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石油PETROLEUM钻
石油PETROLEUM
钻探DRILLING
技术
TECHNIQUES
Vol.39No.5Sep.,2011
2011年9月
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1,2,吕官云2,陈威2,王义峰2
(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257017)
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种不同的工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：1001-0890(2011)05-0091-05
ResearchonStrap-DownAutomaticVerticalDrillingSystemwiththeSimulationofStablePlatformControl
SunFeng1,2,LüGuanyun2,ChenWei2,WangYifeng2
(1.CollegeofPetroleumEngineering,ChinaUniversityofPetroleum(Huadong),Qingdao,Shan-dong,266555,China;2.DrillingTechnologyResearchInstitute,SinopecShengliPetroleumAdministra-tion,Dongying,Shandong,257017,China)
Abstract:Theautomaticverticaldrillingsystemisahydromechatronicsintegrateddevice,whichauto-maticallykeepsthedrillbittodrillverticallyforcontrollingwelldeviation,itisthedevelopingtrendofcontrollingwellboreinclination.Basedonthestrap-downautomaticverticaldrillingsystemdevelopedbyShengliDrillingTechnologyResearchInstitute,thispaperanalyzedthestructureandprincipleofthestabilizedplatform,andestablishedtwodifferentcontrollingmethodsaccordingtotheworkingmodesbothusu-aldrillingandcontrollingofwellinclinationrespectively.AnsimulationmodelforcontrolsystemhasbeenestablishedbymeansofAnsoft/Simplorer,theresultsshowthatthedesignhasagooddynamictrackingfeatures,smallsteady-stateerrorandstronganti-jamming.Theresearchofthispaperprovidesatheoreticalbasisforfurtherdevelopingthestableplatformwithstrap-downcontrol
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