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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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    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  M* m% a. w% `, J
    摘要
    . P  A. H/ t% V0 g. O% H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, H, E( W; i) a/ Y' k
    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,
    7 o/ K- s3 R1 ^0 N. Y' B( V0 i0 w/ L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8 ^6 p& u9 }5 L; H/ E* J# f% V
    型相比简谐运动系统情形下更为准确。( E2 Z( s8 N  S: {; v
    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。4 H# \9 z1 _5 i! Q, F
    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
    . v( k3 `# e9 k7 y+ e* p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
    7 h) B1 c7 F: 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
    0 y" ^6 \# M) v5 z# A$ W7 g& p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。+ ?6 W* W# Y) a2 g7 b& G' z. ]
    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、3 K$ L0 Y  ~# m
    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8 }& F8 D- k! w+ m8 F+ h* k
    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、
      k1 f4 I' a; I+ L1 I8 w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1! X, N6 M, _$ F9 n/ I0 S" H
    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
    3 g  C- M( b( d. z6 U7 `& J# Q9 V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,
    + i5 r" b7 s/ G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# j8 j1 n, g. ^- V8 B
    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。
    - F' e  c# v5 c/ v, C/ e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,* }6 M( f5 G# N" o% I$ W# h
    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' B" i$ @# Y2 I1 e8 L
    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% @. k- u7 n) A" N
    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) z$ g% @% m/ B! \
    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
    5 r$ O0 G  V& |" i6 {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,' j, v1 G2 _' H
    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
    7 K: z  j+ k+ m: q- B1 ]6 }法求得,文中给出了c 的表达式。
    : w% i# }) A( }8 F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
    * k$ T9 a+ C1 d( J; o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。3 Z- I: p9 F9 m& m: L

    9 I. J( ~4 W3 p) Z! X& |; ~' G
    ( y. ]+ t. i2 v" P  t C10704002余赵李.rar (1.14 MB, 下载次数: 71)
    6 J5 c5 e1 G3 c6 N
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