钻机旋转系统的自适应PID控制策略

摘要：

钻井过程中钻头的黏滑振动会导致钻头失速,引起钻机旋转系统发生故障,从而降低钻井渗透率,增加钻井成本.为此建立了钻机扭转特性模型,并提出了自适应PID控制策略用于抑制黏滑振动.首先对系统进行输入状态线性化控制,补偿钻机非线性特性引起的黏滑运动;其次设计自适应PID控制,使其在旋转系统参数大范围的变化和不确定的情况下,自适应控制保证系统输出的跟随控制及最优工作状态,同时PID控制加快系统动态响应速度,缩短系统调节时间.针对钻机扭转特性模型及钻头和岩石间摩擦扭力模型进行仿真试验,结果表明,自适应PID控制可有效抑制钻头的黏滑振动,改善钻机旋转系统工作的动态及静态响应特性,提高系统的稳定性和可靠性.

关键词：钻机旋转系统、黏滑振动、自适应控制、PID控制、钻井底部装置

所属期刊栏目：32

分类号：TE822(石油、天然气储存与运输)

资助基金：中国石油科技创新基金2009D-5006-03-07;陕西省科技攻关项目2009K09 25

在线出版日期：2011-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：158-161