定向井钻压的实时预测和控制

发布时间：2017-04-23 04:01

  本文关键词：定向井钻压的实时预测和控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：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。
【关键词】：自动送钻 模糊控制 灰色系统理论 钻压预测
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE243;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 研究背景及意义7
• 1.2 国内外发展现状7-11
• 1.2.1 定向井技术7-10
• 1.2.2 自动送钻系统10-11
• 1.3 研究内容11
• 1.4 章节安排11-12
• 1.5 课题来源12-13
• 第二章 定向钻井技术13-21
• 2.1 定向井专用工具13-15
• 2.1.1 定向接头13
• 2.1.2 无磁钻铤13-14
• 2.1.3 井下动力钻具-螺杆钻具14-15
• 2.1.4 稳定器15
• 2.1.5 PDC钻头伴侣15
• 2.2 工艺流程15-16
• 2.3 钻柱力学分析16-19
• 2.3.1 钻柱载荷分析16-17
• 2.3.2 钻柱系统的载荷计算17-19
• 2.4 修正的杨格模式19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 基于灰色系统理论的钻压预测21-35
• 3.1 灰色系统理论21-22
• 3.2 灰色预测模型建模22-26
• 3.2.1 建模原理22
• 3.2.2 建立灰色预测模型的步骤22-24
• 3.2.3 灰色预测模型的发展系数24
• 3.2.4 模型精度检验24-26
• 3.3 基于灰色系统理论的钻压预测26-31
• 3.4 钻压预测模型精度检验31-32
• 3.5 钻压灰色预测建模的优选32-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第四章 交流变频自动送钻控制系统35-49
• 4.1 交流变频恒钻压自动送钻系统原理35
• 4.2 自动送钻的缺点35-36
• 4.3 控制器设计36-38
• 4.3.1 模糊控制器的设计36-37
• 4.3.2 预测决策机构的设计37-38
• 4.4 模糊控制器设计和系统数学模型的建立38-46
• 4.4.1 模糊控制器结构的确定38-39
• 4.4.2 控制器参数的选择39-45
• 4.4.3 数学模型的建立45-46
• 4.5 控制系统仿真46-47
• 4.6 本章小结47-49
• 第五章 结论和展望49-51
• 5.1 结论49-50
• 5.2 展望50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-54
• 攻读硕士学位期间发表的论文54-55

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