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旋转导向钻井系统下行通讯接收功能的开发

石油学报 2010年第1期31卷 157-160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

在旋转导向钻井系统中,导向控制命令是由地面监控装置通过系统的下行通讯通道向井下导向工具发送。用钻井液负脉冲的方式传输下传信号,采取了三降三升为主要特点的命令字脉宽编码方式。地面命令发送装置将指令转换成一定脉宽的钻井液排... 详细信息

在旋转导向钻井系统中,导向控制命令是由地面监控装置通过系统的下行通讯通道向井下导向工具发送。用钻井液负脉冲的方式传输下传信号,采取了三降三升为主要特点的命令字脉宽编码方式。地面命令发送装置将指令转换成一定脉宽的钻井液排量变化,用5位指令码表示相应的导向力级别和工具面角。在井下导向工具中设计了下行通讯接收装置。由装置的数据采集部分检测反映钻井液脉冲变化的井下泥浆电机的输出电压或频率,经数据处理和解释,以信号阈值判断和脉宽识别为核心,由5个指令码的脉冲宽度时间和顺序计算得到正确的下传导向命令字。为了提高下行信号传输的可靠性和抗干扰能力,在接收装置的硬件和软件中采用了相应的措施。试验结果证明了这种下行通讯方案的可行性。

关键词：旋转导向钻井系统导向工具下行通讯钻井液脉冲接收装置

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旋转导向钻井系统稳定平台测试台架设计

石油机械 2010年第11期38卷 36-38页

作者：孙峰陈威王义峰中国石油大学(华东)石油工程学院胜利石油管理局钻井工艺研究院

为了验证旋转导向钻井系统稳定平台在旋转状态下井斜测量及控制的准确性,设计了一种能够改变空间姿态并且模拟钻铤转速变化及扭矩载荷波动的测试台架。该测试台架通过机、电、液一体化设计,实现了全程自动化控制。现场应用表明,该稳定... 详细信息

为了验证旋转导向钻井系统稳定平台在旋转状态下井斜测量及控制的准确性,设计了一种能够改变空间姿态并且模拟钻铤转速变化及扭矩载荷波动的测试台架。该测试台架通过机、电、液一体化设计,实现了全程自动化控制。现场应用表明,该稳定平台测试台架结构设计合理,强度足够,其功能满足了稳定平台测试的需要。

关键词：测试台架起竖摇摆机构模拟载荷旋转导向钻井系统

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旋转导向钻井系统的工作方式分析

石油机械 2004年第6期32卷 73-75页

作者：赵金洲孙铭新胜利石油管理局胜利石油管理局钻井工艺研究院

总结了旋转导向钻井技术的发展概况 ,分析了旋转导向钻井系统的井下工具系统的测控方式、偏置方式和导向方式 ,并对各系统的不同工作方式做了对比分析。在此基础上 ,提出了一种新的旋转导向钻井系统分类方式 ,并依据这种分类方式对下一... 详细信息

总结了旋转导向钻井技术的发展概况 ,分析了旋转导向钻井系统的井下工具系统的测控方式、偏置方式和导向方式 ,并对各系统的不同工作方式做了对比分析。在此基础上 ,提出了一种新的旋转导向钻井系统分类方式 ,并依据这种分类方式对下一步旋转导向钻井系统的发展情况做了一些简单预测。

关键词：旋转导向钻井系统测控方式偏置方式导向方式 RSS 钻头

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旋转导向钻井系统关键技术研究与实钻试验

中国海上油气 2012年第3期24卷 52-53,57页

作者：吴超菅志军郭云尚捷中海油田服务股份有限公司

为了加快我国海上油气藏开发的步伐,降低勘探开发成本,中海油田服务股份有限公司成功研制了一套旋转导向钻井系统。文中主要对该系统中的关键技术,如导向机构、井下涡轮发电机、地面指令下传装置的组成与工作原理进行了论述,并对其实钻... 详细信息

