專利名稱：使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的用于電潛水泵的多相流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般涉及用于地下泵浦設(shè)備的測量和控制系統(tǒng)；并且具體 地講，涉及4吏用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的流量計，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被訓(xùn)練為基于從井 下傳感器傳送的管道和井下壓力測量值來輸出井下流量特性。
背景技術(shù)：
已知大多數(shù)儀表化的油井不包括分別的流量計。原因包括高的初 始成本、維護(hù)問題、不易接近以及由于流中典型存在的液態(tài)油、水和 氣相的多相特性所導(dǎo)致的測量值的不準(zhǔn)確性。多相流量計是已知的， 但非常昂貴。
還已知可使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來測試包括與人工舉升技術(shù)和系統(tǒng)相結(jié)合 地使用的電動機(jī)和泵的機(jī)器的新的設(shè)計。具體地講，請見具有與本申 請共同的發(fā)明人并與本申請一同轉(zhuǎn)讓的于2005年9月20日提交的題 為 "Neural Network Model for Electrical Submersible Pump System"的美國專利6，947，870。

發(fā)明內(nèi)容
5本發(fā)明的實(shí)施例提供了 一種與井筒中的電潛水泵系統(tǒng)相結(jié)合地使 用的特殊多相流量計，所述多相流量計使得管道和井下壓力測量值能 夠被用于確定流量。多相流量計包括至少一個人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置和放 置在井筒中的至少一個壓力傳感器。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置被訓(xùn)練為響應(yīng) 于多相流壓力梯度計算以及泵和儲層模型結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)井下壓力和管道表 面壓力讀數(shù)，來輸出管道和井下流量特性。


已陳述了本發(fā)明的一些特征和益處，當(dāng)與附圖相結(jié)合時，其它的
特征和益處將在繼續(xù)描述的同時變得顯而易見，其中
圖1示例了包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多相流量計的井下生產(chǎn)系統(tǒng)。
圖2是詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法的高級 流程圖。以及
圖3是示例了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多相流量計的功能的框圖。 盡管關(guān)于優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)理解不旨在將本發(fā)明限
制于所述實(shí)施例。相反，旨在覆蓋可包括在由所附權(quán)利要求定義的本
發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的所有的變形、改進(jìn)和等同物。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參照其中示出了本發(fā)明的實(shí)施例的附圖在下文中更完全地 描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可被實(shí)現(xiàn)為許多不同的形式，并且不應(yīng)被 理解為限制于本文中所陳述的示例實(shí)施例；而是這些實(shí)施例被提供為 使得發(fā)明內(nèi)容更完全和完整，并且將本發(fā)明的范圍完全地轉(zhuǎn)達(dá)給本領(lǐng) 域技術(shù)人員。通篇，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了 一種例如確定井筒中的流量特性的方法。 所述方法包括確定與井筒中的電潛水泵系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的一個或多個傳感 器的一個或多個壓力測量值。所述方法還包括將一個或多個壓力測量 值從一個或多個傳感器發(fā)送至人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置。所述方法還包括由
6人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置響應(yīng)于一個或多個發(fā)送的壓力測量值來輸出井筒的 流量特性。所述方法還可包括響應(yīng)于由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置輸出的井筒 的流量特性來控制電潛水泵系統(tǒng)。所述方法還可包括記錄來自一個或 多個傳感器的一個或多個壓力測量值、和來自由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置輸 出的井筒的流量特性的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的其它實(shí)施例提供了 一種確定井筒中的流量特性的方法。
