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井下工具气浸试验检测系统研究

作　者: 方军峰
导　师: 尚春民
学　校: 长春理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 井下工具 气浸试验 PLC LabVIEW
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


为了能在实验室条件下模拟实际采油工艺工程中井下的高温高压环境,对井下工具整体及其密封件(封隔器、盘根、聚四氟乙烯等)进行高温耐压试验,检验井下工具能否合格,并对质量进行分析评估,本论文设计了井下工具气浸试验检测系统,该系统为国内外油田新产品的研发提供了有力的检验手段。本论文基于模块化设计理念设计了井下工具气浸试验检测系统,整套系统分为温度控制系统和压力控制系统,分别包括实验台部分和监控系统部分。在对系统的工作原理进行分析的基础上进行了主要部件的选型研究,并进行了装置的结构设计。监控系统采用PLC和工控机两级控制系统,应用了PID控制算法对温度和压力进行控制,控制原理先进；应用LabVIEW作为测试软件,通过LabVIEW建立起的监控系统画面能够实时显示各试验井筒的试压曲线和温度曲线,具有人机交互性好等特点。对试验系统进行了调试,并通过常温高压和高温高压的试验测试,整个系统在长时间的运行后温度稳定在正负0.5℃,压力控制精度小于0.5%FS,精度满足试验的技术参数要求,且响应的时间短。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 研究目的和研究意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 论文主要工作  10-11
第二章 温度和压力的计算、控制模型  11-18
  2.1 井下温度和压力耦合计算模型  11-14
    2.1.1 试验井筒的模型假设  11-12
    2.1.2 井下温度的计算模型  12-13
    2.1.3 井筒压力模型  13
    2.1.4 物性参数计算  13-14
  2.2 温度控制系统的模型  14-15
  2.3 压力控制系统的模型  15-17
  2.4 本章小结  17-18
第三章 系统的结构设计和零部件选型  18-30
  3.1 系统的组成和控制原理  18-20
    3.1.1 系统组成  18-19
    3.1.2 系统的技术参数  19
    3.1.3 系统工作原理  19-20
  3.2 气压系统的组成  20-23
    3.2.1 气压柜  20-21
    3.2.2 面板仪表及阀门说明  21-23
  3.3 气浸系统关键部件的选型  23-29
    3.3.1 主要配置和气压柜的结构图  23-24
    3.3.2 泵阀系统的选型  24-26
    3.3.3 数据采集处理系统的选型  26-29
  3.4 本章小结  29-30
第四章 电气控制系统的设计  30-44
  4.1 PLC的特性分析与选型  30-33
    4.1.1 PLC的基本概念  30
    4.1.2 PLC的特点  30-31
    4.1.3 PLC的应用功能  31-32
    4.1.4 PLC的选型  32-33
  4.2 工控机的选择  33-34
    4.2.1 工控机的基本概念  33-34
    4.2.2 工控机的选择  34
  4.3 PLC与工控机的通信连接  34
  4.4 数据的采集与处理  34-35
    4.4.1 模拟量的采集  34-35
    4.4.2 模拟量的处理  35
  4.5 控制流程图的设计  35-37
  4.6 监控系统的原理  37
  4.7 监控系统的建立  37-42
    4.7.1 LabVIEW的基本概念  37-38
    4.7.2 LabVIEW的特点  38
    4.7.3 监控画面的设计  38-39
    4.7.4 LabVIEW的编程  39-42
  4.8 LabVIEW与PLC的通信  42-43
    4.8.1 LabVIEW常用的串口通信函数  42
    4.8.2 LabVIEW与PLC通信的作用  42
    4.8.3 LabVIEW与PLC的通讯连接  42-43
  4.9 本章小结  43-44
第五章 系统的操作与数据分析  44-59
  5.1 系统的操作过程  44-51
    5.1.1 准备工作  44-45
    5.1.2 加热系统操作  45
    5.1.3 试压操作  45-51
    5.1.4 完成试验操作  51
  5.2 实验数据的误差分析  51-58
    5.2.1 误差的分类  51-52
    5.2.2 误差的计算  52-55
    5.2.3 试验中温度和压力的影响分析  55-58
  5.3 本章小结  58-59
第六章 结论与展望  59-61
  6.1 结论  59
  6.2 展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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