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定向井有杆抽油系统动态数值仿真与预测 被引量:15
1
作者 饶建华 刘宏昭 +2 位作者 李冬平 黄伟 鄢长灏 《石油机械》 北大核心 2004年第8期4-6,83,共3页
在建立定向井有杆抽油系统的预测数学模型时 ,计入了杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦 ,同时考虑了实际泵况对系统的影响。在系统非线性运动微分控制方程的解法上 ,为提高精度和速度 ,采用隐式有限差分形式表述同级抽油杆... 在建立定向井有杆抽油系统的预测数学模型时 ,计入了杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦 ,同时考虑了实际泵况对系统的影响。在系统非线性运动微分控制方程的解法上 ,为提高精度和速度 ,采用隐式有限差分形式表述同级抽油杆柱的非线性运动微分控制方程 ,而对不同杆柱级间边界节点的非线性运动微分控制方程采用变单元的显式有限差分表示 ,组成定向井动态参数预测数学模型的差分方程组 ;运用迭代法求解此差分方程组 ,得到系统各截面及悬点的示功图 ,进而计算系统的各动力学参数。开发软件计算结果表明 ,该软件的预测结果与实测数据吻合 。 展开更多
关键词 定向井 有杆抽油系统 抽油 井斜 示功图 预测精度 差分方程组 库仑 显式
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有杆抽油系统诊断方法研究与应用 被引量:8
2
作者 刘清友 何玉发 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-4,共4页
以有杆抽油系统动力学行为分析为基础,将基础理论研究和应用技术有机地结合起来,建立了考虑悬挂系统弹性的直井和定向井有杆抽油系统诊断模型,研究了基于B/S(Brower/Server)模式的有杆抽油系统故障诊断方法,利用Internet技术和Web技术... 以有杆抽油系统动力学行为分析为基础,将基础理论研究和应用技术有机地结合起来,建立了考虑悬挂系统弹性的直井和定向井有杆抽油系统诊断模型,研究了基于B/S(Brower/Server)模式的有杆抽油系统故障诊断方法,利用Internet技术和Web技术开发了相应的软件系统,通过浏览器即可实现对有杆抽油系统快速、准确的故障诊断,并给出了诊断算例,诊断结果验证了该系统的有效性。基于B/S模式的有杆抽油系统故障诊断对避免井下作业的盲目性,提高系统效率,降低采油成本,实现油田企业信息化和提高油井的科学管理水平具有重要意义。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 动力学分析 模型建立 B/S模式 故障诊断
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有杆抽油系统的经济运行 被引量:9
3
作者 朱君 姜民政 刘宏 《石油机械》 北大核心 2003年第6期63-64,共2页
在对有杆抽油系统进行能耗分析的基础上,找出了其能耗分布规律。地面设备的损失主要是电动机的功率损失和机械摩擦损失;井下设备的损失主要是机械摩擦损失、弹性变形损失和水力损失,它们不同程度地反映出地面或井下设备的运行状况。根... 在对有杆抽油系统进行能耗分析的基础上,找出了其能耗分布规律。地面设备的损失主要是电动机的功率损失和机械摩擦损失;井下设备的损失主要是机械摩擦损失、弹性变形损失和水力损失,它们不同程度地反映出地面或井下设备的运行状况。根据有杆抽油系统的运行特点,并考虑影响有杆抽油系统能耗的因素,提出了有杆抽油系统经济运行的措施和评价指标。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 经济运行 能耗 油井 抽油设备
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自组织竞争神经网络在江苏油田有杆抽油系统故障诊断中的应用 被引量:3
4
作者 徐芃 徐士进 +1 位作者 尹宏伟 周会群 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期266-270,共5页
