陈琳:游梁式抽油机混合动力节能系统参数优化及最简控制模型建立论文

陈琳:游梁式抽油机混合动力节能系统参数优化及最简控制模型建立论文

本文主要研究内容

作者陈琳(2019)在《游梁式抽油机混合动力节能系统参数优化及最简控制模型建立》一文中研究指出:随着世界科技的发展,人们对石油能源的需求只增不减。目前大多数需要人工举升的油井均依靠有杆式类别的游梁式抽油机进行采油。游梁式抽油机具有结构简单、运行稳定等优点,但它采油所消耗的电能占油田总电能消耗的40%以上。造成耗能严重的原因是波动率较大的负载增加了电动机选型的装机功率,导致电机具有较低的负载率与效率。据统计,抽油机电动机在一个完整工作周期内的平均功率因数仅为0.448,效率不到50%。因此,游梁式抽油机的低负载率与耗能严重问题亟待解决。通过对国内外大量文献进行阅读与分析,目前针对游梁式抽油机的节能手段主要有改进抽油机的结构、采用节能驱动设备与采用节能控制器,其中,由于我国油田大多数采用的均为游梁式抽油机,将抽油机结构进行调整不易于国内大范围的普及,适用性较弱;采用节能驱动设备与节能控制器固然可以起到一定的节能效果,但对负载率的平衡效果有限,未完全发掘节能潜力,且无法有效抑制倒发电现象。基于以上分析,本文设计了基于液压混合动力的游梁式抽油机辅助节能系统,该系统不仅可以对全国大范围的游梁式抽油机进行节能使用推广,而且可以有效回收驴头势能,改善系统负载率及效率,实现大幅节能。本文的研究内容如下:首先分析了游梁式抽油机的基本结构与工作原理,推导了抽油机结构的几何关系并得到驴头悬点的运动规律,通过对悬点所受静载荷与动载荷进行分析与求解,绘制示功图;继而对抽油机传动机构进行受力分析,求解曲柄轴的扭矩变化规律。选取某型号抽油机作为研究对象,于Pro/E中进行结构建模,并导入Adams软件中进行运动学与动力学仿真,得到游梁式抽油机悬点运动规律与曲柄轴扭矩变化规律曲线,为后文的建模与仿真奠定基础。为了保证节能系统具有较强的适用性,对液压节能系统采用并联式混合动力结构。液压混合动力节能系统可以收集驴头下冲程释放的势能,并将其在上冲程时进行释放,缓解了电动机轴的等效负载波动率较大的情况。对液压节能系统的核心元件进行建模;以电机能耗最低为目标函数,根据变量初始值与变化范围,采用模拟退火算法对混合动力节能系统关键元件进行参数匹配,得到参数优化结果。根据所述液压系统节能原理与关键元件的数学模型,在AMESim中进行模型建立;采用Adams与AMESim联合仿真方法实现负载模拟计算。通过分析仿真结果证实液压节能系统的参数匹配与优化效果良好,节能效果显著,有效降低了电机轴负载的等效扭矩与电机的装机功率,大幅提升电机效率,节省了近25%的电能。为了简化控制系统输入参数,提高系统可靠性及降低工程信号采集成本,建立最简控制模型。基于电机能量流的数学模型,采用遗传算法对模型参数进行优化辨识,并通过Simulink进行理论模型搭建,结合实验数据对比验证最简控制模型可行性。最简控制模型可以把MISO系统简化为SISO系统,提高控制器响应速度,降低系统故障发生率,具有极大工程实践意义。

