基于直驱电液技术的有杆抽油系统运动控制与节能控制研究
发布时间：2021-11-29 09:42
有杆抽油系统在油田采油中占主导地位,是油田能耗的主要组成部分,其运行效率一直备受关注。采用传统游梁式抽油机是有杆抽油系统效率低下的重要原因。受限于游梁抽油机曲柄摇杆的非线性传动方式,尽管出现了各种改进型游梁抽油机,其驱动功率不平衡、电机负载率低、效率低下、工作参数调整困难、体积大质量重等一系列缺点一直存在,并限制了其通过长冲程低冲次运行提高有杆抽油系统效率的能力。因此一系列无游梁式抽油机得到了研发与应用。本文针对提高有杆抽油系统运行效率的目标,尝试将直驱电液技术应用其中,研发了线性平衡驱动的液压抽油机,研究了直驱电液系统的悬点提升位移跟踪控制,并基于井下系统工作动态提出了有杆抽油系统节能运行控制策略,实现了原油开采的节能增效。这些研究为有杆抽油系统效率提升与直驱电液系统应用研究提供了支撑,具有重要的实际应用与学术研究价值。本文根据采油悬点载荷的特点,从驱动速度平衡与驱动力平衡角度分析了减小抽油机装机功率、提高电机负荷率进而提高抽油机效率的方法,并由此设计了平衡效果好的直驱电液抽油机。为实现仅可获带噪声位移量测信号且受未知干扰的直驱电液抽油机悬点提升跟踪控制,本文研究了量测噪声环境下的系...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：203 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３某游梁抽油机一个周期内的电机扭矩??
（ｉ－ｉ）??抽油机的传动效率可以认为基本不变的，则抽油机效率？７＾主要由电动机效率决定。某??油井游梁抽油机的电动机扭矩曲线如图１－３?（张琪，２００３），可见电动机扭矩曲线１在一个??冲程周期内存在较大波动，这导致了该游梁抽油机需要采用较大功率的电动机且电动机的??负载率较低。轻载时电机效率较低是抽油机效率较低的重要原因，平衡抽油机电机所受载??荷，进而减小装机功率、提高电机负荷率，是提高抽油机效率；７ｐｕ的重要途径。??Ｉ?１—净扭矩??Ｈｊ?２？油丼Ｓ存扭任??Ｉ；?ｊ?３?—截柄平衡扭矩??图１－３某游梁抽油机一个周期内的电机扭矩??准确计算各部分效率７ＰＵ、１和７ｄｐ是比较困难的，如杲直接从有杆抽油系统的输入输??４??
浙江大学博士学位论文?第１章绪论??梁后臂有效长度的有规律变化实现悬点载荷大时游梁后臂长，悬点载荷小时游梁后臂??使光杆载荷扭矩的变化接近正弦规律，与按正弦规律变化的曲柄平衡扭矩相对应，使??净扭矩波动较小，迗到节能降耗的目的。四种改进型游梁抽油机结构见图１－４。??１．２无游梁式抽油机??
