游梁式抽油機采油系統(tǒng)矢量控制節(jié)能方法研究.pdf

1、目前游梁式抽油機是我國的主要采油設(shè)備,在油田的生產(chǎn)中占有重要地位,但是一直存在效率低、能耗大等問題。為解決以上問題,論文以游梁式抽油機采油系統(tǒng)為研究對象,以提高系統(tǒng)效率,節(jié)能為目標(biāo),對抽油機的四連桿機構(gòu)、電動機、負(fù)載特性以及抽油機優(yōu)化運行,進行節(jié)能降耗研究。論文主要內(nèi)容如下:
　　1游梁式抽油機采油系統(tǒng)矢量控制節(jié)能方法研究。該部分內(nèi)容在分析現(xiàn)有節(jié)能型抽油機、電動機以及控制器的節(jié)能機理的基礎(chǔ)上,提出了矢量控制節(jié)能方法,首次將游梁式抽

2、油機采油系統(tǒng)的節(jié)能分為周期內(nèi)節(jié)能和多周期運行節(jié)能?；陔妱訖C矢量控制技術(shù),使電動機適應(yīng)抽油機懸點載荷的變化,實現(xiàn)周期內(nèi)節(jié)能。以油井供排平衡為基礎(chǔ),依據(jù)抽油機電動機運行參數(shù),判定油井供液能力,對抽汲參數(shù)進行優(yōu)化,實現(xiàn)多周期運行節(jié)能。矢量控制節(jié)能方法為采油系統(tǒng)建模和優(yōu)化運行奠定了基礎(chǔ)。
　　2游梁式抽油機采油系統(tǒng)矢量控制模型構(gòu)建。運用矢量法對抽油機懸點載荷進行求解。按照異步電動機轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方法,建立了游梁式抽油機電動機模型

3、。以抽油機電動機輸出軸為等效構(gòu)件,將由皮帶輪、減速箱、四連桿以及懸點載荷產(chǎn)生的等效力矩和慣性力矩作用其上,建立了地面等效力學(xué)模型。根據(jù)抽油桿柱懸掛的彈性和縱向振動力學(xué)方程,建立了抽油桿柱預(yù)測模型。利用抽油機采油系統(tǒng)的地面等效力學(xué)模型和抽油桿柱的預(yù)測模型,進行了系統(tǒng)動態(tài)分析研究。
　　3游梁式抽油機采油系統(tǒng)供排平衡優(yōu)化運行研究。分析現(xiàn)有優(yōu)化方法,提出了基于矢量控制的優(yōu)化運行方法。根據(jù)電動機轉(zhuǎn)矩電流與抽油機供排平衡的關(guān)系,建立了8種油

4、井工況下電動機轉(zhuǎn)矩與API標(biāo)準(zhǔn)的示功圖對應(yīng)關(guān)系。建立了以系統(tǒng)效率最優(yōu)為目標(biāo)的游梁式抽油機供排平衡優(yōu)化運行模型,實現(xiàn)了系統(tǒng)多周期運行節(jié)能。
　　4用支持向量機預(yù)測油井產(chǎn)液量方法對抽油機供排平衡優(yōu)化模型進行了改進,并利用網(wǎng)格搜索尋優(yōu)和粒子群尋優(yōu)法對支持向量機的參數(shù)C、g進行了尋優(yōu)。優(yōu)化模型的改進減少了油井預(yù)測產(chǎn)液量的誤差,增加了模型的準(zhǔn)確性。
　　5對論文中建立的模型進行了仿真和試驗。系統(tǒng)有功功率仿真與實測電能曲線中的有功功率比