钻压控制论文-刘清友,刘文全,朱海燕,赵建国

钻压控制论文-刘清友,刘文全,朱海燕,赵建国

导读:本文包含了钻压控制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:连续油管钻井,钻井机器人,钻压,钻速

钻压控制论文文献综述

刘清友,刘文全,朱海燕,赵建国[1](2019)在《钻井机器人的连续油管钻压和钻速控制模型》一文中研究指出连续油管钻井机器人利用机身内外的钻井液压力差作为动力源,可在牵引连续油管的同时加载钻压。以钻井机器人为基础,建立连续油管钻柱动力学模型,并推导出通过钻井液排量控制钻压和钻速的单参数控制数学模型;对钻井机器人引入调速回路,建立具有调速功能的钻柱动力学模型;在溢流阀调定压力大于机身内外压差时,推导出利用钻井液排量和节流阀流通面积两种参数控制钻压、钻速的数学模型,在溢流阀调定压力小于机身内外压差时,推导出利用钻井液排量、节流阀流通面积和溢流阀调定压力3种参数控制钻压、钻速的数学模型;以11.43cm(4.5英寸)井眼为例,对上述3种数学模型进行了分析。分析结果表明:钻压、钻速随钻井液排量的增加基本呈线性增加,在钻井液排量大于0.005 m3/s时,钻井机器人能够向前爬行,在钻井液排量大于0.005 7 m3/s时,钻头能够正常钻进;调节节流阀流通面积和溢流阀调定压力,可以在一定范围内无级调钻压和钻速;3种控制方法相结合,可以实现小排量、大钻压,及大排量、小钻压等钻井参数的控制。以控制模型为基础,针对不同井下工况建立钻进工艺的专家数据库,以钻井机器人为"大脑",结合井下随钻测量数据就能够实现闭环控制,自动钻进。(本文来源于《石油学报》期刊2019年10期)

吕勇[2](2018)在《全液压顶驱钻机自动送钻钻压控制系统研究》一文中研究指出石油作为一种重要的能源物质,在人们的日常生活中发挥着重要的作用。作为一种不可再生能源,随着其储量的不断减少,人们的开采钻探范围也开始向大陆更深处以及海洋深处进行拓展,这也促进了石油钻采设备的新一轮发展。随着液压技术更多地被应用到石油钻机中,全液压顶驱钻机成为了目前钻井设备发展的主流趋势。但是由于顶驱技术目前还无法实现完全的自动化钻进,自动送钻系统作为石油钻机全自动化的重要组成部分,对实现石油钻机的全自动发展有极为重要的意义。自动送钻技术的使用不仅可以解放司钻,而且更安全可靠,钻井质量更好,钻井效率更高。所以本文以7000m全液压顶驱钻机作为研究对象,对其工作原理、顶驱主液压回路及其自动送钻系统进行了初步研究。经过对自动送钻系统的发展历程及其控制算法的研究,初步设计了全液压顶驱钻机自动送钻系统的叁环控制策略及其控制算法。并重点对其钻压控制环进行了仿真研究,在仿真时对钻压环分别采用PID控制、模糊控制及模糊自适应控制进行研究。仿真结果表明:采用PID控制系统在调整初期存在较大的振荡,并且到达稳态需要大约2.1s,但系统无稳态误差;采用模糊控制时系统调节迅速,仅需0.28s就达到了稳态,但系统存在2.5%左右的稳态误差;最后运用模糊自适应控制对前两种控制方法中存在的问题进行了优化。仿真结果表明:采用模糊自适应控制器时系统调节时间约为0.6s,比PID控制器减少了约1.5s;钻压的稳态误差在[-0.3,+0.3]t以内,约为1.43%,比模糊控制器减少了约1%;并且钻压控制系统各方面性能有了较大改善,对后续全液压顶驱钻机自动送钻钻压控制系统的研究具有一定的技术参考价值。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2018-03-21)

