導向鉆井地面下行指令發(fā)送控制系統(tǒng)研究.pdf

1、旋轉導向鉆井下行信號傳輸通信系統(tǒng)由地面至井下分為三個部分，即地面控制系統(tǒng)、井下導向工具和鉆井液傳輸通道。地面控制系統(tǒng)根據(jù)井下數(shù)據(jù)作出控制指令，經(jīng)下行通訊通道，下傳發(fā)送給井下導向工具，與井下旋轉導向鉆井工具系統(tǒng)相互聯(lián)系，實現(xiàn)控制指令的傳送，指導井下工具按照設計的軌跡鉆井，實現(xiàn)不同功能要求的操作。因此，鉆井作業(yè)的實際需要和旋轉導向閉環(huán)鉆井系統(tǒng)的功能組成決定了由地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)下傳控制指令、進行下行通訊的必要性。
　　本論文著重于旋轉導

2、向鉆井下行通訊系統(tǒng)地面控制系統(tǒng)的研究，在全面了解旋轉導向鉆井下行通訊系統(tǒng)的基礎上，以鉆井液為信息通道，結合鉆井液變排量下傳方案，以三降三升指令編碼為基礎，構建了地面可視化監(jiān)控界面;設計實現(xiàn)了信息回放界面和指令下傳界面;所設計信息回放界面可以實現(xiàn)井下信息井斜角、工具角等的獲取和數(shù)據(jù)回放，完成了顯示或繪制各自數(shù)據(jù)及曲線的功能;根據(jù)鉆井工程需要，通過編碼選擇與發(fā)送界面，完成了相應的控制指令編碼的選擇和發(fā)送;設計了基于DSP的編碼脈沖指令控制系

3、統(tǒng)的硬件接口和軟件程序，給出了軟件流程圖和部分程序，實現(xiàn)了地面監(jiān)控系統(tǒng)與DSP指令發(fā)送系統(tǒng)的通信，完成了對變頻泥漿泵的變頻控制及編碼脈寬的控制，通過三降三升改變泥漿的排量達到控制指令下傳的目的。
　　相關實驗測試表明，地面監(jiān)控系統(tǒng)通過串口通訊與DSP指令發(fā)送系統(tǒng)可以進行有效通信，能夠完成導向鉆井下行控制指令的發(fā)送，滿足導向鉆井下行通訊的實際需要。建立了帶摩擦的穩(wěn)定平臺廣義被控對象的數(shù)學模型，設計了增廣狀態(tài)空間模型下的預測控制器。給