所述方法包括確定定義泵入口壓力的井筒中的電潛水泵系統(tǒng)的入口 處的壓力，確定定義泵出口壓力的井筒中的電潛水泵系統(tǒng)的出口處的 壓力，以及確定定義管道表面壓力的井筒的表面處的壓力。所述方法 還包括由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置響應(yīng)于泵入口壓力、泵出口壓力和管道表 面壓力中的一個或多個而輸出井筒的流量特性。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了 一種例如用于電潛水泵系統(tǒng)的多相流量 計。所述系統(tǒng)包括位于井筒的表面的壓力傳感器、位于井筒中的電潛 水泵、位于電潛水泵的入口處的壓力傳感器、位于電潛水泵的出口處 的壓力傳感器、以及位于井筒中并與電潛水泵相連接的電動機(jī)。所述 系統(tǒng)還包括至少一個人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置包括 處理器和能夠接收從與井筒相關(guān)聯(lián)的壓力傳感器發(fā)送的測量值，并響 應(yīng)于一個或多個接收的測量值而輸出井筒的流量特性的電路。
圖1示例了井下生產(chǎn)系統(tǒng)10的示范性實(shí)施例，所述生產(chǎn)系統(tǒng)包 括多相流量計12。井下生產(chǎn)系統(tǒng)10包括電源14，所述電源14包括 諸如電源線(電耦合至電力企業(yè)設(shè)備)的交流電源、或電耦合至電動 機(jī)控制器16并且向電動4幾控制器16提供三相電力的發(fā)電機(jī)。電動機(jī) 控制器16可以是任何公知的類型，諸如脈寬調(diào)制變頻驅(qū)動器、配電 板或其它已知的控制器。電源14和電動機(jī)控制器16兩者都位于井眼 的地表層，并且都經(jīng)由三相電纜18電耦合至感應(yīng)電動機(jī)20。可在電 動才幾控制器16和感應(yīng)電動才幾20之間電耦合可選的變壓器21，以便 按照需要升壓或降壓。
再參照圖1的示范性實(shí)施例，井下生產(chǎn)系統(tǒng)IO還包括用于輔助 生產(chǎn)的人工舉升i殳備，所述人工舉升設(shè)備包括感應(yīng)電動才幾20和電潛水泵22( "ESP"),所述電潛水泵可以是美國專利No.5，845，709中 〃^開的類型。電動機(jī)20被機(jī)電地耦合至泵22并驅(qū)動泵22，這使得 氣體和液體流從井眼升至地表以供進(jìn)一步處理。三相電纜18、電動
機(jī)20和泵22形成ESP系統(tǒng)。
井下生產(chǎn)系統(tǒng)10還包括多相流量計12，所述多相流量計包括傳 感器24a-24n。多相流量計12還可以包括允許流量計12基于由流 量計12確定的流量特性來控制井下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取、記錄和控制系 統(tǒng)。傳感器24a-24n位于井下在感應(yīng)電動機(jī)20、 ESP 22內(nèi)或附近 或位于井眼內(nèi)的任何其它位置?？砂凑招枰褂萌魏螖?shù)量的傳感器。
傳感器24a-24n監(jiān)一見和測量井眼內(nèi)的各種狀況，諸如泵出口壓 力、泵入口壓力、管道表面壓力、振動、周邊井筒流體溫度、電動機(jī) 電壓、電動機(jī)電流、電動機(jī)油溫等。傳感器24a-24n使用諸如例如 美國專利6,587,037和6,798,338中公開的技術(shù)，至少周期性地經(jīng)由井 下鏈路13來將各個測量值傳送至流量計12.在可供替換的實(shí)施例 中，流量計12可使用技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何種類的通信技術(shù)相似地 將控制信號傳送至電動機(jī)20、 ESP22或其它井下元件。這樣的控制 信號將管理井下元件的操作，以最優(yōu)化井的產(chǎn)出。
再參照圖1的示范性實(shí)施例，流量計12包含電耦合至三個可編 程人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a、 12b和12c的處理器26,所述可編程人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)基于從傳感器24a-24n接收到的井下數(shù)據(jù)來計算井下流量特 性。然而，可按照需要在處理器26內(nèi)使用任何數(shù)量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
流量計12可被構(gòu)造為具有CPU 26和可編程存儲器(閃存等) 的獨(dú)立裝置，所述流量計12處理所有必要的數(shù)據(jù)計算，諸如浮點(diǎn)數(shù) 學(xué)計算。流量計12還包含允許數(shù)據(jù)獲取控制器經(jīng)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-c 所使用的雙向通信鏈路13來交換井下數(shù)據(jù)的通信端口。這些端口還 允許經(jīng)由雙向通信鏈路30從訓(xùn)練軟件28向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a- c發(fā)送訓(xùn) 練參數(shù)(例如，權(quán)重、尺度和偏移量)。