为了加快我国海上油气藏开发的步伐,降低勘探开发成本,中海油田服务股份有限公司成功研制了一套旋转导向钻井系统。文中主要对该系统中的关键技术,如导向机构、井下涡轮发电机、地面指令下传装置的组成与工作原理进行了论述,并对其实钻试验作了简要介绍。

关键词：旋转导向钻井系统导向机构井下涡轮发电机地面指令下传装置实钻试验

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旋转导向钻井系统的功能、特性和典型结构

石油钻采工艺 2003年第4期25卷 5-7页

作者：苏义脑窦修荣王家进中国石油勘探开发研究院北京100083

旋转导向系统是一个机、电、液一体化的井下闭环控制工具系统,是大位移井钻井的重要导向工具。在介绍其功能、特性的基础上,主要从应用角度出发,重点介绍目前旋转导向系统的典型产品,如Auto Trak系统、Pow-er Drive系统和Geo-Pilot系统... 详细信息

旋转导向系统是一个机、电、液一体化的井下闭环控制工具系统,是大位移井钻井的重要导向工具。在介绍其功能、特性的基础上,主要从应用角度出发,重点介绍目前旋转导向系统的典型产品,如Auto Trak系统、Pow-er Drive系统和Geo-Pilot系统等的基本原理、结构及有关参数。

关键词：旋转导向钻井系统功能特性结构大位移钻井井斜

旋转导向钻井系统在张海29-36L井的应用

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钻采工艺 2016年第2期39卷 113-115页

作者：许京国霍如军陶瑞东杨静张连水张建荣渤海钻探第三钻井工程公司

埕海2-2人工岛是大港油田为实现海油陆采而建设的人工岛,因受地面条件和地质靶点制约,主要采用大斜度井、大位移井、水平井等复杂井型进行开发。张海29-36L井是部署在埕海2-2人工岛的一口三开大位移定向井,本井最大水平位移1 764.51 m,... 详细信息

埕海2-2人工岛是大港油田为实现海油陆采而建设的人工岛,因受地面条件和地质靶点制约,主要采用大斜度井、大位移井、水平井等复杂井型进行开发。张海29-36L井是部署在埕海2-2人工岛的一口三开大位移定向井,本井最大水平位移1 764.51 m,最大井斜76.16°,为有效克服三开滑动钻井产生的频繁托压、粘卡现象,应用了斯伦贝谢公司的Power Drive Xceed指向式旋转导向钻井系统,其工作原理是在钻具旋转状态下实现定向作业,应用旋转钻进方式代替滑动钻进方式,显著地减小了钻柱与井壁之间摩阻/扭矩。张海29-36 L井应用结果表明,应用旋转导向钻井系统井段比未使用该工具的井段机械钻速提高了71%,取得了非常显著的提速效果;与邻井相比,提高了行程钻速,缩短了钻井周期;旋转导向钻井系统在张海29-36L井成功应用实例为探索大位移井钻井提速提供了有益的参考。

关键词： Power Drive Xceed 旋转导向钻井系统机械钻速行程钻速大位移井托压井眼轨迹控制

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旋转导向钻井系统轨迹跟踪控制方法研究

旋转导向钻井系统轨迹跟踪控制方法研究

作者：张弛哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

旋转导向钻井系统是近年来应用于油气钻井作业中的一种新型导向钻井技术,具有成本低、钻速高、井眼轨迹平滑、可延长水平段等优点。在实际应用中,由于强烈的非线性、时变性以及滞后特性等影响控制性能的因素,导致系统难以精确跟踪理想... 详细信息