白晓辉[3](2016)在《定向井钻压的实时预测和控制》一文中研究指出在钻井过程中,当前大多采用恒钻压自动送钻PID控制系统。传统的PID控制系统具有结构简单、可靠、稳定等特点,但它常不能有效克服负载、钻井参数的大范围变化及非线性的影响,而且要确定PID控制器的比例系数、积分系数、微分系数相当困难,以往只是司钻人员凭经验确定。PID调节参数一旦确定,即为常数,但是实际工况中的钻井过程复杂多变,这种一旦确定很难改变的PID的调节参数不能满足实际工况的要求。针对传统自动送钻PID控制系统存在的不足,提出自动送钻模糊控制系统,针对自动送钻的时滞问题,将钻压灰色预测应用于系统中,提前补偿误差,减少超调。结合青海地区某定向井的部分实钻数据,应用灰色系统理论建立钻压预测模型,利用预测模型,建立满足一定条件的预测决策机构,将钻压预测决策机构加入到自动送钻模糊控制系统中。最后,在MATLAB/Simulink环境下,对钻压预测自动送钻模糊控制系统进行仿真和分析。结果表明:钻压预测自动送钻模糊控制系统能够较好地补偿误差、减少超调,适用于非线性、时滞、时变自动送钻系统的控制。(本文来源于《西安石油大学》期刊2016-06-17)

翟坤[4](2015)在《钻井中钻压实时预测控制的基础研究》一文中研究指出在钻井过程中,当前大多采用恒压自动送钻系统来调节钻头钻压。传统的自动送钻控制系统具有结构简单、可靠、稳定等特点,但它常不能有效克服负载、钻井参数的大范围变化及非线性的影响,因而在自动送钻这种时变、时滞和非线性的系统中,难以实现准确控制,不能满足钻井要求。针对传统自动送钻控制系统存在的不足,提出基于钻压预测的自动送钻控制系统。首先,应用时间序列与灰色系统理论分别建立钻压预测模型,结合实钻数据校验模型的精度并对比两种模型的优缺点,结果表明,基于灰色系统理论的钻压预测模型具有更高的精度和更强的适用性。然后,利用基于灰色系统理论的钻压预测模型,弱化系统的非线性干扰,建立满足一定约束条件的决策机构,将钻压预测模型与决策机构加入自动送钻控制系统中,设计了钻压预测自动送钻控制系统。最后,在MATLAB/Simulink环境下,结合青海地区某勘探井的相关实钻数据,对钻压预测自动送钻控制系统进行仿真和分析,结果表明:基于灰色理论的钻压预测自动送钻控制系统实现了提前控制的功能,能够较好地补偿误差、减少超调,适用于非线性、滞后系统的控制。(本文来源于《西安石油大学》期刊2015-05-20)

李仲兰[5](2014)在《半潜式海洋钻井平台恒钻压控制系统研究》一文中研究指出石油作为不可再生资源,其陆上可采储量日益减少,而其需求量却在日益增长。为了应对日益紧张的能源形势,人类已经开始对海洋石油进行开发开采。半潜式海洋钻井平台就是在海洋上面创建一个供钻井设备能够正常工作的平台。深海钻井时,钻井平台会受到海浪、海风及海流等的影响而产生升沉运动,影响钻井效率和质量,降低钻头寿命。因此,需对钻杆柱进行升沉补偿,以使井口钻柱相对于井底位移保持不变,从而稳定钻头压力,达到恒钻压钻进的目的。通过分析研究升沉补偿的原理以及现有的升沉补偿装置类型,本文提出了使用双伺服绞车实现钻柱升沉补偿的方案。根据钻柱弹性变形和钻压之间的关系,利用大钩拉力传感器检测钻柱拉力信号,利用启动转矩大、响应速度快的伺服电机驱动绞车进行主动升沉补偿。并根据此方案,设计了一套升沉补偿模拟实验装置。海洋石油钻井自动升沉补偿模拟装置,由机械本体和控制监控系统两部分组成。模拟实验装置机械本体包括游动系统、顶部驱动装置、海浪模拟装置、伺服驱动绞车补偿装置、钻杆模型加载装置等;凸轮机构推动平台产生升沉运动,带动加载钻杆产生位移,导致加载钻杆内置弹簧长度改变使大钩拉力产生变化。PLC将大钩拉力传感器检测的拉力信号与给定值进行比较运算,并将结果转换为电信号输出给伺服电机,进而实时调整绞车的转向及转速,稳定大钩拉力,实现自动补偿与海浪干扰的动态协调。控制系统采用Profibus-DP现场总线技术,并通过Kingview组态实现操作界面的可视化。经实验证明,该装置能够达到恒钻压以及自动送钻的目的。(本文来源于《东北石油大学》期刊2014-06-16)