如上所述，經(jīng)由訓(xùn)練軟件28對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-c進(jìn)行編程(或訓(xùn) 練)，所述訓(xùn)練軟件周期性地經(jīng)由鏈路30將訓(xùn)練數(shù)據(jù)(例如，權(quán)
8重、偏移量和標(biāo)量)下載至處理器26。訓(xùn)練軟件28負(fù)責(zé)產(chǎn)生訓(xùn)練組 和訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-c輸出按照所需測量單位的所需流量特性。訓(xùn) 練軟件28可包括例如用于基于ESP模型來確定流量特性的軟件，所 述ESP模型包括用于計算多相流狀況下管道中的摩擦損失和壓力梯 度的數(shù)學(xué)計算，諸如Hagedom&Brown相關(guān)、Beggs&Bri11、 Kermit E. Brown的"The Technology of Artificial Lift Methods"中討論的 或美國專利No.6，585，041或6,947,870中討論的。此外，用戶可對軟 件模型進(jìn)行手動調(diào)整，以反映來自其它井的信息。
為了執(zhí)行訓(xùn)練，流量計12經(jīng)由雙向鏈路30被周期性地耦合至訓(xùn) 練軟件28，所述雙向鏈路可以是例如有線或無線連接。然而，在替 換實(shí)施例中，可由處理器28本身在內(nèi)部執(zhí)行也被稱為反向傳播 (back propagation)的這個訓(xùn)練，而不需要外部訓(xùn)練軟件28。鏈路 30也可用于從可形成流量計12的一部分的數(shù)據(jù)記錄存儲器下載數(shù) 據(jù)。經(jīng)由井下鏈路13從傳感器24a-24n接收到的周期測量值也可被 傳送至訓(xùn)練軟件28,所述訓(xùn)練軟件28再使用測量值來訓(xùn)練或重新訓(xùn) 練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-12c。
參照圖1和2，現(xiàn)在將描述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-12c的訓(xùn)練算法的示 范性實(shí)施例。如之前描述的，訓(xùn)練軟件28訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-c使用 井下壓力讀數(shù)來確定井下流量特性。這可使用各種訓(xùn)練算法或確定性 模型來完成。現(xiàn)有技術(shù)中已知成為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)的基本概念。
參照圖2,在步驟100，使用實(shí)際的SCADA測量數(shù)椐(例如， 泵入口壓力、泵出口壓力、流量等)來校準(zhǔn)確定性模型。在步驟 101，訓(xùn)練軟件28產(chǎn)生管道表面壓力(Ptbg)和電動機(jī)頻率(Freq) 的隨才幾值。此外，可由軟件28隨機(jī)地產(chǎn)生或在步驟101手動地輸入 生產(chǎn)指數(shù)(PI)、含水率(wc%)、氣油比(GOR)、井底溫度 (BHT)、靜壓(Pr)或任何其它變量的值，并在訓(xùn)練算法中使用 這些值。
一旦在步驟101產(chǎn)生了所述值，在步驟103，軟件28對于每組 Ptbg和Fr叫使用井和泵的確定性模型來計算不限于泵流量(Qpmp)、泵入口壓力(Pip)和泵出口壓力(Pdp)的值。訓(xùn)練軟 件28取這些輸入值和計算值并創(chuàng)建包含任何數(shù)量的值的表格。此 后，在步驟105a,在訓(xùn)練軟件28內(nèi)復(fù)制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a,并利用將
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a。在步驟105b，在訓(xùn)練軟件28內(nèi)復(fù)制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12b， 并利用使用Freq、 Pdp和Pip作為輸入以及使用Qpmp作為輸出的 相同表格來訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12b。在步驟105c,在訓(xùn)練軟件28內(nèi) 復(fù)制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12c，并利用使用Pip作為輸入以及使用Qpmp作為輸 出的相同表格來訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12c。
在訓(xùn)練步驟105a-c期間，每個復(fù)制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)掃描表格多次， 按照需要調(diào)整其權(quán)重以最小化誤差。這被稱為反向傳播。 一旦被訓(xùn)練 為所需的準(zhǔn)確度百分比，就可稍后在步驟107經(jīng)由雙向鏈路30將得 到的權(quán)重、偏移量和標(biāo)量下載至流量計12內(nèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-c。
