示功图处理方法、装置及设备与流程

本发明涉及油田采油应用领域，更具体地说是涉及一种示功图处理方法、装置及计算机设备。

背景技术：

随着全球经济的稳步发展，石油的在人们生产、生活中的应用越来越广，石油的需求量也与日俱增。人们对石油的生产更加关切。目前，油田现场采集、监控一般采用传感器进行数据的采集，然后将信号通过电缆传送到控制中心加以处理，利用得到的示功图信息来分析和诊断抽油机的工作状态。

其中，示功图是指反映抽油机悬点载荷随其位移变化规律的图形，其通常是示功仪在抽油机一个抽吸周期内测取的封闭曲线。具体可以在生产过程中，对抽油机的位移和载荷进行采集，在一个冲次中采集到144个载荷数据和144个位移数据，分别作为横纵坐标，组成一个由144个点围成的封闭图形，之后，通过计算示功图面积，用来实现油井产量计量、抽油机故障诊断等应用。

然而，目前通常是通过计算抽油机上、下冲程过程中的载荷和位移的积分，得到示功图面积，过程比较复杂，且其无法准确分析和诊断抽油机的工况。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的示功图处理方法、装置及计算机设备。

本发明实施例提供了一种示功图处理方法，所述方法包括：

获取示功图信息，所述示功图信息至少包括组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据；

利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形；

利用组成每个规则图形的各点的位移数据和载荷数据，计算所述规则图形的面积；

对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积。

可选的，所述利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形，包括：

检测组成所述当前示功图的各中间位移点的位移数据之间的关系，确定各中间位移点中位移数据相同的多对中间位移点，所述中间位移点是组成所述当前示功图中除了最小位移点和最大位移点之外的点；

利用每对位移数据相同的中间位移点之间的连接线，将所述当前示功图划分成多个四边形，并利用所述最大位移点和所述最小位移点分别与各自相邻的中间位移点形成三角形。

可选的，所述对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积，包括：

对得到的多个四边形的面积及多个三角形的面积求和运算，得到所述当前示功图的图形面积。

可选的，所述利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形，包括：

获取组成所述当前示功图的最大位移点和最小位移点；

以所述最大位移点及所述最小位移点为临界点，将所述当前示功图分割成第一线段和第二线段；

利用与载荷坐标轴平行的一组平行线，将所述第一线段、所述当前示功图的两个坐标轴以及第一直线之间的第一区域划划分成多个第一梯形，并将所述第二线段、所述两个坐标轴以及所述第一直线之间的第二区域划分成多个第二梯形；

其中，所述第一直线是所述与载荷坐标轴平行一组平行线中经过所述最大位移点的直线。

可选的，所述对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积，包括：

对得到的多个第一梯形的面积求和，得到所述第一区域的面积；

对得到的多个第二梯形的面积求和，得到所述第二区域的面积；

对所述第一区域的面积与所述第二区域的面积进行差值运算，得到所述当前示功图的图形面积。

可选的，所述方法还包括：

获取组成当前示功图的第一个点及最后一个点分别对应的位移数据和载荷数据；

检测所述第一点与所述最后一个点的位移数据是否相同，且所述第一点与所述最后一个点的载荷数据是否相同；

如果不同，获取针对所述当前示功图的补位点的位移数据及载荷数据，并将该补位点作为当前示功图的最后一个点。

可选的，所述方法还包括：

确定得到的当前示功图的图形面积为负值，输出故障提示信息。

本实施例还提供了一种示功图处理装置，所述装置包括：

信息获取模块，用于获取示功图信息，所述示功图信息至少包括组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据；

图形划分模块，用于利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形；

图形面积计算模块，用于利用组成每个规则图形的各点的位移数据和载荷数据，计算所述规则图形的面积；

示功图面积计算模块，用于对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积。

可选的，所述图形划分模块包括：

第一确定单元，用于检测组成所述当前示功图的各中间位移点的位移数据之间的关系，确定各中间位移点中位移数据相同的多对中间位移点，所述中间位移点是组成所述当前示功图中除了最小位移点和最大位移点之外的点；

第一图形划分单元，用于利用每对位移数据相同的中间位移点之间的连接线，将所述当前示功图划分成多个四边形，并利用所述最大位移点和所述最小位移点分别与各自相邻的中间位移点形成三角形。

本实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括:

通信接口；

存储器，用于存储实现如上所述的示功图处理方法的程序；

处理器，用于加载并执行所述存储器存储的程序，所述程序用于：

获取示功图信息，所述示功图信息至少包括组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据；

利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形；

利用组成每个规则图形的各点的位移数据和载荷数据，计算所述规则图形的面积；

对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积。

借由上述技术方案，本发明提供的示功图处理方法、装置及计算机设备，在获得示功图信息后，本实施例是利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形，避免划分得到的规则图形超过当前示功图的区域边界，从而保证了利用各规则图形的面积，计算得到的当前示功图的图形面积的准确性，且相对于积分面积计算方式，大大降低了计算量，提高了计算效率及准确性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了一种示功图示意图；

图2示出了本发明提供的一种示功图的图形划分方式的示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种示功图处理方法的流程示意图；