杨松山,李仲兰[6](2013)在《半潜式海洋钻井平台恒钻压控制系统实验研究》一文中研究指出对半潜式海洋钻井平台在海浪作用下作升沉运动时的受力情况进行了实验分析,将PLC作为控制核心,利用由死绳拉力传感器、步进电机、节流阀、补偿液缸构成的恒钻压控制系统,实现了对半潜式海洋钻井平台的恒钻压控制。(本文来源于《机械工程与自动化》期刊2013年04期)

杨松山,陈士朋,李仲兰,刘国梁[7](2013)在《半潜式海洋石油钻井恒钻压控制系统》一文中研究指出针对深海钻井会受到受海浪、海风及海流等影响,提出了深海石油钻井恒钻压控制系统方案。设计了钻井平台起升实验系统,钻井过程主动式升沉补偿装置。通过死绳拉力传感器检测钻柱负载参数,PLC对该参数进行分析处理并按照程序要求实现钻具升沉补偿的动态控制。(本文来源于《机电技术》期刊2013年02期)

门洪宇[8](2013)在《电驱动石油钻机恒钻压伺服控制实验研究》一文中研究指出本文对电驱动石油钻机的起升控制系统进行了实验研究,通过PLC程序控制电驱绞车及液压盘式伺服刹车,使钻头与岩石接触压力保持恒定,实现主动补偿及恒钻压钻进。当钻头下钻到井底时,设定钻压值,启动恒钻压送钻模式。在没有外部干扰力作用的情况下,钻机死绳拉力信号基本不变,PLC控制叁位四通电磁换向阀处于中位,液压缸的活塞杆无伸缩运动,钻头不发生位移变化,钻头钻压保持不变;当钻井过程受到外部干扰钻具向上运动时,钻头与井底岩石的接触压力减小,死绳拉力增大,传感器将瞬时改变的钻压信号检测并传递到控制器,与给定压力值进行比较运算,偏差值经过控制器调节,同时输出控制指令送给叁位四通电磁换向阀和步进电机,叁位四通电磁换向阀置左位,步进电机驱动节流阀调节旋钮来改变节流口的大小,控制油液以一定的速度流入无杆腔,有杆腔油液以一定速度流回油箱,活塞杆以一定速度伸出,补偿钻头的上移,使井底钻头的位移基本保持不变,井底钻压也保持不变;当钻井过程受到外部干扰钻具向下运动时,钻头与井底岩石的接触压力增大,死绳拉力减小,传感器将瞬时改变的钻压信号检测并传递到控制器,与给定压力值进行比较运算,将偏差值经过控制器调节,同时输出控制指令给叁位四通电磁换向阀和步进电机,叁位四通电磁换向阀置右位,步进电机驱动节流阀调节旋钮来改变节流口的大小,控制油液以一定的速度流入有杆腔,无杆腔油液以一定速度流回油箱,活塞杆以一定速度收缩,补偿由由外部干扰引起的钻具下移,使井底钻头的位移基本保持不变,控制井底钻压也保持不变。(本文来源于《东北石油大学》期刊2013-04-20)

陈士朋,方春华,杨松山,李仲兰,刘国梁[9](2013)在《深海石油钻井恒钻压控制模拟实验装置设计》一文中研究指出针对深海钻井会受到受海浪、海风及海流等影响,提出了深海石油钻井恒钻压控制系统方案。设计了钻井平台起升实验系统,钻井过程主动式升沉补偿装置。通过死绳拉力传感器检测钻柱负载参数,PLC对该参数进行分析处理并按照程序要求实现钻具升沉补偿的动态控制。(本文来源于《黑龙江科技信息》期刊2013年09期)

