[发明专利]一种潜油电泵模糊控制方法

摘要

本发明公开了一种潜油电泵模糊控制方法，属石油开采设备潜油电泵自动控制技术领域，包括以下步骤：（1）设定潜油电泵井的目标压力值P2；（2）采集潜油电泵井的井底压力值P1(t)；（3）确定潜油电泵井的实际运行频率u(t)；（4）调整潜油电泵机组转速n(t)；（5）在下一个采样周期内，重复步骤（2）‑（4）。利用井下压力监测装置对井底压力实时动态监测，以可编程控制器为控制核心，采用模糊控制算法，根据井底压力的变化对潜油电泵的转速进行智能调控，从而保证供采协调，提高潜油电泵系统效率，避免潜油电泵频繁启停以及空抽，“死井”现象的发生。

主权项

1.一种潜油电泵模糊控制方法，其特征包括以下步骤：(1)设定潜油电泵井的目标压力值P2：根据潜油电泵井的设计产量和该井由测井资料绘制的油井流入动态曲线，可得该井设计产量下的井底流压值，在人机界面的触摸屏中将该值设定为目标压力值P2，传送并存储在模糊控制器的CPU模块内；(2)采集潜油电泵井的井底压力值P1(t)：在一个采样周期内，井下压力监测装置将监测的井底压力值P1(t)按照线性比例关系转换为标准模拟信号，并传送到模糊控制器的模拟量输入模块，模拟量输入模块将模拟信号转换成数字信号，传送并存储在模糊控制器的CPU模块内；(3)确定潜油电泵井的实际运行频率u(t)：若潜油电泵井当前采样周期井底压力值P1(t)与目标压力值P2相等，则保持当前运行频率不变，返回步骤2继续采集下一采样周期的井底压力值P1(t+1)；若潜油电泵井当前采样周期井底压力值P1(t)与目标压力值P2与不相等，则首先确定目标压力值P2与井底压力值P1(t)的压力偏差e(t)与压力偏差变化率ec(t)，其次模糊化处理压力偏差e(t)与压力偏差变化率ec(t)，得到模糊压力偏差E(t)与模糊压力偏差变化率EC(t)，然后确定模糊控制输出量U(t)，最后得到实际运行频率u(t)；压力偏差e(t)与压力偏差变化率ec(t)的确定方法如下：压力偏差设为e(t)，则e(t)＝P2‑P1(t)，设定其基本论域为{‑30，30}；压力偏差变化率设为ec(t)，则ec(t)＝de/dt＝d[P2‑P1(t)]/dt，设定其基本论域为{‑0.5，0.5}；模糊压力偏差E(t)与模糊压力偏差变化率EC(t)的确定方法如下：模糊压力偏差设为E(t)，则E(t)＝e(t)×Ke，设定其论域，其中Ke为量化因子，Ke＝0.2；模糊压力偏差变化率设为EC(t)，则EC(t)＝ec(t)×Kec，设定其论域，其中Kec为量化因子，Kec＝12；模糊控制输出量U(t)的确定方法如下：模糊控制输出量设为U(t)，设定其论域为{‑7，‑6，‑5，‑4，‑3，‑2，‑1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6，+7}，通过在模糊控制器的CPU模块内编制的模糊控制量查询程序查找与模糊压力偏差E(t)和模糊压力偏差变化率EC(t)对应的模糊控制输出量U(t)，确定U(t)与E(t)、EC(t)的对应关系，U(t)与E(t)和EC(t)的对应关系为：(4)确定潜油电泵机组转速n(t)：模糊控制器的CPU模块将实际运行频率u(t)传输到模拟量输出模块，模糊控制器的模拟量输出模块将其数字信号转换为模拟信号传输到中压变频器，中压变频器调整潜油电泵机组的电源频率u(t)，并按照n(t)与u(t)之间的线性比例关系确定潜油电泵机组的转速n(t)；(5)在下一个采样周期内，重复步骤(2)‑(4)，即可实现潜油电泵转速的智能调控。