检索结果-内蒙古大学图书馆

石油学报 2015年第11期36卷 1433-1440页

作者：刘自理严卫生康思民刘自慎汪跃龙张守旭西北工业大学航海学院陕西西安710072 西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室陕西西安710065 中国石油辽阳石化公司辽宁辽阳111003

为实现调制式导向钻井工具井眼轨迹的精确可靠控制,导向钻井工具井下姿态的实时测量至关重要。针对恶劣工况下测量系统可靠性差的问题,提出了一种非正交四轴重力加速度计的姿态测量方法,给出了对应的姿态参数求解和信号有效性判定公式... 详细信息

为实现调制式导向钻井工具井眼轨迹的精确可靠控制,导向钻井工具井下姿态的实时测量至关重要。针对恶劣工况下测量系统可靠性差的问题,提出了一种非正交四轴重力加速度计的姿态测量方法,给出了对应的姿态参数求解和信号有效性判定公式。针对小井斜状态下姿态参数测不准问题,提出了四轴重力加速度计初始倾斜安装的非正交测量方法,显著提高了测量精度。针对井下恶劣工况中加速度计易损易失效问题,提出了双冗余非正交四轴重力加速度计测量方法,给出了双冗余重力加速度计关联信号的相互转换公式,讨论了依据信号特征判定重力加速度计故障的方法及故障诊断流程,并据此建立了系统重构方案。水力驱动测试实验表明,工具姿态测量准确,控制平台角度位置稳定。

关键词：姿态测量冗余系统重构非正交导向钻井

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导向钻井稳定控制平台的反馈线性化控制

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石油学报 2014年第5期35卷 952-957页

作者：汪跃龙王海皎康思民汤楠霍爱清西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室陕西西安710065 中国石油天然气管道局国际事业部河北廊坊065000

旋转导向钻井的稳定控制平台单纯采用PID控制时,控制性能与工具面角度的给定值有关。在某些角度下,平台会产生振荡旋转现象,无法实现工具面角度的稳定,使导向工具失去导向控制功能。分析表明,导致这种现象的主要原因是系统存在非线性偏... 详细信息

旋转导向钻井的稳定控制平台单纯采用PID控制时,控制性能与工具面角度的给定值有关。在某些角度下,平台会产生振荡旋转现象,无法实现工具面角度的稳定,使导向工具失去导向控制功能。分析表明,导致这种现象的主要原因是系统存在非线性偏心作用力矩,该力矩与工具面角度成正弦函数关系。基于反馈线性化原理,提出了平台系统的输出反馈线性化控制方法,消除了非线性因素的影响,实现了线性的闭环系统。仿真表明该方法可实现平台系统在钻井过程强扰动作用条件下的任意角度位置稳定控制。针对非线性偏心作用力矩不可直接测量问题,提出了一种基于系统运动姿态测量的偏心作用力矩在线估计方法,可有效减小估计误差所导致的控制性能劣化,并给出了一个在线估计的应用实例。水力驱动条件下的控制测试验证了基于偏心作用力矩在线估计的反馈线性化控制方法的有效性。

关键词：导向钻井角度位置反馈线性化控制偏心力矩水力驱动测试

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基于信号相似性的导向钻井下传信号处理方法

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石油勘探与开发 2012年第1期39卷 111-117页

作者：汤楠汪跃龙霍爱清程为彬西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室

为了准确、高效识别导向钻井中以钻井液排量负脉冲间隔方式下传的指令信号,解决井下接收装置中指令识别和解释方法运算较复杂和误码率较高等问题,提出了一种基于信号相似性原理的信号识别处理技术。该技术通过比较各段采样信号幅值的自... 详细信息

为了准确、高效识别导向钻井中以钻井液排量负脉冲间隔方式下传的指令信号,解决井下接收装置中指令识别和解释方法运算较复杂和误码率较高等问题,提出了一种基于信号相似性原理的信号识别处理技术。该技术通过比较各段采样信号幅值的自相关程度求取由钻井液排量脉宽所表示的导向钻井下传指令,并对井下采样信号按一定规律逐段比较,通过判断信号下传的开始点、解算信号各位的值和求取指令字等3个步骤,完成指令识别。给出了适合井下处理的递推式实用算法,设计了钻井液排量信号采集试验装置。研究和试验结果表明,利用该方法可简化运算程序、提高钻井液排量信号识别的可靠性和抗扰能力,特别有利于克服尖峰和周期干扰对计时求取的影响以及传输通道惯性及低频噪音对信号跳变沿判断的影响。

