深水钻井隔水管反冲控制系统建模与仿真

《深水钻井隔水管反冲控制系统建模与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、石油机械２０１６年第４４卷第３期ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ—６３—◀海洋石油装备▶∗深水钻井隔水管反冲控制系统建模与仿真１１１２何新霞张方芬田秀娟刘秀全（１?中国石油大学（华东）信息与控制工程学院２?中国石油大学（华东）海洋油气装备与安全技术研究中心）摘要：海洋深水钻井作业过程中，由于动力定位失效造成钻井船无法保持其有效位置时，须断开隔水管与井口的连接，此时，隔水管会发生反冲，若反冲得不到有效控制，易发生钻井事故。为此，针对液压缸直接作用式隔水管张力器反冲控制系统，提出一种基于模糊ＰＩＤ控制器调节反冲阀开度，达到控制隔水管垂直位

2、移的控制方法，并对控制算法进行设计。基于Ｍａｔｌａｂ构建反冲控制系统的精确仿真模型，进行一系列的仿真研究分析。分析结果表明，闭环控制可以达到较好的控制效果，系统的稳定性增强，ＰＩＤ控制和模糊ＰＩＤ控制都能发挥较好的控制作用，有效地控制了隔水管的反冲速度，经过综合比较可知，模糊ＰＩＤ控制降低了隔水管起升位移的峰值，减少了液压系统的压力冲击，提高了系统控制性能。研究结果可为深水钻井隔水管的安全应用提供参考。关键词：隔水管；张紧系统；反冲控制；模糊ＰＩＤ控制；仿真中图分类号：ＴＥ９５１文献标识码：Ａｄｏｉ：１０?１６０８２／ｊ?ｃｎｋｉ?ｉｓｓｎ?１００

3、１－４５７８?２０１６?０３?０１４ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＲｅｃｏｉｌＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｏｆＤｅｅｐｗａｔｅｒＤｒｉｌｌｉｎｇＲｉｓｅｒ１１１２ＨｅＸｉｎｘｉａＺｈａｎｇＦａｎｇｆｅｎＴｉａｎＸｉｕｊｕａｎＬｉｕＸｉｕｑｕａｎ（１?ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｈｕａｄｏｎｇ）；２?ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＯｆｆｓｈｏｒｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＳａｆｅｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰ

4、ｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｈｕａｄｏｎｇ））Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｄｅｅｐｗａｔｅｒｄｒｉｌｌｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓ，ｉｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｆａｉｌｅｄｔｏｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｄｒｉｌｌｓｈｉｐｉｎａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒｉｓｅｒａｎｄｗｅｌｌｈｅａｄｍｕｓｔｂｅｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ?Ｒｉｓｅｒｒｅｃｏｉｌｗｏｕｌｄｏｃｃｕｒｄｕｒｉｎｇｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｃｏｕｌｄｒｅｓ

5、ｕｌｔｉｎｄｒｉｌｌｉｎｇａｃｃｉｄｅｎｔｓｉｆｎｏｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?Ｔａｋｉｎｇｒｅｃｏｉｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒｄｉｒｅｃｔ⁃ａｃｔｉｎｇｒｉｓｅｒｔｅｎｓｉｏｎｅｒａｓｏｂｊｅｃｔｉｖｅ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｒｅｃｏｉｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓａｎａｌｙｚｅｄ?ＡｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆｕｓｉｎｇＦｕｚｚｙ⁃ＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｒｅｃｏｉｌｖａｌｖｅｏｐｅｎｉｎｇｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｐｌａ

6、ｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｉｓｅｒｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ?ＡｎａｃｃｕｒａｔｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｒｅｃｏｉｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｈａｓａｌｓｏｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎＭａｔｌａｂｔｏｃｏｎｄｕｃｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ?Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｌｏｓｅｄ⁃ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｃａｎａｃｈｉｅｖｅｂｅｔｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｅｆｆｅｃｔ，ｅｎｈａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉ

7、ｌｉｔｙ，ａｎｄｂｏｔｈｔｈｅＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｆｕｚｚｙＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｂｅｔｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｕｓｐｒｏｖｉｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｏｖｅｒｔｈｅｒｉｓｅｒｒｅｃｏｉｌｖｅｌｏｃｉｔｙ?Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ，ｔｈｅｆｕｚｚｙＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｒｅｄｕｃｅｄｒｉｓｅｒｒａｉｓｉｎｇｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｅａｋ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｒｅｄｕｃｅｄｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｓｙｓｔｅｍ，ｉｍ⁃ｐｒｏ

8、ｖｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｉｓｅｒ；ｔｅｎｓｉｌｅｓｙｓｔｅｍ；