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《天津大学》 2010年
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油田注水采油系统的建模、优化与控制

谢超  
【摘要】:注水是油田采油生产过程中最重要的开采方式之一,油田注水系统是一大规模复杂流体网络系统,随着油田进入高含水开发阶段,注水系统耗能日益严重,如何对注水系统进行节能优化己成为当务之急。注水系统的节能优化包括注水系统全局优化和注水机组优化,节能优化目标是降低注水能耗。本文在对油田注水系统进行深入分析的基础上,注水系统在满足注水压力、注水量要求的前提下,根据油田注水系统基本单元的数学模型及管网的数学模型,针对注水系统的全局优化问题,提出了基于改进快速模拟退火算法的注水系统节能优化方法,解决大型注水系统的非线性优化问题。研究了一种具有较高逼近精度的高阶CMAC神经网络模型——HCMAC,详细讨论了其基本原理、插值算法及训练规则,利用HCMAC良好的非线性逼近能力建立了油田注水机组节能优化模型,实现机组节能优化,仿真结果表明基于HCMAC的机组节能优化策略具有较好的优化效果。 水驱特征曲线是描述油田注水开发生产的特征曲线,其主要作用就是求取水驱油田的可采储量、采收率。支持向量机(SVM)具有严格的理论和数学基础,不存在局部极小的问题,且建立在结构风险最小化原则之上,对小样本学习问题具有很强的泛化能力。水驱特征关系复杂,且样本数量较少,本文基于SVM建立水驱特征关系模型,并且利用SVM水驱特征关系模型对注水采油生产的石油产量进行预测。 基于RBF神经网络建立了油田注采污水处理曝气池内溶解氧的智能软测量模型,实现溶解氧的智能预测。仿真结果表明采用该方法的智能软测量模型具有一定的逼近精度和预测效果,具有较高的预测精度,为曝气池溶解氧闭环控制奠定了基础,同时对溶氧仪的清理维护具有一定的指导意义。 活性污泥法处理是一个耗氧过程,活性污泥法的净化反应显著特征之一就是消耗水中的溶解氧,决定其处理效果的关键因素是生化池中的溶解氧浓度(DO值)。污水处理过程中溶解氧浓度为被控量,通常采用PID控制,研究了PID控制器的综合问题,给出了PID稳定参数域,且该稳定条件是充要的,无保守性,对PID溶解氧控制器参数的选取具有指导意义。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TE357.6

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 胡小英;苏炜;胡加兴;;油田注水泵站自动控制与管理系统的设计[J];电子设计工程;2011年23期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡海,郭莹,徐小力;基于人工神经网络的油田注水机组优化控制[J];北京机械工业学院学报;2000年04期
2 刘军,刘丁,张光辉;基于遗传算法的大容量输油泵模糊控制器的优化设计[J];电工技术学报;2003年03期
3 张承慧,夏东伟,程兆林,李洪斌;变频驱动注水系统效率优化问题的建模与控制[J];电工技术学报;2003年06期
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5 汪峰,朱艺颖,白晓民;基于遗传算法的机组组合研究[J];电力系统自动化;2003年06期
6 顾汉明,江涛,王家映;改进快速模拟退火方法进行AVO岩性参数反演[J];地球科学;1999年04期
7 贾光政,常玉连,邹龙庆,何平,高胜;油田大型注水系统调速节能技术[J];大庆石油学院学报;2000年01期
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9 刘扬;袁振中;魏立新;;大型油田注水系统节能降耗与运行方案优化[J];大庆石油学院学报;2006年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 高爱华;油田地面注水系统规划设计及运行优化技术研究[D];西南石油学院;2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宁利;油田注水系统仿真与优化控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
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9 石航;油田注水管网评价技术研究[D];大庆石油学院;2009年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 李峻;孙世群;;BP神经网络在青弋江水质评价上的应用[J];安徽建筑;2008年03期
10 李淑华;徐良培;陶建平;;基于支持向量机的我国水产品出口贸易风险预警研究[J];安徽农业科学;2008年30期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王国庆;李国福;李旭渊;;基于PSO-K均值聚类的核事故应急监测点位快速确定技术研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
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3 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 康传会;汪晓东;汪轲;常健丽;;基于最小二乘支持向量机的迟滞建模方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 马良玉;盖银平;史振兴;;600MW超临界锅炉过热汽温反馈补偿神经网络逆控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
6 杜健;费保俊;刘颖;潘高田;姚国政;;基于神经网络的导航装备维修能力评估研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 姜静;孟利东;孙铁;姜琳;;电弧炉三相电极神经网络控制器的研究[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
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9 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 冯辅周;郭恒毅;江鹏程;;支持向量机及其在电机故障诊断中的应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
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9 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
10 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐芳芳;优化问题的PVD算法研究[D];山东科技大学;2010年
2 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