图4示出了一种具有位移对称特性的示功图的示意图；

图5示出了本发明实施例提供的另一种示功图处理方法的流程示意图；

图6示出了一种不具有位移对称特性的示功图的示意图；

图7示出了本发明实施例提供的又一种示功图处理方法的流程示意图；

图8示出了本发明实施例提供的一种示功图图形划分示意图；

图9示出了本发明实施例提供的又一种示功图处理方法的流程示意图；

图10示出了本发明实施例提供的又一种示功图处理方法的流程示意图；

图11a示出了本发明实施例提供的另一种示功图示意图；

图11b示出了本发明实施例提供的另一种示功图的简化示意图；

图12示出了本发明实施例提供的一种示功图处理装置的结构示意图；

图13示出了本发明实施例提供的另一种示功图处理装置的结构示意图；

图14示出了本发明实施例提供的另一种示功图处理装置的结构示意图；

图15示出了本发明实施例提供的又一种示功图处理装置的结构示意图；

图16示出了本发明实施例提供的一种计算机设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

本发明的发明人发现，实际获得的示功图往往不是规则的凸多四边形，采用积分计算图形面积的方式，过程非常复杂，降低了示功图面积计算塑料，进而影响了基于该示功图面积，实现的油井产量计量、抽油机故障诊断等。为了改善现有技术问题，发明人提出面积分割方式来计算示功图面积，即将示功图分割成若干个规则图形，通过计算规则图形面积，得到示功图面积。

参照图1所示的示功图示意图，需要说明，组成示功图的点并不限于图1给出的点，本实施例仅以此为示例进行说明，发明人尝试将示功图划分成多个三角形，由于示功图通常是由144个点组成的封闭图形，发明人选取任一点作为顶点，将其与其他点连接，可以将示功图划分成152个三角形，之后，利用各点的位移数据和载荷数据，按照三角形计算公式，计算得到这152个三角形的面积，对这152个三角形的面积求和，即可得到示功图的面积。

但是，由于示功图不一定是凸多边形，如图1所示的示功图，对当前示功图进行图形划分，得到的灰色三角形的部分超出了示功图，按照上述计算方式得到示功图面积比如会大于实际示功图面积，也就是说，将示功图划分成若干个三角形方式计算得到的示功图面积并不准确。

为了快速获取示功图面积，发明人还提出蒙特卡洛方法(montecarlomethod，也有翻译成蒙特卡罗方法)，来获取示功图面积，其中，蒙特卡洛方法是以概率和统计的理论、方法为基础的一种数值计算方法，除了用来计算概率外，还可以用来计算区域面积，如随机生成多个点，通过在示功图覆盖范围内的点的比例和全部点数，来近似计算示功图面积，但实际实验发现过多点的计算效率很低，且近似计算得到的并不是实际示功图面积，都会存在一定误差，影响了基于示功图面积在各应用场景下具体应用的准确性。

经过如上述多方面的尝试，本发明的发明人不断更改对示功图进行划分的直线角度，最终发现采用与示功图的坐标轴平行的一组平行线(如图2所示与载荷坐标轴平行的一组平行线)对示功图进行图形划分，不会超过示功图的区域，这样，利用划分得到的多个图形面积，计算得到示功图面积更加准确，解决了发明人尝试的上文描述的顶点连接方法和蒙特卡罗方法，导致计算所得示功图面积不准确的问题。

而且，按照上述这种划分方式，划分后的图形为规则图形，能够直接利用数学面积计算公式，快速且准确计算出规则图形的面积，大大减小了示功图面积计算量，相对于传统积分计算方法，提高了计算效率及准确性。

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图3，为本发明实施例提供的一种示功图处理方法的流程示意图，该方法可以应用于计算机设备，如终端设备或具有计算功能的服务器等，本实施例对该计算机设备的产品类型不作限定，具体可以包括但并不局限于下文描述的步骤：

步骤s11，获取示功图信息；

结合上文背景技术部分的分析，示功图通常是由多个点围成的多边形，能够表征油田生产情况及抽油机工作状态，通常每个冲次可以绘制一张示功图，一个油田生成过程中将会获得大量示功图，本实施例对如何获取各冲次下的示功图的方式不做限定，主要描述如何计算每一个示功图的面积。

因此，本实施例获取的示功图信息至少可以包括：组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据，即组成当前示功图的各点的横纵坐标数据，以确定各点位置以及各点之间的相对位置关系等。

需要说明，本实施例对如何采集各点的位移数据及载荷数据的实现方式不作限定。通常情况下，位移与抽油机的载荷传感器采集时间间隔相关，在一个冲次中，根据冲程和采集时间间隔进行划分，得到每次载荷回传时对应的位移。

步骤s12，利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形；

如上述对本发明实施例核心思想的分析，为了避免划分出来的图形超过当前示功图的面积，同时减小计算示功图面积的工作量，本实施例可以利用与载荷坐标轴平行的直线，将当前示功图划分划分成多个规则图形，如图2所示的示功图划分方式，但并不局限于图2所示的划分方式。

