数学建模社区-数学中国

标题: 有杆抽油系统的数学建模及诊断（包含完整程序） [打印本页]
作者: madio    时间: 2013-7-30 05:46
标题: 有杆抽油系统的数学建模及诊断（包含完整程序）
题目有杆抽油系统的数学建模及诊断) C* g! k- E$ L  c: ^' |6 y
摘要：- x2 q" e1 d% J# O! Q4 ^
有杆抽油系统目前广泛的的使用在开采原油活动中，它通过电机的旋转运动
! Y4 Y& Z9 N8 D  q3 w/ B: H! o6 N, }+ r转化为抽油杆上下往返周期运动，带动设置在杆下端泵的两个阀门相继开闭，从
8 k2 Q5 D; Q5 I/ D) E而将地下上千米深处蕴藏的原油抽到地面上来。示功图通常用来描述抽油杆中任
+ _6 c9 B! [0 c! x/ `' B意一水平截面处的基本信息，而悬点示功图可以初步诊断该井的工作状况，如产9 R4 J) y" b+ Q. t+ [; O( B2 u
量、气体影响、阀门漏液、沙堵等等。要精确诊断油井的工作状况，最好采用泵
8 W  r1 |3 d. S功图。然而泵在地下深处，使用仪器测试其示功数据实现困难大、成本高。通过
& u$ S9 d9 s5 t0 L数学建模，把悬点示功图转化为杆上任意点的示功图（统称为地下示功图）并最
7 F4 x- R) ]8 d2 Q* i终确定泵功图，以准确诊断该井的工作状况具有很高的实际应用价值。
+ A/ U6 V' t' I, I' p通过查阅文献，我们在Gibbs 模型的基础上，运用Excel、SPSS 等软件进行
5 k3 E! e" F' |3 R* c5 T7 x& n* Z/ K数据分析，并通过MATLAB 软件编程求解，建立悬点运动规律、悬点示功图及泵. {' E, W, n& u) B
功图的数学模型。我们利用建立的模型对附件中所给出的两口油井的日产液量进& x/ Y, m0 R& b; r8 E+ w5 K& \
行预测，同时对Gibbs 模型中粘滞阻尼系数的确定方法进行了研究与改进，大部. r; B! G  C" u8 l: p
分模型都给出了具体的算法并附上程序，我们的工作主要包括：
$ U# G, F! @1 V! t8 R5 h" D$ q. M  [（1）建立悬点运动规律模型，得到位移、速度和加速度表达式，并计算出
- [: H* U; m) ?: Q1 b7 z* Q! f$ h位移与附件中所给数据的平均误差e 为0.3806,拟合优度R 2 为0.7066，该位移" S) ?  K: C' g# |( J! V
模型可以一定程度的拟合悬点实际运动规律；
  V: d* a7 ^3 G) Z5 w9 v1 U8 ?: o1 [（2）对Gibbs 模型的边界条件和初始条件进行分析，利用附件1 和附件2
0 f: a+ C  O5 `% E6 G的数据分别求出两口油井一级抽油杆和三级抽油杆的泵功图，由悬点示功图转换# D$ h, q& n6 r
21 v* A0 [; j* n9 w
之后的泵功图有效地减弱了在上下冲程过程中抽油杆的波动，消除了摩擦和原油) [, d7 r8 f" j: H( K' w
稠度对荷载和位移的干扰，为依照示功图诊断油井工作状态提供了有效凭证；3 W4 C3 w1 _2 v; x
（3）依照求得的泵功图，分别采用有效冲程法和面积法估算出两口油井的
! t$ y2 p$ _% t) C" x2 o2 @日产液量，有效冲程法的估算误差分别为32.25%和18.6%，面积法的估算误差7 e) z/ h' v3 m% `3 c
分别为9.21%和3.71%；第二小问，我们给出判断泵内是否充气的一种算法模型，
& e. [/ [. R' C/ W# ~- T/ q" M( W该模型将泵功图进行划分，通过计算划分后的区域面积并结合泵功图的曲率对泵* a4 m2 T7 c3 [3 U
内的气体影响进行判定；) a2 z. E1 M8 y: g" R
（4）在一维Gibbs 振动模型的基础上使用有限元分析，加入抽油管、液柱
" V6 ^2 l8 |, _和油管振动这些因素，得到一种改进的Gibbs 模型；并使用迭代法从振动方程本
# _/ G& I2 h' q8 H! I( a7 K身推导出了粘滞阻尼系数的一种计算方法。/ X6 q! P& N' ^* v  q
关键词： 泵功图有限元分析Gibbs 模型粘滞系数迭代法
; D+ P: A# K2 X; [0 L7 c; `4 a; r2 N! V0 U+ d- l4 O2 b" z
: i! b5 y# D+ g7 Y2 [* g
C19422003厉李王.rar (714.1 KB, 下载次数: 27)
/ l) A* R3 {, U9 z
作者: 250548810@qq.co    时间: 2013-8-16 17:51
学习一下~~~~~~~
作者: 南京风行    时间: 2013-8-31 17:11
学习一下。。。。



欢迎光临 数学建模社区-数学中国 (http://www.madio.net/) Powered by Discuz! X2.5