交流變頻鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制方法研究.pdf

1、針對(duì)鉆機(jī)鉆井復(fù)雜多變的特性，要提高鉆機(jī)對(duì)鉆進(jìn)過程的控制能力，降低能量損耗，延長鉆具壽命，提高鉆井時(shí)效，優(yōu)化鉆井工藝，滿足工程需求，實(shí)現(xiàn)安全、高效、優(yōu)質(zhì)鉆井，就需要對(duì)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法以及鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的控制技術(shù)進(jìn)行深入的研究。主要的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)為：
　?。?）針對(duì)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)非線性系統(tǒng)建立了雙自由度和多自由度動(dòng)力學(xué)模型及負(fù)載特性模型，分析了鉆頭扭矩與轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)扭矩振動(dòng)特性。
　?。?）為了提高鉆

2、井過程的安全性和穩(wěn)定性，有效地抑制鉆井過程的有害振動(dòng)，提出基于滑模PI控制交流變頻鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的模型，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：交流變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)比，系統(tǒng)運(yùn)行更可靠，鉆頭粘滑振動(dòng)得到有效的抑制；基于不同趨近律滑模PI控制器結(jié)合了滑模控制和PI控制的優(yōu)點(diǎn)，可以縮短到達(dá)滑模面的時(shí)間，改善系統(tǒng)的靜態(tài)響應(yīng)以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)，提高系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。
　?。?）針對(duì)多自由度鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，提出了交流變頻多自由度鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)系