井下闭环导向钻井工具双环积分滑模控制研究

摘要：

带有双偏心环偏置机构的旋转导向钻井工具在导向钻进时,由于旋转外套传递的钻压以及复杂的井下工况等不确定性及非线性因素,造成钻井工具的轨迹精确度难以控制,为此,提出了一种轨迹跟踪控制理论——双环积分滑模控制.首先,对一种旋转导向钻井工具中的双偏心环偏置机构进行模型简化,将其简化为二自由度的连杆机构;其次,对机构模型进行分析,构建其运动学方程和动力学模型;然后,设计了双环积分滑模控制器,并用Lyapunov函数证明了所设计的控制系统的稳定性;最后,利用MATLAB软件进行仿真分析,证实了该控制方法有较好的抗干扰能力和控制精度.

关键词：旋转导向钻井工具、动力学模型、轨迹跟踪、双偏心环、双环积分滑模控制

所属期刊栏目：34

分类号：TE92(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家自然科学基金“井下闭环可控弯接头导向机构基础理论研究”51174164;陕西省自然科学基金“基于旋转导向钻井技术的井下闭环可控弯接头系统动力学特性研究”2018JM5015

在线出版日期：2019-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：69-73,80