有桿泵抽油過程動態(tài)建模及沖次優(yōu)化研究.pdf

1、有桿抽油系統(tǒng)作為國內外油田最為廣泛使用的，也是至今在機械采油方式中占絕對主導地位的人工舉升方式。由于游梁式有桿泵抽油機具有結構簡單、使用可靠、操作維護方便，并能在惡劣的自然條件下長期連續(xù)工作等優(yōu)點，在油田開采過程中得到廣泛的應用。有桿抽油系統(tǒng)主要包括了抽油機、抽油桿和抽油泵三個組成部分。我國現(xiàn)有各種型號的抽油機保有量在二十萬臺以上。游梁式有桿泵抽油機是油田使用最廣泛的地面抽油設備。
　　本文首先，結合現(xiàn)有游梁式抽油機工作原理進行介

2、紹。對油田在役的常規(guī)型游梁式抽油機的運動學和懸點載荷等動力學參數(shù)進行了詳盡的分析計算。同時分析了油層向油井液體流入的動態(tài)特性。還對抽油泵的工作過程進行分析，并給出了液體流動與相關壓力的計算方法。
　　其次，針對上述模型，利用Matlab，編制了仿真程序。對游梁式抽油機的懸點位移、速度和加速度等進行了仿真;油井流入動態(tài)仿真;還對一個周期內抽油泵液體流入與排出、泵腔壓力變化進行了仿真;再對更長時間維度內的動液面變化規(guī)律進行仿真。通過這

3、些仿真，完整給出了液體由地層流入井內，再通過抽油泵排出到井外的過程。
　　最后，對動液面變化模型的研究為游梁式有桿泵抽油機的沖次優(yōu)化提供了依據，在此基礎上建立沖次優(yōu)化的數(shù)學模型。根據優(yōu)化目標的不同，分別建立產油量最多目標函數(shù)和經濟效益最優(yōu)目標函數(shù)。研究抽油機沖次優(yōu)化過程中的約束條件，其中包括動液面的約束，以及避免電機長時間大載荷運行而發(fā)生故障的約束。對比了優(yōu)化前后算例中的產油量和經濟性，證明了沖次優(yōu)化方法能夠在提高生產效率方面所起