CN117552746B - 井下多级压裂智能滑套控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下多级压裂智能滑套控制方法及系统，涉及智能控制技术领域，该方法包括：确定井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗；连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，确定滑套的压裂作业深度；通过滑套控制模块，接收压裂作业深度，得到对应的保护驱动功耗；根据压裂作业深度进行预测，得到预测驱动功耗；根据预测驱动功耗与保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数。本发明解决了现有技术中由于滑套控制参数不合理，导致设备功耗过大造成设备损坏的技术问题，达到了通过实时传感数据进行设备功耗预测，并根据预测结果进行设备参数控制，提高设备的使用安全性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及井下多级压裂智能滑套控制方法及系统。
背景技术
压裂滑套是压裂作业中的关键工具之一，能够有效地控制压裂液的流量和方向，从而实现产层的有效压裂，滑套的正常运行对于压裂作业的顺利进行至关重要，如果压裂滑套出现故障或损坏，将会导致压裂作业的失败，甚至可能对井筒壁造成损害，影响油井的正常运营。但目前的滑套参数控制智能化水平较低，容易因为控制参数不合理造成设备损坏。
发明内容
本申请提供了一种井下多级压裂智能滑套控制方法及系统，用于解决现有技术中由于滑套控制参数不合理，导致设备功耗过大造成设备损坏的技术问题。
本申请的第一个方面，提供了一种井下多级压裂智能滑套控制方法，所述方法包括：确定井下压裂设备的滑套驱动方式，其中，所述滑套驱动方式包括链条传动的驱动方式或液压传动的驱动方式；以所述井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗；连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，确定所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度，其中，所述滑套控制模块与所述井下压裂设备通信连接；将所述多级保护驱动功耗输入所述滑套控制模块中，由所述滑套控制模块接收所述压裂作业深度，得到所述压裂作业深度对应的保护驱动功耗；根据所述压裂作业深度进行预测，得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗；根据所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数。
本申请的第二个方面，提供了一种井下多级压裂智能滑套控制系统，所述系统包括：滑套驱动方式确定模块，所述滑套驱动方式确定模块用于确定井下压裂设备的滑套驱动方式，其中，所述滑套驱动方式包括链条传动的驱动方式或液压传动的驱动方式；多级保护驱动功耗设置模块，所述多级保护驱动功耗设置模块用于以所述井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗；压裂作业深度确定模块，所述压裂作业深度确定模块用于连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，确定所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度，其中，所述滑套控制模块与所述井下压裂设备通信连接；保护驱动功耗确定模块，所述保护驱动功耗确定模块用于将所述多级保护驱动功耗输入所述滑套控制模块中，由所述滑套控制模块接收所述压裂作业深度，得到所述压裂作业深度对应的保护驱动功耗；预测驱动功耗确定模块，所述预测驱动功耗确定模块用于根据所述压裂作业深度进行预测，得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗；滑套控制参数获取模块，所述滑套控制参数获取模块用于根据所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请提供的一种井下多级压裂智能滑套控制方法，涉及智能控制技术领域，通过确定井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗，连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，确定滑套的压裂作业深度，得到对应的保护驱动功耗，根据压裂作业深度进行预测，得到预测驱动功耗，根据预测驱动功耗与保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数，解决了现有技术中由于滑套控制参数不合理，导致设备功耗过大造成设备损坏的技术问题，实现了通过实时传感数据进行设备功耗预测，并根据预测结果进行设备参数控制，提高设备的使用安全性的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种井下多级压裂智能滑套控制方法流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种井下多级压裂智能滑套控制方法中得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种井下多级压裂智能滑套控制方法中得到滑套控制参数的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种井下多级压裂智能滑套控制系统结构示意图。