关键词：导向钻井下传信号接收装置相关函数

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导向钻井信息三维可视化系统的实现

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西安石油大学学报（自然科学版） 2007年第1期22卷 75-78页

作者：李艳华徐英卓西安石油大学计算机学院陕西西安710065

研究了虚拟现实系统中三维对象虚拟现实建模、立体显示及人机交互等实现技术,并将其运用于导向钻井信息三维可视化系统的实现中,解决了导向钻井中地层、井眼轨迹、靶点以及设计轨道等钻井对象的三维可视化问题.系统为钻井人员提供了一... 详细信息

研究了虚拟现实系统中三维对象虚拟现实建模、立体显示及人机交互等实现技术,并将其运用于导向钻井信息三维可视化系统的实现中,解决了导向钻井中地层、井眼轨迹、靶点以及设计轨道等钻井对象的三维可视化问题.系统为钻井人员提供了一个钻井信息高度可视化的工作环境,能够有效地提高钻井人员对地层构造及储层特性的判断力、钻头在储层内轨迹的控制等,从而提高钻井成功率.详细描述了钻井对象的虚拟现实建模方法及其三维可视化实现,并给出了一个三维对象可视化的示例.

关键词：导向钻井虚拟现实信息可视化 Java 3D

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导向钻井技术在苏北地区的应用

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石油钻探技术 1998年第3期26卷 11-12页

作者：王彦祺

介绍了无线导向钻井系统和有线导向钻井系统的工艺方法及其在苏北地区的应用情况。通过对比分析，认为两种导向钻井系统均能大幅度提高钻井效率和井眼轨迹的控制精度。

关键词：导向钻井井眼轨迹控制随钻测斜仪油田

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地质力学特征评价新方法在导向钻井优化中的应用

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中国石油大学学报（自然科学版） 2017年第3期41卷 84-91页

作者：吴超王磊金衍陈小锋刘建华页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100101 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院北京100101 中国石油大学石油工程学院北京102249

针对常规导向钻井技术在适用范围、预测能力与运行成本等方面的局限性,在考察岩石物理及力学参数和地球物理信息之间定量关系的基础上,将地震反演、地质统计、地震属性分析、岩石力学方法与钻井工程实际需求密切结合,提出地质力学特征... 详细信息

针对常规导向钻井技术在适用范围、预测能力与运行成本等方面的局限性,在考察岩石物理及力学参数和地球物理信息之间定量关系的基础上,将地震反演、地质统计、地震属性分析、岩石力学方法与钻井工程实际需求密切结合,提出地质力学特征评价新方法,基于其对导向钻井系统进行优化。新技术以常规地震和测井资料为基础,充分结合钻井、录井等实钻信息,钻前建立地质力学初始模型用于钻井设计,钻进过程中参考实钻资料随钻修正并更新钻前模型用于钻井工艺实时优化,其关键环节是准确预测钻头前方待钻地层的强度、地应力、孔隙压力、坍塌压力、破裂压力等力学参数。以井壁稳定预测及其工程运用为重点,论述导向钻井优化中岩石力学理论和地球物理算法结合运用的思路与技术流程,将该方法在西南、西北复杂探区进行应用。现场应用表明,优化的导向钻井系统可以达到理想的参数预测精度与工艺优化效果,指导安全、优质、快速、低成本钻井的能力得到了提高。

关键词：导向钻井优化地质力学特征井壁稳定随钻修正

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随机加权渐消UKF在导向钻井姿态测量中的应用

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中国惯性技术学报 2023年第10期31卷 1030-1036页

作者：高怡李飞毛艳慧高朝晖西安石油大学陕西省油气井测控技术重点实验室西安710065 西安石油大学电子工程学院西安710065

针对近钻头钻具易受井下强振动等随机噪声的影响,使得导向钻具姿态动态测量误差较大的问题,提出一种随机加权渐消UKF算法并应用于导向钻井姿态测量系统。通过Sigma点获取状态估值和协方差矩阵,采用随机加权因子动态调整不同时刻残差向... 详细信息

针对近钻头钻具易受井下强振动等随机噪声的影响,使得导向钻具姿态动态测量误差较大的问题,提出一种随机加权渐消UKF算法并应用于导向钻井姿态测量系统。通过Sigma点获取状态估值和协方差矩阵,采用随机加权因子动态调整不同时刻残差向量的权值;再用渐消因子实时调节滤波增益,限制滤波器的记忆长度,有效利用最新量测信息对状态更新的影响调整预测误差协方差阵。将提出的算法应用到导向钻具姿态测量系统进行验证,结果表明,所提算法解算后得到的井斜角误差控制在±0.25°以内,工具面角误差控制在±1°以内,与标准EKF和UKF相比,井斜角解算误差和工具面角解算误差均降低了50%以上,能有效提高导向钻具动态测量精度。

