收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于Ethernet网络控制的三元复合驱过程控制研究

徐建军  
【摘要】: 三元复合驱就是利用碱(Alkali)——表面活性剂(Surfactam)——聚合物(Polymer)(简写为ASP)的复配作用进行驱油。大庆油田从1994年开始丌展三元复合驱油矿场试验以来,已经建成了多座三元复合驱试验站,这些试验站分别位于大庆油田的几个采油厂,地理位置较远。而在三元复合驱试验阶段,准确完备的了解各个试验站的情况,便于实时控制,及时处理具有重大的现实意义。因此,我们提出基于Ethernet网络控制的三元复合驱过程控制研究课题。主要研究工作如下: 分析三元复合配注工艺、油水分离工艺的流程,通过试验和分析,给出配注、油水分离工艺、采出水处理的新流程、新方法,同时认为,往复泵是配注工艺的关键设备,油水分离是采出液处理的主要技术管理过程。而这些试验数据和分析结论的传递、以及对往复泵的故障诊断、油水界面的控制,都是通过网络控制系统实现的。给出基于NCS的三元复合驱注采液处理过程的系统设计和实现。 在基于NCS的三元复合驱注采液处理过程的系统设计的过程中,给出网络控制系统的3个基本议题以及它们对网络控制系统性能的影响,指出在网络控制系统的主要问题中,对象输入/出的数据包时延增加、以及网络包的丢失概率增大,其根本原因是网络拥塞的产生。为了系统的时延分析,首次对NCS时延因子进行了归类分析,将时延因子分为:发送端时延、接受端时延、I/O时延和器件时延4大类13个因子;采用模糊层次分析法求得了NCS时延因子的相对重要度,为NCS时延分析提供重要的参考依据。设计了基于Ethernet网络控制系统时延的测量的基本方法,并对结果进行分析。通过理论研究,得出时延的估计策略,对具有状态反馈和非线性的对象进行仿真研究。 针对ASP的控制系统的传输环节,在TCP非线性动态模型的基础上利用RED分析和设计了主动队列管理(AQM)控制系统。首先线性化了TCP的互联模型以及一个瓶颈链路队列并根据链路容量、网络载荷、往返时间等网络参数讨论了它们的反馈特性。然后在这个模型的基础上利用与一些自由参数例如:低通滤波阈值以及与网络参数有关的丢包概率等相关联的随机早期检测机制(RED)设计了一个AQM控制系统。提出了在有延迟比和载荷水平等网络参数的条件下设计线性稳定系统的指导方针。该系统在载荷变化时的具有很好的鲁棒性。研究结果的有效性通过ns2模拟器进行了验证。 针对ASP的注入系统主要设备-往复泵的故障诊断,文中提出以常见的压力信号(阀箱内的压力)作为系统特征信号来提取故障特征向量的方法。这种方法信号测取简单、处理方便,有着振动信号方法无法比拟的优点。文中利用时域中的相关分析和频域中的功率谱分析、小波包分析技术提取了故障特征向量,且各故障之间的特征区分明显,充分验证了此方法的有效性。此方法的优点在于特征信号取自于阀箱内的压力,不易受到外部环境的干扰,适用于多个泵阀同时发生故障的情形。同时,文中还构造了三层的前向神经网络,以小波包分析提取的故障特征向量作为网络的训练样本数据,利用小波包分析方法对所采集到的初始压力信号进行处理和分析,并提取系统故障特征信息。同时,以重构相空间中的饱和嵌入维数作为神经网络输入层节点数,通过采用遗传算法优化神经网络初始权重,将重构相空间、遗传算法、神经网络三者有机地结合,提出并建立了相空间遗传BP神经网络故障诊断模型,确定了合适的神经网络结构和具体参数。经检验样本数据验证,该方 法对于泵阀的各种故障都有很好的诊断效果。并采用试验的方法调整神经网络的初始值。在确定了神经网络的结构和参数后,经检验数据验证训练后的神经网络所得的网络结构和参数是合理的。 应用状态反馈预测控制(SFPC)算法,对带有耦合、不确定性的油田三元复合驱油水分离控制过程进行分解分析,给出了传统的单变量控制框图到基于Ethernet(TCP/IP)的控制框图,其控制过程的分解完全适用于状态反馈的三元复合驱油水分离系统。给出了基于状态反馈的采出液脱水系统的多变量适应式SFPC算法;基于Lyapunov稳定性理论,对时滞过程进行分解分析,推导出多变量线性时滞系统的时滞独立稳定充分条件方程式。在此基础上,给出了几个判定线性时滞系统独立稳定的简单判据。讨论了时滞系统的指数稳定性,给出了系统具有任意指定收敛速度指数稳定的充分条件及相应的推论。其工程应用的优点是建模简单、优化计算量小并且保证控制的安全性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 康少冬,褚英鑫,夏惠芬,曹锡秋,李传红;三元复合驱举升工艺适应性认识[J];钻采工艺;2003年06期