有杆抽油系统的故障诊断技术是国内外采油工程技术中的一个重要研究课题。通过示功图的不同形状特征可以反映抽油机的不同工作状态。将自组织竞争神经网络应用于示功图的识别与分类,建立了一个自组织竞争神经网络模型对示功图进行自动聚... 有杆抽油系统的故障诊断技术是国内外采油工程技术中的一个重要研究课题。通过示功图的不同形状特征可以反映抽油机的不同工作状态。将自组织竞争神经网络应用于示功图的识别与分类,建立了一个自组织竞争神经网络模型对示功图进行自动聚类,从而实现故障诊断的自动化。应用江苏油田的实测示功图数据进行实验,可以看出自组织竞争神经网络具有良好的分类能力和泛化性能,是实现油田抽油系统故障诊断的有效技术,具有很强的实用价值和广泛的应用前景。 展开更多
关键词 故障诊断 模式识别 自组织竞争神经网络 有杆抽油系统 示功图
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有杆抽油系统泵功图计算的一种快速递推法 被引量:6
5
作者 彭勇 闫文辉 王仕伍 《钻采工艺》 CAS 2001年第6期45-47,共3页
在抽油杆柱波动方程分离变量法的基础上 ,将矩阵递推技术与三角级数递推技术相结合 ,提出了有杆抽油系统故障诊断技术中计算泵功图的一种快速算法 ,这种方法不仅适用于单级抽油杆采油系统 ,同时也适用于不同材质、不同杆径抽油杆组成的... 在抽油杆柱波动方程分离变量法的基础上 ,将矩阵递推技术与三角级数递推技术相结合 ,提出了有杆抽油系统故障诊断技术中计算泵功图的一种快速算法 ,这种方法不仅适用于单级抽油杆采油系统 ,同时也适用于不同材质、不同杆径抽油杆组成的抽油系统。这种方法利用三角级数递推技术解决了用分离变量法求解过程中反复调用三角函数占用较多计算机时间的问题 ,把调用三角级数的次数降到了最低 ,节省了运算时间 ;利用矩阵递推技术解决了级次抽油杆不同杆材或不同杆径抽油杆联结处的力与位移的连续条件问题 ,同时简化了运算过程中大量中间参数的计算 ,并使整个方法的推导过程简便直观。为批量进行有杆抽油系统故障诊断的泵功图计算提供了技术途径。经“有杆泵抽油系统工况自动诊断软件”在新疆油田实际应用表明 ,该方法的运算速度快于目前的其他算法。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 泵功图 计算 快速递推法 波动方程
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低渗透油田有杆抽油系统模糊优化设计 被引量:5
6
作者 孙文 王三民 +1 位作者 任涛 屈文涛 《石油机械》 北大核心 2014年第10期77-81,共5页
低渗透油田地质情况复杂、开采难度大、成本较高,具有不同于常规油田的抽油系统特征,深入研究有杆抽油系统优化设计将产生明显的经济效益。有杆抽油系统模糊优化设计依据低渗透油田特点,以油层供液能力和采油设备协调为基础,采用优化的... 低渗透油田地质情况复杂、开采难度大、成本较高,具有不同于常规油田的抽油系统特征,深入研究有杆抽油系统优化设计将产生明显的经济效益。有杆抽油系统模糊优化设计依据低渗透油田特点,以油层供液能力和采油设备协调为基础,采用优化的隶属函数,建立实用的权重矩阵,基于模糊评判方法进行方案优选,确定系统抽汲参数与各种机械设备类型和规格,预测相应抽汲参数下的工况指标。现场实例设计结果表明,模糊优化设计与油田实际设计原则一致,其结果准确可靠、简明直观。模糊优化设计可以提供多种方案,能够详细描述多种方案优劣程度,便于参考对比,灵活选择。最佳方案既可以按照综合评判结果直接确定,也可以综合对比多种方案,进一步进行人工优选。研究结果能够为新型采油设备的研发提供重要的参考数据。 展开更多
关键词 低渗透油田 有杆抽油系统 模糊综合评判 隶属函数 优化设计
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基于LuGre摩擦模型的有杆抽油系统动态特性分析 被引量:3
7
作者 刘柏希 刘宏昭 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第18期2236-2240,共5页