【参考文献】：
期刊论文
[1]油田生产经营应对低油价的思考及建议[J]. 唐玮,冯金德. 石油科技论坛. 2016(02)
[2]基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计[J]. 李刚,赵德阳,解瑞春,韩海兰,宗长富. 汽车工程. 2015(12)
[3]改进的反正切跟踪微分器设计[J]. 卜祥伟,吴晓燕,马震,钟宇. 上海交通大学学报. 2015(02)
[4]注塑机电液控制系统能量效率对比研究[J]. 张红娟,权龙,李斌. 机械工程学报. 2012(08)
[5]基于动态模拟的有杆泵充满程度计算新方法[J]. 王卫阳,万国强,吕新波. 石油机械. 2012(03)
[6]有杆抽油泵充满程度计算研究[J]. 狄敏燕,杨海滨,李汉周,张格,彭太祥. 复杂油气藏. 2011(04)
[7]煤层气井气体对有杆泵排采的影响[J]. 刘新福,吴建军,綦耀光,赵培华. 中国石油大学学报(自然科学版). 2011(04)
[8]矢量控制感应电机起动机理及直流预励磁研究[J]. 耿士广,胡安,马伟明,李卫超,何娜,鲁军勇. 电工技术学报. 2011(03)
[9]非线性积分滑模控制方法[J]. 李鹏,郑志强. 控制理论与应用. 2011(03)
[10]具有自学习功能的智能抽油机变频控制系统研究[J]. 马菊莲,马军鹏,周好斌. 钻采工艺. 2010(04)
博士论文
[1]盾构掘进系统电液控制技术及其模拟试验研究[D]. 施虎.浙江大学 2012
[2]抽油机井系统效率的数值模拟分析与试验研究[D]. 叶鹏.东北石油大学 2011
[3]变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究[D]. 张红娟.太原理工大学 2011
[4]直驱式电液伺服转叶舵机关键技术及其控制系统研究[D]. 苏文海.哈尔滨工业大学 2009
[5]基于能量调节的电液变转速阀控马达驱动系统研究[D]. 许明.浙江大学 2009
[6]液压电梯变转速闭式电液系统速度控制特性研究[D]. 胡东明.浙江大学 2009
[7]基于能量调节的电液变转速控制系统研究[D]. 沈海阔.浙江大学 2007
[8]液压电梯闭式回路节能型电液控制系统研究[D]. 林建杰.浙江大学 2005
[9]变频泵控马达调速及补偿特性的研究[D]. 彭天好.浙江大学 2003
[10]采用蓄能器的液压电梯变频节能控制系统研究[D]. 徐兵.浙江大学 2001
硕士论文
[1]游梁式抽油机节能控制研究[D]. 包振水.西南石油大学 2016
[2]有杆抽油系统效率和平衡分析研究[D]. 金钟辉.西安石油大学 2015
[3]基于机器视觉的运动目标实时跟踪算法研究[D]. 刘毛毛.中北大学 2015
[4]基于神经网络的抽油机节能算法研究[D]. 张旭华.西安石油大学 2014
[5]油井经济运行优化控制及数字化评价[D]. 郝瑞娜.大连理工大学 2014
[6]低渗透油藏油井间歇开采合理工作制度研究[D]. 李婧.西南石油大学 2013
[7]有杆抽油系统二维数值模拟研究[D]. 王洁琳.西南石油大学 2013
[8]抽油泵工作动态模型研究[D]. 于茂谦.中国石油大学（华东） 2013
[9]游梁式抽油机自动控制技术研究（冲次自动控制）[D]. 刘新.西安石油大学 2013
[10]有杆泵监测诊断及油田经济运行系统设计[D]. 姚鲁.大连理工大学 2013
本文编号：3526281
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：203 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３某游梁抽油机一个周期内的电机扭矩??
（ｉ－ｉ）??抽油机的传动效率可以认为基本不变的，则抽油机效率？７＾主要由电动机效率决定。某??油井游梁抽油机的电动机扭矩曲线如图１－３?（张琪，２００３），可见电动机扭矩曲线１在一个??冲程周期内存在较大波动，这导致了该游梁抽油机需要采用较大功率的电动机且电动机的??负载率较低。轻载时电机效率较低是抽油机效率较低的重要原因，平衡抽油机电机所受载??荷，进而减小装机功率、提高电机负荷率，是提高抽油机效率；７ｐｕ的重要途径。??Ｉ?１—净扭矩??Ｈｊ?２？油丼Ｓ存扭任??Ｉ；?ｊ?３?—截柄平衡扭矩??图１－３某游梁抽油机一个周期内的电机扭矩??准确计算各部分效率７ＰＵ、１和７ｄｐ是比较困难的，如杲直接从有杆抽油系统的输入输??４??
