TA的每日心情 | 奋斗 2024-7-1 22:21 |
|---|
签到天数: 2014 天 [LV.Master]伴坛终老
- 自我介绍
- 数学中国站长
 群组: 数学建模培训课堂1 群组: 数学中国美赛辅助报名 群组: Matlab讨论组 群组: 2013认证赛A题讨论群组 群组: 2013认证赛C题讨论群组 |
题目有杆抽油系统的数学建模及诊断
3 M/ B0 S* J/ H* F摘要:# Z; t# B5 Q/ U2 a( K+ r- t- v
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! ?' u4 A! T* f ]/ ?( N
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
/ D( A5 A9 s- [. _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
' D9 a( v) X7 a; ]% \. }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- Z) u. J2 b9 r7 ?5 C
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) g; Y0 e0 j; e+ b
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
$ o- m$ K" Z2 w6 C% U& m0 K5 t8 m) ^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
6 L7 ]' O( z, A6 u; m: F; O) E$ u& b6 l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。
" c8 G: K4 x0 {7 x2 a+ b9 f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' f! }0 Y1 g2 \/ \8 W& N7 M
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
( Q, ^. G) _, ], }! |) Q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
6 |- q7 M' ?$ W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
' j+ q7 t& _# E. O1 y B" V3 n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:
1 P8 r# Q0 c7 d, l) \2 l(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
4 Z. ~$ w! P' U, ]7 ]4 v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
; f" y& K8 w9 Q1 M+ [! y模型可以一定程度的拟合悬点实际运动规律;
$ g/ m8 _$ }; \/ _3 C' n' a+ L(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
2 A& O# }; e2 Z* d! W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
9 E3 t. k$ l% P9 G4 G2
, Q5 F4 K+ W: D8 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; j t5 i% _9 c: K8 x! n3 P) Q
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;
, o- {% W! q7 H" C; h(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 b( y U# ~0 J: X6 h: R
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- L; _: ~. q; d# Q7 p
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,6 u, ]; p1 M! v( j
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
% p" G; C" d" v+ z内的气体影响进行判定;* @0 n& ^$ z; v4 R- w
(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
1 `8 a7 V% a0 o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, | M, C1 o, E1 F% q) y, D
身推导出了粘滞阻尼系数的一种计算方法。* L5 _1 l2 w0 g3 \: B* r6 @
关键词: 泵功图有限元分析Gibbs 模型粘滞系数迭代法
! D# c1 Z+ i0 R* J
0 J2 A0 L7 V8 @+ l% W" Q C3 p6 @ {- j1 _* e) s- n0 `
C19422003厉李王.rar
(714.1 KB, 下载次数: 27)
% V4 v- a1 l+ L; ?
|
zan
|