针对低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力表现出的非线性特性,采用LuGre摩擦模型来描述该系统的摩擦行为,在此基础上对该系统的动态特性进行分析。介绍了LuGre摩擦模型,并给出了符合工程应用的模型参数数值;将抽油杆柱的振动视为多级杆... 针对低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力表现出的非线性特性,采用LuGre摩擦模型来描述该系统的摩擦行为,在此基础上对该系统的动态特性进行分析。介绍了LuGre摩擦模型,并给出了符合工程应用的模型参数数值;将抽油杆柱的振动视为多级杆的纵向振动,对杆柱单元进行受力分析,结合有限元和有限差分法建立了杆柱的载荷和位移递推公式,并给出了杆柱载荷和位移的边界条件以及杆柱运动的初始条件;给出了分析实例,并将分析结果与采用经典库仑摩擦模型的计算结果进行了对比。对比结果表明,LuGre摩擦模型能较好地反映低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力的非线性特性,基于LuGre摩擦模型计算得到的泵功图更接近真实工况。 展开更多
关键词 摩擦非线性 LuGre摩擦模型 摩擦参数 动态仿真 有杆抽油系统
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有杆抽油系统预测模型的隐式差分法 被引量:5
8
作者 蔡东升 王金东 范纪国 《石油机械》 北大核心 2002年第2期40-42,0,共3页
现有的求解有杆抽油系统预测模型的方法都存在一定的局限性 ,为此 ,把抽油泵处的边界条件处理成一维方程 ,与求解波动方程第一类初边值问题的隐式差分方程组合并 ,提出了求解预测模型的隐式差分法。隐式差分法是无条件稳定的 ,它可以根... 现有的求解有杆抽油系统预测模型的方法都存在一定的局限性 ,为此 ,把抽油泵处的边界条件处理成一维方程 ,与求解波动方程第一类初边值问题的隐式差分方程组合并 ,提出了求解预测模型的隐式差分法。隐式差分法是无条件稳定的 ,它可以根据精度要求合理地选择步长 ,从而显著节省计算时间。实例计算表明 ,隐式差分法与显示差分法计算结果非常接近 ,其中隐式差分法能计算出抽油杆在任一瞬时与任一截面的位移和载荷 ,适合于各种工况下的抽油井预测。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 波动方程 隐式差分法 计算 预测模型
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面向复杂工况模拟与识别的有杆抽油系统仿真平台开发 被引量:1
9
作者 邓晓刚 杨明辉 +1 位作者 孙良 朱青青 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第4期158-163,共6页
针对实验室装置资源有限且难以演示复杂工况的问题,构建了基于机理建模的有杆抽油系统虚拟仿真实验平台。首先立足于工艺机理分析建立有杆抽油系统的数学模型,不仅模拟过程正常工况,而且实现对多种复杂井下故障工况的仿真;然后利用MATLA... 针对实验室装置资源有限且难以演示复杂工况的问题,构建了基于机理建模的有杆抽油系统虚拟仿真实验平台。首先立足于工艺机理分析建立有杆抽油系统的数学模型,不仅模拟过程正常工况,而且实现对多种复杂井下故障工况的仿真;然后利用MATLAB和LabVIEW混合编程方式构建相应的虚拟仿真实验平台;最后,在该平台上进一步开发基于极限学习机的工况分类模块,以实现对不同工况的识别。所设计的仿真实验平台不但能够有效模拟有杆抽油系统实验装置的基本工艺特性,而且具备复杂故障工况模拟和识别能力,进一步扩展了实际装置的功能,有助于学生深入开展创新性实验研究,从而促进学生实践能力的培养。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 仿真实验平台 机理建模 LABVIEW
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有杆抽油系统的经济运行 被引量:2
10
