捷联式自动垂直钻井工具伺服控制设计及实现
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2023-12-20 19:41:04
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文档简介：
第 4
2
卷 第 3
期
2
0
1
4
年 5月
石
油
钻
探
技
术
P
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钻采机械
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3
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1
8
捷 联 式 自动 垂 直钻 井 工具 伺 服 控 制设 计 及 实现
王义峰 ，
刘庆 龙 ，
刘 文庭 ，
高丽萍 ，
孙 峰
(
o
e
石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究 院，
山东东营 2
5
7
o
1
7
)
摘
要 ：
为解决 易斜地层 中直 井钻进的 防斜打快 问题 ，
实现主动 防斜 、
纠斜控 制 ，
开展 了捷 联式 自动垂 直钻 井
工具伺服控 制的研 究 。采用 包含位 置环、
速度环 、
电流环的三环闭环控 制模 型 ，
建 立 了伺服控制 系统的硬件 结构和
软件体 系，
采用增量式数 字 P
I
D控制算法 ，
使 系统 实
现 快速精 确可靠的调 节。通过研 究 电流动 态阶跃 响应 、
电机输
出轴位 置及盘 阀工具 面角等控制效 果，
分析 了伺服控制 系统的动 态及稳 态特性 ，
最终 完成伺服 控制 系统设计 ，
并投
入现场应 用。室 内
试验表 明，
电机输 出轴位置稳 态控制精度在 0
．
2
。
以 内，
电流环动 态阶跃响应 时间短 于 1
．
2
m
s
，
电
机调速 范围 0
~3
0
0
r
／
m
i
n
，
表 明控 制精 度较 高 ，
动 态性能 良好 ，
调 速 范围较 宽 ，
能 实现 实时控 制。在安顺 1井现 场
应 用时，
输 出控制的盘阀工具 面角与指定的纠斜工具 面角最大偏 差不超过 2
。
，
达到 2
．
8
。
／
l
O
O
m 以上 的降斜效果 。捷
联式 自
动垂直钻井工具的伺服控 制系统能够快速响应并精确控制 电
机输 出轴的位置，
实
现 直井钻井的防斜 、
纠斜 。
关键词 ：
自动垂直钻 井 伺服控 制 闭环控 制 井斜控 制 安 顺 1井
中图分类号 ：
TE
9
2
1
．
2
文献标识码 ：
A
文章编号 ：
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0
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1
一
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(
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