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[2012C题优秀论文] 有杆抽油系统的数学建模及诊断(包含完整代码)

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madio        

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    发表于 2013-7-30 05:42 |只看该作者 |倒序浏览
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    题目有杆抽油系统的数学建模及诊断, c+ t+ s2 }2 I3 S% l1 v
    摘要
    ( j3 L. ]* p+ u3 O  n$ @$ x本文是针对对有杆抽油系统的数学建模及诊断,对于问题一,分别在简谐系统和曲" p* e4 F8 C( w* s& `, b
    柄运动系统情形下给出了悬点E 的运动模型,并利用附件1 的参数,得到了两种结果,
    0 L' |7 @) u! k! ~( p1 \0 k0 \并与附件1 悬点位移数据的比较。结果表明:曲柄运动系统情形下获得的悬点运动模
    $ v. e- ^" E4 B& Q8 i! y型相比简谐运动系统情形下更为准确。
    5 Y0 j2 P1 E2 Y7 a对于问题二,使用Gibbs 模型给出了由悬点示功图转化为泵功图的详细计算过程。' N* @( i0 x5 Z: e  W
    首先进行了原始数据的处理(重新排列,使得附件1 和附件2 中悬点示功图第一对数
    " ?( {/ j& I7 x" f; V4 F据对应冲程起点);然后确定了边界条件的具体形式,并利用所给数据计算了Gibbs 模
    ( ]( i& Q$ @9 f4 Q' s/ u型解中的Fourier 系数;在此基础上给出了泵功图的求解算法。利用附件1 和附件2 所  ^' d! b' z+ A- W, B
    给参数和悬点示功图数据,计算得到两口油井的泵功图数据并进行了绘制。2 c% w& H3 y) T2 J8 s# u! m1 f0 U: f: N
    对于问题三的油井产量计算,首先根据吉布斯质量守恒法理论,得到了泵功图面积、
    ) Y+ n8 X+ i4 D5 K摩擦力做功和抬升原油做功三者之间的等量关系,并通过计算阻尼系数c,结合抽油杆  V, o/ B) c. }( [9 T5 V
    抬升原油做功和冲程参数,建立了油井的日产量计算模型I。另外,利用水的体积比、* s: u  |) s, h7 _# A$ Y
    混合液体密度等参量,建立了基于有效冲程的油井日产量计算模型II,并结合附件10 U9 P1 M% {! H# o  X
    和附件2 中的数据,计算得到日产量分别为:108.8794 吨和22.803 吨。对于问题三的
    0 v  ^2 _( V3 H  F/ Z& ^6 p! p泵内气体判定,建立了基于线段长度和长度分布波动的泵功图计算机自动诊断模型,
    ' ^1 ?# K7 [& S6 z1 p通过设定临界值参数0 ε 和dT,完成了对附件1 和附件2 中泵功图的分析诊断。判定结" Q# l/ [* l; Q8 m
    果为:附件1 中油井的泵内有气体;附件2 中油井的泵内没有气体。/ v' ]3 m3 [3 _- J
    对于问题四,问题二中已经给出了Gibbs 模型的详细求解过程,但是在实际情况下,! x; \8 J- i8 R
    不同的冲程过程对应的惯性载荷是不同的,因此还应该将惯性载荷考虑进去,分别就
    5 X2 r& L5 r  t每一类冲程的前后两半部分冲程进行分类讨论,对它们进行受力分析,并构建相应的+ d* o6 X3 }7 o- w
    模型,给出该模型的解。另外,根据简化后为波动方程的Gibbs 模型,在对其中的阻' G1 T/ Z& ]6 M- P
    尼系数c 进行估计时,首先给定c 的一个初始值,然后将其代入到波动方程中,求出$ T+ X, H1 Q. f4 p$ V8 e
    一个与c 值对应的解,然后将所求的解代入到原来的波动方程中,经过化简推导后,
    8 T0 W: h# }) w1 C9 F! g4 w/ y4 S可以将其视作为一个关于c 的回归方程,从而对c 的估计可以使用最小二乘回归的方
    & {, r) N7 C) P- }法求得,文中给出了c 的表达式。
    1 F/ A* e# D% l" ?& T  |创新点:建立基于线段长度和长度分布波动的泵功图计算机自动诊断模型,在此
    7 V3 }- G! C3 m# D就可以利用计算机自动判断泵体是否含有气体,具有很强的实用性和经济效益。
    ' u2 Z4 X; V9 y& S! J
    ) S4 z/ O! `. o4 f9 ?1 L0 v- A3 [) q' l8 v
    C10704002余赵李.rar (1.14 MB, 下载次数: 71) 1 _$ s! c  j: x& w
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