在复合定向钻井过程中,以输入干扰等价为基础的钻孔绳的旋转控制受煤层变化影响
Wangnian Li1, Shipeng Chen2, Chengda Lu2
1School of Automation, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China; Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems, Wuhan 430074, China; Engineering Research Center of Intelligent Technology for Geo-Exploration, Ministry of Education, Wuhan 430074, China; CCTEG Xi'an Research Institute (Group) Co., Ltd., Xi'an 710077, China.
本研究引入了相当输入干扰 (EID) 控制系统,以稳定煤矿钻井. EID系统显著减少了进料速度和旋转头速度的波动,改善了定向钻井控制系统的性能.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 控制系统 控制系统
- 地质地质地质地质地质地
背景情况:
- 煤层的变化破坏了钻井的稳定性,导致料速度和旋转头速度 (ROR) 的波动.
- 这些波动会对复合方向钻井控制系统的性能产生负面影响.
研究的目的:
- 设计一个控制系统,减轻煤层变化对钻井性能的影响.
- 提高定向钻井操作的稳定性和效率.
主要方法:
- 开发了一个轴向扭转合的钻弦系统的动态模型.
- 设计了一个基于等效输入干扰 (EID) 的控制系统,包括EID和改进的EID估计器.
- 使用天然气提取钻井的现场数据验证了模型.
主要成果:
- 拟议的EID控制系统显著减少了料速度的超速,从73%,47%,46%降至33%,沉降时间从3s,1.7s,1.8s降至1.5s.
- ROR过剩率从54%,49%,43%降至11%,结算时间从4.7s,3.1s,2.8s降至2.3s.
- 料速度和ROR波动被最小化为0.2%和0.1%,分别优于PI,DOB和ADRC控制系统.
结论:
- 基于EID的控制系统有效地抑制了比特岩相互作用和煤层变化的影响.
- 与现有的定向钻井控制方法相比,开发的控制策略提供了更高的性能.
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