附图标记说明：滑套驱动方式确定模块11，多级保护驱动功耗设置模块12，压裂作业深度确定模块13，保护驱动功耗确定模块14，预测驱动功耗确定模块15，滑套控制参数获取模块16。
具体实施方式
本申请提供了一种井下多级压裂智能滑套控制方法，用于解决现有技术中由于滑套控制参数不合理，导致设备功耗过大造成设备损坏的技术问题。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
实施例一
如图1所示，本申请提供了一种井下多级压裂智能滑套控制方法，所述方法包括：
P10：确定井下压裂设备的滑套驱动方式，其中，所述滑套驱动方式包括链条传动的驱动方式或液压传动的驱动方式；
应当理解的是，确定当前井下压裂作业所使用的井下压裂设备的滑套驱动方式，所述滑套驱动方式包括链条传动的驱动方式或液压传动的驱动方式，所述链条传动的驱动方式是一种通过链条传动机构驱动滑套进行开关操作的驱动方式，通过链条传动机构将动力传递到滑套的传动轴上，传动轴通过轴承支撑在壳体上，并与滑套连接，当链条传动机构驱动传动轴旋转时，滑套也会随之旋转，从而实现开关操作。所述液压传动的驱动方式是通过液压系统提供动力，从而驱动滑套进行开关操作的驱动方式。并且，所述链条传动和所述液压传动的驱动功耗不相同，因此在保护驱动功耗设置时的参数也不相同。
P20：以所述井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗；
进一步的，本申请实施例步骤P20还包括：
P21：当所述井下压裂设备的滑套驱动方式为链条传动的驱动方式时，基于链条传动建模配置保护驱动功耗中的保护传动功耗；
P22：当所述井下压裂设备的滑套驱动方式为液压传动的驱动方式时，基于液压传动建模配置保护驱动功耗中的保护传动功耗。
进一步的，本申请实施例步骤P20还包括：
P23：获取所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度样本；
P24：对所述井下压裂设备在所述压裂作业深度样本下进行驱动负载功耗进行识别，得到井下压裂功耗样本；
P25：以所述压裂作业深度样本和所述井下压裂功耗样本进行时序映射，得到深度-功耗样本；
P26：对所述井下压裂功耗样本进行聚类，得到多个聚类结果，其中，每个聚类结果对应一个深度区间；
P27：根据所述多个聚类结果设置多级保护驱动功耗。
在本申请一种可能的实施例中，根据所述井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗，所述多级保护驱动功耗是指针对不同作业深度的设备驱动功耗阈值，也就是不同作业深度的驱动功耗安全值，当所述井下压裂设备的滑套驱动方式为链条传动的驱动方式时，基于链条传动建模配置保护驱动功耗中的保护传动功耗，当所述井下压裂设备的滑套驱动方式为液压传动的驱动方式时，基于液压传动建模配置保护驱动功耗中的保护传动功耗。
具体的，根据所述井下压裂设备中滑套的型号，通过大数据采集同型号压裂作业样本数据，包括采集多个压裂作业深度样本，并对所述井下压裂设备在多个压裂作业深度样本下进行驱动负载的功耗进行匹配识别，获得多个压裂作业深度样本对应的井下压裂功耗样本，进一步的，将所述压裂作业深度样本和所述井下压裂功耗样本进行时序映射，也就是将作业深度和压裂功耗一一进行关联，得到多个深度-功耗样本，进一步的，按照压裂深度，将所述井下压裂功耗样本进行聚类，将处于同一深度区间的样本放入同一个簇内，处于不同深度区间的样本放入不同的簇内，得到多个聚类结果，每个聚类结果对应一个压裂深度区间，进一步的，按照所述多个聚类结果设置多级保护驱动功耗，每个聚类结果对应一级保护驱动功耗范围。
P30：连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，确定所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度，其中，所述滑套控制模块与所述井下压裂设备通信连接；
可选的，连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，所述滑套控制模块是用来进行滑套的开关控制的模块，通常由控制系统、执行机构和传感器等组成，控制系统根据预设的程序或操作人员的指令，控制执行机构动作，从而驱动压裂滑套进行开关操作，传感器则用于监测滑套的位置、压力等参数，并将数据反馈给控制系统，以便进行实时调整和控制。并且所述滑套控制模块与所述井下压裂设备通信连接，因此通过所述滑套控制模块的传感数据，可以确定所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度，也就是滑套能够控制的压裂液注入目标产层的深度。
P40：将所述多级保护驱动功耗输入所述滑套控制模块中，由所述滑套控制模块接收所述压裂作业深度，得到所述压裂作业深度对应的保护驱动功耗；
