油田输油泵机械装置智能专家PID控制系统的设计

魏 亭，杨盛泉，刘海泉

（西安工业大学 计算机科学与工程学院，陕西 西安710021）

油田输油泵机械装置主要由进油机械管道、原油过滤器、流程切换阀、螺杆输油泵、电机、油气分离罐、故障缓冲罐、流量传感器、压力传感器、安全阀门、调节阀门、外输机械管道等组成[1]。不同油田的油井输油泵机械装置根据工艺与产能要求不同，设计上有部分细节会略有差异，但是其工作原理基本一样。

油田输油泵机械装置是实现从油井来油进行过滤、缓存、分离、加压、外输等非常重要的动力设备。因油井来油压力经常处于大范围的波动，但是外输要求必须处于一个较为恒定的压力范围，如果压力过低，对于长距离输送会造成动力不足，如果压力过大，可能会造成管路破裂，进而原油泄漏，给油田企业造成损失并形成生态灾难。目前大部分油泵机械装置压力调控采用常规PID算法。因为输油泵管路压力调控具有动态非线性滞强，输入输出耦合复杂，呈现出大惯性、多时变的运行状态，常规PID压力调控算法一般参数通过静态自整定或者经验模式获得，非常难适应这种动态非线性大时滞油路压力调节，因而对原油正常生成与输送带来很大的隐患。

专家系统（Expert System）是人工智能（Artificial Intelligence）技术的一个重要分支，它利用知识库与推理机对目标进行非线性的控制，将专家系统跟常规PID算法结合起来对输油泵装置进行动态压力控制，就可以实现人工智能与增量常规PID算法的有机组合[2]，发挥各自的长处，使得系统在任何外界变量环境下都能得到更好的动态稳压性能，有效保护了输油泵机械管路的安全并且保障了油田企业的长期稳定生产。……