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）
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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
) F2 m5 s) ~5 a3 }. G
摘要：
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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
" z* R ^3 M6 S
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
( O8 N1 E, t0 B8 ^0 h, ~9 ^" a
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
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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
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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
( a6 V I6 ~ i0 t% u
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
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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
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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。
0 Y( j* G) Y5 m6 b" N& s
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
: F6 ]$ v9 j% U2 _- p# D+ h8 z# Z
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
) H v0 P2 {0 W2 I
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
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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
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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：
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（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
# D5 _ b% W- G4 a
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
" x( p( w' k- g7 w
模型可以一定程度的拟合悬点实际运动规律；
: V% |, w6 S: J+ }& z+ d6 V
（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
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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
; X% ]1 G: h' `, ]6 \: |
2
; e2 z9 ^ u2 c2 i; _8 L, q' h: q
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
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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；
& _) [2 [, m* I/ F j! P
（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
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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
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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，
3 s5 v% m& Z7 J& [' i }
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
# E- R& f6 J# g
内的气体影响进行判定；
! e7 l: k: z5 f3 a0 C; _
（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
/ c7 p/ z6 F& x4 G- ~
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
, M0 r1 {, c4 m3 ~. W" b% z
身推导出了粘滞阻尼系数的一种计算方法。
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关键词： 泵功图有限元分析Gibbs 模型粘滞系数迭代法
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' V' E, T0 M2 f6 a
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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。。。。
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