本文關(guān)鍵詞：抽油機(jī)節(jié)能方法研究

  更多相關(guān)文章： 抽油機(jī) 節(jié)能方法 節(jié)能控制系統(tǒng) PID控制

【摘要】：抽油機(jī)作為油田采油的核心設(shè)備,在油田生產(chǎn)中發(fā)揮著重大作用。但是抽油機(jī)能耗大,效率低等問(wèn)題一直存在。導(dǎo)致這一問(wèn)題的主要原因是抽油機(jī)電機(jī)和油井供液能力不匹配,這是因?yàn)槌橛蜋C(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)一般按照所需的最大負(fù)荷選擇抽油機(jī)電機(jī),但抽油機(jī)正常運(yùn)行時(shí)其所需的能量遠(yuǎn)小于最大負(fù)荷時(shí)的能量。為解決上述問(wèn)題,本文對(duì)抽油機(jī)節(jié)能方法進(jìn)行了研究。本文研究了現(xiàn)有主流抽油機(jī)節(jié)能方法,主要有示功圖法、電功率法和動(dòng)液面法。動(dòng)液面法的核心思想是根據(jù)油井液面的變化來(lái)調(diào)節(jié)抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)而改變抽油機(jī)的沖次,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。文章根據(jù)變頻調(diào)速的原理建立了抽油機(jī)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合動(dòng)液面高度和抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)關(guān)系構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了速度PID控制器用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,液位PID控制器用于根據(jù)液面高度調(diào)節(jié)電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速。借助Matlab的Simulink工具對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行了仿真。為了驗(yàn)證抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)的節(jié)能效果,本文設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。其中硬件部分主要由PLC控制器、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器、液位傳感器和高速計(jì)數(shù)器構(gòu)成。軟件部分主要以動(dòng)液面法為控制核心采用梯形圖的編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)完成。通過(guò)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將系統(tǒng)運(yùn)行一小時(shí),可以看出系統(tǒng)根據(jù)不同液面的變化來(lái)改變抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)而改變抽油機(jī)沖次。說(shuō)明設(shè)計(jì)的抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)可以按照預(yù)期運(yùn)行。將其與沒(méi)有動(dòng)液面法的控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比,表明在相同運(yùn)行時(shí)間內(nèi)加入動(dòng)液面法的控制系統(tǒng)具有較少的耗電量。驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)具有較好的節(jié)能效果。本文中所用的方法在抽油機(jī)節(jié)能方面可以起到積極作用,能夠有效的減少抽油機(jī)耗電量,可以為油田管理和研究人員提供一個(gè)可借鑒的方案。
【關(guān)鍵詞】：抽油機(jī) 節(jié)能方法 節(jié)能控制系統(tǒng) PID控制
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE933.1;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-12
• 1.1 研究背景及意義7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-10
• 1.2.1 抽油機(jī)節(jié)能控制器的研究現(xiàn)狀7-9
• 1.2.2 抽油機(jī)節(jié)能方法的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)10
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容10-12
• 第2章 抽油機(jī)的工作原理及能耗分析12-23
• 2.1 抽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)12-13
• 2.1.1 游梁式抽油機(jī)基本結(jié)構(gòu)12
• 2.1.2 立式抽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)12-13
• 2.2 抽油機(jī)的工作原理13-15
• 2.2.1 抽油機(jī)采油系統(tǒng)的工作原理13-14
• 2.2.2 抽油泵的組成及工作原理14-15
• 2.3 抽油機(jī)的能耗分析15-18
• 2.3.1 抽油機(jī)能耗的組成15-16
• 2.3.2 抽油機(jī)主要能耗分析16-18
• 2.4 抽油機(jī)節(jié)能方法18-23
• 2.4.1 抽油機(jī)節(jié)能方法分析18-22
• 2.4.2 抽油機(jī)節(jié)能控制方法選取22-23
• 第3章 基于動(dòng)液面法的抽油機(jī)節(jié)能方法研究23-35
• 3.1 油井動(dòng)液面變化規(guī)律23-26
• 3.2 基于動(dòng)液面法的節(jié)能方案研究26-35
• 3.2.1 油井動(dòng)液面與抽油機(jī)沖次數(shù)學(xué)關(guān)系的建立27-29
• 3.2.2 抽油機(jī)沖次與電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)學(xué)關(guān)系的建立29-33
• 3.2.3 節(jié)能方案的總體設(shè)計(jì)33-35
• 第4章 基于動(dòng)液面法抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)的仿真35-44
• 4.1 抽油機(jī)電機(jī)變頻調(diào)速研究35-37
• 4.2 抽油機(jī)用異步電機(jī)變頻調(diào)速仿真模型的建立37-40
• 4.3 節(jié)能控制系統(tǒng)仿真及其結(jié)果分析40-44
• 第5章 基于動(dòng)液面法的抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-58
• 5.1 基于動(dòng)液面法抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)44-51
• 5.1.1 控制器的組成及硬件實(shí)現(xiàn)45-47
• 5.1.2 變頻器的原理及控制方式47-49
• 5.1.3 檢測(cè)裝置49-51
• 5.1.4 監(jiān)控設(shè)備的組成及應(yīng)用51
• 5.2 基于動(dòng)液面法抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)51-58
• 5.2.1 軟件總體設(shè)計(jì)52
• 5.2.2 軟件組成52-56
• 5.2.3 系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)56-58
• 第6章 抽油機(jī)節(jié)能控制模擬實(shí)驗(yàn)58-66
• 6.1 抽油機(jī)節(jié)能控制模擬實(shí)驗(yàn)介紹58-59
• 6.2 抽油機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試59-62
• 6.3 節(jié)能效果實(shí)驗(yàn)分析62-66
• 第7章 結(jié)論66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果71

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