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气液柱状旋流式(Gas Liquid Cylindrical Cyclone, GLCC)多相流量计是一种高效分离式多相流计量装置,目前已广泛用于石油和天然气产量的单井或分队连续计量。GLCC流量计的性能依赖于气液分离效果,通常采用PID技术实现气液分离控制。当油气井多相流产生较大波动时,气液相的相互作用将严重影响GLCC的分离效果,进而影响流量计的有效运行。另一方面,油井产量预测是油田开发决策的基础和动态优化分析的重要内容,但现有GLCC计量系统侧重对油、气、水三相流量的统计,缺少对油井产量的综合分析与预测功能。因此,研究以分离优化控制和油井产量预测为主要内容的GLCC多相流量计监控系统,对提升多相流计量水平和油气田优化运行能力具有重要的应用价值。针对GLCC多相流量计多变量、强耦合和大时滞的特点,本文结合模型预测控制和支持向量机技术,研究GLCC分离优化控制和油井产量预测方法,设计GLCC多相流量计监控系统,实现分离器液位优化控制、油井产量统计与预报和运行状态实时显示。本文的主要工作和成果如下：1.要将预测控制作为GLCC多相流量计的主要控制方法,首先要保证预测控制算法的稳定性。针对系统多变量的特点,考虑多变量线性系统增量预测控制策略,研究其稳定性问题。通过定义新的性能指标,引入Lipschitz条件、弱能控性和稳态问题强对偶性假设,将二次型性能指标变换为新性能指标,建立闭环系统的Lyapunov函数,从而得到增量预测控制策略的闭环稳定性结论。通过以GLCC多相流量计为被控对象的仿真,验证了本章方法的有效性,同时证明了将预测控制作为GLCC多相流量计主要控制策略的可行性。2.对支持向量机的理论基础及其原理进行了简单介绍,针对已有预测方法在样本数量有限的情况下存在的诸多预测问题,将支持向量机算法应用于油井产量预测。仿真结果表明该算法能很好的实现预期效果。3.在上述成果基础上,设计气液柱状旋流式多相流量计监控系统软件。将预测控制算法作为主要控制方法并进行工程化实现,采用支持向量机原理对油井产量进行预报,并将运行状态实时显示。运行结果表明系统在控制及监测方面达到预期效果。论文通过仿真验证了所提出算法的有效性,通过实验验证了系统的可靠性。最后,对全文进行总结,对进一步的研究提出一些展望。