井下工具倾斜姿态误差的非线性融合补偿

准确的井下钻探姿态测量精度取决于惯性测量单元(IMU)误差的校正,基于简化误差模型的椭球+平面拟合后,井斜角和工具面角的系统性误差仍需补偿,重力场翻转测试和Monto-Carlo模拟还说明姿态误差存在非线性变化。基于倾斜翻转辨识校正残差和参数寻优,并进一步提出等角距均衡校正技术;进行典型姿态下的数据测量,分别采用椭球+平面拟合、多点翻转优化和等角距均衡技术进行误差补偿。实验结果表明,提出的翻转优化和均衡技术可有效降低非线性姿态误差,标定后近垂直姿态井斜角误差从±0.1°降低至±0.000 8°(1σ),工具面角误差从±1°降低至±0.016 8°(1σ)。

一种钻井指向式导向机构的力学分析

钻井导向机构的力学分析是导向工具设计和轨迹控制的基础。基于一种指向式导向机构的设计,通过纵横分析法和有限元法,建立不同的力学模型,分别对外壳、导向轴和向心关节轴承进行力学分析,研究导向机构不同安装位置对偏置力、钻头倾角和向心关节轴承所受应力大小的影响,同时分析外壳与导向轴刚度比对偏置力大小的影响,最后给出最佳的导向装置安装位置为距调心轴承0.3 m处,外壳和导向轴刚度比为5,可以增加造斜率和确保设计的合理性及可行性。

钻探机器人内装式电动电缆绞盘结构设计

基于无钻机钻探技术需求,在机器人内部放置电动绞盘,具有电缆存放和取出功能,使钻探机器人可以实现往返钻探和实时测控功能。结合工作环境和功能需求,研究电缆交叉排布情况,分析管夹与旋转绕线机构之间的尺寸关系,选定内装式电动电缆绞盘的各项参数,最大化利用钻探机器人内部的电缆存储空间。

一种基于U^(2)⁃Net的红外热成像与可见光图像融合方法

为解决红外热成像分辨率低且成本高昂的问题,结合可见光图像分辨率高、成本低的特点,提出一种采用U^(2)‐Net结构模型对红外热成像与可见光图像中显著目标检测的方法。针对图像中显著目标,通过图像裁剪、轮廓提取、仿射变换、形心计算、尺寸变换、匹配定位与融合等操作,实现目标物体在红外图像与可见光图像中的融合。实验结果表明,通过所提方法将低分辨率红外热成像中目标物体与高分辨率可见光图像融合,能够有效提升目标物体在整体图像中的可视性。

基于预置欧拉旋转的垂直姿态测量

传统的正交坐标系在垂直姿态附近存在信号幅值和信噪比极低等不足,导致姿态解算精度低。分析了传统正交坐标系垂直姿态测量精度不足的内在原因,基于提高原始测量信号幅度及其信噪比的目的,提出一种预置旋转的正交坐标系,研究了其理论模型和测量误差,进行了原理验证。测试及其解算数据表明,预旋转坐标系在垂直姿态时可增强原始信号幅度10倍以上,较大地提高了垂直姿态测量的总体精度。

峰值电流型PFC Boost变换器斜坡补偿的时变模型和全局动态优化试验

建立连续峰值电流型PFC Boost变换器的时变模型,动态分析快时标不稳定现象的产生,并结合电路试验,分析常规固定斜坡补偿的不足.以斜坡补偿时变模型为基础,以工频输入电流正弦化为目标,提出一种全局优化的动态时变补偿设计理论和方法.基本原理电路试验结果表明全局优化动态补偿既消除了快时标不稳定现象,又获得了单位功率因数,达到了全局补偿优化的目的.

钻井综合信息无线数据传输系统

针对石油钻井野外作业的特殊性和信息资源管理建设的需要 ,提出了一种数据无线传输方法 .以钻井队现有短波电台通讯系统为基础 ,经过技术改造 ,构筑无线数据传输通道 .经处理过的技术数据、报表和文档等混合数据 ,经过井队和基站的无线传输 ,进入钻井公司企业网 .对无线传输方案、传输通道、网络结构、调制信号的处理及软件编程等方面作了详细介绍 .无线数据传输技术的推广应用 ,提高了钻井技术水平和现场管理水平 。

Boost变换器中混沌行为参数敏感性分析

Boost变换器是目前应用较多的DC/DC变换器之一,存在很强的混沌现象,导致系统工作不稳定。基于混沌控制参数选择的需要,建立电流型变换器在连续传导模态下的电路模型和离散方程,得到系统的稳定工作条件。结合工程应用进行数字仿真,详细分析混沌行为对电流放大系数、输入电压、输出电压、升压电感和开关周期等参数的敏感性特征,为进一步采用参数共振微扰法抑制混沌现象提供设计依据。

基于前置增压泵压力和流量可调性注水技术的应用

据统计,注水开发油田的注水电耗占原油生产总用电的33%～56%,注水节能成为一个迫切需要解决的问题.基于双泵串联的泵控泵技术,利用前置小功率增压泵来调节系统压力和流量,使高压大功率注水泵高效工作.对大型注水泵站的串接泵叠加特性进行了分析,建立了控制系统的数学模型,介绍了系统节能和自动控制原理.以注水泵站的输出压力和流量为目标函数,实现了高压注水泵站的稳定、高效节能和优化运行.