具体的，将所述多级保护驱动功耗内嵌于所述滑套控制模块中，作为控制保护参数，并接收当前滑套的所述压裂作业深度，在所述滑套控制模块中进行多级保护驱动功耗匹配，获得所述压裂作业深度对应的保护驱动功耗，也就是所述压裂作业深度对应的驱动功耗安全值。
P50：根据所述压裂作业深度进行预测，得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗；
进一步的，如图2所示，本申请实施例步骤P50还包括：
P51：获取所述滑套控制模块，其中，所述滑套控制模块的控制参数包括滑套传动控制参数、滑套电机控制参数以及滑套压裂控制参数；
P52：将所述压裂作业深度输入所述滑套控制模块中，得到滑套传动预测参数、滑套电机预测参数以及滑套压裂预测参数；
P53：以所述滑套传动预测参数、滑套电机预测参数以及滑套压裂预测参数进行功耗识别，得到滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗；
P54：将所述滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗输出为所述滑套控制模块的预测驱动功耗。
应当理解的是，将所述压裂作业深度输入所述滑套控制模块中进行驱动功耗预测，得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗，其中，所述滑套控制模块的控制参数包括滑套传动控制参数、滑套电机控制参数以及滑套压裂控制参数，所述滑套传动控制参数是指滑套的传动装置的控制参数，所述滑套电机控制参数是指提供动力的电机的功率、电压等控制参数，所述滑套压裂控制参数是指压裂操作时的压力、排量等参数，并且，所述滑套控制模块可通过采集样本控制参数作为训练数据，结合机器学习原理进行训练得到。
进一步的，将所述压裂作业深度输入所述滑套控制模块中，通过样本压裂作业深度匹配预测，得到滑套传动预测参数、滑套电机预测参数以及滑套压裂预测参数，进一步的，根据所述滑套传动预测参数、滑套电机预测参数以及滑套压裂预测参数进行功耗匹配，得到预测的滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗，将所述滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗输出为所述滑套控制模块的预测驱动功耗，可用来在事前进行滑套设备的能耗预测保护。
P60：根据所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数。
进一步的，如图3所示，本申请实施例步骤P60还包括：
P61：判断所述预测驱动功耗是否大于所述保护驱动功耗；
P62：若所述预测驱动功耗大于所述保护驱动功耗，将所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗进行比对，得到传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗，其中，所述保护驱动功耗包括保护传动功耗、保护电机功耗和保护压裂功耗；
P63：以所述传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗为溢出保护目标，对所述井下压裂设备进行分区保护控制，得到滑套控制参数。
示例性的，参照所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，首先判断所述预测驱动功耗是否大于所述保护驱动功耗，也就是判断预测总功耗是否大于安全功耗，若所述预测驱动功耗大于所述保护驱动功耗，说明预测功耗超出安全范围，则将所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗的各部位功耗一一进行差值计算，分别对比预测传动功耗与保护传动功耗、预测电机功耗与保护电机功耗、预测压裂功耗与保护压裂功耗，得到传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗，进一步的，以所述传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗为溢出保护目标，也就是作为调整目标，对所述井下压裂设备进行分区保护控制，通过各部位参数调整得到滑套控制参数，也就是调整后的滑套传动控制参数、滑套电机控制参数以及滑套压裂控制参数。
进一步的，本申请实施例步骤P63还包括：
P63-1：对所述预测驱动功耗中的滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗分别进行功耗源识别，得到固定功耗和可调功耗；
P63-2：其中，所述可调功耗包括传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间；
P63-3：以所述传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗为溢出保护目标，分别在所述传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间进行识别，得到所述滑套控制参数，其中，所述滑套控制参数包括传动控制参数、电机控制参数以及压裂控制参数。
