有杆泵抽油过程动态建模及冲次优化研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文有杆泵抽油过程动态建模及冲次优化研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：梁一龙高宪文教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：李鸿儒王小刚、李树江东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringIMIIJjlllllllllllMM／IIPllllIY2989683ResearchonDynamicModelingofSucker-rodPump

2、ingProcessandOptimizationforFrequencyofStrokeByLiangYilongSupervisor：ProfessorGaoXianwenNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：景一左日期：三叫钟年6风岁D16l学位论文版权使用授权书本学位论

3、文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：辟一是签字日期：2uH年莎风岁D国，。两年日⋯：习致签字日期灿曙67她b过万方数据东北大学硕士学位论文摘要有杆泵抽油过程动态建模及冲次优化研究摘要有杆抽油系统作为国内外油田最为广泛使用的，也是至今在机械采油方式中占绝对主导地位的人工举升方式。由于游梁式有杆泵抽油机具有结构简单、使用可靠、

4、操作维护方便，并能在恶劣的自然条件下长期连续工作等优点，在油田开采过程中得到广泛的应用。有杆抽油系统主要包括了抽油机、抽油杆和抽油泵三个组成部分。我国现有各种型号的抽油机保有量在二十万台以上。游梁式有杆泵抽油机是油田使用最广泛的地面抽油设备。本文首先，结合现有游梁式抽油机工作原理进行介绍。对油田在役的常规型游梁式抽油机的运动学和悬点载荷等动力学参数进行了详尽的分析计算。同时分析了油层向油井液体流入的动态特性。还对抽油泵的工作过程进行分析，并给出了液体流动与相关压力的计算方法。其次，针对上述模型，利用Matlab，编制了仿真程序。对游梁式抽油机的悬点位移、速度和加速度等进行了仿真；油井流

5、入动态仿真；还对一个周期内抽油泵液体流入与排出、泵腔压力变化进行了仿真；再对更长时间维度内的动液面变化规律进行仿真。通过这些仿真，完整给出了液体由地层流入井内，再通过抽油泵排出到井外的过程。最后，对动液面变化模型的研究为游梁式有杆泵抽油机的冲次优化提供了依据，在此基础上建立冲次优化的数学模型。根据优化目标的不同，分别建立产油量最多目标函数和经济效益最优目标函数。研究抽油机冲次优化过程中的约束条件，其中包括动液面的约束，以及避免电机长时间大载荷运行而发生故障的约束。对比了优化前后算例中的产油量和经济性，证明了冲次优化方法能够在提高生产效率方面所起到非常显著的作用。关键词：游梁式有杆泵抽油

6、机；冲次优化；Matlab；建模仿真．II．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonDynamicModelingofSucker-rodPumpingProcessandOptimizztionforFrequencyofStrokeAbstractSucker-rodpumpingsystemisthemostwidelyusedindomesticandforeignoilwells，anditisalsooverwhelminglydominantinthewaysofmechanicaloilartificialliftmethods．Becauset

7、herodpumpbeampumpingunithastheseadvantagesincludingthesimplestructure，thereliableoperation，theeasymaintenance，andlong-termcontinuousopermioninseriousconditions，etc．Itiswidelyusedinoilexplorationprocess．Sucker-rodpumpingsyste