作者 王玉普 刘合 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 2003年第1期38-39,49,共3页
在对有杆抽油系统能耗进行理论分析和实际测量的基础上 ,对有杆抽油系统在运行过程中的理想状态下、实际生产状态下的电机、皮带 减速箱、四连杆、盘根盒、抽油杆、抽油泵、油管等各部件能量损失进行计算与对比 ,建立了有杆抽油系统能... 在对有杆抽油系统能耗进行理论分析和实际测量的基础上 ,对有杆抽油系统在运行过程中的理想状态下、实际生产状态下的电机、皮带 减速箱、四连杆、盘根盒、抽油杆、抽油泵、油管等各部件能量损失进行计算与对比 ,建立了有杆抽油系统能耗分布规律 ,论述了有杆抽油系统能耗大、效率低的影响因素 ,根据有杆抽油系统的运行特点 ,提出了有杆抽油系统经济运行的措施和评价指标。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 能耗 经济运行 电机 皮带-减速箱 分布规律 抽油
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提高有杆抽油系统效率的新理论与新技术 被引量:21
11
作者 窦宏恩 《石油机械》 北大核心 2001年第5期25-26,33,共3页
传统的有杆抽油系统地面效率的最大目标值为 6 2 % ,井下效率的最大目标值为6 2 % ,整个系统效率的最大目标值只有 38 4 % ,认为在传统抽油系统装置不变的情况下 ,要想提高系统的效率即使 10 %也是非常困难的 ,简化和革新传统地面驱动... 传统的有杆抽油系统地面效率的最大目标值为 6 2 % ,井下效率的最大目标值为6 2 % ,整个系统效率的最大目标值只有 38 4 % ,认为在传统抽油系统装置不变的情况下 ,要想提高系统的效率即使 10 %也是非常困难的 ,简化和革新传统地面驱动设备才是提高有杆抽油系统效率最直接经济有效的办法。为此 ,提出一种以永磁同步直线电动机为主体的直线电动机驱动抽油机系统。系统由平衡重、机架、初级、次级、控制器、钢丝绳滚轮等组成 ,5型抽油机需要的直线电动机的功率仅为 12kW 。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 效率 技术改造 直线电动机 油田
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有杆抽油系统故障递阶诊断的故障识别研究 被引量:6
12
作者 梁华 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期165-171,共7页
有杆抽油系统工况极其恶劣,发生故障的概率较高。针对有杆抽油系统的特点及其故障诊断目前存在的问题,提出基于示功图的有杆抽油系统故障递阶诊断法,该方法分为故障分辨和故障识别两个阶段,在基于示功图的有杆抽油系统故障递阶诊断法的... 有杆抽油系统工况极其恶劣,发生故障的概率较高。针对有杆抽油系统的特点及其故障诊断目前存在的问题,提出基于示功图的有杆抽油系统故障递阶诊断法,该方法分为故障分辨和故障识别两个阶段,在基于示功图的有杆抽油系统故障递阶诊断法的第二阶段故障识别阶段,从故障机理入手,在故障分辨的基础上,将正常样本的统计信息与搜索树相结合,建立起有杆抽油系统故障识别的搜索树,对故障样本进行故障类型的详细识别。通过实例和多种典型故障示功图,包括严重故障,验证了该方法能有效识别出有杆抽油系统的单个故障和组合故障。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 故障递阶诊断 故障识别 示功图 搜索树
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有杆抽油系统波动方程的精细逐步积分法 被引量:1
13
作者 王金东 陈浩然 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期276-279,共4页
在钟万勰提出的结构动力方程精细逐步积分的基础上 ,给出了求解有杆抽油系统抽油杆运动波动方程的精细逐步积分法 .分别用此方法和其他已有的方法对特定的算例进行了计算 ,结果表明 ,此方法结果更准确 ,且耗时明显减少 .