一旦已經(jīng)在步驟105中將訓(xùn)練值下栽至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-c,每個 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a-c現(xiàn)在準(zhǔn)備接收實(shí)際井下測量值并計算流量特性。如 圖3所示，被訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a基于經(jīng)由井下鏈路13從傳感器 24a-n接收到的Pdp的測量值和管道表面壓力(Ptbg)的測量值來 輸出管道流量(Qtbg)。請注意，這些井下測量值(Ptbg和Pdp) 要求相對長的管道，以確保可測量的由摩擦導(dǎo)致的壓力損失。
被訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12b基于經(jīng)由鏈路13從傳感器24a-n接收 到的電動才幾的頻率(Freq)或泵RPM、入口壓力(Pip)和出口壓力 (Pdp)測量值來輸出泵流量(Qpmp)。為了^(吏神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12b準(zhǔn)確 地隨時間輸出Qpmp，需要泵性能的近似知識，在技術(shù)領(lǐng)域中也被稱 為泵特性曲線。這樣的數(shù)據(jù)可在執(zhí)行訓(xùn)練之前被手動地更新(或傳 送)到訓(xùn)練軟件28中。通過考慮泵特性，將使得軟件28能夠隨時間 被連續(xù)地校準(zhǔn)，從而這將使得能夠隨時間進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12b的準(zhǔn)確訓(xùn) 練。
Qtbg和Qpmp的測量值可纟皮處理器26比較或被發(fā)送至其它地 方用于記錄，用于發(fā)現(xiàn)和修理ESP系統(tǒng)的故障，或用于校準(zhǔn)目的。
10被訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12c基于已知的井的靜壓(Pr)和生產(chǎn)指數(shù)(PI) 和由傳感器24a-24n獲得的泵入口壓力(PI)讀數(shù)，來輸出射孔處 的流量(Qperfs)。 一旦已分別由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a、 12b和12c計算了 Qtbg、 Qpmp和Qperfs，流量計12就可將流量特性發(fā)送至外部裝置 用于諸如電動機(jī)控制、泵控制或進(jìn)一步分析的各種原因，
在上述示范性實(shí)施例中，可向流量計提供多達(dá)四個輸入值 (Pip、 Pdp、 Ptbg和Freq)并且多達(dá)三個輸出值(Qtbg、 Qpmp和 Qperfs)是可能的。然而，可基于設(shè)計要求而使用更多或更少的輸 入，諸如例如，電流、PI、 Pr、 wc%、 BHT和GOR?？砂妱硬艓?電流或控制器電流作為附加的輸入，以更好地對抗改變的流體特性或 井生產(chǎn)率變化。當(dāng)正確地校準(zhǔn)時，Qpmp-Qtbg，并且這兩個值之間 的任何差值可被用來發(fā)現(xiàn)并修理諸如管道或泵堵塞或磨損的問題。例 如，在啟動后長時間時，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，所有的三個流量應(yīng)相同 (Qperfs=Qpmp=Qtbg)。因此，如果不是這樣，則表明存在井下問 題或流量計內(nèi)的4交準(zhǔn)問題。
此外，如果需要，則流量計12可將這三個流量的平均值作為單 個輸出值來處理。在最優(yōu)選的實(shí)施例中，僅將流量計12的處理器26 編程為進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12a- c的前向傳播，因?yàn)樵谟?xùn)練軟件28中外部 地進(jìn)行更強(qiáng)化的反向傳播訓(xùn)練更加實(shí)際。
流量計12可采取各種實(shí)施例的形式。其可以是位于井場的硬件 的一部分，包括在可編程ESP控制器、配電板或變速驅(qū)動的軟件 中，或者可以是其自己的CPU和存儲器耦合至這樣的元件的單獨(dú)的 盒。并且流量計12甚至可以位于網(wǎng)絡(luò)上作為在服務(wù)器中運(yùn)行的一條 軟件代碼，所述服務(wù)器經(jīng)由服務(wù)器和井下鉆孔之間的通信鏈路接收井 下讀數(shù)。
重要的是要注意，盡管已經(jīng)在全功能系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的 上下文中描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明 的機(jī)制及其各方面能夠以指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)的形式被分發(fā)，所述 指令為在一個或多個處理器等上執(zhí)行的各種形式，并且本發(fā)明同等地
