抑制钻柱黏滑振动和钻头反弹的建模与控制

摘要：

为了抑制钻柱黏滑振动和钻头反弹现象,分析了黏滑振动和钻头反弹的运动机理,根据牛顿第二定律及电力拖动系统运动学理论,建立了钻柱旋转系统、起升系统的动力学模型及其负载模型,设计了基于线性二次型(LQR)控制策略的钻柱旋转系统和起升系统的状态反馈控制器.仿真结果表明,LQR控制器可使钻头转速稳定在给定转盘转速附近,控制系统的响应时间小于25 s,减少了钻压、扭矩和轴向位移波动,有效抑制了钻柱黏滑振动和钻头反弹现象.

关键词：钻柱、黏滑振动、钻头反弹、模型、LQR控制器

所属期刊栏目：40

分类号：TE21(钻井工程)

资助基金：陕西省重点研发计划项目“钻机控制虚拟仿真软件的开发”2017ZDXM-GY-097;西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划资助项目“抑制钻柱黏滑振动与钻头反弹的建模与控制”YCS18213080

在线出版日期：2019-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：553-558,595