动态指向式旋转导向钻井系统的虚拟现实仿真.pdf

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1、凰应用技术动态指向式旋转导向钻井系统的虚拟现实仿真李超于佐军(中国石油大学(华东)信息科学与控制工程学院)摘要：在指向式旋转导向钻井系统的基础上，对基于双偏心环调节机构的动态指向式旋转导向钻井工具模型进行Matlab虚拟现实仿真。利用3Dmax软件，构建钻井工具的虚拟三维模型。在Matlab环境下，通过工具箱中虚拟现实接口，将钻井系统的控制模型与三维模型连接起来，改变各个参数的设置，观察钻井工具三维模型的运动，为动态指向式旋转导向钻井系统的研究以及实现对钻井系统的最优设计打下理论基础。关键词：虚拟现实；3Dmax；旋转导向钻井；Simulink编写，需要对该语言非常精通。为了降低直接

2、编程的O引言难度，提高建模效率，前期可以借助3Dmax软件强近几十年来，水平井、大位移井、多分支井等复大的三维模型构建能力，对动态旋转导向钻井系统的杂结构井和“海油陆采”的迅速发展，以及钻井工艺模型进行前期建模，然后导出VRML97格式。后期对提高效率、降低成本、提高在恶劣环境和复杂地质用Matlab自带的V—RealmBuilder2．0编辑器对模型进条件下钻井能力等的要求，国内外纷纷开展对旋转导行修改。这样可以充分利用3Dmax的三维建模能力向钻井技术的研究【1】。目前已开发应用的旋转导向井和Simulink系统建模、仿真及综合分析的能力，大大下工具按工作方式基本可以分为静态偏置

3、推靠钻头减少工作量。式、动态偏置(调制式)推靠钻头式和静态偏置指向l工作原理钻头式3类[2]。动态指向式旋转导向钻井系统作为一种全新的设计理念，代表了当今世界钻井技术发展的动态指向式旋转导向钻井系统大体可以分为两最高水平。由于国内在旋转导向钻井系统领域起步较部分：稳定平台和偏置机构。晚，且国外的技术垄断，导致国内相关领域的研究比1．1稳定平台较落后。动态指向式旋转导向钻井系统具有一系列优指向式旋转导向钻井系统的稳定平台是整个导点：l1旋转钻进，井眼光滑，适合于钻大位移井稳斜向工具的关键部位，为偏置机构提供一个相对大地静段；2)机械钻速较高，可适用于较大钻压；3)可更止的参考系，在参考

4、系下确定井斜角和方位角。当外好地保证井身质量安全，己逐渐成为钻井技术研究热筒旋转带动钻头转动时，钻头指向也会围绕钻柱中心点之一。线旋转，为保证钻头指向恒定不变，控制系统将会测Matlab虚拟现实工具箱提供了一个能在三维虚量钻柱旋转，给稳定平台一个相反的转速转动，使稳拟现实环境中，进行可视化操作以及与动态系统进行定平台保持对地静止，从而保持钻头指向恒定不变。交互的有效方案，使用标准的VRML技术，可以利1．2偏置机构一双偏心圆环用Matlab和Simulink环境生成标准的虚拟场景J。通偏置机构的作用是通过调节控制偏心环的转动过Simulink接口在虚拟现实三维环境中观察动态系达到所需

5、的井斜角和方位角。偏置机构是由两个电机统的模拟情况，对模型对象之间的复杂关系有很好的带动的偏心环组成，内偏心环轴与外偏心环轴之间以理解，能够加快建模和模型测试的过程。及外偏心环轴与中心轴之间存在0．5。的夹角，通过由于钻井系统的三维模型复杂，用VRML语言双偏心环之间的耦合获取所需的井斜角和方位角。2013年第34卷第2期自动化与信息工程37郑海林李青山周文君：基于POWERLINK的分布式电动机漏电保护节点设计[6]刘兆庆，潘邵武，张毅刚．基于DP83640的IEEE1588应用研块的研发[J]启动化与信息工程，2011,32(5)：36—39．究[J]坝0控技术，2012，31(

6、9)：80-83．[8】许洪华，刘科．确定性工业以太网EthemetPowerlink[J]．冶金黄育和，佘鹏，张立平．基于CANopen协议多通道温度测量模自动化，2004(4)：23-25．DesignofDistributedMotorLeakageProtectionNodeBasedonPOWERLINKZhengHailinLiQingshanZhouWenjun(The28thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation)Abstract：Motorleakageprotectionisimp

7、ortanttoguaranteethesafeoperationofthemotor．ThedesignofthedistributedmotorleakageprotectionnodebasedonPOWERLINKindustrialEthemetispresented．Thehardwarecomposition，communicationinterfaceandPOWERLINKcommunicationconfigurationaredesc