旋转导向钻井稳定平台控制系统仿真研究

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1、第38卷第4期石油钻探技术Vo1．38No．42O10年7月PEI、R()IEI』M1DRIIIIN(TECHN1QUESJu1．，2O10．．“863”计划专栏doi：10．3969／j．issn．1001—0890．2010．04．003旋转导向钻井稳定平台控制系统仿真研究薛启龙韩来聚杨锦舟黄蕾蕾施斌全(1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东东营257061；2．胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017)摘要：深入分析了调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理，在MATLAB／suMuu

2、NK中建立了其控制系统模拟模型。该模型充分考虑了井下复杂状况，引入了一系列影响控制系统的因素，如上下涡轮电机的相互影响、轴承对平台的摩擦扭矩、旋转的钻井液传递给平台的黏滞摩擦扭矩、盘阀系统传递给平台的摩擦扭矩等。采用传统的PID控制算法，即使在采用最优PID参数的情况下，仍然无法得到令人满意的效果。鉴于此，提出了一种采用偏差模糊控制和微调增量的新型模糊控制算法。模拟结果表明，所采用的模糊控制方法能够更快地跟随控制信号，并且超调量较小，提高了系统的抗干扰能力。关键词：旋转导向；稳定平台；模糊控制；模拟；数学

3、模型中图分类号：TE243文献标识码：A文章编号：100卜0890(20lO)O4一OO1O—O5StudyonControllingSimulationSystemforStabilizingPlatforminRotarySteeringDrillingSystemXueQilongHanLaijuYangJinzhou。HuangLeileiShiBinquan(1．CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying，S

4、handong，257061，China；2．DrillingResearchInstitute，ShengliPetroleumAdministration，Dongying，Shandong，257017，China)Abstract：ThispaperanalyzedthecontrollingprincipleofRotaryModulationSteeringDrillingSystemforstabilizingplatform，andestablishedacontrollingsimula

5、tionmodelusingMATIAB／SUMULINK．Giv—enthecomplexdownholeconditions，aseriesoffactorsaffectingthecontrolsystemwereintroduced，inclu—dingtheinteractionbetweentheupperandlowerturbinemotor，bearingfrictiontorqueontheplatform，viscousfrictiontorquetransferredtothepl

6、atformbyrotatingdrillingfluids，thefrictiontorqueofdiscvalvesystemtoplatform．UsingoptimalPIDparameters，theresultsarenotsatisfactory．Inviewofthis，anovelfuzzycontrolalgorithmwhichusesfuzzycontrolerrorsandfine—tuningincrementswasintroduced．Thesimulatingresult

7、sshowthatitfollowsthecontrolsignalquickly，hassmallovershoot，andimprovessystem’Santi—jammingability．Keywords：rotarysteering；stabilizedplatform；fuzzycontrolling；simulation；mathematicalmodel台[i-2]。国外许多石油公司已经形成了能够应用于1概述现场的旋转导向钻井系统及应用技术，并取得了明旋转导向钻井技术是2o世纪9O年代发

8、展起来收稿日期：2OI()一02—0J；改回酲期：2010一(36一II基金项目：国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目“旋转导的一项尖端自动化钻井新技术，该技术的发展，促使向钻井系统关键技术研究”(编号：2003AA6020l3)部分研究内容自动控制理论被广泛应用到钻井工程技术研究中，作者简介：薛启龙(83)．男，2006年毕业于中国石油大学一方面促使钻井技术朝着更高的自动化智能化方向(华东)电气工程及其自动化专业，油