螺桿泵采油系統(tǒng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化及試驗(yàn)技術(shù)

1概論

1.1引言

1.2螺桿泵采油系統(tǒng)概述

1.2.1螺桿泵采油系統(tǒng)組成

1.2.2螺桿泵分類

1.2.3螺桿泵采油系統(tǒng)主要特點(diǎn)

1.3螺桿泵采油系統(tǒng)研制與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.3.1地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油系統(tǒng)研制現(xiàn)狀

1.3.2潛油螺桿泵采油系統(tǒng)研制現(xiàn)狀

1.3.3國外螺桿泵采油系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.3.4我國螺桿泵采油系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.4螺桿泵采油系統(tǒng)新進(jìn)展與發(fā)展趨勢

1.4.1新材料

1.4.2新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.4.3新組件及配套技術(shù)

1.4.4螺桿泵采油技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.5采油螺桿泵的轉(zhuǎn)速控制及優(yōu)化

1.5.1采油螺桿泵轉(zhuǎn)速控制的意義

1.5.2采油系統(tǒng)的軟啟動(dòng)

1.5.3供采平衡

1.5.4采油螺桿泵的轉(zhuǎn)速優(yōu)化

參考文獻(xiàn)

2單螺桿泵理論基礎(chǔ)與選型設(shè)計(jì)

2.1單螺桿泵的工作原理

2.2單螺桿泵的流量計(jì)算與基本參數(shù)確定

2.2.1單螺桿泵的流量計(jì)算公式

2.2.2單螺桿泵基本尺寸的確定

2.3單螺桿泵定轉(zhuǎn)子型線方程式

2.3.1螺桿的軸向型線及其方程式

2.3.2襯套的軸向型線及其方程式

2.4單螺桿泵的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

2.4.1單螺桿的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)

2.4.2單螺桿在襯套中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

2.5單螺桿泵的能量損失與效率計(jì)算

2.5.1容積損失

2.5.2機(jī)械損失

2.6單螺桿泵定轉(zhuǎn)子尺寸最優(yōu)配比

2.6.1初始過盈最優(yōu)值的確定

2.6.2螺桿偏心距對其半徑最優(yōu)比值的確定

2.6.3襯套導(dǎo)程對螺桿半徑最優(yōu)比值的確定

2.6.4螺桿一襯套副長度的選擇

2.7單螺桿泵軸向力計(jì)算

2.7.1Gc的確定

2.7.2Gf的確定

2.7.3Gp的確定

2.8螺桿泵的選型設(shè)計(jì)

2.8.1螺桿泵的井下容積

2.8.2螺桿泵的壓頭

2.8.3泵型選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)

2.8.4配套抽油管的選擇

參考文獻(xiàn)

3螺桿泵定子橡膠及其磨損分析

3.1螺桿泵定子橡膠

3.1.1橡膠材料基本特征

3.1.2螺桿泵定子橡膠應(yīng)具有的性能

3.1.3常用的螺桿泵定子橡膠材料

3.2實(shí)際工況下定子橡膠的選擇

3.2.1常規(guī)淺井

3.2.2深井或超深井

3.2.3水平井

3.2.4特殊工況

3.3螺桿泵定子橡膠實(shí)物磨損分布規(guī)律

3.4螺桿泵定子橡膠磨損分析研究現(xiàn)狀

3.4.1從自身結(jié)構(gòu)參數(shù)角度分析定子橡膠磨損

3.4.2從受力角度分析定子橡膠磨損

3.4.3從機(jī)構(gòu)構(gòu)形角度分析定子橡膠磨損

3.4.4從有限元角度分析定子橡膠磨損

3.4.5從磨損機(jī)理角度分析定子橡膠磨損

3.4.6從流體動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)角度分析定子橡膠磨損

3.5橡膠摩擦學(xué)

3.5.1摩擦學(xué)簡介

3.5.2研究橡膠磨損的重要意義

3.5.3磨損的基本特征

3.5.4摩擦學(xué)系統(tǒng)簡介

3.5.5橡膠摩擦的特點(diǎn)

