基于智能控制的抽油機變頻節(jié)能控制系統(tǒng).pdf

1、游梁式抽油機在當(dāng)今采油設(shè)備中占有重要的地位。由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、耐久性好、維修方便、適應(yīng)現(xiàn)場工況等特點，在今后相當(dāng)長時間內(nèi)必將還是油田的主要采油設(shè)備和耗能設(shè)備。為了保證抽油機有足夠的過載能力，通常電動機裝機功率比較大，而采油過程中負(fù)荷一般不會太高，所以電機負(fù)載率只有30％左右，也就是通常說的“大馬拉小車”現(xiàn)象，在油田開發(fā)后期，更為嚴(yán)重，因此而造成了電能的極大浪費。 針對游梁式抽油機存在的輕載和“干抽”等問題，在總結(jié)分析

2、前人研究的基礎(chǔ)上，本文提出了智能控制與變頻調(diào)速相結(jié)合的綜合節(jié)能控制方案，即利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對井下蓄液量進行預(yù)報，在蓄液量較少時，及時停機；在蓄液量達(dá)到“滿抽”時，及時開機，并在開機運行時輔以變頻技術(shù)，根據(jù)負(fù)載大小實時控制電機轉(zhuǎn)速，以達(dá)到更好的節(jié)能目的。 為了實現(xiàn)該節(jié)能方案，本課題對智能控制技術(shù)和變頻技術(shù)分別作了研究，并在總結(jié)分析前人研究的成果同時，分別設(shè)計了符合抽油機特點的智能控制器和變頻器，此外，還保留了兩者互聯(lián)接口。

3、 在設(shè)計智能控制部分時，本文研究分析了模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各自特點，模糊控制有較強的表達(dá)能力，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有更好的學(xué)習(xí)能力。為了充分利用兩者所長，選用了模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合而成的TS模糊系統(tǒng)模型，并根據(jù)采油現(xiàn)場特點，選取一個小油區(qū)作為控制對象，設(shè)計了適合抽油機控制的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。為了制定實用的模糊規(guī)則和訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，多次到勝利油田設(shè)計院和采油廠與相關(guān)人員聯(lián)系，選取了多口輕載井，采集了大量的真實數(shù)據(jù)用以訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，并咨詢了多位采油專家，制訂了基

4、本的模糊控制規(guī)則。并對智能控制部分硬軟件進行了設(shè)計。 由于通用變頻器價格昂貴，并且在油田的應(yīng)用也不是很理想，所以與合作企業(yè)工程人員共同設(shè)計了抽油機專用變頻器，專用變頻器由單片機系統(tǒng)、整流逆變電路及IGBT驅(qū)動保護電路構(gòu)成。該變頻器簡單實用，成本較低。此外，為適合變頻調(diào)速要求，對變頻主電路也進行了設(shè)計改進。 此外，本課題為了實驗需要，制作了抽油機模擬負(fù)載，該模擬負(fù)載由異步電機、減速箱、支架及重物組成，用以模擬抽油機采油過程