斜率的变化量，绝对值；

x^*-最优点

ε₁、ε₂-事先设定的阈值，ε₁＝0.1、ε₂＝0.01

也就是，第j+1次得到的曲线上斜率的绝对值变化最大的点，与上一次的结果相比，同时满足终止准则A、B，就认为其为B点或D点。

h)结束。

图5-13为本发明实施的典型算例，显示了由本发明对各种情况下实测的示功图进行分析得到的结果，包括分区结果及确定凡尔开闭点，图5-13中，(a)均为位移-时间曲线图，(b)为本发明步骤4)的示功图分区结果图，(c)为载荷-时间曲线图，(d)为确定了凡尔开闭点的示功图。根据确定的凡尔开、闭点对抽油井状态进行判断，实施例1表示正常，实施例2表示凡尔漏失和振动过大，实施例3表示下碰泵和振动过大，实施例4表示油稠，实施例5表示供液不足，实施例6表示严重供液不足，实施例7表示油井出砂，实施例8表示振动过大，实施例9表示游动凡尔关闭迟缓和供液不足。

可看出，本发明以有杆抽油泵的工作原理和凡尔开、闭点的物理意义为出发点，直接从抽油井采油现场采集的第一手资料——地面示功图上提取凡尔开闭点，能精确确定示功图上凡尔开、闭点位置，从而为准确判断油井故障、保证油井正常生产、提高油井产量等打下良好的基础。

Claims (3)

1、基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法，其特征在于包括如下步骤：

1)对地面示功图数据预处理：以下死点作为时间的起始点，即令下死点的时间等于1，对载荷和位移数据根据数据采集时间进行排序；以排序后的数据为样点，以1为单位时间间隔，形成位移-时间曲线和载荷-时间曲线；

2)确定游动凡尔关闭点A点：从位移-时间曲线上直接提取位移最小点确定为A点，若存在多个位移最小点，则取其中的中值为A点；

3)确定固定凡尔关闭点C点：从位移-时间曲线上直接提取位移最大点确定为C点，若存在多个位移最大点，则取其中载荷最小的点为C点；

4)分区：得出A点的时间numa和C点的时间numc，计算位移中值与位移-时间曲线的所有交点的时间集合U，位移中值指位移的最大值与最小值的平均值；计算载荷的最大值F_max和载荷最小值F_min，计算载荷中值与载荷-时间曲线的所有交点的时间集合P，载荷中值指载荷的最大值与最小值的平均值；由时间集合U和时间集合P初步确定B点、D点区域；根据交点个数与位置、B点位于上冲程以及D点位于下冲程的物理意义、B点与最大载荷和D点与最小载荷之间的相对关系情况，对初步确定的B点、D点区域结果进行判断并进行相应调整，最终确定B点区域和D点区域；

5)确定固定凡尔打开点B点：

51)读取B点所在的区域的信息；

52)对B点所在区域的载荷-时间曲线进行多项式最佳拟合；

53)确定B点初值；

54)对B点所在区域的载荷-时间曲线数据进行平滑去噪；

55)对平滑后的载荷-时间曲线数据进行拟合去噪；

56)求出曲线上斜率变化绝对值最大的点；

57)所得斜率变化绝对值最大的点和前一次计算结果进行相应比较，设定比较的阈值得到终止准则，如果满足终止准则，则结束，否则跳转步骤54)，其中，步骤54)-57)是一个循环，第一次执行步骤54)-57)时，结果与步骤53)所述初值比较，第N次执行时与第N-1次结果比较；

6)确定游动凡尔打开点D点：

61)读取D点所在的区域的信息；

62)对D点所在区域的载荷-时间曲线进行多项式最佳拟合；

63)确定D点初值；

64)对D点所在区域的载荷-时间曲线数据进行平滑去噪；

65)对平滑后的载荷-时间曲线数据进行拟合去噪；

66)求出曲线上斜率变化绝对值最大的点；

67)所得斜率变化绝对值最大的点和前一次计算结果进行相应比较，设定比较的阈值得到终止准则，如果满足终止准则，则结束，否则跳转步骤64)，其中，步骤64)-67)是一个循环，第一次执行步骤64)-67)时，结果与步骤63)所述初值比较，第N次执行时与第N-1次结果比较。

2、根据权利要求1所述的基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法，其特征在于步骤4)的具体过程如下：