2 向开理,江茂泽,彭克琮;三元(ASP)体系驱油的数值摸拟[J];油气井测试;1996年01期
3 张逢玉,卢艳,韩建彬;表面活性剂及其复配体系在三次采油中的应用[J];石油与天然气化工;1999年02期
4 王冬梅,郝悦兴,朱雷;三元复合驱合理井网、井距分析[J];大庆石油地质与开发;1999年03期
5 王克亮 ,闫义田 ,马强;三元复合驱的走向[J];中国石油石化;2005年14期
6 王方林;朱南文;夏福军;吴迪;;三元复合驱采出水处理试验研究[J];工业水处理;2006年10期
7 张立超;王丛峰;;强碱型表面活性剂现场评价[J];油气田地面工程;2007年09期
8 隋欣;王宝辉;邵丽英;盖翠萍;;硅钼黄光度法测定油田产出水中低聚硅[J];南京师大学报(自然科学版);2009年02期
9 赵清敏;;三元复合驱工艺中涂层油管防垢技术[J];油气田地面工程;2010年01期
10 陈健斌;马自俊;刘大锰;王临红;;三元复合驱阻垢剂的研究及应用[J];工业水处理;2011年05期
11 李华斌,高树棠,杨振宇,李洪富,陈星宏;碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱方案的设计与优化[J];油田化学;1996年03期
12 杨清彦,宫文超,贾忠伟;大庆油田三元复合驱驱油机理研究[J];大庆石油地质与开发;1999年03期
13 庞向东,董振刚;涂料在油田三元复合驱潜油电泵上的防垢作用[J];表面技术;2000年05期
14 宋道万,杨权一,高国强;三元复合驱体系的化学平衡计算[J];断块油气田;2000年06期
15 李道山,徐正顺,郑凤萍;葡北低渗透油田三元复合驱室内实验研究[J];大庆石油地质与开发;2000年01期
16 王景良,宋育贤;三元复合驱用石油磺酸盐表面活性剂的研究进展[J];国外油田工程;2000年12期
17 吴迪,孟祥春,张瑞泉,梁辉诚,孙福祥,李艺明,江能,吕洪波;大庆油田三元复合驱采出水的稳定性及其反相破乳剂的应用[J];精细化工;2001年02期
18 曹锡秋,隋新光,杨晓明,蒋福江,朴荣花,关辉;对北一区断西三元复合驱若干问题的认识[J];大庆石油地质与开发;2001年02期
19 王景良,孙岩,宋育贤;ASP复合驱机理的研究与展望[J];国外油田工程;2001年08期
20 杨付林,张建,李俊刚;三元复合驱采出液中微量硅的定量分析[J];大庆石油地质与开发;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾庆;曹振锟;姜凤臣;詹敬;;三元复合驱硅酸盐垢的产生与防治研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
2 曹振锟;程继顺;贾庆;冯晓敏;才国忠;;三元复合驱含油污水沉降分离技术研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
3 朱红;赵丰;江龙;;三元复合驱驱油体系的规律性[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年
4 才国忠;曹振锟;程继顺;贾庆;徐德会;;三元复合驱含油污水过滤技术研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
5 黄丽;吴淑云;高思远;高歌;马荣堂;;三次采油用聚合物流变性及其影响因素研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
6 陈卫民;陈利文;;油田三采用重烷基苯磺酸盐产品性能影响因素分析[A];2007(第六届)中国日用化学工业研讨会论文集[C];2007年