步骤s13，利用组成每个规则图形的各点的位移数据和载荷数据，计算该规则图形的面积；

在本实施例中，划分得到的规则图形可以包括规则四边形及三角形，这些规则图形的面积通常都有通用的数学计算公式，且利用数学计算公式得到面积所花费的时间，远远小于直接对示功图求积分得到面积所花费的时间，因此，本实施例按照上述方式，得到多个规则图形后，可以利用对应的面积计算公式，计算相应图形的面积。

而在计算各图形的面积时，对应面积计算公式中的参数，可以利用组成该图形的各顶点的坐标数据得到，比如，对于横向跨度，可以计算两个顶点的位移数据的差值得到等等，本实施例在此不再一一详述。

步骤s14，对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到当前示功图的图形面积。

在本实施例中，上述步骤s12采用的划分当前示功图的方式不同，所得到的规则图形会有所差异，且利用得到的规则图形的面积，计算当前示功图的面积的方法也会不同，具体可以参照下文相应实施例的描述，本实施例在此不再赘述。

综上所述，本实施例为了快速且准确得到当前示功图面积，获得示功图信息后，将基于组成当前示功图的多个点之间的位移位置关系，选择与示功图的坐标轴平行的一组平行线，对当前示功图进行图形划分，避免所得规则图形超过当前示功图，保证利用各规则图形的面积，计算得到的当前示功图的面积准确，且对于规则图形的面积，可以直接利用简单的面积计算公式计算得到，不再采用积分方式计算，大大减少了计算量，提高了计算效率及准确性。

进一步地，本发明的发明人发现，获取的某些示功图具有位移对称特性，如图4所示的示功图，除了示功图中最大位移点和最小位移点，其他相邻时刻的位移间隔相同，在示功图上表现为上下对称两点的位移相同，基于这种特性，发明人提出将除最大位移点和最小位移点之外的中间位移点，划分成(144-2-2)/2＝70个四边形，由最大位移点和最小位移点分别与相邻的位移点组成三角形，即将示功图划分成两个三角形及多个四边形，通过计算这些规则图形的面积，得到这类示功图面积。

具体的，参照图5，为本发明另一实施例提供的一种示功图处理方法的流程示意图，本实施例主要对具有位移对称特性的示功图(如图4所示的示功图)进行处理，具体可以包括但并不局限于以下步骤：

步骤s21，获取示功图信息；

其中，该示功图信息至少可以包括组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据。

步骤s22，检测组成当前示功图的各中间位移点的位移数据之间的关系，确定各中间位移点中位移数据相同的多对中间位移点；

其中，中间位移点是组成所述当前示功图中除了最小位移点和最大位移点之外的点。本实施例可以通过该步骤s22的方式，来检测当前示功图是否具有上述位移对称特性。

对于如图4所示的示功图，通过对组成当前示功图的各中间位移点的位移数据进行分析，可知上下对称的中间位移点的位移相同，且相邻时刻的位移间隔相同，说明中间位移点连接能够形成四边形，且该四边形的至少一组对边平行，对于具有该特点的示功图可以采用本实施例描述的图形划分方式进行处理，以便能够更加快速计算出示功图的面积。

可选的，本实施例可以通过对组成多个示功图的多个点的位移数据进行比较，从这多个点中确定出最小位移点和最大位移点，此时，可以将组成当前示功图中除了该最小位移点和最大位移点之外的点记为中间位移点。为了方便描述后续处理步骤，可以将位移数据相同的两个中间位移点称为一对中间位移点，如图4所示，在一条竖直线上的上下两个中间位移点点记为一对中间位移点，当前示功图可以由多对中间位移点、最小位移点和最大位移点组成。

步骤s23，利用每对位移数据相同的中间位移点之间的连接线，将当前示功图划分成多个四边形，并利用最大位移点和最小位移点分别与各自相邻的中间位移点形成三角形。

参照图4，对于具有位移对称特性的示功图，除了示功图两端划分成的三角形，中间区域可以划分成若干个四边形，即按照上文对这类示功图特性的分析，可以采用与载荷坐标轴平行的一组平行线(即每对位移数据相同的中间位移点之间的连接线)，将当前示功图划分成多个四边形，如上文计算方式，若当前示功图由144个点组成，按照上文划分可以得到70个四边形，某些情况下，所得四边形可以是平行四边形。

且，对于当前示功图中的最大位移点和最小位移点，可以与各自相邻的一对位移数据相同的中间位移点形成两个三角形，如图4示功图中，左右两边所形成的三角形。

需要说明，对于具有位移对称特性的示功图，并不局限于本实施例描述的这种图形划分方式，通常情况下，若得到的示功图的整体形状横向延伸，如本实施例描述的方式，可以利用与载荷坐标轴平行的一组平行线进行图形划分，若所得示功图的整体形状纵向延伸，可以利用与位移坐标轴平行的一组平行线进行图形划分，这种情况下，示功图的中间载荷点存在载荷数据相同的多对中间载荷点，按照本实施例图形划分构思，可以利用每对载荷数据相同的中间载荷点之间的连接线，将示功图划分成多个四边形，并利用最大载荷点和最小载荷点分别与各自相邻的中间载荷点形成三角形。

