提高垂直钻井轨迹垂直精度的纠斜控制新方法

在分析目前垂直钻井过程中垂直钻井轨迹空间分布的几种可能情况的基础上,提出一种基于空间坐标的纠斜控制方法,其特点是:推力与钻具偏离开孔点的垂线水平距离成正比。新的纠斜控制方法以减小测量点与开孔点垂线间的水平距离为目标,可以提高垂钻轨迹的垂直精度。数值仿真结果证明了基于空间坐标的纠斜控制新方法的有效性。

基于无模型自适应算法的垂钻纠斜控制试验研究

采用无模型自适应方法避免对地层各项参数和钻探纠斜过程中的耦合、时滞及非线性环节进行系统辨识。通过调整传感器姿态来模拟钻具的可能状态,对比分析了传感器倾角变化与控制算法响应的纠斜力变化的规律。当倾斜超出门限值(0.5°)时,纠斜力可快速做出响应;当倾斜较大或纠斜调整缓慢时纠斜力可持续增大;当倾斜变小或倾斜度较小时纠斜力可响应减小。讨论了试验中存在的不足,并提出了有待进一步研究的问题。

自动垂直钻井工具纠斜控制实验研究

采用无模型自适应方法避免对地层各项参数及钻探纠斜过程中不可预知环节的系统辨识,仅以控制目标作为调整对象,实现了对纠斜力的控制。并设计模拟试验,对比分析了传感器倾角变化与MFA控制算法响应的纠斜力变化的规律。讨论了试验中存在的不足,并提出了有待进一步研究的问题。

基于模糊PID的自动垂直钻井机械设备纠斜控制器嵌入式设计

提出基于模糊PID的自动垂直钻井机械设备纠斜控制器嵌入式设计。在异性指数的作用下分析钻头转角的影响力,建立函数公式推导计算钻井趋势角变化,得到自动垂直钻井机械设备组合受力变化;结合受力分析结果设计PID控制器偏差分配过程,并进行嵌入式设计。在嵌入式设计完成后,设计了模糊PID纠斜控制算法实现垂直钻井机械设备纠斜。实验结果表明,所提方法可以稳定控制井斜角、合力指向角,保持合力相对稳定,能有效地实现垂直钻井纠斜控制,控制效果较好。

垂直钻井系统中纠斜推力的测量与控制

纠斜推力的测控是自动垂直钻井系统中的关键技术。简要介绍了自动垂直钻井系统的基本纠斜原理,设计了基于数字信号控制器(DSC)的纠斜推力测控系统电路。对系统的纠斜推力在不同环境温度和环境压力下进行了测试,并对测试数据作了解释。实验结果表明,所设计的纠斜推力测控系统能够满足垂直钻井系统对纠斜控制的要求。