浙江大学博士学位论文?第１章绪论??梁后臂有效长度的有规律变化实现悬点载荷大时游梁后臂长，悬点载荷小时游梁后臂??使光杆载荷扭矩的变化接近正弦规律，与按正弦规律变化的曲柄平衡扭矩相对应，使??净扭矩波动较小，迗到节能降耗的目的。四种改进型游梁抽油机结构见图１－４。??１．２无游梁式抽油机??
【参考文献】：
期刊论文
[1]油田生产经营应对低油价的思考及建议[J]. 唐玮,冯金德. 石油科技论坛. 2016(02)
[2]基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计[J]. 李刚,赵德阳,解瑞春,韩海兰,宗长富. 汽车工程. 2015(12)
[3]改进的反正切跟踪微分器设计[J]. 卜祥伟,吴晓燕,马震,钟宇. 上海交通大学学报. 2015(02)
[4]注塑机电液控制系统能量效率对比研究[J]. 张红娟,权龙,李斌. 机械工程学报. 2012(08)
[5]基于动态模拟的有杆泵充满程度计算新方法[J]. 王卫阳,万国强,吕新波. 石油机械. 2012(03)
[6]有杆抽油泵充满程度计算研究[J]. 狄敏燕,杨海滨,李汉周,张格,彭太祥. 复杂油气藏. 2011(04)
[7]煤层气井气体对有杆泵排采的影响[J]. 刘新福,吴建军,綦耀光,赵培华. 中国石油大学学报(自然科学版). 2011(04)
[8]矢量控制感应电机起动机理及直流预励磁研究[J]. 耿士广,胡安,马伟明,李卫超,何娜,鲁军勇. 电工技术学报. 2011(03)
[9]非线性积分滑模控制方法[J]. 李鹏,郑志强. 控制理论与应用. 2011(03)
[10]具有自学习功能的智能抽油机变频控制系统研究[J]. 马菊莲,马军鹏,周好斌. 钻采工艺. 2010(04)
博士论文
[1]盾构掘进系统电液控制技术及其模拟试验研究[D]. 施虎.浙江大学 2012
[2]抽油机井系统效率的数值模拟分析与试验研究[D]. 叶鹏.东北石油大学 2011
[3]变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究[D]. 张红娟.太原理工大学 2011
[4]直驱式电液伺服转叶舵机关键技术及其控制系统研究[D]. 苏文海.哈尔滨工业大学 2009
[5]基于能量调节的电液变转速阀控马达驱动系统研究[D]. 许明.浙江大学 2009
[6]液压电梯变转速闭式电液系统速度控制特性研究[D]. 胡东明.浙江大学 2009
[7]基于能量调节的电液变转速控制系统研究[D]. 沈海阔.浙江大学 2007
[8]液压电梯闭式回路节能型电液控制系统研究[D]. 林建杰.浙江大学 2005
[9]变频泵控马达调速及补偿特性的研究[D]. 彭天好.浙江大学 2003
[10]采用蓄能器的液压电梯变频节能控制系统研究[D]. 徐兵.浙江大学 2001
硕士论文
[1]游梁式抽油机节能控制研究[D]. 包振水.西南石油大学 2016
[2]有杆抽油系统效率和平衡分析研究[D]. 金钟辉.西安石油大学 2015
[3]基于机器视觉的运动目标实时跟踪算法研究[D]. 刘毛毛.中北大学 2015
[4]基于神经网络的抽油机节能算法研究[D]. 张旭华.西安石油大学 2014
[5]油井经济运行优化控制及数字化评价[D]. 郝瑞娜.大连理工大学 2014
[6]低渗透油藏油井间歇开采合理工作制度研究[D]. 李婧.西南石油大学 2013
[7]有杆抽油系统二维数值模拟研究[D]. 王洁琳.西南石油大学 2013
[8]抽油泵工作动态模型研究[D]. 于茂谦.中国石油大学（华东） 2013
[9]游梁式抽油机自动控制技术研究（冲次自动控制）[D]. 刘新.西安石油大学 2013
[10]有杆泵监测诊断及油田经济运行系统设计[D]. 姚鲁.大连理工大学 2013
本文编号：3526281
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