游梁式抽油机驱动电机状态分析与控制.docx

游梁式抽油机驱动电机状态分析与控制第一节 理论推导一、 谐波治理电网G电机单元M储放元件C 电网功率函数PGt,电机功率函数PMt,储放元件功率PCt; 则 PGt+PMt+PCt=0 1.1 0TPGtdt=-0TPMtdt 1.2 0TPCtdt=0 1.3 在无储放元件时的情形，电网简化为交变电源SV，电机简化为可变电感Lt:交变电源SV可变电感Lt 则 USV=-LtdI（t）dt 1.4 若电机转子角速度t励磁电流It绕阻电动势Et;Et可经傅立叶分解，得出各次谐波。 3.谐波向量空间 引：容感代数 容感动力分析 电容电感人工神经网络二、 抽油机力学分析1、 四杆链动机构 驴头极坐标方程RL 1.5弧线积分 0RLd 1.6由变速箱、驴头，抽油杆可导出等效力臂TE，电机的力矩为转速的函数TMM，抽油杆和油液等效质量ME，其加速度可由驴头角速度得出LaP；转矩方程： TMM=TE*（aPL*ME +ME *G） 1.7三、渗流方程为了简化起见，先不考虑含水量；油层渗压Po，油层油泵间隙油量Qd，油泵油量Qp； 油层渗速 Vod1Po，1Qd，t 1.8间隙油量Qdtt+t1Po，1Qd，tdt 1.9间隙油泵渗速Vdp2Qd，1Qp，t 1.10油泵油量Qptt+t2Qd，1Qp，tdt 1.11油泵向油管渗速Vpt3Qp，t 1.12油泵油管渗量Qttt+t3Qp，tdt 1.13四、可变积分域动态规划在空间中存在一组函数fi，相应的积分域为i，通过调整i使 i=0fidi 1.14最大化。约束为一组包含fi，及其偏微分和随机变量R的方程组。 Ffn，fn+1，fn+Lfn+L+1 1.15 n,n+1,n+Ln+L+1 1.16五、抽油机工作循环时间区间划分t0：抽油杆开始下降；t1：上活舌打开，油泵向油管进油；t2：井筒活舌关闭，油层向层泵间隙渗油；t3：t4：抽油杆到达下止点，油层继续向层泵间隙渗油；t5：抽油杆上提，井筒舌头打开，层泵间隙向油泵渗油，直至回到上止点。t6：回到上止点。将时间变量代入积分式：油泵油管渗量Qtt1t43Qp，tdt 1.17油泵油量Qpt5t62Qd，1Qp，tdt 1.18间隙油量Qdt2t61Po，1Qd，tdt 1.19将1.19，1.18代入1.17油泵油管渗量Qtt1t43t5t62t2t61Po，1Qd，tdt，1Qp，tdt，tdt 1.20有一能效函数： Et，当t趋向无穷大时，通过调整积分区间使其最大。经过推导tn，tn+1Mtn，tn+1 1.21利用数值模拟可以得出最优电机转子角速度函数MOt。六、抽油机工作循环关键点校准经过一段时间后，实际工作状态会与理论数值发生错位，所以应利用人工神经网对抽油机进行工况分析，专门设立一个委员会机进行关键点校准。校准委员会机电参数 校准信号七、利用人工神经网对最优角速度进行学习将MOt离散化MOti，并反推电机Ui，Ii，变成对电参量序列的学习，取U0，UL;I0，IL加入神经网，调整权值使神经网输出UL+1；IL+1.八、神经网对环境变量的学习神经网还要对油井参数，环境变量，电网状态进行学习，需要有多个委员会机：电机控制电路最优电机角速估计校准信号 地方 油井参数电压电流序列九、（引伸）抽油机传动皮带的拓扑动力学旨