关键词 波动方程 逐步积分法 油田开发 有杆抽油系统
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有杆抽油系统故障递阶诊断的故障分辨研究 被引量:3
14
作者 梁华 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期169-175,共7页
有杆抽油系统工况极其恶劣,发生故障的概率较高。针对有杆抽油系统的特点及其故障诊断目前存在的问题,提出基于示功图的有杆抽油系统故障递阶诊断法,该方法分为故障分辨和故障识别两个阶段,即首先在故障分辨阶段根据正常(或平稳状态)样... 有杆抽油系统工况极其恶劣,发生故障的概率较高。针对有杆抽油系统的特点及其故障诊断目前存在的问题,提出基于示功图的有杆抽油系统故障递阶诊断法,该方法分为故障分辨和故障识别两个阶段,即首先在故障分辨阶段根据正常(或平稳状态)样本的统计规律把示功图分为故障类和非故障类;然后采用基于示功图的有杆抽油系统故障识别的搜索树方法,对故障样本进行故障类型的识别。它提高了故障诊断系统的故障诊断性能,且不需要建立和求解有杆抽油系统力学模型,也不存在训练集问题,并能反映出有杆抽油系统自身的基本特征。故障分辨过程包括:在训练阶段,t检验剔除异常数据后,通过χ2拟合优度检验确定样本的随机分布形式及其参数,进而计算出正常区域和故障区域;在分辨阶段,根据测试样本是否有特征量落入故障区域来判断其分类。实例表明故障分辨过程能从大量的数据中筛选出故障样本,分辨的正确率比较高;训练样本的统计规律能反映油井实时的生产状况。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 故障递阶诊断 故障分辨 示功图 χ^2拟合优度检验 正常区域
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定向井有杆抽油系统井下耗能分析 被引量:1
15
作者 刘柏希 刘宏昭 《西安理工大学学报》 CAS 2007年第4期337-341,共5页
针对现有抽油系统井下能耗计算公式难以确定杆液、杆管间摩擦耗能的缺陷,提出一种比较精确的分析方法。首先,对杆管间库仑摩擦力以及杆柱各节点的弹性运动速度进行了计算;其次,对抽油系统中库仑摩擦力、粘滞阻尼力以及盘根盒摩擦力在一... 针对现有抽油系统井下能耗计算公式难以确定杆液、杆管间摩擦耗能的缺陷,提出一种比较精确的分析方法。首先,对杆管间库仑摩擦力以及杆柱各节点的弹性运动速度进行了计算;其次,对抽油系统中库仑摩擦力、粘滞阻尼力以及盘根盒摩擦力在一个抽油周期内的耗能进行了分析,并根据悬点功图计算出一个抽汲周期内井下输入功,进而对井下效率进行了计算;最后给出了计算实例。计算结果表明,杆柱弹性运动速度引起的粘滞阻尼力耗能不能忽略。 展开更多
关键词 库仑摩擦力 粘滞阻尼力 有杆抽油系统 定向井 能耗分析
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基于SMOTE-DA-RF算法的有杆抽油系统井下工况识别 被引量:1
16
作者 王通 罗真伟 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期84-89,共6页
针对传统工况识别算法在识别有杆抽油系统工况时,存在生产措施调整滞后以及生产效率下降等问题,提出了一种基于改进的随机森林工况识别算法.采用灰度矩阵特征提取算法对泵功图进行特征提取,将灰度特征值通过合成少数类过采样技术进行上... 针对传统工况识别算法在识别有杆抽油系统工况时,存在生产措施调整滞后以及生产效率下降等问题,提出了一种基于改进的随机森林工况识别算法.采用灰度矩阵特征提取算法对泵功图进行特征提取,将灰度特征值通过合成少数类过采样技术进行上采样,实现不平衡数据均衡化;利用蜻蜓优化算法选取随机森林参数对抽油机井工况进行识别,并以辽河油田的生产数据进行实验验证.结果表明,该方法能够避免传统识别方法选取参考工况不准确的问题,减少不平衡数据对工况识别的影响,提高工况识别的准确率,能够满足油田现场的实际需求. 展开更多
关键词 有杆抽油系统 示功图 随机森林 蜻蜓优化算法 过采样技术 工况识别 不平衡数据集 灰度特征值
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基于ANN的定向井有杆抽油系统悬点示功图特征参数的计算
17
