智能井井下流量控制器液压监控系统研究与设计

发布时间：2020-06-16 08:37

【摘要】：智能井技术是一项新兴的油井生产管理系统,是智能数字化油田的重要组成部分。近些年,伴随我国油气开采技术的不断进步,滩海、深海等开采战略的实施,油气产量逐年递增,智能井凭借其智能化监测、远程控制、产能优化等特点受到了越来越多的关注。井下流量控制器是智能完井的核心部件,通过地面液压系统给定流量控制阀不同的压力信号,可以实现阀体对多产层的节流控制。本文设计了一套可以向智能井井下流量控制器提供压力源的液压监控系统以及配套的数据监测方案。首先,在分析了国内外智能井井下流量控制器液压控制系统研究现状和发展趋势的基础上,针对系统的功能需求及实际难点,提出了包含底层数据采集、地面控制系统和上位机HMI软件监控的三层体系结构。在系统整体框架设计的基础上,总结和描述了系统实现的关键技术。然后,针对系统所涉及的数据多节点采集算法和异步电机控制算法进行了较深入的研究。在液压控制系统运行现场,数据采集节点众多、数据格式多样,需要研究对应的数据格式封装和采集算法。在此背景下,提出了 CAN数据多节点封装和采集算法,算法可以对底层多数据节点进行转换、识别和远程传输。液压系统所需压力源来自系统的电机泵,电机泵向管线的加压时间由异步电机的转速决定,为了实现电机变频调速控制,在此设计电机PID控制算法。为了实现异步电机的模拟仿真,在MATLAB Simulink中建立非线性异步电机数学模型,设计PID控制算子,对比多组仿真效果,确定较优的控制参数。最后,在以上研究基础上,开发了基于PLC的智能井井下流量控制器液压系统的地面核心控制系统以及对应的上位机HMI监控软件,并依照设计样本,搭建了样机台架。通过试验结果表明,系统可以实现液压系统的智能控制,可以满足智能井井下流量控制器不同压力的供应需求,配套的液压解码器可以完成多产层、多开度的节流控制功能。方案设计合理,具有较强实用性。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE938
【图文】：

图１－２智能井系统地面部分逡逑水平井是指井眼轨迹达到水平（９０度左右）以后，再继续延伸一定长度的井［４６］

图１－３内含永置传感器ＩＣＶ逡逑（２）逦ＷｅｌｌＤｙｎａｍｉｃｓ公司开发了邋ＭＣ系列的流入控制阀

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 贾礼霆;何东升;卢玲玲;杨雄;安伦;杨杰;;流量控制阀在智能完井中的应用分析[J];机械研究与应用;2015年01期

2 王金龙;张宁生;汪跃龙;张冰;;智能井系统设计研究[J];西安石油大学学报(自然科学版);2015年01期

3 孔祥通;王春平;孙书鹰;刘江义;;基于CAN总线的嵌入式监控设备的设计[J];中国测试;2013年04期

4 秦文东;谭光兴;简文国;李珊;;改进增量式PID在电动车异步电机控制的应用[J];广西工学院学报;2013年01期

5 姜海涛;王超;;基于PLC的PID控制系统[J];计算机系统应用;2012年09期

6 余金陵;魏新芳;;胜利油田智能完井技术研究新进展[J];石油钻探技术;2011年02期

7 李沁生;于家凤;;基于Simulink的直流伺服电机PID控制仿真[J];船电技术;2011年03期

8 孙启富;孙运强;姚爱琴;;基于STM32的通用智能仪表设计与应用[J];仪表技术与传感器;2010年10期

9 孙晗;;基于PLC的PID控制算法的设计[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2010年05期

10 袁长江;李向明;;基于矢量控制的异步电机调速控制系统的仿真研究[J];电机技术;2009年02期

相关硕士学位论文 前8条

1 赵康;智能井井下流量控制器集成化设计及分析[D];西南石油大学;2017年

2 林美谚;故宫室外陈设数据监测系统的设计与实现[D];吉林大学;2016年

3 王松涛;固定翼无人机飞行控制系统设计[D];北京理工大学;2015年

4 汪贤浩;基于Cortex-M3平台的数据监测终端设计与实现[D];南京邮电大学;2015年

5 杭小宇;基于PLC数控切条机控制系统设计[D];扬州大学;2013年

6 刘伟;基于PLC的天然气集气站站控系统研究与开发[D];重庆大学;2013年

7 向伟;随钻声波井径检测仪的控制系统设计与研究[D];长江大学;2013年

8 武朝;基于PLC与WINCC的转运小车及其控制系统设计与实现[D];武汉理工大学;2011年

本文编号：2715810