柱塞气举排水采气控制系统的研究与设计
发布时间：2023-03-01 17:44
随着天然气气井的生产,井底积液会不断增多,积液的存在将增大对气层的回压,如果不能有效地排出井底积液则会影响气井生产甚至导致停产。为了提高天然气采收率、延长气井的生产寿命,就必须清除井底积液。若采用早期传统的人工对气井的积液判断,很难满足现场气田发展的需要。柱塞排水采气控制系统集成了气田采气工艺技术和数字化技术,利用控制器对气井积液自动判断,是气井排水采气工艺中的最有效一种方法,柱塞气举的目的是低成本、低功耗、自动化、智能化为原则,实现实时高效清除气井井底积液,同时提高气井单井产量为目的,因此在石油天然气排水采气工艺技术中,受到广大用户的好评。柱塞气举排水采气它是利用储层本身能量来推动油管内的柱塞举水,它是间歇气举的一种特殊形式,在排水采气工艺中被认为是目前成本最低,最有效的排采措施。本论文结合中石油天然气公司天然气气井排水采气而设计的一种柱塞气举排水采气控制系统,为排采工作制度制定一定基础。针对天然气气井井底积液的特征,控制系统采用低功耗MSP430F5438A单片机作为控制芯片,通过实时采集油管线中油压、套压和柱塞到达传感器到达的时间,经单片机实时诊断、分析、优化处理后,确定最有效的...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外柱塞气举技术研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究的目的、意义和主要内容
1.3.1 研究的目的、意义
1.3.2 研究的主要内容
1.4 本章小结
2 柱塞气举控制系统的总体设计
2.1 柱塞气举控制原理
2.2 柱塞气举控制系统的总体结构
2.3 防喷管及井下工具
2.3.1 防喷管
2.3.2 柱塞
2.3.3 井底装置
2.4 地面控制系统设计
2.4.1 柱塞到达传感器
2.4.2 信号处理
2.4.3 外部时钟
2.4.4 数据存储
2.4.5 按键输入
2.4.6 电磁阀
2.4.7 显示设备
2.4.8 气体流量计
2.4.9 控制阀及配套装置
2.4.10 太阳能供电系统
2.4.11 数据传输单元DTU
2.5 本章小结
3 柱塞气举控制系统硬件设计
3.1 单片机系统
3.1.1 单片机
3.1.2 单片机工作电路
3.2 OLED显示输出
3.3 数据存储
3.4 实时时钟电路
3.5 RS485电路
3.6 信号采集电路
3.7 电源电路设计
3.8 柱塞到达传感器
3.9 按键电路设计
3.10 信号控制电路扩展
3.11 本章小结
4 柱塞气举控制系统软件设计
4.1 单片机软件设计
4.1.1 主程序设计思想
4.1.2 主程序流程图
4.1.3 监控任务流程图
4.2 数据存储程序设计
4.3 中断处理程序设计
4.4 压力温度、电池电压采样软件设计
4.5 通信软件设计
4.5.1 控制器和上位机通讯
4.5.2 控制器和二次仪表通讯
4.6 OLED软件设计
4.7 本章小结
5 上位机监控软件设计
5.1 上位机总体功能模块设计
5.2 上位机监控软件详细设计
5.2.1 系统登录
5.2.2 运行数据及报警
5.2.3 生产报表
5.2.4 历史曲线
5.2.5 运行制度设置
5.2.6 参数设置
5.3 结合遗传算法的BP神经网络优化算法
5.3.1 BP神经网络算法
5.3.2 遗传算法优化BP神经网络的流程图
5.4 遗传算法优化BP产气量预测模型
5.4.1 优化方案及算法
5.4.2 实验细节
5.4.3 仿真分析
5.5 本章小结
6 现场试验
6.1 现场试验结果及分析
6.2 柱塞气举控制系统影响因素
6.2.1 井深的影响
6.2.2 阻力的影响
6.2.3 动力的影响
6.3 优化参数
6.3.1 关井时间
6.3.2 开井时间
6.3.3 压力优化模式
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 柱塞气举控制系统按键操作显示界面图
附录 B 柱塞气举控制系统原理图
附录 C 柱塞气举控制系统PCB板
附录 D 现场试验实物图
攻读工程硕士期间发表的论文
本文编号：3751953
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外柱塞气举技术研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究的目的、意义和主要内容
1.3.1 研究的目的、意义
1.3.2 研究的主要内容
1.4 本章小结
2 柱塞气举控制系统的总体设计
2.1 柱塞气举控制原理
2.2 柱塞气举控制系统的总体结构
2.3 防喷管及井下工具
2.3.1 防喷管
2.3.2 柱塞
2.3.3 井底装置
2.4 地面控制系统设计
2.4.1 柱塞到达传感器
2.4.2 信号处理
2.4.3 外部时钟
2.4.4 数据存储
2.4.5 按键输入
2.4.6 电磁阀
2.4.7 显示设备
2.4.8 气体流量计
2.4.9 控制阀及配套装置
2.4.10 太阳能供电系统
2.4.11 数据传输单元DTU
2.5 本章小结
3 柱塞气举控制系统硬件设计
3.1 单片机系统
3.1.1 单片机
3.1.2 单片机工作电路
3.2 OLED显示输出
3.3 数据存储
3.4 实时时钟电路
3.5 RS485电路
3.6 信号采集电路
3.7 电源电路设计
3.8 柱塞到达传感器
3.9 按键电路设计
3.10 信号控制电路扩展
3.11 本章小结
4 柱塞气举控制系统软件设计
4.1 单片机软件设计
4.1.1 主程序设计思想
4.1.2 主程序流程图
4.1.3 监控任务流程图
4.2 数据存储程序设计
4.3 中断处理程序设计
4.4 压力温度、电池电压采样软件设计
4.5 通信软件设计
4.5.1 控制器和上位机通讯
4.5.2 控制器和二次仪表通讯
4.6 OLED软件设计
4.7 本章小结
5 上位机监控软件设计
5.1 上位机总体功能模块设计
5.2 上位机监控软件详细设计
5.2.1 系统登录
5.2.2 运行数据及报警
5.2.3 生产报表
5.2.4 历史曲线
5.2.5 运行制度设置
5.2.6 参数设置
5.3 结合遗传算法的BP神经网络优化算法
5.3.1 BP神经网络算法
5.3.2 遗传算法优化BP神经网络的流程图
5.4 遗传算法优化BP产气量预测模型
5.4.1 优化方案及算法
5.4.2 实验细节
5.4.3 仿真分析
5.5 本章小结
6 现场试验
6.1 现场试验结果及分析
6.2 柱塞气举控制系统影响因素
6.2.1 井深的影响
6.2.2 阻力的影响
6.2.3 动力的影响
6.3 优化参数
6.3.1 关井时间
6.3.2 开井时间
6.3.3 压力优化模式
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 柱塞气举控制系统按键操作显示界面图
附录 B 柱塞气举控制系统原理图
附录 C 柱塞气举控制系统PCB板
附录 D 现场试验实物图
攻读工程硕士期间发表的论文
本文编号：3751953
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3751953.html