7 张雷;张逢玉;苗月;;微絮凝悬浮污泥工艺处理三元复合驱采油污水研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
8 刘峰;王方林;朱南文;贾金平;;大庆三元复合驱油田采出水水质分析[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
9 沈玉江;赵力;孙杨;金艳方;王芳;盖鑫磊;;鼠李糖脂发酵液与三元复合驱复配体系驱油机理的室内研究[A];2007(第六届)中国日用化学工业研讨会论文集[C];2007年
10 高小鹏;付剑;吴丽文;王冬梅;;孤岛油田西区三元复合驱矿场扩大试验[A];三次采油技术研讨会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐建军;基于Ethernet网络控制的三元复合驱过程控制研究[D];大庆石油学院;2006年
2 徐国民;三元复合驱举升系统流入流出动态特征研究[D];大庆石油学院;2009年
3 徐兆明;三元复合驱化学剂的环境行为和污染特性研究[D];东北石油大学;2010年
4 李道山;三元复合驱表面活性剂吸附及碱的作用机理研究[D];大庆石油学院;2003年
5 隋军;三元复合体系油水界面张力数量级及动态特征对驱油效果的影响[D];西南石油学院;2004年
6 张瑞泉;弱碱体系三元复合驱采出液分离技术及机理研究[D];大连理工大学;2008年
7 韩杰;高温油藏聚合物驱及复合驱技术研究[D];中国地质大学(北京);2010年
8 陈业生;磷硅酸盐/表面活性剂/聚合物复合体系性能研究[D];大庆石油学院;2008年
9 兰玉波;化学驱波及系数和驱油效率的研究[D];大庆石油学院;2006年
10 鄂金太;无碱二元复合体系驱油技术与经济可行性研究[D];中国地质大学(北京);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何英华;油田化学驱结垢与控制技术研究[D];大庆石油学院;2010年
2 李洪巍;三元复合驱采出液乳化和稳定机理研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 王庆国;大庆油田三元复合驱油井清防垢技术研究[D];吉林大学;2004年
4 李莉;三元复合驱体系配方的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
5 刘磊明;神经网络建模方法在三元复合驱系统岩电关系研究中的应用[D];大庆石油学院;2002年
6 艾广智;三元复合驱含油污水絮凝剂分子模拟[D];吉林大学;2004年
7 韩培慧;三元复合驱用烷基苯磺酸盐类表面活性剂的研制[D];黑龙江大学;2004年
8 李卫宏;三元复合驱缓蚀防垢剂的研制[D];哈尔滨工程大学;2003年
9 隋欣;三元复合驱硅垢形成规律与主要控制因素研究[D];大庆石油学院;2006年
10 林洪海;釜式生产石油磺酸盐的研究[D];大庆石油学院;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李丹;大庆采油六厂三元复合驱工程启动[N];中国石油报;2007年
2 吴振宁;浅谈三元复合驱的结垢与防垢[N];中国石油报;2005年
3 通讯员 李伟;大庆采油二厂强碱三元复合驱三元主段塞试验开始注入[N];中国石油报;2006年
4 本报记者 姜斯雄 本报通讯员 迟续;刘奕:“三个攻关”建奇功[N];中国石油报;2003年
5 记者 王志田 通讯员 郑昕;世界首例三元复合驱工业化现场试验启动[N];中国石油报;2006年
6 记者 王志田 通讯员 赵颖华;三元复合驱技术的“双子星”[N];中国石油报;2006年
7 记者 张郁民;大规模三元复合驱工业化试验启动[N];中国化工报;2006年
8 通讯员 李伟;大庆采油二厂推广应用三元复合驱技术[N];中国石油报;2008年
9 记者 王志田 通讯员 于万灵;调整,只为更好地稳定开发[N];中国石油报;2006年
10 王志田;大庆油田科研成果转化形势喜人[N];中国石油报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978