發(fā)布時(shí)間：2021-01-25 10:57

　　我國(guó)大多數(shù)陸上油田已經(jīng)處于開(kāi)采中后期階段,油井產(chǎn)液量波動(dòng)范圍大,進(jìn)而導(dǎo)致抽油機(jī)頻繁出現(xiàn)“空抽”或“不滿抽”的現(xiàn)象,油井抽油效率低,電能浪費(fèi)嚴(yán)重。為此,本文針對(duì)抽油機(jī)電機(jī)電流信號(hào)中噪聲過(guò)多造成抽油量誤判導(dǎo)致能源浪費(fèi)的問(wèn)題,從電機(jī)自身以及傳輸電路出發(fā),利用抽油機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（Switched Reluctance Motor,SRM）電流與抽油量的關(guān)系特性,研究了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電流去噪算法,使得電機(jī)處于最佳轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài),達(dá)到節(jié)能抽油的目的。首先,本文分析開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理,找出造成開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電流信號(hào)干擾的原因;其次,綜合硬閾值函數(shù)和軟閾值函數(shù)去噪過(guò)程結(jié)果不連續(xù)、誤差較大等問(wèn)題,提出了SRM電流去噪算法新的閾值函數(shù),使得電流去噪算法處理的電流信號(hào)更連續(xù)、更接近真實(shí)電流信號(hào);接著,對(duì)抽油機(jī)各部件進(jìn)行受力分析,得到抽油量與抽油機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電流去噪之間的關(guān)系,以此控制電機(jī)工作的最佳轉(zhuǎn)速;最后,結(jié)合抽油量與電流關(guān)系將改進(jìn)的去噪算法移植到STM32開(kāi)發(fā)板上,并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了模擬測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文研究的抽油機(jī)SRM電流去噪算法能夠有效地去除電流信號(hào)噪聲,通過(guò)抽油量與開(kāi)關(guān)磁阻電... 

【文章來(lái)源】： 李金武 西安石油大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

抽油井示意圖

第二章抽油機(jī)工作原理及信號(hào)干擾分析7第二章抽油機(jī)工作原理及信號(hào)干擾分析2.1抽油機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理2.1.1抽油機(jī)組成結(jié)構(gòu)游梁式抽油機(jī)目前在油田使用最為廣泛，如圖2-1所示，由游梁式抽油機(jī)、抽油泵、抽油桿柱三部分構(gòu)成游梁式采油系統(tǒng)[22]。圖2-1抽油井示意圖如圖2-2所示，游梁式抽油機(jī)位于地上部分，包括電動(dòng)機(jī)、曲柄、減速箱及輔助設(shè)備等裝置。抽油機(jī)作業(yè)一個(gè)周期分為上、下兩個(gè)沖程，作用在驢頭懸點(diǎn)上的負(fù)載始終在變化。上沖程，驢頭往上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)抽油桿和液柱上升，這時(shí)電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，提供能量來(lái)拉動(dòng)驢頭上升[24]。下沖程，驢頭被液柱和抽油桿往下拉動(dòng)，反過(guò)來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)做功，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電狀態(tài)。在這種工作條件下，如果不配備平衡裝置，抽油機(jī)上、下沖程所承受的負(fù)載極其不均衡，這將對(duì)抽油機(jī)的電動(dòng)機(jī)、四連桿機(jī)構(gòu)和減速箱的使用壽命和效率造成嚴(yán)重的影響，使抽油桿長(zhǎng)期處于惡劣的工作條件下，斷裂的幾率將會(huì)大大增加。圖2-2游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

油機(jī)一般會(huì)在曲柄或游梁尾部上加上相當(dāng)重量的平衡塊。加上平衡塊后，在下沖程時(shí)，抽油桿柱拉動(dòng)驢頭下降，驢頭和桿柱及液柱的重力作用將平衡塊從低位置抬升至高位置，使得平衡塊重力勢(shì)能增加[25]。除了憑借桿柱等的重力勢(shì)能還需電動(dòng)機(jī)提供部分電能來(lái)輔助將平衡塊提升。在上沖程時(shí)，平衡塊由高處下落釋放重力勢(shì)能，幫助電動(dòng)機(jī)提升驢頭來(lái)拉動(dòng)抽油桿和液柱，從而降低電動(dòng)機(jī)做功來(lái)降低電動(dòng)機(jī)的壓力減少電能消耗[26]。油田現(xiàn)在使用的大部分游梁式抽油機(jī)都配有平衡裝置，對(duì)電動(dòng)機(jī)提供電能的需求減少，且處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間減少。如圖2-3所示，抽油泵主要由泵筒、柱塞、固定閥和游動(dòng)閥組成，懸掛在油管柱的底部。抽油桿的作用則是連接地上抽油機(jī)和地下抽油泵，在泵體內(nèi)部抽油桿在驢頭的拉動(dòng)下帶動(dòng)柱塞做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成將原油從油井抽取到地上的工作。抽油泵工作環(huán)境惡劣，常常要深入到地下幾百米去進(jìn)行抽油，且所抽取的液體中不僅有原油，還包含氣體，水分及臘、砂等物質(zhì)[27]，為盡可能提高抽油質(zhì)量，對(duì)抽油泵的設(shè)計(jì)和材料有很高的要求。圖2-3抽油泵結(jié)構(gòu)圖2.1.2抽油機(jī)工作原理抽油機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作，電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶連接著減速箱，帶動(dòng)減速箱轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，減速箱則帶動(dòng)曲柄做圓周運(yùn)動(dòng)，曲柄通過(guò)連桿連接著游梁，使游梁開(kāi)始上下擺動(dòng)，這樣一來(lái)，在游梁另一端的驢頭由于杠桿作用也上下擺動(dòng)[29]。曲柄順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，科學(xué)設(shè)計(jì)的曲柄每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)與抽油機(jī)的沖次數(shù)相同。位于曲柄上的額孔眼用來(lái)調(diào)節(jié)沖程，皮帶輪的大小則可以決定沖次數(shù)，使用不同大小皮帶輪來(lái)調(diào)節(jié)沖次數(shù)[30]。抽油泵主要由泵筒、柱塞、固定閥和游動(dòng)閥四部分組成。泵筒即缸套，內(nèi)裝有柱塞，游動(dòng)閥安裝在柱塞內(nèi)部[31]。柱塞與泵筒形成密閉空間，用于從泵筒內(nèi)排出液體。泵用?

【參考文獻(xiàn)】：
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