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智能稠油油井中頻電加熱系統(tǒng)的研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置 |
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關(guān)鍵詞
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PWM|最優(yōu) PID 控制 |
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適用年級(jí)
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研究生 |
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身份要求
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游客 |
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金 幣
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0 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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caj |
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文件大小
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1510K |
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發(fā)布時(shí)間
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2014-12-31 08:24:00 |
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無 |
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下載次數(shù)
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12 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
智能稠油油井中頻電加熱系統(tǒng)的研究，碩士學(xué)位論文，74頁。
摘要
目前，稠油熱采作為油田常見的開采方式，而工頻加熱電源存在著加熱效率低，耗電量大的缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響著石油行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。智能稠油油井中頻加熱電源能夠提高稠油開采的效率，節(jié)能降耗，增強(qiáng)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，具有良好的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。
論文首先介紹了中頻電加熱系統(tǒng)的原理，對(duì)電加熱的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)做出研究和分析，然后通過研究井筒功率分布和負(fù)載等效電路模型，得出功率分布隨油井深度的變化并不是線性的，并且通過提高加熱頻率能夠提高加熱效率，減少能量浪費(fèi)，突出中頻加熱的優(yōu)越性。
中頻加熱電源采用交—直—交變頻技術(shù)，將 380V 三相交流電轉(zhuǎn)變成可變頻的、電壓電流可控的單相交流電，通過 PWM 調(diào)功改變電源的輸出功率，在以單片機(jī)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的監(jiān)控下，實(shí)現(xiàn)加熱系統(tǒng)始終保持在諧振狀態(tài)下，減少了無功損耗。非晶合金變壓器的應(yīng)用，保證了加熱電源的穩(wěn)定運(yùn)行，降低了電源損耗。
論文針對(duì)電加熱系統(tǒng)這一被控對(duì)象存在的非線性、時(shí)變性和大慣性的特點(diǎn)，創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型，提出了一種最優(yōu)參數(shù)自整定 PID 控制方法，有效的縮短了溫度調(diào)節(jié)時(shí)間，抑制了系統(tǒng)的超調(diào)量，保證了對(duì)溫度的精確控制，提高了系統(tǒng)的加熱效率。通過仿真和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況證明此控制方法的有效性和合理性。
關(guān)鍵詞：稠油；中頻加熱電源；PWM 調(diào)功；最優(yōu) PID 控制
第 1 章 緒論
世界上的稠油資源非常豐富，在現(xiàn)今的石油儲(chǔ)量中比例極大，并且分布也十分廣泛。在我國(guó)現(xiàn)已經(jīng)探明的稠油儲(chǔ)量就已經(jīng)有二十多億噸，是世界上重要的稠油區(qū)之一。但是稠油的粘度高、流動(dòng)性差的特點(diǎn)制約著對(duì)其進(jìn)行有效的開采，因此如何開采出稠油，使其成為可動(dòng)用資源，始終是石油界中一直探討的問題。中頻加熱電源能夠提高稠油開采的效率，節(jié)能降耗，增強(qiáng)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，具有非常巨大的發(fā)展?jié)摿土己玫膽?yīng)用前景，對(duì)于發(fā)展石油建設(shè)，提高石油行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。
1.1 課題研究的意義
稠油，顧名思義，就是一種比較粘稠的石油，它是相對(duì)稀油而命名的。稠油和稀油最直觀的差別就是稀油像水一樣流動(dòng)，而稠油卻像“黑泥”一樣很難流動(dòng)。因此，在原油的開采過程中，稠油以其具有高凝固點(diǎn)和高粘度的特點(diǎn)[1,3]，利用常規(guī)的開采方式很難將其經(jīng)濟(jì)有效的開采上來。隨著全國(guó)石油消費(fèi)日趨增長(zhǎng)，常規(guī)石油資源的減少以及石油價(jià)格的不斷攀升，人們的目光逐漸轉(zhuǎn)移到非常規(guī)資源重油的開采上來。從 20 世紀(jì) 80 年代開始，我國(guó)的稠油開采技術(shù)得到迅猛發(fā)展。目前對(duì)稠油油藏開采比較有效的方法為熱采技術(shù)，開采工藝主要包括：注入蒸汽、摻入稀油、化學(xué)降粘、伴熱水和電加熱等方法，雖然在我國(guó)這些方法都有所應(yīng)用，但是由于生產(chǎn)效率低、投入成本高、管理相對(duì)落后等缺點(diǎn)的限制[4-7]，使得石油開采過程中存在資源浪費(fèi)，污染環(huán)境的現(xiàn)象。利用空心抽油桿電加熱所具有的加熱效率和成本方面的優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)，如果在全國(guó)具有開采條件的油井上使用的話，每年將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
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