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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
: w0 V% m$ F+ o* h摘要：" z) o1 {' T# d3 N, H  N0 j' C; c/ I
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8 G* C3 ~& ^8 [0 L5 t! c
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3 ~, z+ g) l0 U3 c5 B
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 S( y/ @1 G& ^7 e
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3 v( l2 w4 Z2 a( X: f/ B
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$ ~9 u- ?9 {$ \6 a0 ?/ d
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
1 m4 W3 f6 {) g0 z# J( p8 S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# ?+ L, \* e+ x) ^6 y& h
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。9 f; }) i" ~" _' g' O/ D! U2 b7 k6 h
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& L3 }; e! t; p( ^% o
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2 Z7 A/ e2 ]; X% _9 k7 m" s2 E2 K2 [
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
9 O( B  w8 N! _' a+ ]% _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6 b% I- Q4 T7 L) c6 Y" s) 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：* C3 P& A' ^) o  I
（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$ U' a' Z9 E; J0 F- T$ `9 v; R1 h" 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. S: [, l# W  w4 c( K! N) N
模型可以一定程度的拟合悬点实际运动规律；+ x- r+ t' x! E5 q
（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
8 S+ c" ]0 [; R; |$ @# s  f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: {( Q' Y$ ~& l) Q3 L# M* a- ?/ g
2
3 V% `  J) N/ Z$ J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6 ]4 c. p9 ~$ O; F# _4 h0 v+ W7 U" b
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；1 c. x% y, {# ]; i) b4 K/ f
（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9 m' x! ~; O5 Z" \: T
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
/ P8 N/ R' Y7 ]& t' v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，
( K* A' v# R; h& |) ?1 `5 Y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
, Q0 T1 S  }6 \( E5 Z" `内的气体影响进行判定；
- P) S+ S/ O5 V4 d$ ]) ~（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
. F/ F; o/ m4 M8 b& [7 a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
) u% x+ d2 j7 y. ]$ [/ }1 D身推导出了粘滞阻尼系数的一种计算方法。' K; E2 u& f+ X! a: q
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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  L  H) n7 D* m7 V8 X! P. K. y# c) `( Z
C19422003厉李王.rar (714.1 KB, 下载次数: 27) / T$ c# i; X( i9 D: _6 m5 V$ e) d
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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