捷联式自动垂直钻井稳定平台控制系统仿真研究

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1、第39巷第5期石油钻探技术VoL39NO．52O11年9月IE1、R()IEUMI)RIIIIN(jTECHNIQUESSep．。2()11钻采机械doi：10．3969／j．issn．1001—0890．2011．05．020捷联式自动垂直钻井稳定平台控制系统仿真研究孙峰，吕官云，陈威，王义峰(1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266555；2．中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257Ol7)摘要：自动垂直钻井系统是一种能够自动有效控制井斜、保证钻头始终沿垂直方向钻进的机电液一体化集成钻井装置，可有效解决高陡构造

2、地层防斜打快问题。以胜利石油管理局钻井工艺研究院自主研发的捷联式自动垂直钻井系统为背景，对其稳定平台的结构和工作原理进行分析，在钻进和纠斜2种不同的Z-作模式下稳定平台采用不同的控制结构，并在Ansoft／Simplorer环境中建立了控制系统的仿真模型。仿真分析结果表明，所设计的控制方法动态跟踪特性良好，稳态偏差较小，具有较强的抗干扰特性，为捷联式稳定平台控制系统的进一步开发和优化提供了理论基础。关键词：垂直钻井稳定平台井斜控制数学模型中图分类号：TE21文献标识码：A文章编号：loo卜0890(2O11)05～009卜O5Resear

3、chonStrap—DownAutomaticVerticalDrillingSystemwiththeSimulationofStablePlatf0rmControlSunFeng，LiiGuanyun。，ChenWei。，WangYifeng(1．CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(Huadong)，Qingdao，Shah～dong，266555，China；2．DrillingTechnologyResearchInstitute，SinopecShe

4、ngliPetroleumAdministra～tion，Dongying，Shandong，257017，China)Abstract：Theautomaticverticaldrillingsystemisahydromechatronicsintegrateddevice，whichauto—maticallykeepsthedrillbittodrillverticallyforcontrollingwelldeviation，itisthedevelopingtrendofcontrollingwellboreinclinati

5、on．Basedonthestrap—downautomaticverticaldrillingsystemdevelopedbyShengliDrillingTechnologyResearchInstitute，thispaperanalyzedthestructureandprincipleofthestabi—lizedplatform，andestablishedtwodifferentcontrollingmethodsaccordingtotheworkingmodesbothUSU—aldrillingandcontrol

6、lingofwellinclinationrespectively．AnsimulationmodelforcontrolsystemhasbeenestablishedbymeansofAnsoft／Simplorer，theresultsshowthatthedesignhasagooddynamictrackingfeatures，smallsteady—stateerrorandstronganti—jamming．Theresearchofthispaperprovidesatheoreticalbasisforfurtherd

7、evelopingthestableplatformwithstrap—downcontrolsystem．Keywords：verticaldrilling；stableplatform；deviationcontrol；mathematicalmodel高陡构造地层的防斜打快是国内尚未完全解决及易井斜地区的防斜打快问题。其特点和作用具的一项技术难题。常规的降斜防斜技术存在许多问题，如钟摆钻具组合的降斜能力受钻压的影响较收稿日期：201]04—01；改回日期：2011—07一O4。大_]j，只能采取吊打的方式，是一种以牺牲钻速换作者简介

8、：孙峰(1975)，男，山东邹平人，l997年毕业于石油取井眼质量的消极方法。从目前石油钻探技术发展大学(华东)化机专业，高级工程师，主要从事钻井工程井下工具及仪的状况来看，自动垂直钻井技术[