抽油機(jī)專用變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用及仿真研究.pdf

1、石油是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有無與倫比的地位，但是我國(guó)石油在采油過程中的能耗過大情況令人堪憂。在油田應(yīng)用領(lǐng)域，游梁式抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)是我國(guó)目前油田使用最普遍的一種有桿泵類采油設(shè)備，但是一直存在以下幾個(gè)主要問題：一是系統(tǒng)效率比較低，大馬拉小車的現(xiàn)象比較嚴(yán)重；二是游梁式抽油機(jī)的載荷特點(diǎn)是帶有沖擊的周期性交變載荷，而且還存在發(fā)電問題；三是能耗較大，提高了采油成本；四是半負(fù)荷或者輕負(fù)荷問題十分嚴(yán)重，使抽油機(jī)在一個(gè)沖程里有相當(dāng)一部分時(shí)間處于

2、輕載運(yùn)行。因此提高開采效率、降低采油成本，是目前油田采油急待解決的問題。 針對(duì)上面游梁式抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中存在的一系列問題，論述了變頻調(diào)速的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，分析研究了抽油機(jī)的工作原理、負(fù)載特性，并對(duì)油田所采用的各種節(jié)能措施進(jìn)行了比較，明確了各種節(jié)能措施的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上通過試驗(yàn)證明了作者所采用的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)是滿足這種要求的合理的選擇。 本文闡述了基于抽油機(jī)電機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，選擇了89C51作為單片機(jī)

3、控制芯片，設(shè)計(jì)了單片機(jī)系統(tǒng)控制器，電壓、電流檢測(cè)的前向通道，以及實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)的后向通道部分等，并給出了試驗(yàn)報(bào)告和分析結(jié)果。針對(duì)此試驗(yàn)得出的結(jié)論，對(duì)抽油機(jī)電機(jī)采用更先進(jìn)的矢量控制方式進(jìn)行建模，重點(diǎn)對(duì)異步電機(jī)矢量控制通過MATLAB/SIMULINK進(jìn)行仿真，通過在工況條件下突然加速，突然減速，以及在空載條件下突加負(fù)載，在負(fù)載條件下突減負(fù)載等仿真實(shí)驗(yàn)，研究了控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、有擾動(dòng)情況等因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響。 試驗(yàn)表明了