可见，对于所得示功图的整体形状不同，利用具有的相应的位移对称特性或载荷对称特性，对应采用与载荷坐标轴平行的一组平行线，或与位移坐标轴平行的一组平行线，实现对示功图的图形划分，来得到多个四边形及三角形，提高了图形划分灵活性及准确性。其中，对于示功图的整体形状的确定，可以基于最大位移点与最小位移点的位移数据差值，最大载荷点与最小载荷点的载荷数据差值确定，本实施例该确定方法不做限定。

步骤s24，利用组成每个四边形及每个三角形的各点的位移数据及载荷数据，计算相应四边形的面积及相应三角形的面积；

仍以图4所示的示功图为例进行说明，三角形面积＝1/2(底*高)，若用xi表示第i个点的位移数据，yi表示第i个点的载荷数据，三角形面积s三角形＝1/2[(yi+1-yi)*(xi+1-xi)]，四边形面积s四边形＝(yi+1-yi)*(xi+1-xi)，本实施例可以利用不同图形的面积计算公式，计算得到划分出的各四边形及各三角形的面积，本实施例在从不再一一详述。

步骤s25，对得到的多个四边形的面积及多个三角形的面积进行求和运算，得到当前示功图的图形面积。

本实施例中，如图4所示，对于具有位移对称特性的示功图，本实施例是直接将其内部区域划分成多个四边形和三角形，相对于上文发明人最初想到划分成多个三角形的方式，本实施例划分得到的规则图形不会超出示功图的整体区域，这样，可以直接对在得到这多个规则图形的面积求和，得到当前示功图的图形面积，简单方便，且保证了当前示功图面积的准确性，提高了计算效率。相对于传统积分计算方式，也大大提高了计算效率且准确性。作为本发明提供的又一实施例，在实际应用中，获取的示功图并不都是具有位移对称特性，对于如图6所示这种不具有位移对称特征的示功图，将无法采用上文实施例描述的图形划分方式，及示功图面积计算方式，因此，对于这类示功图，发明人提出了面积差方式计算示功图面积，且对于进行差值计算的两个区域的面积，可以将这两个区域划分成多个梯形，利用对应的多个梯形的面积，得到相应区域面积，进而再计算两个区域面积的差值，得到示功图的图形面积。

具体的，结合图6所示的图形划分方式，参照图7示出的又一本实施例提供的示功图处理方法的流程示意图，该方法具体可以包括以下步骤：

步骤s31，获取示功图信息；

其中，该示功图信息至少可以包括组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据。

步骤s32，获取组成当前示功图的最大位移点和最小位移点；

步骤s33，以最大位移点及最小位移点为临界点，将当前示功图分割成第一线段和第二线段；

参照图6所示的示功图，同一竖直线上的上下点的位移数据并不相同，无法再按照上述实施例提出的示功图图形划分方式，对当前示功图进行处理，为了准确且快速得到当前示功图的图形面积，本实施例提出了一种面积差的处理方式。

具体的，本实施例可以通过最大位移点将示功图分为上下两部分，即以最小位移点a及最大位移点b为临界点，对组成示功图的点进行分割，从而形成上下两个线段，分别记为第一线段和第二线段，如图6粗实线对应的第一线段，及细实线对应的第二线段。此时，这两个线段与两个坐标轴、以及经过最大位移点的竖直线可以形成两个封闭区域。

需要说明，本实施例对于如图6所示的示功图，整体形状横向延伸，采用步骤s33所示的方式，确定第一线段和第二线段，以及上段描述的两个线段分别所在区域；若对于整体形状纵向延伸的示功图，按照本实施例上文构思，可以以最小载荷点和最大载荷点为临界点，将当前示功图分割成左右分布的第三线段和第四线段。

当然，本发明对示功图分割的方式，并不局限于上文描述的两种实现方式，可以基于上文描述的核心构思，根据实际获取的当前示功图的特点确定，本发明在此不再一一列举。

步骤s34，利用与载荷坐标轴平行的一组平行线，将第一线段、当前示功图的两个坐标轴以及第一直线之间的第一区域划划分成多个第一梯形，并将第二线段、两个坐标轴以及第一直线之间的第二区域划分成多个第二梯形坐标轴坐标轴；

其中，第一直线是上述与载荷坐标轴平行的一组平行线中经过所述最大位移点的直线，如图6所示所示最右侧平行于载荷坐标轴的一条直线。

仍以图6所示的示功图为例，如上文描述，位于上面的第一线段所在的区域(即图6中由与位移坐标角度呈锐角的线段填充的区域)覆盖了，位于下面的第二线段所在的区域图(即6中由与位移坐标角度呈钝角的线段填充的区域)。需要说明，在确定这两个区域时，必要时还可以利用经过最小位移点的竖直线。

其中，为了方便描述，本实施例可以将第一线段、两个坐标轴、及第一直线之间的区域记为第一区域，将第二线段、两个坐标轴、第一直线之间的区域记为第二区域，在图6中分别用不同角度的斜线来区分这两个区域。