401)读取数据；

402)由步骤2)得出A点的时间numa，由步骤3)得出C点的时间numc；

403)计算出位移的中值与位移-时间曲线的所有交点的时间集合U{u₁，u₂}；

404)计算出载荷的最大值F_max和载荷最小值F_min；

405)计算出载荷的中值与载荷-时间曲线的所有交点的时间集合P；

406)设时间变量p₁，p₂，如果集合P的元素个数为1，则p₁＝1，p₂＝P(1)，P(1)为集合P的元素；

407)如果时间集合P的元素个数大于1，则其中位移最小和位移最大的点的时间分别为p₁、p₂；

408)初步确定B点区域为(p₁:u₁)，D点区域为(p₂:u₂)；

409)如果p₁＞numc，则p₁＝numa；

410)如果p₂＜numc，则p₂＝numc；

411)初步确定出两条分割线，p₁p₂和u₁u₂；

412)如果p₁＜u₁，执行步骤413)，否则执行步骤416)；

413)计算出p₁至u₁之间所有点中的载荷最大值F₁；

414)如果(F_max-F₁)/F_max＜ε，ε为设定的阈值，ε＝0.1，则pb₁＝p₁，pb₂＝u₁；否则执行步骤415)，pb₁，pb₂为设置的变量，用于表示B点区域的起始与结束点的时间值；

415)pb₁＝u₁，pb₂＝numc，执行步骤417)；

416)pb₁＝p₁，pb₂＝numc；

417)确定B点区域是(pb₁:pb₂)；

418)如果p₂＜u₂，执行步骤419)，否则执行步骤422)；

419)计算出p₂至u₂之间所有点中载荷最小值F2；

420)如果(F₂-F_min)/F_min＜ε，则pd₁＝p₂，pd₂＝u₂；否则执行步骤422)，pd₁，pd₂为设置的变量，用于表示D点区域的起始与结束点的时间值；

421)pd₁＝u₂，pd₂＝T，T为载荷-时间曲线上最大的时间点，执行步骤423)；

422)pd₁＝p₂，pd₂＝T，T为载荷-时间曲线上最大的时间点；

423)确定D点区域是(pd₁:pd₂)；

424)结束。

3、根据权利要求1或2所述的基于物理意义的抽油井示功图凡尔开闭点提取方法，其特征在于确定B点或D点的具体过程如下：

a)读取B点或D点所在的区域的信息；

b)对B点或D点所在区域的载荷-时间曲线进行多项式最佳拟合；

c)根据曲线拟合得出的载荷-时间关系y＝f(t)，在0.1时间间隔上计算斜率的变化量绝对值|f′(t_j)-f′(t_j-1)|，t_j∈{t₀+0.1，t₀+0.2，...，t₀+(m-1)×0.1，t0+m×0.1}，m＝10×n，j＝1，2…m，t₀为曲线起始时间，n为B点或D点所在区域内的样点总数，t_j为0.1的时间间隔上点的时间，运用穷举比较法寻找斜率变化的绝对值最大的点，并将其圆整到附近的1时间间隔点上，从而确定B点或D点初值；

d)对B点或D点所在区域的载荷-时间曲线数据进行平滑去噪；

e)对平滑后的载荷-时间曲线数据进行多项式最佳拟合去噪；

f)根据e)得出载荷-时间关系，运用c)所述的求解整数非线性无约束最优化问题的方法，求出曲线上斜率的绝对值变化最大的点；

g)所得斜率的绝对值变化最大的点和前一次计算结果进行相应比较，根据寻找出的B点或D点时间接近情况与斜率变化量的下降情况设定终止准则，如果满足终止准则，则结束，否则跳转d)，终止准则如下，同时采用两种终止准则：

A、根据寻找出的B点或D点时间接近情况来判别，即

|x_j+1-x_j|＜ε₁

B、根据寻找出的B点或D点斜率变化量的下降情况来判别，即

$\frac{|g\left(x_{j+1}\right)-g\left(x_j\right)}{g\left(x_j\right)}<{\mathrm{\&epsiv;}}_2$

当A、B都满足时认为x_j+1≈x^*，本次所得斜率的绝对值变化最大的点为B点或D点；

式中：j-第j次迭代

x_j-第j次迭代在0.1时间间隔上确定的B点或D点时间，即载荷-时间曲线上斜率的绝对值变化最大的点的时间

g(x_j)-第j次迭代确定的B点或D点斜率的变化量，绝对值；

x^*-最优点

ε₁、ε₂-事先设定的阈值，ε₁＝0.1、ε₂＝0.01

h)结束。

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