作者 原大宁 张海峰 +1 位作者 刘宏昭 饶建华 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期557-562,共6页
有杆抽油系统悬点示功图的特征参数是合理选择地面机电设备的主要依据。由于井下工况的复杂性和部分参数难以确定,使得基于求解高维时变非线性方程的传统方法的计算结果存在偏差。本文将传统方法和神经网络相结合,给出了一种能比较精确... 有杆抽油系统悬点示功图的特征参数是合理选择地面机电设备的主要依据。由于井下工况的复杂性和部分参数难以确定,使得基于求解高维时变非线性方程的传统方法的计算结果存在偏差。本文将传统方法和神经网络相结合,给出了一种能比较精确地确定定向井有杆抽油系统悬点示功图特征参数的方法,避免了建立和求解复杂的非线性动力学方程。首先依据传统方法,计算出简化悬点示功图的特征参数,然后考虑抽油杆柱弹性振动、抽油杆与油管之间的库仑和粘性摩擦、气体和供液能力等因素的影响,利用BP神经网络和RBF神经网络建立了不同工况下悬点示功图特征参数的计算模型。利用现场实测数据对建立的神经网络进行了训练和测试。测试结果表明了本文方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 有杆抽油系统 悬点示功图 特征参数 BP神经网络 RBF神经网络
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斜直井有杆抽油系统动态参数的三维预测模型
18
作者 李汉兴 贺麦红 +1 位作者 牛跃进 李力 《石油机械》 北大核心 1998年第5期43-46,共4页
根据斜直井有杆抽油系统的工作特点,提出了描述抽油杆、油管和液柱运动的偏微分方程,即预测有杆抽油系统动态参数的三维模型。这个改进模型综合考虑了抽油杆、油管、液体的轴向振动及抽油杆与油管、抽油杆与波柱、油管与液柱之间的摩... 根据斜直井有杆抽油系统的工作特点,提出了描述抽油杆、油管和液柱运动的偏微分方程,即预测有杆抽油系统动态参数的三维模型。这个改进模型综合考虑了抽油杆、油管、液体的轴向振动及抽油杆与油管、抽油杆与波柱、油管与液柱之间的摩擦力。给出了预测模型的边界条件和初始条件,以及偏微分方程组数值计算的差分格式。这种三维预测模型可用于有杆抽油系统动态参数预测、诊断和优化设计。 展开更多
关键词 斜直井 动态参数 三维预测模型 有杆抽油系统
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模糊控制在有杆抽油系统中的应用和展望
19
作者 黄臻 朱志林 孔力 《石油机械》 北大核心 2005年第2期50-52,共3页
在有杆抽油过程中,同一口油井的抽油机的运转控制常常会遇到非线性和不确定性等 控制问题。为了有效地解决这些问题,将现代智能控制中具有典型代表意义的模糊控制同传统控 制结合,以改善系统的稳态精度和动态性能。介绍了简单模糊... 在有杆抽油过程中,同一口油井的抽油机的运转控制常常会遇到非线性和不确定性等 控制问题。为了有效地解决这些问题,将现代智能控制中具有典型代表意义的模糊控制同传统控 制结合,以改善系统的稳态精度和动态性能。介绍了简单模糊控制技术和复合模糊控制技术在有 杆抽油系统的应用,特别说明复合模糊控制技术能够使模糊控制系统具有自学习能力。最后,指 出了模糊控制的理论和应用的主要研究方向。 展开更多
关键词 模糊控制 有杆抽油系统 抽油 神经网络 自适应
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基于C/S模式的有杆抽油系统仿真与故障诊断
20
作者 刘川 饶建华 《石油机械》 北大核心 2008年第4期72-75,共4页
在有杆抽油系统仿真与优化软件SimuRod的基础上,分析了有杆抽油系统的数学模型,开发了一套基于C/S模式的有杆抽油系统软件。应用该软件不仅可对有杆抽油系统进行仿真计算、对抽油泵进行故障诊断,而且可通过网络提高油田数据利用率和工... 在有杆抽油系统仿真与优化软件SimuRod的基础上,分析了有杆抽油系统的数学模型,开发了一套基于C/S模式的有杆抽油系统软件。应用该软件不仅可对有杆抽油系统进行仿真计算、对抽油泵进行故障诊断,而且可通过网络提高油田数据利用率和工作人员效率,弥补了传统有杆抽油系统软件的系统化和网络化的不足,这对于降低采油成本和提高油井的科学管理水平具有重要意义。 展开更多
关键词 有杆抽油系统C/S模式 仿真计算 故障诊断
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