API游梁式抽油机智能化节能控制系统研究

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有杆抽油系统是国内外油田最主要的人工举升方式,至今仍在机械采油方式中占绝对主导地位。由于游梁式抽油机具有结构简单、使用可靠、操作维护方便、整机可靠性高,在恶劣的自然条件下具有长期连续工作能力等优点,在油田开采过程中得到广泛应用。但目前国内大部分油田处于开发中后期,油井渗透力较低,抽油机“轻载”和“空抽”现象较严重,在开采过程中抽油机的冲程效率不能得到有效的利用,造成石油开采的电耗成本较高,能源浪费十分严重。因此,完善抽油机的设计理念,研制出一种新型的智能化节能控制系统的游梁式抽油机对于提高抽油机采油系统的工作效率和经济效益具有重要意义。目前油田普遍采用人工间抽技术,即人工制定间抽启停时间启停抽油机,该技术不能合理的制定间抽制度,应用效果并不显著。针对油田间抽技术的现状,本文设计了一种游梁式抽油机智能化节能控制系统,以控制抽油机合理间抽为主要任务,最终实现节能的设计目标。该控制系统采用模糊神经网络控制技术,利用模糊神经网络模型建立电动机负载电流与产量的对应关系,通过产量对井下蓄液量进行判断。该系统以抽油机采油系统工作的实际数据作为模糊神经网络训练的样本数据,并结合理论知识和采油专家的丰富经验,制定出与实际相符的基本模糊控制规则,设计出符合抽油机系统特点的模糊神经网络模型,实现抽油机的智能控制,科学合理的制定间抽制度,从而有效地控制抽油机的启停工作状态,达到最佳的工作效果。游梁式抽油机智能控制系统包含硬件设计和模糊神经网络设计两部分。硬件部分:设计以符合现场的功能和性能要求为原则,采用模块化的设计方法对各硬件电路进行设计;模糊神经网络部分:利用MATLAB软件以及simulink模块对模糊神经网络进行建模、编程以及虚拟仿真,利用样本数据对模糊神经网络进行训练与学习,利用评价数据对已训练的模糊神经网络进行性能测试,测试结果达到了预期效果,验证了该模糊神经网络的可行性。抽油机智能化节能控制系统的设计有效的避免“空抽”现象的发生,实现低产或老油田区域的智能化管理,减轻采油人员的工作量,减少油井事故,延长油井免修期,提高抽油机井产油效率,并达到节约能源稳定产量的目的。
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