廖辉,尚晓新,蔡业彬,黄崇林[10](2012)在《基于模型参考自适应控制的钻压控制的研究》一文中研究指出针对目前深海钻井作业钻柱运动难以实现钻压调整的问题,该文对钻柱运动补偿系统进行了实验研究,把基于钻压反馈的钻柱补偿思想应用于系统设计中,建立了补偿动载的液压缸实验台。设计了具有自动调整补偿控制结果的模型参考自适应控制器,建立了该液压系统的数学模型。通过在平台运动模拟缸静止研究了钻压跟踪控制的可行性,并在平台模拟缸运动情况下对钻压补偿效果进行实验研究。研究结果表明,通过设计适应性好的控制器,可以有效减小负载运动时对控制效果的影响,其结果对钻柱运动补偿器的进一步研究具有重要参考意义。(本文来源于《液压与气动》期刊2012年12期)

钻压控制论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

石油作为一种重要的能源物质,在人们的日常生活中发挥着重要的作用。作为一种不可再生能源,随着其储量的不断减少,人们的开采钻探范围也开始向大陆更深处以及海洋深处进行拓展,这也促进了石油钻采设备的新一轮发展。随着液压技术更多地被应用到石油钻机中,全液压顶驱钻机成为了目前钻井设备发展的主流趋势。但是由于顶驱技术目前还无法实现完全的自动化钻进,自动送钻系统作为石油钻机全自动化的重要组成部分,对实现石油钻机的全自动发展有极为重要的意义。自动送钻技术的使用不仅可以解放司钻,而且更安全可靠,钻井质量更好,钻井效率更高。所以本文以7000m全液压顶驱钻机作为研究对象,对其工作原理、顶驱主液压回路及其自动送钻系统进行了初步研究。经过对自动送钻系统的发展历程及其控制算法的研究,初步设计了全液压顶驱钻机自动送钻系统的叁环控制策略及其控制算法。并重点对其钻压控制环进行了仿真研究,在仿真时对钻压环分别采用PID控制、模糊控制及模糊自适应控制进行研究。仿真结果表明:采用PID控制系统在调整初期存在较大的振荡,并且到达稳态需要大约2.1s,但系统无稳态误差;采用模糊控制时系统调节迅速,仅需0.28s就达到了稳态,但系统存在2.5%左右的稳态误差;最后运用模糊自适应控制对前两种控制方法中存在的问题进行了优化。仿真结果表明:采用模糊自适应控制器时系统调节时间约为0.6s,比PID控制器减少了约1.5s;钻压的稳态误差在[-0.3,+0.3]t以内,约为1.43%,比模糊控制器减少了约1%;并且钻压控制系统各方面性能有了较大改善,对后续全液压顶驱钻机自动送钻钻压控制系统的研究具有一定的技术参考价值。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

钻压控制论文参考文献

[1].刘清友,刘文全,朱海燕,赵建国.钻井机器人的连续油管钻压和钻速控制模型[J].石油学报.2019

[2].吕勇.全液压顶驱钻机自动送钻钻压控制系统研究[D].兰州理工大学.2018

[3].白晓辉.定向井钻压的实时预测和控制[D].西安石油大学.2016

[4].翟坤.钻井中钻压实时预测控制的基础研究[D].西安石油大学.2015

[5].李仲兰.半潜式海洋钻井平台恒钻压控制系统研究[D].东北石油大学.2014

[6].杨松山,李仲兰.半潜式海洋钻井平台恒钻压控制系统实验研究[J].机械工程与自动化.2013

[7].杨松山,陈士朋,李仲兰,刘国梁.半潜式海洋石油钻井恒钻压控制系统[J].机电技术.2013

[8].门洪宇.电驱动石油钻机恒钻压伺服控制实验研究[D].东北石油大学.2013

[9].陈士朋,方春华,杨松山,李仲兰,刘国梁.深海石油钻井恒钻压控制模拟实验装置设计[J].黑龙江科技信息.2013

[10].廖辉,尚晓新,蔡业彬,黄崇林.基于模型参考自适应控制的钻压控制的研究[J].液压与气动.2012

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