油田自动洗井系统的研究

论文摘要

油田自动洗井系统是由控制电路、流量计、电动调节阀及其控制软件等组成的热力洗井(简称热洗)装置。油井的热洗一般分为四个工序:预热替洗,溶蜡,排蜡和冲洗。在热洗过程中每一洗井工序的控制参数——时间和流量要根据油井结垢、结蜡的实际情况,结合油井温度测试数据以及热洗理论计算来获得,同时由去水温度T1和回水温度T2,决定洗井工作的起停。在大庆的一试验现场,去水温度为85℃,热洗管道压力为3.1MPa,回水温度为75℃,设置了一套热洗控制参数,经4个小时运行达到了设计要求,使井下600米处的结蜡达到了溶点并得以排出。洗井液的流量运用模糊PID算法予以智能控制,从而使流量调节得到精确的控制。采用智能控制系统后,热洗周期较原来的时间缩短,洗井造成的产量损失明显减少,经估算平均单井增产86.8吨/年,同时能有效地抑制热洗液的倒灌现象、节约了能源。试验证明该系统具有操作简便、控制精度高、重复性好、使用寿命长等特点。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 结蜡原理
• 1.3 国内外洗井方式及其发展概况介绍
• 1.3.1 机械洗井
• 1.3.2 化学洗井
• 1.3.3 热力洗井
• 1.3.4 其它洗井技术
• 1.3.5 国外洗井技术
• 1.4 大庆油田状况分析
• 1.5 本课题研究的主要内容与目的
• 1.6 小结
• 第2章 热力洗井相关的基础理论
• 2.1 热洗原理概述
• 2.2 热洗清蜡过程的数学模型
• 2.3 基于最小二乘法的Pt100 传感器的校验
• 2.3.1 基于最小二乘法的拟合算法
• 2.3.2 Pt100 拟合曲线
• 2.4 模糊PID 算法控制热洗液流量
• 2.4.1 模糊PID 算法
• 2.4.2 模糊PID 设计
• 2.4.3 模糊PID 控制规则表
• 2.4.4 模糊控制器调整
• 2.5 小结
• 第3章 洗井系统的硬件设计
• 3.1 油田洗井系统的结构
• 3.2 微控制器的选择
• 3.3 微控制器与接口电路的设计
• 3.3.1 流量计输出信号接口电路设计
• 3.3.2 Pt100 传感器接口电路设计
• 3.3.3 USB 接口电路设计
• 3.3.4 电动调节阀门及其接口电路设计
• 3.3.5 液晶接口电路设计
• 3.3.6 系统电源电路设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 洗井系统的软件设计及实验结果
• 4.1 程序模块的划分
• 4.1.1 结构化程序的设计方法
• 4.1.2 程序模块的划分
• 4.2 驱动程序模块的设计
• 4.2.1 液晶显示屏驱动程序
• 4.2.2 Flash 存储器的驱动程序
• 4.2.3 A/D 转换器和内置温度传感器驱动程序
• 4.3 功能程序模块的设计
• 4.3.1 测量功能函数
• 4.3.2 查询功能函数
• 4.4 实验结果
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文