旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具穩(wěn)定平臺控制理論與方法研究.pdf

1、我國大部分陸地油田相繼進(jìn)入開發(fā)后期，油藏地質(zhì)條件更為苛刻，井眼結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，如何降低鉆井成本、提高探井的成功率、提高鉆井速度、保證鉆井質(zhì)量、減少鉆井事故成為現(xiàn)代鉆井工程的主題。近年來石油工作者們把大量的精力投入到實現(xiàn)閉環(huán)鉆井自動化系統(tǒng)的工作中，試圖將人力從鉆井操作中解放出來，從根本上解決鉆井作業(yè)過程中存在的各種安全事故等問題，提高井眼軌跡控制精度和鉆井整體經(jīng)濟(jì)效益。
　　旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是實現(xiàn)閉環(huán)鉆井自動化系統(tǒng)主要的環(huán)節(jié)，代表著石

2、油工業(yè)最前沿的自動化技術(shù)，國外也有相關(guān)商業(yè)產(chǎn)品的成熟應(yīng)用，國內(nèi)在此項技術(shù)研究較晚，多處于理論研究及試驗階段。本文以西安石油大學(xué)導(dǎo)向研究所與勝利石油管理局鉆井工藝研究院提供的調(diào)解式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具穩(wěn)定平臺機(jī)械平臺為基礎(chǔ)，研究旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具控制核心——穩(wěn)定平臺的電氣控制。通過查閱相關(guān)資料及借鑒前人的積累經(jīng)驗，建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。針對穩(wěn)定平臺的特點，設(shè)計了基于DSPIC30F5011為主控制器的穩(wěn)定平臺硬件電路。提出針對穩(wěn)定平臺這一滾動大

3、慣性伺服系統(tǒng)的智能PID和模糊控制，闡述與常規(guī)設(shè)計的異同。編寫了相應(yīng)的C程序模塊，完成穩(wěn)定平臺的軟件設(shè)計，燒錄目標(biāo)代碼到DSPIC30F5011，運行系統(tǒng)，停機(jī)后通過數(shù)據(jù)提取軟件分析觀察被控對象的動態(tài)響應(yīng)曲線。
　　試驗數(shù)據(jù)表明，對于穩(wěn)定平臺這種大慣性滾動伺服系統(tǒng)，智能PID的靜態(tài)性能較好，但一旦外界有較大的干擾量，重新達(dá)到平衡的調(diào)整時間較長，且調(diào)試的重復(fù)性差。模糊控制的動態(tài)響應(yīng)曲線較為理想，抗干擾性較強，具有較好的魯棒性。綜上所