本文選題：控壓鉆井 + 內(nèi)模控制��； 參考：《中國石油大學(xué)(華東)》2015年碩士論文

【摘要】：為了提高異常油藏地層油氣的鉆井效率,保證鉆井過程安全運(yùn)行,對控制壓力鉆井技術(shù)的需求也越來越大,但是人們對控壓鉆井控制技術(shù)的研究卻比較少,而且對于日益復(fù)雜的井下條件,常規(guī)的控制壓力的方法已略顯不足。針對這個(gè)問題,本文首先在控壓鉆井實(shí)驗(yàn)裝置上完成了自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),然后在其基礎(chǔ)上應(yīng)用了內(nèi)�？刂啤⒛：刂�、模糊PID控制和帶動態(tài)調(diào)整因子的模糊控制這幾種先進(jìn)的控制算法,具體的研究內(nèi)容如下:(1)在控壓鉆井實(shí)驗(yàn)裝置上搭建控壓鉆井自動控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)硬件和軟件組態(tài),以及Wincc與MATLAB的OPC連接,并根據(jù)控壓鉆井的工藝流程實(shí)現(xiàn)基本的控制功能,為在控壓鉆井實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制算法奠定基礎(chǔ)。(2)設(shè)計(jì)內(nèi)�？刂破�,首先用仿真驗(yàn)證內(nèi)�？刂频目刂菩Ч�,然后在控壓鉆井實(shí)驗(yàn)裝置上應(yīng)用內(nèi)�？刂扑惴�,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,內(nèi)模控制器能較好的控制井下壓力。(3)設(shè)計(jì)控壓鉆井模糊控制方法,該方法將井底壓力控制偏差等精確量模糊化后根據(jù)模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理,最后再將推理結(jié)果清晰化,得到對應(yīng)的閥開度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明模糊控制能有效的控制井底壓力。(4)設(shè)計(jì)控壓鉆井的模糊PID控制,利用模糊控制來動態(tài)優(yōu)化PID控制器的參數(shù),然后利用非線性動態(tài)的PID控制器來控制井底壓力,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明模糊PID控制有較好的控制能力。(5)設(shè)計(jì)帶動態(tài)調(diào)整因子的模糊控制器,在原有模糊控制器的基礎(chǔ)上,加入動態(tài)的調(diào)整因子,根據(jù)當(dāng)前的誤差值實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)模糊推理的模糊規(guī)則,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明能很好的控制井下壓力�？傮w來說,本文通過研究內(nèi)�？刂啤⒛：刂�、模糊PID控制和帶動態(tài)調(diào)整因子的模糊控制這四種先進(jìn)控制算法在控壓鉆井實(shí)驗(yàn)裝置上的應(yīng)用,在井底壓力先進(jìn)控制技術(shù)研究及應(yīng)用方面有較好的實(shí)際工程意義。
[Abstract]:In order to improve the drilling efficiency of formation oil and gas in abnormal reservoir and ensure the safe operation of drilling process, the demand for the control pressure drilling technology is increasing, but the research on the controlled pressure drilling control technology is relatively few. And for the increasingly complex downhole conditions, the conventional pressure control method has been slightly inadequate. In order to solve this problem, this paper first completes the design of automatic control system on the experimental equipment of controlled pressure drilling, and then applies internal model control and fuzzy control on the basis of it. Fuzzy pid control and fuzzy control with dynamic adjustment factor are some advanced control algorithms. The specific research contents are as follows: 1) the automatic control system of controlled pressure drilling is set up on the experimental device of controlled pressure drilling, and the hardware and software configuration is designed. The OPC connection between Wincc and MATLAB and the basic control function are realized according to the process flow of controlled pressure drilling. The internal model controller is designed for realizing the advanced control algorithm on the controlled pressure drilling experimental device. First, the control effect of internal model control is verified by simulation, and then the internal model control algorithm is applied to the experimental device of controlled pressure drilling. The experimental results show that the internal model controller can better control downhole pressure and design fuzzy control method for controlled pressure drilling. Based on the fuzzy rules, the fuzzy inference is carried out based on the fuzzy rules. Finally, the reasoning result is clear and the corresponding valve opening degree is obtained. The experimental results show that fuzzy control can effectively control bottom hole pressure. (4) Fuzzy pid control is used to control pressure and drilling, the parameters of pid controller are dynamically optimized by fuzzy control, and the bottom hole pressure is controlled by nonlinear dynamic pid controller. The experimental results show that the fuzzy pid control has a better control ability. (5) A fuzzy controller with a dynamic adjustment factor is designed. On the basis of the original fuzzy controller, a dynamic adjustment factor is added. According to the fuzzy rules of fuzzy inference, the experimental results show that the downhole pressure can be controlled well. In general, this paper studies the application of four advanced control algorithms, I. E. internal model control, fuzzy pid control and fuzzy control with dynamic adjustment factor, in the experimental equipment of controlled pressure drilling. It has good practical engineering significance in the research and application of advanced control technology of bottom hole pressure.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE24;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2031128