3 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
4 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 朱耿峰;支持向量机在冲击地压预测模型中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 姜成玉;基于支持向量机的时间序列预测[D];辽宁师范大学;2010年
7 李海清;支持向量机在金融市场预测中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
8 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
9 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
10 范不井;某地区电网短期负荷预测研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张和烽;夏涛;罗放;鄢烈祥;;油田注水系统仿真模型校正[J];计算机与应用化学;2010年12期
2 王妍;纪锋;常玉连;;多站注水系统柱塞泵运行方案优化研究[J];科学技术与工程;2009年13期
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4 程为彬,吴九辅;双泵串联技术在注水泵站的应用[J];水泵技术;2005年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 胡海,郭莹,徐小力;基于人工神经网络的油田注水机组优化控制[J];北京机械工业学院学报;2000年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 高爱华;油田地面注水系统规划设计及运行优化技术研究[D];西南石油学院;2002年
2 杨建军;油田注水系统智能优化方法研究[D];大庆石油大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 刘均;基于PROFIBUS的污水处理厂自动控制系统的研究[D];浙江工业大学;2002年
2 刘万辉;油田注水系统管网改造专家系统研究[D];大庆石油学院;2003年
3 董增有;萨中地区注水系统效率计算与分析研究[D];大庆石油学院;2003年
4 别锋锋;油田注水系统设规划优化研究[D];大庆石油学院;2004年
5 王华;无线Wi-Fi网络业务自相似性研究[D];天津大学;2004年
6 汪璇炫;模糊PID控制在工业过程控制中的应用研究[D];合肥工业大学;2005年
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【相似文献】
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1 吴少路;张宏文;张兆华;罗明英;;油田注水系统用液体粘性调速离合器[J];石油机械;2006年08期
2 王可花;;油田注水系统技术管理模式研究与应用[J];科技资讯;2007年19期
3 周国信;雷宝艳;;油田采出水对注水系统腐蚀机理的探讨[J];辽宁化工;2011年03期
4 郭向东;;28吨蒸汽机车锅炉注水系统堵塞处理的技术探讨[J];吉林林业科技;1985年06期
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8 陈建民;宋明海;王艳丽;张伶莉;;油田注水系统杀菌技术研究应用[J];内蒙古石油化工;2009年15期
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10 李国生;刘文勇;顾晓;董志英;楊庆山;;优化调整注水系统 实现节能经济运行[J];资源节约与环保;2008年05期
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1 桂永胜;余祖耀;李宝仁;;蓄电池组自动注水系统管网设计[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
2 秦小飞;余祖耀;桂永胜;李宝仁;;铅酸蓄电池自动注水系统的研究与实现[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
3 李忠堂;;腐蚀监测技术在油田集输系统的应用[A];山东石油学会第三届腐蚀与防护技术学术交流会论文集[C];2005年
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3 特约记者 刘振强 通讯员 种占良;大港治理污水保护碧海蓝天[N];中国石油报;2006年
4 记者 刘国安通讯员 崔丹丹;大港采油二厂系统节能工程创效650万元[N];中国石油报;2008年
5 记者 王志田 通讯员 魏宪成;让老油田多吐油少吞物[N];中国石油报;2006年
6 记者 刘国安通讯员 崔丹丹;大港采油二厂采油单耗大幅下降[N];中国石油报;2008年
7 记者 孙克;江苏油田QC小组创效近1400万元[N];中国石化报;2009年
8 记者 李兵 通讯员 周俊;精细注水 为老油田增寿[N];中国石油报;2008年
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10 郝随穗;瓦窑堡采油厂狠抓油井管理[N];延安日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 谢超;油田注水采油系统的建模、优化与控制[D];天津大学;2010年
2 张瑞杰;注水系统生产状态智能分析与运行优化技术研究[D];东北石油大学;2011年
3 杨建军;油田注水系统智能优化方法研究[D];大庆石油大学;2006年
4 杨超;非恒定流充液管系统耦合振动特性及振动抑制[D];华中科技大学;2007年
5 李世军;油田生产系统整体优化理论与方法[D];大庆石油学院;2005年
6 王凤平;大气CO_2浓度升高对金属大气腐蚀的影响[D];中国科学院研究生院(金属腐蚀与防护研究所);2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 文江波;大洼区块注水系统节能改造技术研究[D];东北石油大学;2012年
2 冯铁;注水系统仿真优化运行技术研究[D];东北石油大学;2010年
3 陈领君;提高油田注水系统效率理论与技术研究[D];中国石油大学;2010年
4 马亚静;双作用增压缸注水系统的设计与动态分析[D];西安理工大学;2010年
5 董增有;萨中地区注水系统效率计算与分析研究[D];大庆石油学院;2003年
6 王红丽;注水系统的节能措施及效率计算研究[D];北京化工大学;2003年
7 宁利;油田注水系统仿真与优化控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
8 王妍;油田注水生产预测仿真研究[D];大庆石油学院;2004年
9 刘万辉;油田注水系统管网改造专家系统研究[D];大庆石油学院;2003年
10 别锋锋;油田注水系统设规划优化研究[D];大庆石油学院;2004年
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