在本申请一种可能的实施例中，分别针对所述预测驱动功耗中的滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗，进行功耗来源识别，也就是识别功耗的来源部位，并进行功耗分类，得到固定功耗和可调功耗，所述固定功耗是指必要操作流程的无法调节的能耗，例如由于设备自重所消耗的能源，所述可调功耗是指可调节的能耗，例如由传动速度快慢导致的不同的单位能耗，并且，所述可调功耗包括传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间，所述可调功耗区间也就是可调节范围，可作为参数调节约束条件。
进一步的，以所述传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗为溢出保护目标，分别在所述传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间进行安全功耗识别，获得传动安全功耗、电机安全功耗以及压裂安全功耗，并由此获得对应的安全传动控制参数、安全电机控制参数、安全压裂控制参数，作为所述滑套控制参数，可提供更加安全的滑套控制效果。
进一步的，本申请实施例步骤P63-3还包括：
P63-31：构建初始解空间，所述初始解空间中的各个解由传动控制参数、电机控制参数以及压裂控制参数构成；
P63-32：对所述初始解空间中各个解进行分析，建立各个解的惩罚因子，所述惩罚因子通过分析参数寻优步长与功耗之间的影响度获取；
P63-33：由所述传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间，得到寻优解空间；
P63-34：利用所述惩罚因子在所述寻优解空间中进行寻优，得到所述滑套控制参数。
可选的，记录所述井下压裂设备的滑套控制数据，包括记录每次进行滑套控制的传动控制参数、电机控制参数以及压裂控制参数，并由此构建初始解空间，进一步的，对所述初始解空间中各个解进行分析，通过分析参数寻优步长与功耗之间的影响度，建立各个解的惩罚因子，所述参数寻优步长是指各项控制参数的单次调整幅度，其与功耗之间的影响度越大，说明该项参数对功耗的影响越大，容错率越低，相应的惩罚因子越大，所述惩罚因子用于惩罚不符合约束条件的解，并用于衡量系统偏离期望性能指标的程度。
进一步的，将所述传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间，作为寻优解空间，按照所述惩罚因子的大小在所述寻优解空间中进行寻优调整，优先调整所述惩罚因子较大的参数，得到所述滑套控制参数，以使所述驱动功耗满足设备保护需求。
综上所述，本申请实施例至少具有如下技术效果：
本申请通过确定井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗，连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，确定滑套的压裂作业深度，得到对应的保护驱动功耗，根据压裂作业深度进行预测，得到预测驱动功耗，根据预测驱动功耗与保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数。
达到了通过实时传感数据进行设备功耗预测，并根据预测结果进行设备参数控制，提高设备的使用安全性的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中一种井下多级压裂智能滑套控制方法相同的发明构思，如图4所示，本申请提供了一种井下多级压裂智能滑套控制系统，本申请实施例中的系统与方法实施例基于同样的发明构思。其中，所述系统包括：
滑套驱动方式确定模块11，所述滑套驱动方式确定模块11用于确定井下压裂设备的滑套驱动方式，其中，所述滑套驱动方式包括链条传动的驱动方式或液压传动的驱动方式；
多级保护驱动功耗设置模块12，所述多级保护驱动功耗设置模块12用于以所述井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗；
压裂作业深度确定模块13，所述压裂作业深度确定模块13用于连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，确定所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度，其中，所述滑套控制模块与所述井下压裂设备通信连接；
保护驱动功耗确定模块14，所述保护驱动功耗确定模块14用于将所述多级保护驱动功耗输入所述滑套控制模块中，由所述滑套控制模块接收所述压裂作业深度，得到所述压裂作业深度对应的保护驱动功耗；
预测驱动功耗确定模块15，所述预测驱动功耗确定模块15用于根据所述压裂作业深度进行预测，得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗；
滑套控制参数获取模块16，所述滑套控制参数获取模块16用于根据所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数。
进一步的，所述多级保护驱动功耗设置模块12还用于执行以下步骤：
