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[2012C题优秀论文] 有杆抽油系统的数学建模及诊断(包含完整程序)

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madio        

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    发表于 2013-7-30 05:46 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    题目有杆抽油系统的数学建模及诊断
    : P2 K6 p! m, r: [3 W摘要:& L% o. t+ b* p# i. o4 A, u4 `- r
    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
    3 V( j& T8 g8 a7 x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" }/ G5 Z: L! K7 d. 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5 `8 s( k8 U  e' x/ T
    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# h: y' n1 Z2 F" i6 }$ I$ R
    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
    5 O, O8 c; ~$ j8 v! V1 M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% e" Y0 u% U0 ~" a1 j: G. {
    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
    4 x$ J6 g( B" V& ~. _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 y5 |; p3 H/ J$ [, l7 C6 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
    7 n* x/ f# U( V" Y. @0 h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
    ! Z& s6 t: V# Y/ r( V0 |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: F4 ~$ }. y" S$ d
    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
    3 ]* e% g5 ?# j  H* F4 `% e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:% X6 `* q( r4 d3 H. o- \# c
    (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
    5 f. t/ a) A0 X3 z6 v3 \# x! w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! ~% m  s! J) B, r) b
    模型可以一定程度的拟合悬点实际运动规律;2 U4 z6 `) C% m/ q. t3 n; u
    (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% l; y# E6 ]9 O$ q
    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2 q9 |. _/ Y; r# t' {
    2+ ]6 y  y9 D, 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
    5 Q  \2 C& R8 x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;* R# a8 _0 d# k8 R3 S6 [( c
    (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" R  ]0 x7 Q# s. p0 @! [7 \+ Y0 j" d
    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
    ' p% x* W  @2 Z) Y' V5 ]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,
    ) U& I) E: Y7 T& l- D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+ W  R) k- H/ s! M/ u, U
    内的气体影响进行判定;9 R: ~+ _! N& ]8 Z( x: I
    (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
    8 a' l3 g1 J8 {" u" m  d8 y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: b) e* a6 l8 T
    身推导出了粘滞阻尼系数的一种计算方法。
    ; v5 T+ D; ~! G关键词: 泵功图有限元分析Gibbs 模型粘滞系数迭代法- t4 K! i' k5 w8 l7 F
      Q' w1 |' s% H/ F7 |& k
    3 O- q& t- Y" h/ d, _$ k5 y, Q1 V
    C19422003厉李王.rar (714.1 KB, 下载次数: 27) 1 I5 ~9 l( l6 a
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