基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法
本文选题：控压钻井 切入点：控压方法 出处：《石油钻探技术》2017年03期
【摘要】：为了提高控压钻井的控压精度,研究了基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法。分析了节流阀的节流控压原理,根据伯努利方程建立了表征节流阀物理特性的方程;利用采集的节流阀节流控压试验数据,通过Matlab软件进行线性回归,得到了可计算节流阀控压的四参数公式;根据试验选用的节流阀开度与当量直径的特性曲线,采用Matlab软件进行拟合,得到了节流阀开度与节流面积的关系方程;根据节流阀开关试验得到的节流阀开度与开关时间数据,利用Matlab软件拟合出了开度与开关时间的关系方程,将上述各方程相结合得到了节流控压的理论模型。利用Matlab软件的半实物仿真插件将模型转化为通用实时代码,并采用模块化建模方法,编制了控压钻井自动控制软件,形成了控压模型。循环模拟系统验证显示,控制系统的响应时间小于10s,控制精度达到了±0.2MPa,满足控压钻井精细控压的需求,这证明基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法是可行的。
[Abstract]:In order to improve the control precision of controlled pressure drilling, the modeling method of pressure control for controlled pressure drilling based on Matlab is studied. The principle of throttle control pressure is analyzed, and the equation which characterizes the physical characteristics of throttle valve is established according to Bernoulli equation. The four parameter formula of throttle control pressure can be calculated by linear regression with Matlab software, according to the characteristic curve of throttle valve opening and equivalent diameter. The relation equation between throttle opening and throttle area is obtained by using Matlab software, and the relation equation between throttle opening and switching time is obtained by Matlab software according to the throttle valve opening and switching time data obtained from throttle switch test. The theoretical model of throttling and pressure control is obtained by combining the above equations. The model is transformed into general real-time code by using the hardware-in-the-loop simulation plug-in of Matlab software, and the automatic control software of controlled pressure drilling is programmed by using modular modeling method. The simulation results show that the response time of the control system is less than 10s and the control precision is 卤0.2MPa, which meets the requirement of fine pressure control in controlled pressure drilling, which proves that the modeling method of pressure control based on Matlab is feasible.
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院;中国石油集团大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院;
【分类号】：TE24
【参考文献】
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，本文编号：1690570
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