获取所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度样本；
对所述井下压裂设备在所述压裂作业深度样本下进行驱动负载功耗进行识别，得到井下压裂功耗样本；
以所述压裂作业深度样本和所述井下压裂功耗样本进行时序映射，得到深度-功耗样本；
对所述井下压裂功耗样本进行聚类，得到多个聚类结果，其中，每个聚类结果对应一个深度区间；
根据所述多个聚类结果设置多级保护驱动功耗。
进一步的，所述多级保护驱动功耗设置模块12还用于执行以下步骤：
当所述井下压裂设备的滑套驱动方式为链条传动的驱动方式时，基于链条传动建模配置保护驱动功耗中的保护传动功耗；
当所述井下压裂设备的滑套驱动方式为液压传动的驱动方式时，基于液压传动建模配置保护驱动功耗中的保护传动功耗。
进一步的，所述预测驱动功耗确定模块15还用于执行以下步骤：
获取所述滑套控制模块，其中，所述滑套控制模块的控制参数包括滑套传动控制参数、滑套电机控制参数以及滑套压裂控制参数；
将所述压裂作业深度输入所述滑套控制模块中，得到滑套传动预测参数、滑套电机预测参数以及滑套压裂预测参数；
以所述滑套传动预测参数、滑套电机预测参数以及滑套压裂预测参数进行功耗识别，得到滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗；
将所述滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗输出为所述滑套控制模块的预测驱动功耗。
进一步的，所述滑套控制参数获取模块16还用于执行以下步骤：
判断所述预测驱动功耗是否大于所述保护驱动功耗；
若所述预测驱动功耗大于所述保护驱动功耗，将所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗进行比对，得到传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗，其中，所述保护驱动功耗包括保护传动功耗、保护电机功耗和保护压裂功耗；
以所述传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗为溢出保护目标，对所述井下压裂设备进行分区保护控制，得到滑套控制参数。
进一步的，所述滑套控制参数获取模块16还用于执行以下步骤：
对所述预测驱动功耗中的滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗分别进行功耗源识别，得到固定功耗和可调功耗；
其中，所述可调功耗包括传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间；
以所述传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗为溢出保护目标，分别在所述传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间进行识别，得到所述滑套控制参数，其中，所述滑套控制参数包括传动控制参数、电机控制参数以及压裂控制参数。
进一步的，所述滑套控制参数获取模块16还用于执行以下步骤：
构建初始解空间，所述初始解空间中的各个解由传动控制参数、电机控制参数以及压裂控制参数构成；
对所述初始解空间中各个解进行分析，建立各个解的惩罚因子，所述惩罚因子通过分析参数寻优步长与功耗之间的影响度获取；
由所述传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间，得到寻优解空间；
利用所述惩罚因子在所述寻优解空间中进行寻优，得到所述滑套控制参数。
需要说明的是，上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
本说明书和附图仅仅是本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.井下多级压裂智能滑套控制方法，其特征在于，所述方法包括：
确定井下压裂设备的滑套驱动方式，其中，所述滑套驱动方式包括链条传动的驱动方式或液压传动的驱动方式；
以所述井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗；
连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，通过滑套控制模块的传感数据，确定所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度，其中，所述滑套控制模块与所述井下压裂设备通信连接；
将所述多级保护驱动功耗输入所述滑套控制模块中，由所述滑套控制模块接收所述压裂作业深度，在所述滑套控制模块中进行多级保护驱动功耗匹配，得到所述压裂作业深度对应的保护驱动功耗；
根据所述压裂作业深度进行预测，得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗；
根据所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数；
根据所述压裂作业深度进行预测，得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗，方法包括：