对于上文所述的任一区域，以第一区域为例，如图8所示，连接位移坐标轴上与第一线段上相同位移数据的点，从而将第一区域划分成多个梯形，为了区分该第一区域与第二区域进行图形划分得到的梯形，将图8所示的第一区域中的每一个梯形记为第一梯形，并将第二区域中的每个梯形记为第二梯形。

需要说明的是，关于当前示功图的划分方式并不局限于本实施例描述的这种划分方式，如上文描述，可以将示功图分割成第三线段和第四线段，这种情况下，可以连接载荷坐标轴与第三线段(即左侧线段)上载荷相同的点，将按照本实施例描述的这种方式得到第三区域和第四区域划分成多个梯形，这种图形划分方式与本实施例描述的划分方式构思相同，本实施例在此不再详述。

步骤s35，利用组成每个第一梯形及每个第二梯形的各点的位移数据和载荷数据，计算相应第一梯形的面积及第二梯形的面积；

仍以上图6所示的示功图为例，按照上述方式对其进行图形划分后，由于第一区域和第二区域均可以由划分得到的相应梯形组成，因此，相应区域的面积可以由相应梯形面积的累加得到。根据梯形面积计算公式：s梯形＝1/2(上底+下底)*高，可以计算得到各梯形面积。

参照图8所示的某一梯形各顶点的坐标数据(xi，yi)，结合上述梯形面积计算公式，可以得到该梯形的面积s梯形＝1/2*(yi+yi+1)(xi+1-xi),。按照这种计算方式，本实施例可以计算得到上述两个区域中每一个梯形的面积，即得到每一个第一梯形的面积及第二梯形的面积。

步骤s36，对得到的多个第一梯形的面积求和，得到第一区域的面积，并对得到的多个第二梯形的面积求和，得到第二区域的面积；

继上文给出的图6所示的示功图，第一区域的面积s第一区域或第二区域的面积s第二区域，可以按照以下公式计算得到：

步骤s37，对第一区域的面积与第二区域的面积进行差值运算，得到当前示功图的图形面积。

基于上述计算方式，得到每个区域的面积后，如图6所示，第一区域包含有当前示功图区域以及第二区域，因此，第一区域的面积减去第二区域的面积，即为当前示功图的图形面积，即s示功图＝s第一区域-s第二区域。

可见，本实施例对于不具有位移对称特性的示功图，将采用面积差的计算方式，快速且准确得到当前示功图的面积，且在获取过程中，是将该当前示功图划分成若干个梯形，实现区域面积的计算，而不是采用三角形划分方式，更加不会采用积分计算方式，提高了示功图计算效率及准确性，进而提高了基于得到的示功图面积，完成的后续应用场景分析结果的准确性及效率。

需要说明，本实施例提出的这种面积差计算方式，同样也适用于具有位移对称特性的示功图面积计算，但其无法达到上述图4和图5对应的图形划分及示功图面积计算方式的快速程度及准确性程度。所以说，本实施例提出的这种面积差计算方式，能够适用于更多示功图的图形面积的计算，即适用范围更广。

综上，在本发明中，对于具有位移对称特性的示功图，可以将其划分成多个四边形及三角形，通过对这些图形面积进行求和运算，得到示功图的图形面积；而对于不具有位移对称特性的示功图，需要对分割后的不同区域划分成的多个梯形面积求和，得到相应的区域面积，再计算两个区域面积的面积差，得到当前示功图的图形面积。

可见，对于不同类型的示功图，本发明可以灵活选择不同的图形划分方式，对当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形面积后，采用求和或求差的方式，快速且准确得到示功图的图形面积，无需进行积分这种复杂运算，大大减小了计算工作量，提高了工作效率及准确性。

另外，在实际应用中，由于示功图面积是判断抽油机工作状态的重要依据，因此，本发明按照上述各方式得到当前示功图面积后，可以据此判断抽油机是否正常工作，当然，也可以利用一段时间内得到的多个示功图的面积变化，确定抽油机的工作状态，还可以据此确定石油开发进度等等，可以根据实际需求，确定对得到的示功图面积做进一步处理。

通常情况下，本实施例可以将每次得到的当前示功图的面积进行保存，当需要统计示功图面积变化时，可以获取距离当前时刻预设时间内得到的多个示功图的面积，以确定这多个示功图的面积变化，之后，按照预设的判断标准，获得该示功图面积变化表征的含义。

需要说明，本发明对利用计算得到的示功图的图形面积，如何满足各应用场景下的应用需求的方法不做限定，可以根据实际需要确定相应的处理方法，本实施例在此不作详述。

可选的，在上述各实施例的实际应用中，由于某些特殊原因，有时候会导致示功图的第一个点和最后一个点不重合，也就是说，有时得到的当前示功图并不是封闭的图形，这种情况下，本实施例可以人工补充一个最后返回点，以保证最后一个点与第一个点位置相同，即位移数据和载荷数据相同。

因此，在上述各实施例的基础上，参照图9所示的又一示功图处理方法流程示意图，在获取当前示功图信息之后，且在执行基于所述多个点分别对应的位移数据之间的关系，确定所述当前示功图的图形划分规则这一步骤之前，本实施例还可以包括以下步骤：