频谱分散抑制气体放电中声谐振技术研究

对高强度气体放电灯的声谐振现象的机理进行数学分析,同时实验证明,产生声谐振需要同时具有恰当的频率和足够的能量。在脉冲宽度调制基础上,提出多种方法,降低激励能量,并对输出频谱作了数学分析,介绍了抑制的基本原理。在高压钠灯和金属卤素灯的电子镇流中应用表明,频谱分散技术对抑制气体放电中声谐振现象十分有效。

Boost型转矩控制器的稳定控制技术研究

调制式旋转导向钻井工具通过调节涡轮电机的输出转矩来实现导向控制,斩波式转矩控制器有较大的电流谐波,会产生较大的脉动转矩和较强的电磁干扰,功率因数和转换效率低。针对斩波控制器的不足,提出一种Boost型转矩控制电路。介绍了这种控制器的工作原理,从而建立了控制电路的数学模型。通过分析控制系统的稳定性以及不稳定状态的混沌分岔行为特征,给出混沌控制策略,并详细研究了分别采用参数正弦微扰共振和参数线性斜坡微扰共振方法时电路的控制特征及效果。台架模拟试验表明,选用参数线性斜坡微扰法可保证电路稳定可靠地工作,达到抑制脉动转矩、提高功率因数和转换效率的目的。

HID灯电子镇流器有源功率因数校正电路设计

分析了高强度气体放电灯用电子镇流器有源功率因数校正电路的基本原理,讨论了实际应用问题。从最小开关频率和最高输入电压关系出发,对有源功率因数校正电路参数进行改进设计和计算,以满足设计和使用可靠性要求。进行了批量生产,测试了电路的技术指标,在供电电压波动频繁的油田现场稳定运行3年的结果表明,改进设计提高了电子镇流器的使用寿命和可靠性。

凸极式单相同步发电机的电磁性能分析

通过对单相同步发电机不对称绕组磁势的分析,采用对称分量法将结构和电气均不对称的两相不对称绕组问题转化为对称绕组的问题。同时结合凸极式同步发电机的双反应理论,分析了单相同步发电机的磁动势电动势相-矢量图、等效电路及电磁性能,最终提出了一种分析凸极式单相同步发电机的方法。

HID灯电子镇流器的组合参数微扰调制

脉冲宽度调制输出中含有固定频率、固定幅度的谐波成分,是高强度气体放电(High Intensity Discharge,简称HID)灯电子镇流器中产生声谐振的能量源。在分析脉宽调制(PWM)频谱的基础上,采用参数微扰法,同时对驱动占空比和电压幅值进行微扰调制,将谐波频谱分散得更宽,使得谐波幅值非线性变化,以减小各谐波分量的峰值和平均值,并给出了实验测试结果。

液压绞车恒速度控制的实现

新型测井绞车采用了电液比例阀,以调节滚筒旋转的角速度。测井中绞车滚筒半径不断变化,电缆的线速度也不断变化,为保证线速度恒定和顺利测井,需要不断进行人工调整,工作强度大,速度输出一致性差。介绍了一种恒速度方案,采用了单片机进行数字控制,根据绞车的工作特性,建立了控制模型,给出了数学公式,介绍了主要功能。所设计的数字控制器的速度稳定性完全满足测井工作需要,降低了劳动强度。

APFC电路断续电流模式的谐波分析与补偿

断续电流模式APFC电路输入功率因数低、谐波含量高,阻碍了小功率开关电源向低成本、高性能发展。对断续电流模式APFC电路的工作原理及谐波产生机理进行了分析,设计了一种谐波补偿电路。应用Saber软件对其进行了设计仿真和电路实验,测试结果验证了设计思路,降低了电路谐波,可以应用于小功率开关电源和电子镇流器中。

双泵串联技术在注水泵站的应用

注水是国内油田保持原油产量的基本手段。油田注水管网的阻力偏高,注水泵站的工作效率偏低;注水耗电占原油生产总成本的相当大比例,这严重制约了油田采收率、生产成本和生产效率。通过分析,选取适合的小流量附泵与注水泵串联,使注水泵工作在高效区,以达到增效节能的目的。该项技术在油田注水泵站中得到成功应用,节能效果显著。

基于短波电台的无线数据传输系统的设计与实现

针对现行石油钻井生产管理体制 ,提出了钻井信息无线数据传输的方案和结构。对 TKM 70 7短波电台进行计算机技术改造 ,使之具有数字传输功能 ,对包含生产技术数据、报表和文档等内容的混合数据进行压缩和调制 ,通过电台的无线传输 ,接入到钻井公司企业网。在钻井公司及其下属钻井队的推广应用 。

绞车数据采集和处理装置的改进设计

油田使用的绞车为井下电缆提供动力,同时采集运行数据,以监视和控制井下作业的进程。依照小型化和实时性的设计要求,在消化吸收引进设备基本功能的基础上,开发了一种绞车运行工况数据采集和数据处理装置。对信号预处理、外部设备和接口电路进行了改进设计,详细介绍了该装置的基本结构组成,描述了组态画面显示、参数设置和数据处理等功能,同时增加了部分实用功能。

峰值电流控制DC-DC Boost变换器优化斜坡补偿（英文）

非线性现象在DC-DC开关变换器中普遍存在,具体表现为次谐波振荡和混沌等不稳定现象。针对此,研究了峰值电流控制下的DC-DC Boost变换器,通过采取固定斜坡补偿可消除其电路中的非线性现象,但降低了参考电流和输入功率。为解决上述问题,提出了一种优化的斜坡补偿方案来解决固定斜坡补偿带来的参考电流和输入功率降低的问题,同时推导出其参考电流和电感电流平均值的表达式,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提优化补偿策略的有效性。