基于无线网络的随机滤波理论研究及在油井故障检测中的应用

本项目将综合考虑无线网络环境下抽油机井本身所具有的几何非线性、接触非线性和动力学问题的多重耦合以及由于恶劣的天气环境、工作环境及元件老化等因素，使得系统本身存在严重的随机噪声干扰现象，建立通讯受限情形下包含多种复杂不确定性及外界扰动的抽油机井非线性动力学模型；基于邻域逼近与梯度计算方法，建立抽油机系统基于模糊切换的系统模型; 研究基于无线网络环境所引起的不完全测量信息下抽油机井故障检测滤波器的设计问题。研究目标是解决无线网络环境下的抽油机井故障诊断问题。在此基础上，设计出一个功能相容的计算软件包，将取得的理论研究成果在无线网络环境下的有杆抽油系统井下设备模拟实验装置平台上进行验证；并将本项目所提出的故障诊断方法在大庆油田采油厂抽油机井故障诊断项目中进行尝试性应用研究。最终实现科研成果与实际生产紧密结合，促进科技成果在油田的广泛应用，帮助企业大幅提升经济效益。

本项目综合考虑无线网络环境下抽油机井本身所具有的几何非线性、接触非线性和动力学问题的多重耦合以及由于恶劣的天气环境、工作环境及元件老化等因素，使得系统本身存在严重的随机噪声干扰现象，建立通讯受限情形下包含多种复杂不确定性及外界扰动的抽油机井非线性动力学模型；基于邻域逼近与梯度计算方法，建立抽油机系统基于模糊切换的系统模型; 研究基于无线网络环境所引起的不完全测量信息下抽油机井故障检测滤波器的设计问题。研究目标是解决无线网络环境下的抽油机井故障诊断问题。在此基础上，设计出一个功能相容的计算软件包，将取得的理论研究成果在无线网络环境下的有杆抽油系统井下设备模拟实验装置平台上进行验证；并将本项目所提出的故障诊断方法在大庆油田采油厂抽油机井故障诊断项目中进行尝试性应用研究。最终实现科研成果与实际生产紧密结合，促进科技成果在油田的广泛应用，帮助企业大幅提升经济效益。在该项目资助下出版英文专著1部；申请3项发明专利及4项实用新型技术专利；组织2个国际期刊专刊并担任客座编辑；筹备组织了2个国际会议或研讨会；在国际国内刊物上共发表或录用论文26篇，其中 SCI论文15篇，SCI他引次数为158次。发表文章中含Automatica及IEEE汇刊7篇，Automatica及IEEE汇刊长文7篇。项目取得的部分理论成果获黑龙江省自然科学一等奖1项、二等奖1项；黑龙江省自然科学技术学术成果一等奖1项；中国石油和化学工业联合会科技进步三等奖1项；黑龙江省高校科学技术一等奖1项、二等奖1项；大庆市自然科学技术学术成果一等奖1项及大庆市科学技术进步三等奖1项。并培养了一批优秀的研究生。