深井糾偏系統(tǒng)的仿真及優(yōu)化.pdf

1、自動防斜垂直鉆井系統(tǒng)(簡稱AADDS)是我國自主研制的特別針對我國地形構造特點的石油鉆井工具。其主要由封裝在導向活套內的可控穩(wěn)定器、井下微處理器和井斜角測量傳感器組成。在鉆井的時候，如果井斜角測量傳感器檢測到的井斜角達到預設的偏差值，井下微處理器就發(fā)出指令讓可控穩(wěn)定器工作，可控穩(wěn)定器則使安裝在其內部的液壓系統(tǒng)輸出降斜力，使井眼軌道逐漸回到垂直狀態(tài)而實現糾偏。本文針對可控穩(wěn)定器液壓系統(tǒng)設計過程中因沒有參考資料而使用經驗數據較多這一現象，對

2、液壓系統(tǒng)進行了仿真優(yōu)化，增強了液壓系統(tǒng)設計的理論性和合理性。 液壓系統(tǒng)中特殊雙列偏心滿裝滾珠軸承設計變量中離散變量和連續(xù)變量共同存在的現象無疑給優(yōu)化設計工作帶來困難，傳統(tǒng)優(yōu)化方法不能解決此問題，筆者根據設計要求和結合客觀限制，先通過編寫程序使離散變量連續(xù)化，再通過調用MATLAB優(yōu)化工具箱綜合處理了該難題，使該軸承優(yōu)化后得出了較好的參數，優(yōu)化后其承載能力有了23.4％的提高。 整個液壓系統(tǒng)優(yōu)化時其動態(tài)過程較為復雜、活動元

3、件較多，一般不能用確定的數學公式建立目標函數。筆者提出把ITAE準則、遺傳算法、Simulink仿真模型、MATLAB優(yōu)化工具箱統(tǒng)一結合起來，并把ITAE準則作為遺傳算法的適應函數，實現了系統(tǒng)響應的快速性、穩(wěn)定性、準確性綜合統(tǒng)一。通過建立系統(tǒng)的simulink仿真模型，得到直觀的系統(tǒng)響應曲線圖。觀察系統(tǒng)響應并針對其不足擬訂優(yōu)化的期望效果，創(chuàng)建能最大限度靠近期望效果的具體目標函數，然后編程實現simulink仿真模型與優(yōu)化程序的對接，最后

4、通過程序調用模型仿真并對結果進行實時優(yōu)化運算。這一方法不但可為許多抽象優(yōu)化問題建立明確的目標函數并能輕松地實現待優(yōu)化系統(tǒng)的不同性能分別優(yōu)化，而且使用靈活方便，與現場實際結合緊密。在整個液壓系統(tǒng)優(yōu)化過程中此方法體現出傳統(tǒng)方法所不能及的優(yōu)越性。 本文的優(yōu)化方法較以往的方法在某些方面更加結合實際，為解決實際問題提供了新的思路。 本文還取得了下述成果： (1)本文認為偏心軸承若設計成鋼珠直徑5.5mm、節(jié)圓直徑161.5