【摘要】：全旋轉(zhuǎn)閉環(huán)指向式鉆井工具的導(dǎo)向性能是決定工具成敗的關(guān)鍵因素之一。本文分析了各影響因素對(duì)全旋轉(zhuǎn)閉環(huán)指向式鉆井工具導(dǎo)向性能影響,提出了一種基于全旋轉(zhuǎn)閉環(huán)指向式鉆井工具偏心機(jī)構(gòu)的控制方法,并驗(yàn)證了控制方法在理論上的可行性。根據(jù)控制電機(jī)具有的時(shí)變性、高度非線性等特性,在Simulink的環(huán)境下,對(duì)加入PID控制的電機(jī)進(jìn)行了建模仿真,發(fā)現(xiàn)加入PID控制后,縮短了電機(jī)的過渡時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了快速啟動(dòng),減小了調(diào)節(jié)誤差,進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài),滿足了工程需要。采用SolidWorks軟件建立了全旋轉(zhuǎn)閉環(huán)指向式鉆井工具三維模型和電氣模型,用Labview軟件建立了控制程序和控制前面板,通過SolidWorks軟件和Labview軟件聯(lián)合仿真,并運(yùn)用牛頓插值法和MATLAB軟件,驗(yàn)證了控制方法的合理性,得到了多組數(shù)據(jù)和導(dǎo)向軸的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過對(duì)全旋轉(zhuǎn)閉環(huán)指向式鉆井工具進(jìn)行受力分析,得到了偏心機(jī)構(gòu)的受力情況。通過ANSYS軟件,對(duì)內(nèi)偏心環(huán)進(jìn)行受力分析,并對(duì)內(nèi)偏心環(huán)進(jìn)行了受力實(shí)驗(yàn)研究,證明了所選材料可以滿足全旋轉(zhuǎn)閉環(huán)指向式鉆井工具的作業(yè)需求。進(jìn)行了全旋轉(zhuǎn)閉環(huán)指向式鉆井工具實(shí)驗(yàn)裝置總體結(jié)構(gòu)研究,并根據(jù)全旋轉(zhuǎn)閉環(huán)指向式鉆井工具工作特點(diǎn),確定了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,制定了實(shí)驗(yàn)方案,為理論研究奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:The steering performance of full-rotating closed-loop directional drilling tool is one of the key factors to determine the success or failure of the tool. In this paper, the influence of various factors on the steering performance of a fully rotating closed-loop directional drilling tool is analyzed. A control method based on the eccentricity mechanism of a fully rotating closed-loop directional drilling tool is proposed, and the feasibility of the control method in theory is verified. According to the characteristics of the control motor, such as time-varying and highly nonlinear, the motor controlled by PID is modeled and simulated under the environment of Simulink. It is found that the transition time of the motor is shortened and the quick start is realized after the addition of PID control. The adjustment error is reduced, the new stable state is entered, and the engineering needs are satisfied. The 3D and electrical models of full rotation closed loop directional drilling tool are established by SolidWorks software, and the control program and control front panel are established by Labview software. The simulation is carried out by SolidWorks software and Labview software, and Newton interpolation method and MATLAB software are used. The rationality of the control method is verified. The stress of eccentric mechanism is obtained by analyzing the force of the full rotating closed loop directional drilling tool. The internal eccentric ring is analyzed by ANSYS software, and the experimental study on the internal eccentric ring is carried out. It is proved that the selected material can meet the operational requirements of the fully rotating closed-loop directional drilling tool. In this paper, the overall structure of the total rotating closed-loop directional drilling tool experimental device is studied. According to the working characteristics of the fully rotating closed-loop directional drilling tool, the experimental content is determined and the experimental scheme is worked out, which lays a foundation for the theoretical research.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE92

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本文編號(hào)：2210560