抽油機(jī)載荷的模擬與控制仿真研究.pdf

1、游梁式抽油機(jī)是使用最廣泛的油田開(kāi)采設(shè)備，也是主要的耗能設(shè)備，其自身結(jié)構(gòu)，形成了抽油機(jī)特有的負(fù)載特性，即帶有沖擊的交變載荷。為了弄清抽油機(jī)實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)，有的放矢地開(kāi)發(fā)節(jié)能裝置及其控制系統(tǒng)，有必要研究工作載荷變化很大的抽油機(jī)的負(fù)載特性，為抽油機(jī)的節(jié)能運(yùn)行提供理論依據(jù)。
　　 論文主要從理論上對(duì)抽油機(jī)的載荷模擬裝置進(jìn)行了深入研究，完成了基于磁粉制動(dòng)器和飛輪相結(jié)合的載荷模擬裝置的設(shè)計(jì)，以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)為依據(jù)，復(fù)現(xiàn)其載荷信息，并結(jié)合先進(jìn)的

2、控制手段對(duì)加載裝置進(jìn)行控制，從而滿足載荷模擬裝置的控制要求。論文來(lái)源于“抽油機(jī)蓄能節(jié)能技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 首先分析了載荷模擬加載系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并結(jié)合抽油機(jī)采油過(guò)程中的負(fù)載特性，設(shè)計(jì)一套抽油機(jī)載荷模擬裝置；
　　 接著分析了抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷，通過(guò)懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型，研究懸點(diǎn)載荷的傳遞轉(zhuǎn)換，從而得到電動(dòng)機(jī)輸出軸的扭矩，并與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，為載荷模擬裝置的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持；在此基礎(chǔ)上對(duì)抽

3、油機(jī)載荷的模擬方案進(jìn)行了分析，提出一種新的載荷模擬裝置，闡述了其工作原理；
　　 隨后應(yīng)用Matlab軟件中cftool工具箱對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，分析三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，建立了抽油機(jī)載荷模擬裝置的數(shù)學(xué)模型，對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，以驗(yàn)證各機(jī)構(gòu)參數(shù)的正確性；
　　 最后對(duì)抽油機(jī)正負(fù)載荷的模擬進(jìn)行了控制策略的研究，設(shè)計(jì)了PID控制策略，并且用Matlab軟件中的Simulink工具箱進(jìn)行了仿真，得到可視化的仿真結(jié)果