Abstract

sui zhao shi jie ke ji de fa zhan ,ren men dui dan you neng yuan de xu qiu zhi zeng bu jian 。mu qian da duo shu xu yao ren gong ju sheng de you jing jun yi kao you gan shi lei bie de you liang shi chou you ji jin hang cai you 。you liang shi chou you ji ju you jie gou jian chan 、yun hang wen ding deng you dian ,dan ta cai you suo xiao hao de dian neng zhan you tian zong dian neng xiao hao de 40%yi shang 。zao cheng hao neng yan chong de yuan yin shi bo dong lv jiao da de fu zai zeng jia le dian dong ji shua xing de zhuang ji gong lv ,dao zhi dian ji ju you jiao di de fu zai lv yu xiao lv 。ju tong ji ,chou you ji dian dong ji zai yi ge wan zheng gong zuo zhou ji nei de ping jun gong lv yin shu jin wei 0.448,xiao lv bu dao 50%。yin ci ,you liang shi chou you ji de di fu zai lv yu hao neng yan chong wen ti ji dai jie jue 。tong guo dui guo nei wai da liang wen suo jin hang yue dou yu fen xi ,mu qian zhen dui you liang shi chou you ji de jie neng shou duan zhu yao you gai jin chou you ji de jie gou 、cai yong jie neng qu dong she bei yu cai yong jie neng kong zhi qi ,ji zhong ,you yu wo guo you tian da duo shu cai yong de jun wei you liang shi chou you ji ,jiang chou you ji jie gou jin hang diao zheng bu yi yu guo nei da fan wei de pu ji ,kuo yong xing jiao ruo ;cai yong jie neng qu dong she bei yu jie neng kong zhi qi gu ran ke yi qi dao yi ding de jie neng xiao guo ,dan dui fu zai lv de ping heng xiao guo you xian ,wei wan quan fa jue jie neng qian li ,ju mo fa you xiao yi zhi dao fa dian xian xiang 。ji yu yi shang fen xi ,ben wen she ji le ji yu ye ya hun ge dong li de you liang shi chou you ji fu zhu jie neng ji tong ,gai ji tong bu jin ke yi dui quan guo da fan wei de you liang shi chou you ji jin hang jie neng shi yong tui an ,er ju ke yi you xiao hui shou lv tou shi neng ,gai shan ji tong fu zai lv ji xiao lv ,shi xian da fu jie neng 。ben wen de yan jiu nei rong ru xia :shou xian fen xi le you liang shi chou you ji de ji ben jie gou yu gong zuo yuan li ,tui dao le chou you ji jie gou de ji he guan ji bing de dao lv tou xuan dian de yun dong gui lv ,tong guo dui xuan dian suo shou jing zai he yu dong zai he jin hang fen xi yu qiu jie ,hui zhi shi gong tu ;ji er dui chou you ji chuan dong ji gou jin hang shou li fen xi ,qiu jie qu bing zhou de niu ju bian hua gui lv 。shua qu mou xing hao chou you ji zuo wei yan jiu dui xiang ,yu Pro/Ezhong jin hang jie gou jian mo ,bing dao ru Adamsruan jian zhong jin hang yun dong xue yu dong li xue fang zhen ,de dao you liang shi chou you ji xuan dian yun dong gui lv yu qu bing zhou niu ju bian hua gui lv qu xian ,wei hou wen de jian mo yu fang zhen dian ding ji chu 。wei le bao zheng jie neng ji tong ju you jiao jiang de kuo yong xing ,dui ye ya jie neng ji tong cai yong bing lian shi hun ge dong li jie gou 。ye ya hun ge dong li jie neng ji tong ke yi shou ji lv tou xia chong cheng shi fang de shi neng ,bing jiang ji zai shang chong cheng shi jin hang shi fang ,huan jie le dian dong ji zhou de deng xiao fu zai bo dong lv jiao da de qing kuang 。dui ye ya jie neng ji tong de he xin yuan jian jin hang jian mo ;yi dian ji neng hao zui di wei mu biao han shu ,gen ju bian liang chu shi zhi yu bian hua fan wei ,cai yong mo ni tui huo suan fa dui hun ge dong li jie neng ji tong guan jian yuan jian jin hang can shu pi pei ,de dao can shu you hua jie guo 。gen ju suo shu ye ya ji tong jie neng yuan li yu guan jian yuan jian de shu xue mo xing ,zai AMESimzhong jin hang mo xing jian li ;cai yong Adamsyu AMESimlian ge fang zhen fang fa shi xian fu zai mo ni ji suan 。tong guo fen xi fang zhen jie guo zheng shi ye ya jie neng ji tong de can shu pi pei yu you hua xiao guo liang hao ,jie neng xiao guo xian zhe ,you xiao jiang di le dian ji zhou fu zai de deng xiao niu ju yu dian ji de zhuang ji gong lv ,da fu di sheng dian ji xiao lv ,jie sheng le jin 25%de dian neng 。wei le jian hua kong zhi ji tong shu ru can shu ,di gao ji tong ke kao xing ji jiang di gong cheng xin hao cai ji cheng ben ,jian li zui jian kong zhi mo xing 。ji yu dian ji neng liang liu de shu xue mo xing ,cai yong wei chuan suan fa dui mo xing can shu jin hang you hua bian shi ,bing tong guo Simulinkjin hang li lun mo xing da jian ,jie ge shi yan shu ju dui bi yan zheng zui jian kong zhi mo xing ke hang xing 。zui jian kong zhi mo xing ke yi ba MISOji tong jian hua wei SISOji tong ,di gao kong zhi qi xiang ying su du ,jiang di ji tong gu zhang fa sheng lv ,ju you ji da gong cheng shi jian yi yi 。