旋转导向钻井系统是近年来应用于油气钻井作业中的一种新型导向钻井技术,具有成本低、钻速高、井眼轨迹平滑、可延长水平段等优点。在实际应用中,由于强烈的非线性、时变性以及滞后特性等影响控制性能的因素,导致系统难以精确跟踪理想的预设井眼轨迹,甚至使系统偏离预设轨迹。因此,对于旋转导向钻井系统的轨迹跟踪问题研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以旋转导向钻井系统的轨迹跟踪控制和平台搭建为研究对象,主要研究内容和贡献包括:1.介绍了一种推靠式旋转导向钻井系统轨迹模型,推导了此模型的二维和三维轨迹的状态空间方程,并对系统模型进行了稳定性分析。2.针对旋转导向钻井系统的二维轨迹跟踪问题,提出了一种基于稳定补偿式状态观测器的状态反馈控制器。稳定补偿式状态观测器使用积分滑模变结构控制方法进行设计,通过对系统滞后特性进行动态补偿,保证了观测器本身的稳定性;使用一种改进的遗传算法NSGA-II对系统参数进行优化。相比于基于传统状态观测器的状态反馈控制方法,本文方法在收敛速度、精度以及振荡抑制等性能指标上更具优势。3.针对旋转导向钻井系统的三维轨迹跟踪问题,提出了一种基于区间二型模糊控制和增强学习协同的轨迹跟踪控制算法。首先构建区间二型模糊控制器对系统非线性和滞后特性进行处理,然后设计基于增强学习的动作-评价网络控制器优化钻井轨迹,提高了轨迹跟踪的精确性和平滑性,最后使用低通滤波器对控制信号进行融合滤波,进一步提高了钻井轨迹的控制效果。4.搭建了钻井系统电气综合测试平台。使用CAN总线实现信号采集与控制,PLC实现步进电机控制;针对不同模块分别采用CAN总线和OPC通讯两种方式与下位机进行通讯,实现了在工控机上对信号采集、传输以及控制等功能;实现了钻井轨迹的可视化界面,便于直观的观测实时井下轨迹。

关键词：旋转导向钻井系统轨迹跟踪控制积分滑模状态观测器区间二型模糊控制增强学习电气综合测试平台

调制式旋转导向钻井系统稳定平台控制原理及性能分析

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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石油大学学报（自然科学版） 2004年第5期28卷 49-51,60页

作者：韩来聚王瑞和刘新华崔琪琳石油大学石油工程学院山东东营257061 胜利石油管理局钻井工艺研究院山东东营257017 西安石油大学电子工程学院陕西西安710065

对调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理进行了研究,设计了由上、下涡轮发电机、控制轴及电子仓组成的三环控制稳定平台。对稳定平台性能的理论分析和仿真模拟结果表明,国内首创设计的发电机式稳定平台控制系统不但具有良好的稳定... 详细信息

对调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理进行了研究,设计了由上、下涡轮发电机、控制轴及电子仓组成的三环控制稳定平台。对稳定平台性能的理论分析和仿真模拟结果表明,国内首创设计的发电机式稳定平台控制系统不但具有良好的稳定性、可控性和可观性,而且当钻井参数在较大范围内发生变化时,系统仍然具有很好的跟踪特性、抑制扰动特性、随动稳定特性及很强的抗干扰能力。

关键词：制式调制稳定平台稳定特性性能分析抗干扰能力跟踪特性旋转导向钻井系统钻井参数仿真模拟

475型旋转导向钻井系统造斜能力分析及试验验证

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中国测试 2021年

作者：尚捷贾建波兰洪波菅志军孙师贤中海油田服务股份有限公司

旋转导向钻井系统（RSS）是目前高难度定向钻井作业的核心装备，经过10余年技术攻关，中海油服研制出了475型旋转导向钻井系统。为提升该系统的造斜能力，该文开展了旋转导向钻井系统力学分析模型及造斜率预测方法研究，模拟分析影响47... 详细信息

旋转导向钻井系统（RSS）是目前高难度定向钻井作业的核心装备，经过10余年技术攻关，中海油服研制出了475型旋转导向钻井系统。为提升该系统的造斜能力，该文开展了旋转导向钻井系统力学分析模型及造斜率预测方法研究，模拟分析影响475型旋转导向钻井系统造斜率的主要因素及影响规律；应用现场试验数据验证该系统的造斜率可达14.31°/（30 m），也证明降低钻压能够显著提升该系统的造斜率。结合理论分析及试验效果，给出继续提升该旋转导向钻井系统造斜能力的若干技术措施，为该系统升级与现场应用提供了技术支持。

关键词：旋转导向钻井系统造斜能力理论分析试验验证