3.5.6橡膠磨損的特點(diǎn)

3.5.7影響橡膠摩擦磨損性能的因素

3.6采油螺桿泵摩擦學(xué)系統(tǒng)分析

參考文獻(xiàn)

4采油螺桿泵轉(zhuǎn)速影響因素

4.1油井供液能力

4.2采油螺桿泵結(jié)構(gòu)參數(shù)

4.2.1橡膠定子與金屬轉(zhuǎn)子之間的過盈量

4.2.2螺桿泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)

4.3泵以上的環(huán)形空間

4.4油井工況

4.4.1原油黏度

4.4.2井下溫度

4.4.3泵端壓差

4.4.4原油中的含砂量

4.4.5原油中的含氣量

4.4.6原油中的含蠟量

4.5螺桿泵定子橡膠的磨損

4.6螺桿泵的容積效率和機(jī)械效率

4.6.1螺桿泵的容積效率

4.6.2螺桿泵的機(jī)械效率

4.6.3泵兩端壓差對效率的影響

4.6.4油的溫度和黏度對容積效率的綜合影響

參考文獻(xiàn)

5螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化模型構(gòu)建及預(yù)測

5.1常用的非線性優(yōu)化方法

5.1.1遺傳算法

5.1.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

5.1.3灰色理論

5.1.4小波分析

5.1.5模糊系統(tǒng)理論

5.2采油螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化模型的構(gòu)建與預(yù)測

5.2.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與預(yù)測

5.2.2RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與預(yù)測

5.2.3Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與預(yù)測

5.2.4基于遺傳算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與預(yù)測

5.2.5基于四種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化效果比較分析

參考文獻(xiàn)

6螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)

6.1螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)平臺及支撐軟件

6.1.1Delphi系統(tǒng)開發(fā)平臺

6.1.2Matlab支撐軟件

6.2Delphi與Matlab混合編程

6.2.1使用Matlab引擎

6.2.2利用Mideva軟件平臺

6.2.3利用文件傳輸方式

6.2.4利用DDE（動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換）

6.2.5利用Active

6.3基于文件傳輸方式實(shí)現(xiàn)的混合編程

6.3.1Matlab的M語言

6.3.2Matlab數(shù)據(jù)的輸入輸出方法

6.3.3執(zhí)行可執(zhí)行文件（exe）的方式

6.3.4Delphi將數(shù)據(jù)傳遞給Matlab

6.3.5Matlab接受傳遞數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算

6.3.6矩陣運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)

6.4螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及組成模塊

6.4.1螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

6.4.2螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)組成模塊

6.5螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

6.5.1數(shù)據(jù)采集程序

6.5.2螺桿泵轉(zhuǎn)速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與Delphi實(shí)現(xiàn)

6.5.3控制輸出程序

6.6螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)的模擬硬件構(gòu)成

6.7螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行界面

6.7.1開機(jī)界面

6.7.2主界面

6.7.3試驗(yàn)主界面

6.7.4試驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告界面

6.7.5數(shù)據(jù)分析界面

6.7.6曲線分析界面

6.7.7報(bào)表設(shè)置界面

參考文獻(xiàn)

……

7螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化試驗(yàn)平臺構(gòu)建

8螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化試驗(yàn)測試

《螺桿泵采油系統(tǒng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化及試驗(yàn)技術(shù)》 在查閱大量國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，對螺桿泵采油技術(shù)、單螺桿泵理論基礎(chǔ)、螺桿泵定子橡膠及其磨損、采油螺桿泵轉(zhuǎn)速影響因素的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評述和分析。論述了螺桿泵的轉(zhuǎn)速受定子橡膠本身、油井的工況、泵的效率、定子橡膠的磨蝕和泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)等多種因素的影響，是一個(gè)非線性的問題，并提出了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立螺桿泵轉(zhuǎn)速優(yōu)化模型的思路。本書由沈陽工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院呂曉仁、王世杰和中海石油煉化有限責(zé)任公司何振歧等聯(lián)合編著。