步骤s41，获取组成当前示功图的第一个点和最后一个点的位移数据及载荷数据；

本实施例可以根据示功图的各点的生成时刻，来确定组成当前示功图的第一个点和最后一个点，但并不局限于这种确定方式。

步骤s42，检测该第一个点与最后一个点的位移数据是否相同，且第一点与最后一个点的载荷数据是否相同，若不同，进入步骤s43；若相同，执行步骤44；

步骤s43，获取针对当前示功图的补位点的位移数据及载荷数据，并将该补位点作为当前示功图的最后一个点；

步骤s44，利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形；

可选的，在实际应用中，每生成一个示功图，可以输出该示功图，工作人员可以直观看到该示功图是否是封闭图形，若不是，可以及时人工补点，以使计算机设备及时获取用户输入的补位点的坐标数据，更新该示功图信息。

当然，本实施例也可以由计算机设备通过比较当前示功图的第一个点和最后一个点的坐标数据，来判断这两个点是否重合，若不重合，输出提示信息，来提醒工作人员进行补点，并利用获取的补位点的坐标数据，更新当前示功图的示功图信息。

步骤s45，利用组成每个规则图形的各点的位移数据和载荷数据，计算所述规则图形的面积；

步骤s46，对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积。

关于步骤s44～步骤s46的具体实现，可以参照上述步骤s12～步骤s14相应部分的描述，本实施例不再赘述。

且，参照图10所示的流程示意图，结合上述实施例提出的两种示功图划分方式，及相应的示功图面积计算方式的描述，通常情况下，示功图具有位移对称特性，可以按照上述可选实施例描述的方式，由示功图的中间位移点得到多个四边形，再计算得到示功图的面积，这种处理方式相对于又一实施例提出的面积差处理方式，计算效率更高，示功图面积的计算速度也将近快了一倍，因此，对于具有位移对称特性的示功图，可以按照上述可选实施例描述的方式进行处理，对于不具有位移对称特性的示功图，可以按照上述又一实施例提供的面积差的方式，对当前示功图进行处理。

可选的，对于获取的示功图，可能还会出现如图11a所示的特殊情况，往往是在抽油机的泵存在严重故障，或其他问题，导致得到的当前示功图严重异常，当前示功图往往会表现为如图11a所示的情况，为了方便对其进行研究，可以将其简化为图11b所示的示功图，可见，相邻时刻生成的点的位移数据或载荷数据，并不是线性变化，使得两个点之间的连线出现交叉，这样，按照上述方式得到当前示功图的面积极小或为负值。

基于此，本发明按照上述方式计算得到当前示功图的图形面积后，可以判断该图形面积是否为负值，如果是，可以输出故障提示信息，以告知工作人员此时抽油机或其他设备出现故障，需要进行检修。

当然，本实施例可以通过大量试验，预先确定各负值的示功图面积，对应的抽油机故障情况，这样，检测到当前示功图的图形面积为负值时，可以按照预存的对应关系，确定当前抽油机是什么级别的故障，以便由此确定出严重故障的抽油机，通知工作人员对其进行检修，解决故障的抽油机参与工作，影响工作效率，降低抽油量等。

需要说明，本实施例在确定当前示功图的图形面积为负值的情况下，如何进行故障分析的具体实现方法不作限定，可以根据实际应用需求确定，本实施例在此不做一一详述。

综上所述，本发明实施例在获取当前示功图信息后，将根据组成当前示功图的位移特性，选择相应的图形划分规则，对当前示功图进行图形划分，之后，对划分后的多个图形的面积进行简单数学运算，即可得到当前示功图的图形面积，不需要利用积分方式，提高了计算效率、准确性及灵活性。

且，在对当前示功图进行图形划分过程中，本实施例不再采用发明人前期研究提出的三角形划分方式，而是采用四边形划分方式，或四边形+三角形的划分方式，解决了直接采用三角形划分当前示功图，导致所得图形面积大于实际示功图面积的问题，提高了示功图面积计算准确性。

参照图12，为本发明实施例提供的一种示功图处理装置的结构示意图，该装置可以应用于计算机设备，具体可以包括但并不局限于以下功能模块：

信息获取模块121，用于获取示功图信息；

其中，示功图信息至少包括组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据。关于当前示功图的获取方式，可以参照上述方法实施例相应部分的描述，本实施例对此不作限定。

图形划分模块121，用于利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形；

结合上述方法实施例描述，对于不同特性的示功图，可以采用不同的图形划分方式，对当前示功图进行图像划分，具体可以参照上述方法实施例相应部分的描述。

图形面积计算模块123，用于利用组成每个规则图形的各点的位移数据和载荷数据，计算所述规则图形的面积；

对于得到的规则图形，通常是数学领域常见的图形，如四边形、梯形、三角形，对于各规则图形，通常都有相应的面积计算公式，来快速且准确计算规则图形的面积，具体可以参照下文相应实施例的描述。

示功图面积计算模块124，用于对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积。

结合上述方法实施例的描述，本实施例利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对当前示功图进行图形划分，而不再是采用如图1所示的斜线划分方式，避免了划分得到的规则图形超出示功图，且对于得到的规则图形，可以利用简单的数学面积计算公式，得到规则图形面积，进而经过加减运算得到当前示功图的图形面积，不再需要进行积分运算，大大减小了计算工作量，提高了工作效率及准确性。

