抽油機載荷的模擬與控制仿真研究.pdf

1、游梁式抽油機是使用最廣泛的油田開采設(shè)備，也是主要的耗能設(shè)備，其自身結(jié)構(gòu)，形成了抽油機特有的負載特性，即帶有沖擊的交變載荷。為了弄清抽油機實際的運行狀態(tài)，有的放矢地開發(fā)節(jié)能裝置及其控制系統(tǒng)，有必要研究工作載荷變化很大的抽油機的負載特性，為抽油機的節(jié)能運行提供理論依據(jù)。
　　 論文主要從理論上對抽油機的載荷模擬裝置進行了深入研究，完成了基于磁粉制動器和飛輪相結(jié)合的載荷模擬裝置的設(shè)計，以現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)為依據(jù)，復(fù)現(xiàn)其載荷信息，并結(jié)合先進的

2、控制手段對加載裝置進行控制，從而滿足載荷模擬裝置的控制要求。論文來源于“抽油機蓄能節(jié)能技術(shù)研究與開發(fā)”項目，主要研究內(nèi)容如下：
　　 首先分析了載荷模擬加載系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并結(jié)合抽油機采油過程中的負載特性，設(shè)計一套抽油機載荷模擬裝置；
　　 接著分析了抽油機的懸點載荷，通過懸點的運動規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型，研究懸點載荷的傳遞轉(zhuǎn)換，從而得到電動機輸出軸的扭矩，并與現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)進行比較，為載荷模擬裝置的設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持；在此基礎(chǔ)上對抽

3、油機載荷的模擬方案進行了分析，提出一種新的載荷模擬裝置，闡述了其工作原理；
　　 隨后應(yīng)用Matlab軟件中cftool工具箱對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行曲線擬合，分析三相異步電動機的機械特性，建立了抽油機載荷模擬裝置的數(shù)學(xué)模型，對機械部分進行運動仿真，以驗證各機構(gòu)參數(shù)的正確性；
　　 最后對抽油機正負載荷的模擬進行了控制策略的研究，設(shè)計了PID控制策略，并且用Matlab軟件中的Simulink工具箱進行了仿真，得到可視化的仿真結(jié)果