关键词：导向钻井姿态测量随机加权估计渐消因子无迹卡尔曼滤波

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基于状态空间法的旋转导向钻井工具控制系统研究

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石油学报 2004年第2期25卷 89-92页

作者：汤楠霍爱清崔琪琳西安石油大学自动化系陕西西安710065

调制式旋转导向钻井系统的工作特点是 :在导向工具与钻柱同步旋转的情况下 ,配置机构中 3个导向块在给定方位的伸缩动作可以产生导向钻井所需要的矢量力。因此 ,在调制式旋转导向工具中 ,就必须设置一个不受钻柱影响的、可以自动保持和... 详细信息

调制式旋转导向钻井系统的工作特点是 :在导向工具与钻柱同步旋转的情况下 ,配置机构中 3个导向块在给定方位的伸缩动作可以产生导向钻井所需要的矢量力。因此 ,在调制式旋转导向工具中 ,就必须设置一个不受钻柱影响的、可以自动保持和调整工具面角度的稳定平台。对稳定平台控制系统进行了研究 ,建立了对象数学模型 ,提出了应用状态反馈法的稳定平台控制方案 ,以确保导向钻井过程中对各状态变量的控制要求。对闭环控制系统进行了相应的计算机仿真和功能试验。

关键词：导向钻井控制系统状态反馈数学模型模拟试验

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旋转导向钻井工具涡轮电机电磁转矩前馈控制

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石油学报 2014年第1期35卷 141-145页

作者：汪跃龙费汪浩霍爱清程为彬汤楠西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室陕西西安710065

钻井液流量的大范围变动容易导致旋转导向钻井工具空间角度位置控制的适应性差,具体表现为系统在某钻井液流量条件下整定的控制参数,在其他流量条件下常常是不稳定的,出现角度的振荡摆动、控制失稳。通过对涡轮电机电磁转矩与钻井液流... 详细信息

钻井液流量的大范围变动容易导致旋转导向钻井工具空间角度位置控制的适应性差,具体表现为系统在某钻井液流量条件下整定的控制参数,在其他流量条件下常常是不稳定的,出现角度的振荡摆动、控制失稳。通过对涡轮电机电磁转矩与钻井液流量和控制信号动态关系的分析,建立了涡轮电机的动力学模型,模型表明电磁转矩的大小与流量和控制作用的乘积有一定比例关系,电磁转矩随钻井液流量呈动态变化,从而导致了控制的失稳。基于此提出了一种乘积型电磁转矩电压前馈补偿方法,经过前馈补偿后的电机电磁转矩的大小只与控制作用相关,而与钻井液流量无关,从而将一个非线性时变环节变换成了一个线性时不变环节;通过仿真分析与台架试验均验证了该方法的有效性,为实现平台系统在钻井液流量宽范围变化条件下的稳定控制提供了一种简便有效方法。

关键词：钻井液导向钻井电磁转矩前馈控制涡轮电机

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旋转导向钻井稳定平台控制对象动态特性研究

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石油学报 2009年第4期30卷 598-602页

作者：汤楠霍爱清汪跃龙程为彬西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室陕西西安710065

调制式旋转导向钻井系统中的稳定平台具有与一般过程控制对象完全不同的特殊结构和工作方式。钻铤内无固定支撑点的圆周旋转运动状态角的控制方法具有许多特点。通过试验对稳定平台对象的动态特性进行了深入研究,应用稳定平台试验中所... 详细信息

调制式旋转导向钻井系统中的稳定平台具有与一般过程控制对象完全不同的特殊结构和工作方式。钻铤内无固定支撑点的圆周旋转运动状态角的控制方法具有许多特点。通过试验对稳定平台对象的动态特性进行了深入研究,应用稳定平台试验中所采集到的动态数据及工程中常用的最小二乘法对稳定平台对象参数模型进行了辨识,并对辨识结果进行了对比分析。其动态数学模型可以用二阶Ⅰ型带一定纯滞后表示。不同数据组的辨识结果表明,所用参数估计方法具有良好的一致性。研究了对象特性中的一些非线性问题,并提出了相应的解决措施。

关键词：导向钻井稳定平台动态特性数学模型最小二乘法

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