【摘 要】
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石油资源是我国工业发展的基石,支撑着国民经济的飞速发展。目前我国的大多数油田已进入开采中后期,抽油机作业时常处于“轻载”或“空载”状态,导致了生产成本中电能的严重浪费。因此,提高抽油机的工作效率,减少成本损耗,对低渗透油田的持续开采至关重要。本文结合低渗透油田的研究现状,基于油田中广泛使用的游梁式抽油机机采系统,对开关磁阻电机展开节能控制研究。完成的主要工作如下:（1）通过分析游梁式抽油机的机械结
【基金项目】
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陕西省自然科学基础研究计划项目,面向抽油机节能的抽油优化控制方法研究；
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石油资源是我国工业发展的基石,支撑着国民经济的飞速发展。目前我国的大多数油田已进入开采中后期,抽油机作业时常处于“轻载”或“空载”状态,导致了生产成本中电能的严重浪费。因此,提高抽油机的工作效率,减少成本损耗,对低渗透油田的持续开采至关重要。本文结合低渗透油田的研究现状,基于油田中广泛使用的游梁式抽油机机采系统,对开关磁阻电机展开节能控制研究。完成的主要工作如下:（1）通过分析游梁式抽油机的机械结构和采油时的机械做功过程,推导油井产液量与开关磁阻电机的转速、功率之间的关系,以此构建出游梁式抽油机的周期平均产液量模型。该模型可依据电机实时参数测算油井当前产液量,并将抽油时不断积累的新数据用于参数更迭,使模型更加适用于油井作业生产中。（2）对智能抽油控制系统的功能进行分析后,设计了以MCU为核心处理器,具备数据采样、数据处理、数据存储、电机调速控制功能的硬件电路,并针对周期平均产液量模型在应用时的系统要求,提出了基于嵌入式实时操作系统μC/OS-III的软件系统方案。（3）在软件系统方案中,完成了μC/OS-III在MCU上的系统环境搭建。以周期平均产液量模型作为电机控制算法,结合已有的一些节能算法协同工作,设计出预抽油、智能抽油、转速控制和可视化抽油等系统功能,依据油井作业情况选择对应功能,实时调整抽油机的转速。并通过LCD屏幕实现了人机交互界面,极大提高了智能抽油控制系统的便捷性。测试结果表明,本文所设计的智能抽油控制系统能够实时监测开关磁阻电机的运转状态,从而可根据当前产液量与预测产液量的比较结果,实时调整开关磁阻电机的转速,匹配最佳负载载荷,达到节能抽油的目的。
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