為解決深水鉆井面臨的復(fù)雜井控問題,根據(jù)海底泥漿舉升鉆井系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理,建立一個(gè)由變頻器、電機(jī)、舉升泵、泥漿循環(huán)管路組成的控制對象模型,結(jié)合控制對象為大慣性、非線性系統(tǒng)的特點(diǎn),采用一種基于自適應(yīng)模糊PID調(diào)節(jié)器的壓力、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制策略,利用Matlab/Simulink軟件構(gòu)建系統(tǒng)仿真模型,分析結(jié)果表明,基于自適應(yīng)模糊PID控制的壓力、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制策略能夠在海底泥漿舉升鉆井系統(tǒng)中取得很好的控制效果,使系統(tǒng)及時(shí)應(yīng)對多種隨機(jī)干擾。研究結(jié)果可為海底泥漿舉升鉆井控制提供參考。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)仿真. 2020年04期 北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

基于SMD的無隔水管系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

表2 dKp、dki、dkd的模糊規(guī)則表 EC E NB NM ZO PM PB NB PB/NB/NB ZO/NM/ZO NM/ZO/PM PM/NM/NM PM/NB/NB NM PB/NB/NB ZO/NM/ZO NM/PM/PM ZO/NM/NM PM/NB/NB ZO PB/NB/NB ZO/NM/ZO NB/PB/PB ZO/NM/ZO PB/NB/NB PM PM/NB/NB ZO/NM/NM NM/PM/PM ZO/NM/ZO PB/NB/NB PB PM/NB/NB PM/NM/NM NM/ZOPM ZO/NM/ZO PB/NB/NB模糊規(guī)則表的語言描述形式為:IF(條件1)AND(條件2) THEN(結(jié)果)。

由于海洋鉆井環(huán)境的特殊性,海上鉆井平臺上所有設(shè)備的電源并不是來源于陸地電網(wǎng),而是由鉆井平臺上的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組自主發(fā)電取得,因此海洋平臺電力系統(tǒng)是一個(gè)典型的孤島系統(tǒng)[8],其供電質(zhì)量與陸地電網(wǎng)相比有一定的差距,這就使得電網(wǎng)電壓波動成為一個(gè)不可忽略的擾動因素。由于電網(wǎng)電壓的波動會直接影響到電機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)而影響泵的壓力,而泥漿舉升系統(tǒng)又是一個(gè)大慣性純滯后系統(tǒng)。如果采用單閉環(huán)控制,當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時(shí),控制器不能馬上響應(yīng),這意味著,在一段時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)是沒有任何調(diào)節(jié)作用的,這會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的動態(tài)性能。如果內(nèi)回路擾動過大,系統(tǒng)很可能會出現(xiàn)由于調(diào)節(jié)不及時(shí)而惡化失穩(wěn)的情況。除受供電質(zhì)量的影響外,鉆井液的密度和工作環(huán)境溫度的變化等都是非常主要的影響因素。因此,為了加強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力與動態(tài)響應(yīng)能力,引入與壓力調(diào)節(jié)點(diǎn)較近、滯后時(shí)間相對較小的轉(zhuǎn)速閉環(huán)構(gòu)成串級控制系統(tǒng)[9]。SMD系統(tǒng)中泥漿舉升泵控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖2所示的泥漿舉升泵控制系統(tǒng)中,壓力為主變量,壓力控制器為定值控制;轉(zhuǎn)速為副變量,轉(zhuǎn)速控制器為隨動控制。自適應(yīng)模糊PID控制綜合了常規(guī)PID控制與模糊控制器的優(yōu)點(diǎn),既不需要被控對象的精確數(shù)學(xué)模型,又可在控制過程中對控制器參數(shù)進(jìn)行微調(diào),能夠有效解決常規(guī)PID控制器參數(shù)固定不變的弊端,適用于工作環(huán)境復(fù)雜、存在諸多不確定干擾,難以構(gòu)建精確數(shù)學(xué)模型的大時(shí)滯系統(tǒng)[6]。結(jié)合SMD系統(tǒng)實(shí)際工作特點(diǎn),轉(zhuǎn)速環(huán)采用PI控制器,壓力環(huán)采用模糊PID控制器。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]未來海洋平臺電力系統(tǒng)研究[J]. 張浩.  船電技術(shù). 2014(11)
[2]海底泵舉升雙梯度鉆井技術(shù)進(jìn)展[J]. 侯芳,彭軍生.  石油機(jī)械. 2013(06)
[3]無隔水管鉆井泥漿舉升系統(tǒng)管路特性計(jì)算與分析[J]. 葛瑞一,陳國明,周昌靜,李偉.  石油礦場機(jī)械. 2012(07)
[4]深水無隔水管鉆井液回收鉆井技術(shù)[J]. 高本金,陳國明,殷志明,劉書杰.  石油鉆采工藝. 2009(02)
[5]深水雙梯度鉆井技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳國明,殷志明,許亮斌,蔣世全.  石油勘探與開發(fā). 2007(02)
[6]深水海底泥漿舉升鉆井技術(shù)及其應(yīng)用前景[J]. 殷志明,陳國明,王卓顯,許亮斌,蔣世全.  鉆采工藝. 2006(05)
[7]雙梯度鉆井技術(shù)原理研究[J]. 許亮斌,蔣世全,殷志明,陳國明.  中國海上油氣. 2005(04)

碩士論文
[1]深水泥漿舉升鉆井系統(tǒng)控制策略研究[D]. 閆加亮.中國石油大學(xué) 2011



本文編號：2935728