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偏心注水井模糊控制测调系统研制

作　者: 张洪达
导　师: 孟大伟
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 单片机模糊控制偏心注水井流量
分类号: TE934.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 69次
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内容摘要

在油田后期开采的各种工艺措施中,注水工作一直起着决定性的作用,注水效果的好坏直接影响到石油开采的效果,也直接关系到稳产周期的长短和采收率的高低。由于各油层的渗透性不相同,如果采用笼统全井注水,虽然保持了地层压力,但是注入水却在高渗透层中向油井方向推进快,造成“单层突进”而在低渗透层中却走得很慢,迟迟见不到注水效果。这样注入的水在油层中发挥不了应有的作用,甚至在油井中造成高渗透层过早见水,含水量不断上升,并且直接影响着中、低渗透层的出油能力。分层配注就是把注入地层的水,针对各油层不同的渗透性能,采用不同的配水量注水,对渗透性好、吸水能力强的油层限制注水,对渗透性差、吸水能力弱的油层加强注水。尽量地把水有效地注入地层,使注入水在高、中、低渗透层都能发挥应有的作用。本文针对偏心注水井的流量建立准确数学模型难的问题,以PIC单片机为主控单元,引用模糊控制理论,通过对流量进行对比分析来控制电机转动带动井下调节阀以实现控制流量在理想范围内的目的,分别从硬件和软件两个方面详细介绍了基于模糊控制的偏心注水井分层流量测调系统的设计;最后,采用USB通讯技术把采集的数据上传到上位机进行回放,以满足工作人员对井下情况进行全面了解。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-16
  1.1 课题的来源及研究目标  11
    1.1.1 课题来源  11
    1.1.2 本课题的研究目标  11
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  11-12
  1.3 本论文的主要工作  12-16
    1.3.1 本文的内容及设计思路  12-14
    1.3.2 控制系统主要特点及研究意义  14-16
第2章模糊控制原理  16-29
  2.1 模糊控制简介  16-18
  2.2 模糊控制的数学基础  18-24
    2.2.1 模糊集合和隶属函数  18-20
    2.2.2 模糊语言和模糊推理  20-22
    2.2.3 模糊控制器结构  22-24
  2.3 单片机模糊控制的方式  24-28
    2.3.1 精确量的模糊化  26-27
    2.3.2 模糊量的精确化  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章系统的硬件设计  29-39
  3.1 系统输入通道硬件设计  29-33
    3.1.1 开关量输入通道的设计  29-30
    3.1.2 模拟输入通道的设计  30-33
  3.2 系统输出通道硬件设计  33-37
    3.2.1 直流电机控制输出的设计  33-35
    3.2.2 数据存储、传输的设计  35-37
  3.3 电源转换模块的硬件设计  37-38
  3.4 本章小结  38-39
第4章系统各部分的软件设计  39-57
  4.1 系统采用的微控制器  39-45
    4.1.1 PIC 系列微控制器硬件结构特点  39-40
    4.1.2 PIC 系列微控制器技术性能点  40-41
    4.1.3 PIC16C73B 微控制器  41-45
  4.2 模拟数字(A/D)转换器模块的软件设计  45-47
  4.3 PWM 信号的产生原理及软件实现  47-49
    4.3.1 PWM 信号的产生原理  47-49
    4.3.2 PWM 信号的软件实现  49
  4.4 I2C 串行通信模式的设计和使用  49-51
    4.4.1 I2C 的通信协议  49-50
    4.4.2 AT24C512 简介  50
    4.4.3 I2C 串行通信的软件设计  50-51
  4.5 模糊控制器的软件实现  51-54
  4.6 直流电机驱动系统的软件设计  54-56
  4.7 本章小结  56-57
第5章上位机数据处理及现场试用效果  57-62
  5.1 上位机数据处理  57-59
  5.2 现场应用效果  59-61
  5.3 本章小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67

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