基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114764524A(43)申请公布日2022.07.19(21)申请号202110041967.4E21B43/12(2006.01)(22)申请日2021.01.13G06F111/10(2020.01)G06F113/08(2020.01)(71)申请人中国石油天然气股份有限公司G06F119/14(2020.01)地址100007北京市东城区东直门北大街9号(72)发明人任双双沈飞张向阳罗洪武冯超敏付占宝文玲刘树仁陆育锋李群(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127专利代理师王涛任默闻(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/28(2020.01)G06T17/00(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图8页(54)发明名称基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成方法及装置(57)摘要本发明提供了一种基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成方法及装置，基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成方法包括：根据站场、游梁式抽油机机械结构及其部件间相对运动关系生成所述游梁式抽油机的机械三维模型；根据所述梁式抽油机中的油气混合物的流场分布生成所述梁式抽油机的多相流运动模型；根据所述机械三维模型以及所述多相流运动模型生成所述游梁式抽油机的数字孪生模型。本发明通过建立游梁式抽油机工艺系统仿真模型，模拟游梁式抽油机运行参数，并与实体装置的运行数据相结合，可以实时监控诊断油气生产运行状态。CN114764524ACN114764524A权利要求书1/2页1.一种基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成方法，其特征在于，包括：根据站场、游梁式抽油机机械结构及其部件间相对运动关系生成所述游梁式抽油机的机械三维模型；根据所述梁式抽油机中的油气混合物的流场分布生成所述梁式抽油机的多相流运动模型；根据所述机械三维模型以及所述多相流运动模型生成所述游梁式抽油机的数字孪生模型。2.根据权利要求1所述的基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成方法，其特征在于，所述根据站场、游梁式抽油机机械结构及其部件间相对运动关系生成所述游梁式抽油机的机械三维模型，包括：根据球阀直径、通流孔直径、所述球阀的通流面积、钢球质量、钢球限位以及所述钢球两侧压力差生成柱塞泵球阀机械模型；根据拉杆的刚度、所述拉杆的弹性变形生成抽油杆机械模型；根据驴头绳索的包络参数以及伸缩参数生成驴头绳索机械模型；根据所述柱塞泵球阀机械模型、抽油杆机械模型以及驴头绳索机械模型生成所述机械三维模型。3.根据权利要求1所述的基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成方法，其特征在于，所述根据所述梁式抽油机中的油气混合物的流场分布生成所述梁式抽油机的多相流运动模型，包括：分别生成油气生成流程中不同阶段的液压流体模型、多体动力学模型以及CFD流体力学模型；根据所述液压流体模型、所述多体动力学模型以及所述CFD流体力学模型生成所述多相流运动模型。4.根据权利要求1所述的基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成方法，其特征在于，还包括：利用物联网，通过传感器实时采集井场以及所述游梁式抽油机的生产数据；根据所述生产数据以及所述数字孪生模型监控所述游梁式抽油机的生产状态。5.一种基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成装置，其特征在于，包括：三维模型生成单元，用于根据站场、游梁式抽油机机械结构及其部件间相对运动关系生成所述游梁式抽油机的机械三维模型；运动模型生成单元，用于根据所述梁式抽油机中的油气混合物的流场分布生成所述梁式抽油机的多相流运动模型；孪生模型生成单元，用于根据所述机械三维模型以及所述多相流运动模型生成所述游梁式抽油机的数字孪生模型。6.根据权利要求5所述的基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成装置，其特征在于，所述三维模型生成单元包括：塞泵球阀机械模型生成模块，用于根据球阀直径、通流孔直径、所述球阀的通流面积、钢球质量、钢球限位以及所述钢球两侧压力差生成柱塞泵球阀机械模型；抽油杆机械模型生成模块，用于根据拉杆的刚度、所述拉杆的弹性变形生成抽油杆机2CN114764524A权利要求书2/2页械模型；驴头绳索机械模型生成模块，用于根据驴头绳索的包络参数以及伸缩参数生成驴头绳索机械模型；三维模型生成模块，用于根据所述柱塞泵球阀机械模型、抽油杆机械模型以及驴头绳索机械模型生成所述机械三维模型。7.根据权利要求5所述的基于游梁式抽油机的数字孪生模型的生成装置，其特征在于，所述运动模型生成单元包括：过程模型生成模块，用于分别生成油气生成流程中不同阶段的液压流体模型、多体动力学模型以及CFD流体力学模型；运动模型生成模块，用于根据所述液压流体模型、所述多体动力学模型以及所述CFD流体力学模型生成所述多相流运动模型。8.根据权利要求