抽汲作业恒速自动控制系统的研究与开发

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1、抽汲作业恒速自动控制系统的研究与开发重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：丁磊指导教师：阎春平教授专业：机械制造及其自动化学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一六年五月ResearchandDevelopmentofAutomaticControlSystemforConstantSpeedonSwabbingOperationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEnginee

2、ringByDingLeiSupervisedbyProf.YanChunpingSpecialty：MechanicalManufacturingandItsAutomationCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2016重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要在石油勘探开发的各项施工中，抽汲作业是一个重要环节。随着以低渗、低压、低孔为特点的非自喷层和非自喷井所占的比例越来越大，抽汲作业的工作量也随之加重。抽汲作业的主要动力来源和设备是通

3、井机，通过手动操作和刹把制动来实现载荷的起升和下放工作。然而，在抽汲作业过程中，抽汲作业的关键参数点都是依靠操作人员的经验来判断，自动化程度不高，操作人员的劳动强度大，生产效率低下。针对以上问题，本文对抽汲作业恒速自动控制系统的总体方案和关键技术进行分析研究，开发了抽汲作业恒速自动控制系统，实现抽汲作业的恒速控制，降低操作人员的劳动强度，提高抽汲作业的自动化水平。首先，介绍了抽汲设备的发展状况，分析了自动控制技术在国内外修井作业设备中的应用，并根据抽汲作业恒速自动控制系统的功能需求，提出了抽汲作业恒速自动控制系统的总体方案。该方案利用

4、PLC对现场传感器的数据进行采集和处理，然后通过通信模块将数据传输至前台监控系统完成数据的监控，最后采用后台打印系统实现数据文件的导入、数据查询、曲线预览和打印的功能。其次，对系统研发过程中所涉及的关键技术进行研究。①针对抽汲作业恒速自动控制系统具有滞后较大，非线性、时变不确定性的特点，提出一种抽汲作业下放速度的模糊自适应PID控制算法，将模糊控制和自适应PID控制相结合，利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定，提高系统对速度的控制精度，以达到较为理想的控制效果。②提出一种抽汲作业过程中工作状态和控制参数可追溯性的解决方法。该方

5、法通过对抽汲作业过程中关键控制参数的确定和记录、数据的循环存储以及历史数据的转移存档和实时曲线的回放，实现了抽汲作业过程的可追溯性，为安全事故原因的判断提供了可靠的依据。最后，基于以上关键技术的分析研究，开发了一套抽汲作业恒速自动控制系统。现场测试表明，该系统运行稳定可靠，提高了抽汲作业的自动化水平，降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。关键词：恒速，模糊自适应，PLC，可追溯性I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTSwabbingoperationisanimportantpartinvariousconstructio

6、nsofoilexploringanddevelopping.Withtheproportionofnoflowinglayerandnoflowingwellcharacterizedbylowpermeability,lowpressureandlowporosityisascending,theworkloadofswabbingoperationalsoincreases.Themajorpowersourceanddeviceofswabbingoperationiswheeledtractorhoist,whichimpl

7、ementsliftingandlayingdownofswabbingtoolbymanualoperationandbrakebarbraking.However,Keyparametersofswabbingoperationalwaysrelyonthefieldengineer’sexperiencestojudgeintheprocessofswabbingoperation.Itleadstolowdegreeofautomation,greatworkintensityoftheoperatorandlowproduc

8、tionefficiency.Therefore,tocuretheaboveproblems,Thispapermakesastudyoftheoverallschemeofautomaticcontrolsystem