ii應(yīng)用而不管用于實(shí)際執(zhí)行分發(fā)的信號承載介質(zhì)的具體類型。計算機(jī)可
讀介質(zhì)的例子包括但不限于諸如只讀存儲器(ROM) 、 CD-ROM和DVD-ROM的非易失性硬編碼型介質(zhì)；或可擦寫電可編程 只讀存儲器(EEPROM);諸如軟盤、硬盤驅(qū)動器、CD-R/RW、 DVD-RAM、 DVD-R/RW、 DVD + R/RW、閃存驅(qū)動器和其它較 新的類型的存儲器的可記錄型介質(zhì)；以及諸如數(shù)字和模擬通信鏈路的 傳輸型介質(zhì)。例如，這樣的介質(zhì)可包括操作指令、與系統(tǒng)和上面描述 的方法步驟相關(guān)的指令。
也應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所示出和描述的構(gòu)造、確定性或訓(xùn)練算 法、操作、準(zhǔn)確的材料或?qū)嵤├臏?zhǔn)確細(xì)節(jié)，因?yàn)楦倪M(jìn)和等同物對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。例如，流量計12可被編程為以不同 的組合來使用任何數(shù)量的井下測量值輸入。因此，如果不具有出口壓 力讀數(shù)，則本發(fā)明可使用Freq、 Pip和Ptbg來估算Qpmp。并且， 如果不存在入口壓力讀數(shù)，則可使用Ptbg和Pdp來估算Qtbg。最 后，如果僅具有Pip，則可對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編程來估算Qperfs。其它實(shí)施 例可包括4象電流、PI、含水率和GOR的附加輸入。
在圖和說明書中，已公開了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且盡管使 用具體術(shù)語，它們僅用于廣義和描述性目的，而不是為了限制的目 的。因此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種確定井筒中的流量特性的方法，所述方法包括確定與井筒中的電潛水泵系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的一個或多個傳感器處的一個或多個壓力測量值；從所述一個或多個傳感器向人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置發(fā)送所述一個或多個壓力測量值；由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置響應(yīng)于所述一個或多個發(fā)送的壓力測量值來輸出井筒的流量特性。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個或多個傳感器處 的一個或多個壓力測量值包括泵出口壓力和管道表面壓力，并且其 中，由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置輸出的井筒的流量特性包括管道流量。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個或多個傳感器處 的一個或多個壓力測量值包括泵出口壓力和泵入口壓力，并且其中， 由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置輸出的井筒的流量特性包括響應(yīng)于泵出口壓力測 量值、泵入口壓力測量值和電動機(jī)頻率的泵流量。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個或多個傳感器處 的一個或多個壓力測量值包括泵入口壓力，并且其中，由人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)裝置輸出的井筒的流量特性包括射孔處的流量。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用下述內(nèi)容之一來訓(xùn)練 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置外部訓(xùn)練軟件和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置上的內(nèi)部剩練 軟件。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)于由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝 置輸出的井筒的流量特性來控制電潛水泵系統(tǒng)。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置輸出 井筒的流量特性的步驟也響應(yīng)于下述內(nèi)容中的一項或多項的電流測量 值電動機(jī)電流和控制器電流。
8、 一種確定井筒中的流量特性的方法，所述方法包括 確定定義泵入口壓力的井筒中的電潛水泵系統(tǒng)的入口處的壓力；確定定義泵出口壓力的井筒中的電潛水泵系統(tǒng)的出口處的壓力； 確定定義管道表面壓力的井筒的表面處的壓力； 由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置響應(yīng)于下述內(nèi)容中的一個或多個輸出井筒的 流量特性泵入口壓力、泵出口壓力和管道表面壓力.
