自动送钻实验系统的优化加权模糊控制

针对自动送钻实验系统，设计了一种带优化加权因子的模糊控制器，以ITAE积分性能指标为寻优目标函数，通过对误差和误差变化的加权因子的优化来获得系统的最佳模糊控制规则，并将其控制效果与一般模糊控制器的效果进行了仿真比较。结果表明，一般模糊控制器作用于自动送钻实验系统时，由于超调量太大，系统难以正常工作；带优化加权因子的模糊控制器可使系统的超调量降到4％，调节时间为17s，稳态误差小于0.1%，其他性能指标均满足要求，大大改善了系统的动态性能。  

国内外钻机自动送钻技术发展现状

自动送钻技术以其独特优势被广泛应用在石油钻机上,经历了带刹车自动送钻技术、盘式刹车自动送钻技术和能耗制动自动送钻技术三个阶段。阐述了不同发展时期典型产品的工作原理和结构,比较了不同方式的自动送钻装置及不同的使用范围和用途。现在自动送钻装置都以恒钻压钻进为基础,研究发展钻压优化自动送钻技术,为以后建立钻井专家系统提供技术支持。  

参数自适应模糊控制的自动送钻技术研究

针对传统送钻方式的不足及钻井过程复杂、数学模型难建立等特点,在简要分析交流变频自动送钻系统的工作原理和影响送钻的各因素之间关系后,提出将参数自调整模糊控制与交流变频恒钻压自动送钻相结合。通过对钻压趋势的判断,采用参数自调整模糊PI控制,实现对送钻电机转速的控制。该算法不需要精确的数学模型,可通过自学习实时修正控制参数。试验表明:控制效果良好,在保证恒钻压的基础上,可实现稳速送钻,提高了系统调节的快速性、自适应性和鲁棒性,精度高,现场应用证实此算法控制效果优越,可实现送钻稳态精度在±0.5 t之内,而且送钻更加平稳,控制算法亦具有通用性。  

单神经元PSD控制器在自动送钻模拟加载中的应用

自动送钻实验研究为其在现场的推广应用奠定基础．针对钻井过程中井况的非线性、不确定性和实时性要求，采用单神经元PSD控制器实现自动送钻模拟加栽．给出了自动送钻实验系统的结构和原理，介绍了单神经元PSD控制器的设计，实验结果表明，单神经元PSD控制器结构简单，易于实现，效果明显优于PID控制器，值得推广。  

自动送钻实验系统的优化加权模糊控制

针对自动送钻实验系统 ,设计了一种带优化加权因子的模糊控制器 ,以 ITAE积分性能指标为寻优目标函数 ,通过对误差和误差变化的加权因子的优化来获得系统的最佳模糊控制规则 ,并将其控制效果与一般模糊控制器的效果进行了仿真比较 .结果表明 ,一般模糊控制器作用于自动送钻实验系统时 ,由于超调量太大 ,系统难以正常工作 ;带优化加权因子的模糊控制器可使系统的超调量降到 4% ,调节时间为 1 7s,稳态误差小于 0 .1 % ,其他性能指标均满足要求 ,大大改善了系统的动态性能  

单神经元PSD控制器在自动送钻模拟加载中的应用

自动送钻实验研究为其在现场的推广应用奠定基础 .针对钻井过程中井况的非线性、不确定性和实时性要求 ,采用单神经元 PSD控制器实现自动送钻模拟加载 .给出了自动送钻实验系统的结构和原理 ,介绍了单神经元 PSD控制器的设计 .实验结果表明 ,单神经元 PSD控制器结构简单 ,易于实现 ,效果明显优于 PID控制器 ,值得推广 .  

自动送钻模拟加载实验的自适应模糊控制

自动送钻实验装置是为探索和研究自动送钻技术和控制方法而开发研制的,它是一个具有时变、时滞的非线性系统.因此,对于系统中模拟井下钻压变化和模拟自动送钻子系统的控制至关重要.将自适应模糊控制策略应用于加载控制,跟踪实际钻压实现加载,为钻压优化自动送钻技术的研究提供载荷条件.实验结果表明,自适应模糊控制在自动送钻加载子系统中的应用是成功的,它具有良好的跟踪控制特性,控制算法亦具有通用性.  

自动送钻模拟加载实验的自适应模糊控制

自动送钻实验装置是为探索和研究自动送钻技术和控制方法而开发研制的，它是一个具有时变、时滞的埋线性系统。因此，对于系统中模拟井下钻压变化和模拟自动送钻子系统的控制至关重要。将自适应模糊控制策略应用于加载控制，跟踪实际钻压实现加载，为钻压优化自动送钻技术的研究提供载荷条件。实验结果表明，自适应模糊控制在自动送钻加载子系统中的应用是成功的，它具有良好的跟踪控制特性，控制算法亦具有通用性。  

石油钻机综合性测试实验装置研制

为更新改造石油机械实验室的旧设备,研制了新的石油钻机加载装置及自动送钻控制装置和配套测试仪器;设计和开发了一系列与机械工程测试技术、电液自动控制技术、交流变频技术、可编程控制器、传感器应用技术及信号处理技术相关的实验项目;为实验教学和科研创造了良好的工作条件和试验平台,并在实验教学和科研工作的实际使用中取得了较好的效果。  

深水钻井补偿绞车的节能机理及解耦控制方案研究

为解决深水钻井电动补偿绞车能耗过高、钢丝绳磨损严重及运动耦合的技术问题,针对不同钻井作业过程,分析电动补偿绞车的节能潜力,提出一套基于能量回收的新型液压驱动方案,可以对不同钻井作业过程中的负载重力势能及绞车回转系统的惯性动能进行回收与再利用;分析电动补偿绞车的运动耦合机理,进而提出多套软硬件解耦控制方案,可以实现升沉补偿运动与自动送钻运动的解耦控制。设计绞车补偿系统的关键结构参数,研制一套原理样机及其试验系统,并针对不同海况与工况进行仿真与试验研究。结果表明:新型液压驱动方案相对于电驱动方案具有明显的节能效果;绞车的大滚筒结构提高了钢丝绳的使用寿命;基于差动行星传动与基于双绞车驱动的两种硬件解耦方案控制效果良好,满足海洋浮式钻井的性能要求。