获取所述滑套控制模块，其中，所述滑套控制模块的控制参数包括滑套传动控制参数、滑套电机控制参数以及滑套压裂控制参数；
将所述压裂作业深度输入所述滑套控制模块中，得到滑套传动预测参数、滑套电机预测参数以及滑套压裂预测参数；
以所述滑套传动预测参数、滑套电机预测参数以及滑套压裂预测参数进行功耗识别，得到滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗；
将所述滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗输出为所述滑套控制模块的预测驱动功耗；
根据所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，方法还包括：
判断所述预测驱动功耗是否大于所述保护驱动功耗；
若所述预测驱动功耗大于所述保护驱动功耗，将所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗进行比对，得到传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗，其中，所述保护驱动功耗包括保护传动功耗、保护电机功耗和保护压裂功耗；
以所述传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗为溢出保护目标，对所述井下压裂设备进行分区保护控制，得到滑套控制参数；
所述设置多级保护驱动功耗，方法包括：
获取所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度样本；
对所述井下压裂设备在所述压裂作业深度样本下进行驱动负载功耗进行识别，得到井下压裂功耗样本；
以所述压裂作业深度样本和所述井下压裂功耗样本进行时序映射，得到深度-功耗样本；
对所述井下压裂功耗样本进行聚类，得到多个聚类结果，其中，每个聚类结果对应一个深度区间；
根据所述多个聚类结果设置多级保护驱动功耗。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述预测驱动功耗中的滑套传动功耗、滑套电机功耗和滑套压裂功耗分别进行功耗源识别，得到固定功耗和可调功耗；
其中，所述可调功耗包括传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间；
以所述传动溢出功耗、电机溢出功耗以及压裂溢出功耗为溢出保护目标，分别在所述传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间进行识别，得到所述滑套控制参数，其中，所述滑套控制参数包括传动控制参数、电机控制参数以及压裂控制参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
构建初始解空间，所述初始解空间中的各个解由传动控制参数、电机控制参数以及压裂控制参数构成；
对所述初始解空间中各个解进行分析，建立各个解的惩罚因子，所述惩罚因子通过分析参数寻优步长与功耗之间的影响度获取；
由所述传动可调功耗区间、电机可调功耗区间和压裂可调功耗区间，得到寻优解空间；
利用所述惩罚因子在所述寻优解空间中进行寻优，得到所述滑套控制参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述井下压裂设备的滑套驱动方式为链条传动的驱动方式时，基于链条传动建模配置保护驱动功耗中的保护传动功耗；
当所述井下压裂设备的滑套驱动方式为液压传动的驱动方式时，基于液压传动建模配置保护驱动功耗中的保护传动功耗。
5.井下多级压裂智能滑套控制系统，其特征在于，所述系统用于执行权利要求1-4任一项所述的方法，所述系统包括：
滑套驱动方式确定模块，所述滑套驱动方式确定模块用于确定井下压裂设备的滑套驱动方式，其中，所述滑套驱动方式包括链条传动的驱动方式或液压传动的驱动方式；
多级保护驱动功耗设置模块，所述多级保护驱动功耗设置模块用于以所述井下压裂设备的滑套驱动方式，设置多级保护驱动功耗；
压裂作业深度确定模块，所述压裂作业深度确定模块用于连接井下压裂设备中进行压裂的滑套控制模块，确定所述井下压裂设备中滑套的压裂作业深度，其中，所述滑套控制模块与所述井下压裂设备通信连接；
保护驱动功耗确定模块，所述保护驱动功耗确定模块用于将所述多级保护驱动功耗输入所述滑套控制模块中，由所述滑套控制模块接收所述压裂作业深度，得到所述压裂作业深度对应的保护驱动功耗；
预测驱动功耗确定模块，所述预测驱动功耗确定模块用于根据所述压裂作业深度进行预测，得到所述滑套控制模块的预测驱动功耗；
滑套控制参数获取模块，所述滑套控制参数获取模块用于根据所述预测驱动功耗与所述保护驱动功耗对所述井下压裂设备进行保护控制，得到滑套控制参数。
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| CN202311853052.9A CN117552746B (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 井下多级压裂智能滑套控制方法及系统 |
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