地面驅(qū)動螺桿泵轉(zhuǎn)速自動控制技術(shù)研究.pdf

1、地面驅(qū)動螺桿泵采油舉升技術(shù)以其結(jié)構(gòu)簡單、流量和壓力穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點，在稠油井和含砂、含氣比例高的油井開采中得到了日益廣泛的應(yīng)用。以地面驅(qū)動螺桿泵采油舉升過程中的轉(zhuǎn)速控制為切入點，詳細(xì)研究了沉沒度對轉(zhuǎn)速控制的影響，闡述了地面驅(qū)動螺桿泵的軟啟動和軟停車的控制理論和方法，確定了以直接轉(zhuǎn)矩控制方式為異步電機(jī)變頻控制系統(tǒng)的策略，并對傳統(tǒng)的PI轉(zhuǎn)速控制器進(jìn)行了模糊改進(jìn)，對仿真結(jié)果進(jìn)行了優(yōu)劣對比。
　　本文首先闡述了沉沒度對油井泵效、系統(tǒng)效

2、率、檢泵率的影響，在利用加權(quán)平均函數(shù)分析最佳沉沒度的基礎(chǔ)上，根據(jù)油井的流入與流出供排平衡關(guān)系，實時跟蹤匹配油井的供液能力，建立起地面驅(qū)動螺桿泵的轉(zhuǎn)速控制模型，根據(jù)不同的動液面選擇合理的轉(zhuǎn)速，提高地面驅(qū)動螺桿泵的采油效率。詳細(xì)介紹了地面驅(qū)動螺桿泵軟啟動和軟停車的控制理論和方法，分析了軟啟動的上升時間，以及軟啟動過程中所需的啟動轉(zhuǎn)矩以及啟動電流，選擇S形的升速方式。根據(jù)異步電機(jī)停車過程中的機(jī)械特性選擇合適的降速時間和S形的降速方式。分析了螺

3、桿泵井停機(jī)時的反扭矩的組成，確定出了軟停車過程中所需的制動扭矩，并建立了變頻調(diào)速系統(tǒng)的輸出頻率變化與制動轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。最后，闡述了異步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成。在Matlab/simulink環(huán)境下建立了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型，針對傳統(tǒng)PI速度控制器對突加負(fù)載或速度變化時，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、抗干擾能力差的問題，引入模糊PI速度控制器，選擇合理的參數(shù)整定。仿真實驗結(jié)果表明:改進(jìn)后基于模糊速度控制器的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)