抽油机井应用气锚节能效果的计算机仿真研究

考虑气锚分离效率对泵筒内气液比的影响以及对抽油杆柱振动井下边界条件的影响,改进了抽油泵排量系数的仿真模型,建立了以悬点示功图仿真为基础的电动机实耗功率仿真模型。仿真分析结果表明:(1)气油比、含水率、沉没度、余隙长度对排量系数有显著影响;(2)气影响是导致低沉没度抽油机井排量系数低的主要原因;(3)在低沉没度、气影响较严重的油井中,应用气锚可以显著提高抽油泵的排量系数。(4)在保证油井产量与沉没度不变的条件下,应用气锚可以降低含气抽油机井的抽汲参数,达到节能的目的。(5)应用气锚的节能效果主要取决于油井的气油比和沉没度。在合理降低沉没度的条件下,气油比越大,应用气锚的节能效果越好。在所给算例参数条件下,应用气锚的节能效果达到了40%。     

考虑漏失的抽油泵示功图的计算机仿真模型

综合考虑柱塞的运动规律、泵筒内流体的可压缩性、柱塞与泵筒之间的间隙漏失量,建立了泵筒内流体流动的连续流方程。根据改进的连续流方程,建立了泵筒内液体压力、柱塞运动规律与柱塞泵筒间隙之间相互关系的数学模型,从而建立了泵筒内液体瞬时压力与泵示功图的仿真模型。仿真分析了柱塞与泵筒之间不同间隙时,泵筒内液体压力变化规律的时间历程曲线和泵示功图。仿真分析结果表明,柱塞与泵筒之间的间隙漏失不仅会导致固定阀滞后打开,而且会导致游动阀提前关闭。当间隙增大到一定程度时,会出现固定阀无法打开而导致抽油泵完全失效的状态。所建立的数学模型为完善漏失状态抽油机井动态参数的计算机仿真技术提供了理论基础。     

抽油机井系统效率极限值的仿真研究

以油井供产协调方程为基础,建立了抽油机井动液面、产液量与抽汲参数之间关系的仿真模型,改进了以抽油杆柱动态仿真为基础的抽油机井系统效率仿真模型,并建立了基于抽汲参数优化设计的系统效率极限值仿真模型.分析了油藏参数、油井参数、设备类型与抽汲参数对系统效率的影响.仿真结果表明:系统效率随油井产能的增加而增加;含水率与气油比对系统效率有显著影响,气油比越大、含水率越低,系统效率越低;抽汲参数组合对系统效率有显著影响.对于低气油比、高含水、高产液量的油井,在优化设计抽汲参数条件下,抽油机井系统效率极限值可以达到50%,甚至超过60%.目前现场实际测试中所出现的50%以上的高系统效率是有科学依据的.     

逆变器无线并联系统的建模与仿真

分析了逆变器无线并联控制技术的基本原理,并介绍了离散化的功率计算方法,在此基础上采用MATLAB/Simulink建立了逆变器并联系统的仿真模型,说明了仿真模系统中模块间的关系.按照功率在数字信号处理器(DSP)中的求取方法,建立了计算频率可变的逆变器模块输出有功功率和无功功率模型,通过此功率模型在无线并联系统中的应用,验证了所建模型的正确性.该功率计算模型可以推广到其它类似场合.     

聚合物驱抽油机井杆柱纵向振动的仿真模型

应用幂律流体本构方程和动量守衡方程,建立了抽油机井杆管环空幂律流体速度分布规律与杆柱液体摩擦力的计算模型,以此为基础建立了聚合物驱抽油杆柱纵向振动仿真的非线性波动方程。与抽油杆柱纵向振动的常规波动方程比较,新模型含有速度幂律指数的非线性液体摩擦力项,应用差分法建立了非线性波动方程的数值仿真模型。根据一个周期液体摩擦功相等的原则,将非线性液体摩擦力项线性化,建立了等效阻尼系数的计算方法,并将非线性波动方程简化为常规波动方程。开发了聚合物驱抽油机井杆柱纵向振动的仿真软件,分析了流变参数对抽油杆柱纵向振动与示功图的影响。仿真与实测结果对比表明,非线性波动方程仿真模型具有较高的仿真精度,悬点最大与最小载荷的仿真误差小于±12%。     

二冲程柴油机扭矩预测模型与系统仿真

瞬时扭矩是柴油机电控和状态观测的一个重要参数,但使用非接触式扭矩传感器直接测量过于昂贵。建立准确的扭矩模型是克服这一困难的捷径。在常用于稳态仿真的容积法模型基础上,结合曲柄连杆机构的动力学模型,建立了二冲程柴油机的扭矩预测模型。采用线性插值法简化燃油燃烧放热规律参数的计算,采用“浓排气”模型提高扫气过程的计算速度。以6S60MC大型低速船用柴油主机为例,进行了仿真计算。结果显示,仿真示功图与实测示功图基本吻合,可较准确的预测多缸柴油机扭矩的变化。     

开关变换器的仿真建模方法及最大Lyapunov指数计算

提出DC-DC开关变换器的两种建模方法,并对之进行了比较,以便更有效地对变换器中的各种线性、非线性现象进行数值仿真及分析计算。一种建模方法是考虑时间,将时间变量看成为一个状态变量,从而建立非自治系统模型;另一种是不考虑时间,而仅考虑电路状态变量,来建立变换器的自治系统模型。两种模型的数值仿真结果完全一致,但以这两种模型为基础,计算所得到的最大Lyapunov指数的表现是不同的,相比较而言,以自治系统模型为基础,计算所得的最大Lyapunov指数包含更多的信息,它不仅能指示混沌的产生,而且可以指示各次分叉的情况。     

