毕业设计（论文）抽油机智能间采控制方法研究

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1、毕业论文（设计说明书）（2010届）题目：抽油机智能间采控制方法研究学号：姓名：联系电话：专业班级：指导教师：完成时间：2012年4月20日6摘要该文通过对地层渗流压力变化和自适应模糊控制算法的原理进行细致的分析研究，针对抽油机间抽制度难于确定、不便于执行的缺点，从分析地层压力变化及抽油机电流变化入手，结合自适应模糊控制算法，阐述抽油机智能间抽原理。最后通过对实践数据的分析与论证，摸索出油井间开规律，为有效执行抽油机井间抽制度、提高泵效、节约电量、延长机杆使用寿命提供了一条新思路。关键词:智能间抽；自适应

2、；节能降耗；控制系统；数学建模；6目录目录1摘要11引言22系统需求分析及工作原理33理论分析43.1油井压力降落曲线、压力恢复曲线及压力动态变化的理论描述43.2井压力恢复曲线的理沦描述43.3油井压力动态变化曲线的理论描述54自适应模糊控制建模74.1自适应模糊控制算法74.2自适应模糊控制系统的设计74.3智能间歇式采油机启抽的压力参数和时间参数的选择95试验方法与试验数据及优点115.1间歇采油控制器的工作方法及实验数据演示115.2间采控制器的优点和经济效益12参考文献136抽油机智能间采控制方

3、法一、前言油田上普遍使用的抽油机存在电机利用率低、扭矩利用率小的问题，这是由于抽油机和地下设备不能根据油层供液的波动性进行相应调整，使抽油机的抽取能力大于油井实际供液能力，导致出现泵效差、无效工作时间长的现象，既浪费了大量电能，又增加了抽油设备的损坏几率和维护费用【1】。针对以上问题，本文通过数学建模的方法分析地层压力的变化，确定抽油机启抽时间和地层压力恢复时间，通过实际数据采集分析抽油机电流变化，由此确定抽油机停抽时间，结合自适应模糊控制算法来实现对抽油机的智能间歇式采油控制。从而在不影响油井产量的前提

4、下，有效提高抽油机的工作效能。6二、系统需求分析及工作原理在注水油田开发后期，油井广泛采用了机械抽吸连续强采的开采方式。经过连续强采很长一段时间后，井中液面逐渐下降，泵的沉没度越来越不足，井压力会维持在一个比较低的数值，单位时间内供液条件变差，直到最后发生干抽现象，增加了采油机单耗，并浪费大量电能。对于这种油井，最简单的方法是实行间抽：当油井供液不足或发生干抽时，就关闭抽油机，等待井下液量的蓄积；当液面超过一定深度时，再开启抽油机进行抽吸。间抽控制的常见做法主要有：一是派人定时到油井去开停抽油机，但这种做

5、法费工费时，且很大程度上依赖于工作人员的经验；二是引入定时钟，只需设定开、停机时间，便能自动地完成间抽控制，但这种做法难以使抽油机的工作状态动态地响应油井负荷变化，无法保证最佳的节能效果，同时还有可能影响油井的产量【1】。为解决上述问题，可以采用智能间抽控制的方法。即通过装在井口的压力传感器和装在电路上的电流传感器，将连续的压力信号和电流信号送至计算机，精确感知油井负荷的动态变化；计算机根据采样的压力信号得到油井压力降落曲线和油井压力恢复曲线，完成油井的停采期时间参数和压力参数的优化计算与选择，抽油机按照

6、、进行启抽。通过对电机参数的优化分析，抽油机按照U值进行停抽。同时当设备运行发生各类问题和故障时，电流会发生明显变化，所以当检测到的电流信号超过允许的正常电流范围时，可设置计算机发出保护停机指令，实现停机保护。6三理论分析试验表明，以油井压力参数和电流参数为参考对象的自适应模糊系统可有效的控制油井间抽，可明显达到节约能源、提高经济效益的作用。下面详细介绍该理论：(一)油井压力降落曲线、压力恢复曲线及压力动态变化的理论描述当抽油泵的抽吸作用大于注水井的注水能量补充作用时，油井压力会有一定规律的下降。根据连续

7、的测定时间t与其对应的油井压力，对在直角坐标系中所作的。t曲线进行分析，其大部分形态和反余切曲线十分相似，当一条压力降落曲线和一条反余切曲线拟合时，油井的平均压力应该等于反余切曲线数值。假设压力降落曲线可以用反正切曲线近似地表示，则必然存在着一组a、b、M和N的参数，使得降落压力值可以用下式近似表示：(M<0)(1)通过压力曲线和反正切曲线拟合，可以得到油井压力降落曲线，油井压力降落曲线如图1所示。由图1可以看到，当油井开始采油的时候，在一段时间内，油井压力值基本维持在，如果继续开采，油井压力值将会以一个

8、较快的速率下降，直到油井压力值稳定在左右【2】。(二)井压力恢复曲线的理沦描述根据油层渗流力学的理论，当流体向井底呈平面径向渗流时，对于均匀地层，油井关井一段时间后，一定会出现下面的线性关系：(2)6中：,式中，为地层压力/Mpa；μ为原油粘度；为油井口产量；C为模型常数；K为地层渗透率；h为地层厚度；为单位换算系数；为关井后恢复压力；t为时间。式(2)可变化为：(3)上式为衰减曲线的一般方程，为了便于说明，不妨称为衰减型油井