可选的，通过对组成当前示功图的多个点的位移数据进行分析，得知有些示功图具有位移对称特性，对于这类示功图，本实施例可以将示功图划分成多个四边形及三角形，利用这多个图形的面积和，得到当前示功图的面积，基于这种图形划分构思，如图11所示，上述图形划分模块122可以包括：

第一确定单元12210，用于检测组成所述当前示功图的各中间位移点的位移数据之间的关系，确定各中间位移点中位移数据相同的多对中间位移点，所述中间位移点是组成所述当前示功图中除了最小位移点和最大位移点之外的点；

第一图形划分单元12211，用于利用每对位移数据相同的中间位移点之间的连接线，将所述当前示功图划分成多个四边形，并利用所述最大位移点和所述最小位移点分别与各自相邻的中间位移点形成三角形；

相应地，上述图形面积计算模块123具体可以包括：

第一图形面积计算单元12310，用于利用组成每个四边形的各点的位移数据和载荷数据，计算相应四边形的面积；

第二图形面积计算单元12311，用于利用组成每个三角形的各点的位移数据和载荷数据，计算相应三角形的面积。

上述示功图面积计算模块124可以包括：

第一求和运算模块12410，用于对得到的多个四边形的面积及多个三角形的面积求和运算，得到所述当前示功图的图形面积。

需要说明的是，关于具有位移对称特性的示功图的面积计算过程，即上述各功能单元的具体实现过程，可以参照上述方法实施例相应部分的描述。

作为本发明另一实施例，为了实现对不具有位移对称特性的示功图的图形面积，本实施例提出了面积差计算方式，具体如图14所示，上述图形划分模块122可以包括：

位移点获取单元12220，用于获取组成所述当前示功图的最大位移点和最小位移点；

分割单元12221，用于以所述最大位移点及所述最小位移点为临界点，将所述当前示功图分割成第一线段和第二线段；

第二图形划分单元12222，用于利用与载荷坐标轴平行的一组平行线，将所述第一线段、当前示功图的两个坐标轴以及第一直线之间的第一区域划划分成多个第一梯形，并将第二线段、两个坐标轴以及第一直线之间的第二区域划分成多个第二梯形，其中，该第一直线是与载荷坐标轴平行的一组平行线中经过最大位移点的直线。

相应地，上述图形面积计算模块123具体可以包括：

第三图形面积计算单元12320，用于利用组成的每个第一梯形的各点的位移数据和载荷数据，计算相应第一梯形的面积；

第四图形面积计算单元12321，用于利用组成的每个第二梯形的各点的位移数据和载荷数据，计算相应第二梯形的面积；

上述示功图面积计算模块124可以包括：

第二求和运算模块12420，用于对得到的多个第一梯形的面积求和，得到所述第一区域的面积；

第三求和运算模块12421，用于对得到的多个第二梯形的面积求和，得到所述第二区域的面积；

差值运算单元12422，用于对所述第一区域的面积与所述第二区域的面积进行差值运算，得到所述当前示功图的图形面积。

需要说明的是，关于不具有位移对称特性的示功图的面积获取过程，可以参照上述相应方法实施例的具体描述，本实施例在此不再赘述。

综上所述，本实施例在获取当前示功图信息后，可以先确定各点的位移关系，来确定当前示功图采用哪种图形划分方式进行图形划分，具体利用与坐标轴平行的一组平行线，对当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形，避免了所得多个规则图形超出当前示功图，之后，直接利用数学图形面积计算公式，得到各规则图形的面积，通过对多个规则图形面积进行加减运算，快速且准确得到当前示功图的图形面积，相对于积分计算方式，大大提高了计算效率及准确性。

可选的，在实际应用中，由于获得的当前示功图有时不是封闭图形，为了保证上述实施例提供的示功图面积计算方式的可靠运行，提高计算准确性，在这种情况下，可以采用补点的方式，更新当前示功图，以使更新后的示功图为封闭图形，因此，在上述各实施例的基础上，如图15所示，上述装置还可以包括：

数据获取模块125，用于获取组成当前示功图的第一个点及最后一个点分别对应的位移数据和载荷数据；

检测模块126，用于检测所述第一点与所述最后一个点的位移数据是否相同，且所述第一点与所述最后一个点的载荷数据是否相同；

补点模块127，用于当检测模块的检测结果为否，获取针对所述当前示功图的补位点的位移数据及载荷数据，并将该补位点作为当前示功图的最后一个点。

应该理解的是，当第一点与最后一个点的位移数据不相同，或第一点与最后一个点的载荷数据不同，检测模块的检测结果为否，当第一点与最后一个点的位移数据相同，且第一点与最后一个点的载荷数据相同，该检测模块的检测结果才为是。