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置輸出 的井筒的流量特性包括響應(yīng)于泵出口壓力和管道表面壓力的管道流 量。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置輸出 的井筒的流量特性包括響應(yīng)于泵出口壓力、泵入口壓力和與電潛水泵 系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的電動機(jī)的頻率的泵流量。
11、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置輸出 的井筒的流量特性包括響應(yīng)于泵入口壓力的射孔處的流量。
12、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，使用確定性模型來訓(xùn)練人 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置，并且其中，對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置的附加輸入包括與 電潛水泵系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的電動機(jī)的頻率和下述內(nèi)容中的一項或多項的電 流測量值電動機(jī)電流和控制器電流。
13、 如權(quán)利要求8所述的方法，還包括使用下述內(nèi)容之一來訓(xùn)練 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置外部訓(xùn)練軟件和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置上的內(nèi)部訓(xùn)練 軟件。
14、 如權(quán)利要求8所述的方法，還包括響應(yīng)于由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝 置輸出的井筒的流量特性來控制電潛水泵系統(tǒng)。
15、 一種用于電潛水泵系統(tǒng)的多相流量計，包括 位于井筒的表面的壓力傳感器； 位于井筒中的電潛水泵； 位于電潛水泵的入口處的壓力傳感器； 位于電潛水泵的出口處的壓力傳感器；位于井筒中并與電潛水泵相連接的電動機(jī)；以及 至少一個人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置包括處理器和電路，所述電路能夠接收從與井筒相關(guān)聯(lián)的壓力傳感器發(fā)送的測量值，并能夠響應(yīng)于一個或多個接收的測量值來輸出井筒的流量特性。
16、 如權(quán)利要求15所述的多相流量計，其中，井筒的流量特性 包括管道流量，并且其中，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置響應(yīng)于來自電潛水 泵的出口處的壓力傳感器的定義泵出口壓力的測量值、和來自井筒的 表面處的壓力傳感器的定義管道表面壓力的測量值，來輸出管道流 量。
17、 如權(quán)利要求15所述的多相流量計，其中，井筒的流量特性 包括泵流量，并且其中，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置響應(yīng)于來自電潛水泵 的出口處的壓力傳感器的定義泵出口壓力的測量值、和來自電潛水泵 的入口處的壓力傳感器的定義入口壓力的測量值以及電動機(jī)的頻率， 來輸出泵流量。
18、 如權(quán)利要求15所述的多相流量計，其中，井筒的流量特性 包括射孔處的流量，并且其中，所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置響應(yīng)于來自電 潛水泵的入口處的壓力傳感器的定義入口壓力的測量值來輸出泵流 量。
19、 如權(quán)利要求15所述的多相流量計，還包括周期性地連接至 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置并且能夠外部地進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置的反向傳播的訓(xùn)練軟 件。
20、 如;K利要求15所述的多相流量計，其中，至少一個人工神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置包括內(nèi)部訓(xùn)練軟件。
全文摘要
一種與井筒中的電潛水泵系統(tǒng)相結(jié)合地使用的多相流量計，所述多相流量計包括傳感器來確定和發(fā)送井筒壓力測量值，所述井筒壓力測量值包括管道和井下壓力測量值。所述多相流量計還包括至少一個用于輸出井筒的流量特性的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置。所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝置被訓(xùn)練為響應(yīng)于多相流壓力梯度計算以及泵和儲層模型，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)井下壓力、管道表面壓力讀數(shù)和施加于電潛水泵電動機(jī)的頻率來輸出管道和井下流量特性。
文檔編號G01F1/34GK101680793SQ200880019967
公開日2010年3月24日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者A·W·克羅斯利, J·R·里德, 朱德浩 申請人:貝克休斯公司