旋轉導向鉆井工具穩(wěn)定平臺控制理論與方法研究.pdf

1、我國大部分陸地油田相繼進入開發(fā)后期，油藏地質條件更為苛刻，井眼結構更為復雜，如何降低鉆井成本、提高探井的成功率、提高鉆井速度、保證鉆井質量、減少鉆井事故成為現(xiàn)代鉆井工程的主題。近年來石油工作者們把大量的精力投入到實現(xiàn)閉環(huán)鉆井自動化系統(tǒng)的工作中，試圖將人力從鉆井操作中解放出來，從根本上解決鉆井作業(yè)過程中存在的各種安全事故等問題，提高井眼軌跡控制精度和鉆井整體經濟效益。
　　旋轉導向鉆井技術是實現(xiàn)閉環(huán)鉆井自動化系統(tǒng)主要的環(huán)節(jié)，代表著石

2、油工業(yè)最前沿的自動化技術，國外也有相關商業(yè)產品的成熟應用，國內在此項技術研究較晚，多處于理論研究及試驗階段。本文以西安石油大學導向研究所與勝利石油管理局鉆井工藝研究院提供的調解式旋轉導向鉆井工具穩(wěn)定平臺機械平臺為基礎，研究旋轉導向鉆井工具控制核心——穩(wěn)定平臺的電氣控制。通過查閱相關資料及借鑒前人的積累經驗，建立控制系統(tǒng)數(shù)學模型。針對穩(wěn)定平臺的特點，設計了基于DSPIC30F5011為主控制器的穩(wěn)定平臺硬件電路。提出針對穩(wěn)定平臺這一滾動大

3、慣性伺服系統(tǒng)的智能PID和模糊控制，闡述與常規(guī)設計的異同。編寫了相應的C程序模塊，完成穩(wěn)定平臺的軟件設計，燒錄目標代碼到DSPIC30F5011，運行系統(tǒng)，停機后通過數(shù)據(jù)提取軟件分析觀察被控對象的動態(tài)響應曲線。
　　試驗數(shù)據(jù)表明，對于穩(wěn)定平臺這種大慣性滾動伺服系統(tǒng)，智能PID的靜態(tài)性能較好，但一旦外界有較大的干擾量，重新達到平衡的調整時間較長，且調試的重復性差。模糊控制的動態(tài)響應曲線較為理想，抗干擾性較強，具有較好的魯棒性。綜上所