游梁式抽油机调速控制系统节能方法的研究

【摘要】： 游梁式抽油机调速控制系统能对抽油机的运行状态进行监控并根据负载的变化对其进行速度冲程控制使其达到节能运行的目的。本文包括国内现行节能方法分析，节能方案提出，调速控制器-交交变频器软硬件设计以及整个控制系统仿真等部分。 本文首先阐述了课题的背景，研究的目的和意义，设计目标和实施过程。然后对抽油机的工作过程和存在问题进行了说明和分析。介绍了油田抽油机常用的节能方法并对其优缺点进行了比较分析。总结出当前抽油机采用系统存在的3个主要问题：抽油机节能系统的长期稳定性问题，即寿命问题；抽油机倒发电问题；抽油机间抽频繁起动带来的一系列问题。 目前抽油机调速节能控制器主要采用交直交变频器，这种变频器存在致命的缺点，寿命很短；还有抽油机普遍存在着倒发电问题。基于上述两个问题，我们提出了节能控制方案，采用交交变频器调速节能控制器。本文采用嵌入式系统OP7200为控制核心，对交交变频器进行了软硬件设计。 另外，抽油机间抽工艺存在运营成本高，系统可靠性低。本文采用“充满度功率对应法”，将传统的间抽工艺，改为根据负荷调整冲次，降低了起停次数，提高了系统地可靠性。文章的最后对采用这种工作制度的控制回路进行了仿真。仿真结果表明此种控制方式适用于抽油机电机的控制，响应性好，及时跟踪负载变化，具有很好的稳定性和抗干扰性。 【关键词】：游梁式抽油机 嵌入式系统 交交变频器 节能
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TE933.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 前言8-10
• 1.1 选题意义8
• 1.2 选题依据8-9
• 1.3 现状分析9
• 1.4 设计目标9
• 1.5 实施过程9-10
• 2 游梁式抽油机工作过程简介10-13
• 2.1 游梁式抽油机工作过程10-11
• 2.1.1 结构10-11
• 2.2 采油工作原理11-12
• 2.3 抽油机存在主要问题分析12-13
• 3 现有节能技术及节能产品分析13-28
• 3.1 间抽控制器(POC)13-14
• 3.1.1 合理间抽制度的研究13
• 3.1.2 间抽控制器存在的问题13-14
• 3.2 调压节能型14-16
• 3.3 无功就地补偿节能型16-19
• 3.3.1 无功就地补偿节能原理16-17
• 3.3.2 改善功率因数的方法17-19
• 3.4 超高转差率多速节能电动机拖动装置19-21
• 3.5 通用变频器调速节能21-26
• 3.5.1 变频调速的基本控制方式22-23
• 3.5.2 变频调速应用于抽油机上的特殊问题23-25
• 3.5.3 变频器应用于抽油机拖动系统好处25-26
• 3.6 节能方案选取26-28
• 4 交交变频器设计28-51
• 4.1 基本工作原理28-29
• 4.2 系统组成29-49
• 4.2.1 主回路30
• 4.2.2 控制回路30-49
• 4.3 软件流程图49-51
• 5 系统控制方案及仿真51-66
• 5.1 现场示意图51
• 5.2 系统框图51-52
• 5.3 单元说明52-53
• 5.3.1 变频调速52
• 5.3.2 无功补偿52-53
• 5.3.3 智能化控制53
• 5.4 总体控制策略53-59
• 5.4.1 有关量的测量55-56
• 5.4.2 抽油机特殊问题的处理56-59
• 5.5 系统传递函数59-63
• 5.6 控制系统整体仿真63-66
• 结论66-67
• 6 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间发表的学术论文71-72

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