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1、地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油舉升技術(shù)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流量和壓力穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在稠油井和含砂、含氣比例高的油井開(kāi)采中得到了日益廣泛的應(yīng)用。以地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油舉升過(guò)程中的轉(zhuǎn)速控制為切入點(diǎn),詳細(xì)研究了沉沒(méi)度對(duì)轉(zhuǎn)速控制的影響,闡述了地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵的軟啟動(dòng)和軟停車的控制理論和方法,確定了以直接轉(zhuǎn)矩控制方式為異步電機(jī)變頻控制系統(tǒng)的策略,并對(duì)傳統(tǒng)的PI轉(zhuǎn)速控制器進(jìn)行了模糊改進(jìn),對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了優(yōu)劣對(duì)比。
本文首先闡述了沉沒(méi)度對(duì)油井泵效、系統(tǒng)效
2、率、檢泵率的影響,在利用加權(quán)平均函數(shù)分析最佳沉沒(méi)度的基礎(chǔ)上,根據(jù)油井的流入與流出供排平衡關(guān)系,實(shí)時(shí)跟蹤匹配油井的供液能力,建立起地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵的轉(zhuǎn)速控制模型,根據(jù)不同的動(dòng)液面選擇合理的轉(zhuǎn)速,提高地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵的采油效率。詳細(xì)介紹了地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵軟啟動(dòng)和軟停車的控制理論和方法,分析了軟啟動(dòng)的上升時(shí)間,以及軟啟動(dòng)過(guò)程中所需的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及啟動(dòng)電流,選擇S形的升速方式。根據(jù)異步電機(jī)停車過(guò)程中的機(jī)械特性選擇合適的降速時(shí)間和S形的降速方式。分析了螺
3、桿泵井停機(jī)時(shí)的反扭矩的組成,確定出了軟停車過(guò)程中所需的制動(dòng)扭矩,并建立了變頻調(diào)速系統(tǒng)的輸出頻率變化與制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。最后,闡述了異步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成。在Matlab/simulink環(huán)境下建立了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型,針對(duì)傳統(tǒng)PI速度控制器對(duì)突加負(fù)載或速度變化時(shí),轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、抗干擾能力差的問(wèn)題,引入模糊PI速度控制器,選擇合理的參數(shù)整定。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:改進(jìn)后基于模糊速度控制器的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)
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