线性光放大器交叉相位调制波长转换仿真研究

运用Simulink可视化仿真系统,建立基于线性光放大器(LOA)的交叉相位调制波长转换模型。模型考虑了纵向载流子密度变化引起的有源区折射率的改变、相位调制、端面反射、放大的自发辐射噪声和横向的垂直光场(VCL)的增益钳制作用。仿真了LOA的增益钳制特性,模拟计算了信号光功率和速率对转换后信号的消光比、啁啾和眼图张开度的影响。仿真结果表明,LOA具有增益钳制作用,对输入信号的扰动具有不敏感性。提出了合理控制输入信号光和探测光的功率,调整干涉仪两臂LOA偏置电流的强度,可在较高的信号速率下,获得良好的转换信号。     

高压注水泵动力学仿真分析

简要地分析了中国石油机械设备的发展现状，提出了在我国石油机械装备企业运用现代设计方法的必要性。简要地介绍了动力学仿真及其相关技术。并选取典型的3H-8/450型高压注水泵作为研究对象，完成了泵仿真模型的建立；对泵进行运动学和动力学仿真分析，系统所需电机驱动力矩计算；并用理论解对仿真模型和仿真结果进行了验证；对仿真结果进行分析，提出了改进意见，并对改进设计进行仿真实验，仿真结果表明改进设计显著地改善了泵的受力状况。     

盘式无刷式直流电动机的瞬态电磁场仿真

建立了盘式无刷直流电动机的瞬变电磁场计算模型，通过变网络方程将盘式无刷直流电动机的外电路与电磁场耦合起来，并通过考虑盘式电机磁场三维分布的影响，对盘式电机的二维电磁场模型进行了完善，建立了盘式无刷直流电机动态性能仿真较完整的数学模型，提高了动态性能仿真的精度。提出了“相带运动法”模型，较好地处理了盘式的电机定、转子相对运动问题，用本文的方法对盘式无刷直流电动机样机进行了分析，取得了满意的效果。     

抽油机井生产过程仿真方法的研究

针对游梁式抽油机井的生产过程建立了以机械效率为目标函数对抽汲参数和下泵深度进行优化的数学模型，并以现场数据进行了仿真研究，结果表明，该模型对实际生产具有很好的指导作用。     

低渗透油田油井流入动态曲线特征的仿真研究

假设油井流动系数为二次抛物线函数,建立了包含3个待定系数的新型通用油井流入动态方程。根据3点或更多点稳定工作制度下产量与对应流压的测试数据,建立了确定3个待定系数的非线性代数方程组。新型油井流入动态方程不仅包括了目前所有经典的流入动态方程,而且也包含了具有拐点的流入动态方程。建立了油井流入特性曲线存在拐点的判别条件与最大产量所对应合理流压的计算方法。应用新型油井流入特性曲线指导油井抽汲参数设计,确保油井在合理流压下生产,可以实现油井产量最大化,提高低渗透油田开发的经济效益。     

梯级泵站输水系统运行效率优化模型

大型梯级泵站输水工程是由泵站、拦污栅和渠段等设备、设施组成的复杂系统. 梯级泵站输水系统运行效率是反映系统运行状态的重要指标,也是影响输水费用的主要因素. 针对梯级泵站输水系统运行效率影响因素进行分析,提出梯级泵站输水系统运行效率指标体系及函数表达式,在此基础上建立系统运行效率优化模型,以各影响因素为决策变量,寻求梯级泵站输水系统最优运行效率,以及对应的梯级间水力优化运行方案和各级泵站优化运行方案. 以南水北调东线韩庄运河输水工程为应用实例,优化结果表明,该优化模型能够有效提高系统运行效率,可为梯级泵站输水系统经济运行提供技术支撑.     

面向事件仿真的某型导弹发控训练模拟系统的软件设计

以事件调度法仿真策略和面向事件仿真方法，借助数据库技术给了了某型地空导弹发控训练模拟系统的软件设计，实现了发射系统全过程的模拟，操作过程的实时监测和重演，解决了模拟系统设计信号民量大带来的软件设计逻辑结构复杂的问题，并使软件结构清晰，便于维护和移植。     

有杆泵抽油系统可靠性数字仿真研究

利用可修系统可靠性分析理论，提出在役有杆泵抽油系统工作可靠性数字仿真模型，在对现场数据收集，整理的基础上，推断各子系统寿命和维修时间的统计模型，运用Monte Carlo法通过抽样模拟对系统可靠性和维修性进行数字仿真，实现对系统可靠性的定量评价。     

平衡式变量叶片泵流量特性计算机仿真

介绍一种在专利技术基础上，合有浮动决的新型平衡式变量叶片泵的结构和工作原理，该泵应用在汽车转向助力泵等工况，是一种较有应用前景的新型叶片泵。同时建立汽车液压助力转向系统的数学模型，并建立汽车液压助力转向系统的Matlab Simulink仿真模型，对转向泵选择不同的参数进行流量特性仿真，并对仿真结果进行对比和分析。     

变频驱动油田往复式注水泵站最小轴功率优化控制

利用最优化原理与方法结合变频调速技术实现注水泵站效率优化控制 ,以满足油田生产节能降耗的需要 .在详细分析往复式柱塞泵性能和注水管网特性的基础上 ,建立了注水管网数学模型 ,提出了往复式注水泵站最小轴功率效率优化问题模型 .利用枚举法和 Wolfe简约梯度法对效率优化模型进行了求解 ,得到理想的开泵组合 w和调速比 k .MATLAB实验仿真证明了该方法的有效性 .新优化控制策略已在某注水泵站投入使用 .与常用的变频驱动恒压注水泵站相比 ,节电率可提高 1 2 %以上 .