本实施例在获得补位点的位移数据及载荷数据后，可以据此更新当前示功图信息，以使更新后的示功图称为封闭图形，即更新后的示功图的第一个点与最后一个点重合。

作为本发明又一实施例，在上述各实施例的基础上述，如图13所示，上述装置还可以包括：

故障提示模块128，用于确定得到的当前示功图的图形面积为负值，输出故障提示信息。

需要说明，本实施例对该故障提示模块类型不作限定，即对其输出故障提示信息的具体输出方式不作限定，可以通过显示屏直接输出相应文字，通过语音播报方式输出故障提示信息等等。工作人员在得到故障提示信息后，可以及时对相应的抽油机泵进行检修，以避免故障的抽油机参与工作，降低工作效率。

在本实施例中，上述各实施例描述的示功图处理装置可以包括处理器和存储器，且上述信息获取模块、图形划分模块、图形面积计算模块、判断单元、图形划分规则确定单元、第一确定单元、第一图形划分单元、第一图形面积计算单元、第二图形面积计算单元、第一求和运算模块、位移点获取单元、分割单元、第二图形划分单元、第三图形面积计算单元、第四图形面积计算单元、第二求和运算模块、第三求和运算模块及差值运算单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

其中，处理器中可以包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来确定当前示功图的位移特性，并选择与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，将当前示功图划分成若干个规则图形，从而通过对多个规则图形的面积进行加减运算，准确且快速得到当前示功图的图形面积。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述方法实施例描述的示功图处理方法。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述示功图处理方法。

如图16所示的硬件结构示意图，本发明实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备可以包括：通信接口161、存储器162及处理器163，其中：

通信接口161、存储器162及处理器163的数量可以是至少一个，且通信接口161、存储器162及处理器163可以通过通信总线进行相互通信。

通信接口161可以用来接收外部设备发送的消息，比如采集设备采集到的目标油田的当前示功图信息，还可以用来实现对计算机设备内部数据的传输，具体可以根据实际应用场景需求确定，本实施例不做详述。

可选的，该通信接口可以包括有线或无线网络接口，如wifi网络接口、gprs网络接口等等，本实施例对该通信接口包含的接口类型不做限定。

存储器162，用于存储实现上所述的示功图处理方法的程序；

处理器163，用于加载并执行所述存储器存储的程序，所述程序用于：

获取示功图信息，所述示功图信息至少包括组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据；

利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形；

利用组成每个规则图形的各点的位移数据和载荷数据，计算所述规则图形的面积；

对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积。

可选的，处理器执行程序时还可以实现以下步骤：

检测组成所述当前示功图的各中间位移点的位移数据之间的关系，确定各中间位移点中位移数据相同的多对中间位移点，所述中间位移点是组成所述当前示功图中除了最小位移点和最大位移点之外的点；

利用每对位移数据相同的中间位移点之间的连接线，将所述当前示功图划分成多个四边形，并利用所述最大位移点和所述最小位移点分别与各自相邻的中间位移点形成三角形。

可选的，处理器执行程序时还可以实现以下步骤：

对得到的多个四边形的面积及多个三角形的面积求和运算，得到所述当前示功图的图形面积。

可选的，处理器执行程序时还可以实现以下步骤：

获取组成所述当前示功图的最大位移点和最小位移点；

以所述最大位移点及所述最小位移点为临界点，将所述当前示功图分割成第一线段和第二线路；

利用与载荷坐标轴平行的一组平行线，将所述第一线段、所述当前示功图的两个坐标轴以及第一直线之间的第一区域划划分成多个第一梯形，并将所述第二线段、所述两个坐标轴以及所述第一直线之间的第二区域划分成多个第二梯形，其中，所述第一直线是所述与载荷坐标轴平行的一组平行线中经过所述最大位移点的直线。

可选的，处理器执行程序时还可以实现以下步骤：

对得到的多个第一梯形的面积求和，得到所述第一区域的面积；

对得到的多个第二梯形的面积求和，得到所述第二区域的面积；

对所述第一区域的面积与所述第二区域的面积进行差值运算，得到所述当前示功图的图形面积。

可选的，处理器执行程序时还可以实现以下步骤：

获取组成当前示功图的第一个点及最后一个点分别对应的位移数据和载荷数据；

检测所述第一点与所述最后一个点的位移数据是否相同，且所述第一点与所述最后一个点的载荷数据是否相同；

如果不同，获取针对所述当前示功图的补位点的位移数据及载荷数据，并将该补位点作为当前示功图的最后一个点。

可选的，处理器执行程序时还可以实现以下步骤：

确定得到的当前示功图的图形面积为负值，输出故障提示信息。

在实际应用中，本实施例提供的计算机设备可以是终端设备、服务器等，本实施例对该计算机设备的产品类型不作限定。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，当在计算机设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：

获取示功图信息，所述示功图信息至少包括组成当前示功图的多个点分别对应的位移数据和载荷数据；

利用与当前示功图的坐标轴平行的一组平行线，对所述当前示功图进行图形划分，得到多个规则图形；

利用组成每个规则图形的各点的位移数据和载荷数据，计算所述规则图形的面积；

对得到的多个规则图形的面积进行运算，得到所述当前示功图的图形面积。

可选的，计算机产品执行程序时还可以实现如上述方法实施例其他步骤，具体可以参照上述实施例相应部分的描述，本实施例在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、计算机设备或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置、计算机设备和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程消息处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算机设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、计算机设备或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。