论文参考文献

  • [1].游梁式抽油机动态平衡控制方法研究[D]. 邓皓天.西南石油大学2018
  • [2].游梁式抽油机功率随动优化控制技术研究[D]. 李旭.中国石油大学(华东)2017
  • [3].游梁式抽油机模块化生产方式研究[D]. 车新福.中国石油大学(华东)2017
  • [4].游梁式抽油机能耗分析与参数优化[D]. 顾帅杰.西安石油大学2019
  • [5].游梁式抽油机连杆装置性能的分析与研究[D]. 刘宇辉.兰州理工大学2019
  • [6].大庆油田游梁式抽油机与电机匹配现状分析及合理匹配研究[D]. 丁亮.东北石油大学2018
  • [7].游梁式抽油机电动机优化控制策略及节能方法分析[D]. Gaukhar Tergemessova.华北电力大学(北京)2018
  • [8].新型机械换向无游梁式抽油机优化设计及性能仿真[D]. 张红超.燕山大学2018
  • [9].游梁式抽油机示功图软测量及配重调平的技术研究[D]. 常文婷.西安理工大学2018
  • [10].游梁式抽油机工况监测系统的设计[D]. 王晓宇.东北石油大学2016
  • 读者推荐
  • [1].齿轮齿条式双井抽油机研究[D]. 陈瑞泽.西安石油大学2019
  • [2].基于测功机加载的液压混合动力模拟试验台[D]. 孙魁.吉林大学2019
  • [3].游梁式抽油机节能技术研究[D]. 李山山.东北石油大学2018
  • [4].游梁式抽油机节能控制的研究[D]. 李宪英.东北大学2012
  • [5].基于流量—冲次闭环抽油机的SRD设计[D]. 许宝初.中南大学2009
  • [6].基于开关磁阻电机的抽油机调速系统设计与研究[D]. 王东升.中国石油大学2008
  • [7].抽油机节能改造项目中开关磁阻电机的应用[D]. 母丹.北京交通大学2008
  • [8].电机试验台测试系统[D]. 朱坤.北京交通大学2008
  • [9].双驴头抽油机的动力学分析与优化设计[D]. 连颍.南京理工大学2007
  • [10].装载机工作装置液压系统节能技术研究[D]. 赵尚福.吉林大学2006
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自吉林大学的陈琳,发表于刊物吉林大学2019-06-25论文,是一篇关于游梁式抽油机论文,混合动力论文,参数匹配论文,最简控制模型论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自吉林大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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