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钻柱速度控制电气传动外部主动阻尼控制策略的单步自动调整。 (英语) Zbl 07857716号

小结:本文介绍了一种用于深井钻井应用的钻柱系统的单步自动调谐程序和关键参数的估计器。其目的是精确调谐外部振动抑制系统,该系统基于针对“刚性”电机侧速度控制(所谓的速度源行为)调谐的钻井电气驱动器的速度控制回路,以及用于扭振主动阻尼的外部钻柱扭矩反馈。当钻柱和钻头从井底提升,钻井电驱动在刚性速度控制下短暂进入极限环振荡行为时,执行自动调谐程序。所提出的自校正系统具有合适的扭振器控制导向过程模型和改进的混频器鉴相器锁相器,该鉴相器配备自适应二阶广义积分器(带通滤波器),用于提取驱动谐振模式的关键特征。整个控制系统的设计依赖于所谓的阻尼优化准则,该准则确保闭环系统阻尼达到所需水平。通过综合仿真,系统地验证了所提出的自适应控制系统的功能以及控制策略的自动调谐,此外,还利用先前记录的现场数据验证了钻柱参数估计器的有效性,以说明其在实际测量噪声中的鲁棒性。

MSC公司:

93E10型 随机控制理论中的估计与检测
93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
93B52号 反馈控制
70万 粒子和系统力学中的随机振动
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿拉斯加州大学肯尼迪分校;di Meglioc,F。;Shord,RJ,《通过启动轨迹设计避免钻井过程中的粘滑振动》,《过程控制杂志》,70,24-352018年·doi:10.1016/j.jprocont.2018.07.019
[2] Aarsnes UJF、Aamo OM、Krstic M(2019)《寻求实时最佳钻井控制的极值》。摘自:《2019年美国控制会议记录》(ACC 2019),美国宾夕法尼亚州费城,第5222-5227页。doi:10.23919/ACC.2019.8815162文件
[3] 阿姆斯特朗·Hé卢浮宫,B。;杜邦,P。;Canudas-de-Wit,C.,《摩擦机器控制的模型、分析工具和补偿方法综述》,Automatica,30,7,1083-11381994·Zbl 0800.93424号 ·doi:10.1016/0005-1098(94)90209-7
[4] Badgwell T、Pastusek P、Kumaran K(2018)《自动驱动装置自动调谐》。摘自:《2018年SPE年度技术会议和展览论文集》,美国德克萨斯州达拉斯,论文编号:SPE-191417-MS,第7页。数字对象标识码:10.2118/191417-MS
[5] 比利时贝克;德国布恩;Des Brandes,R。;约翰逊,普华永道;里昂,WC;米斯卡,S。;里昂,WC,《钻井和完井》,《石油和天然气工程标准手册》,1996年,休斯顿:海湾出版公司,休斯顿
[6] Canudas-de-Wit,C。;法国鲁比奥;Corchero,MA,D-OSKIL:控制油井钻柱粘滑振动的新机制,IEEE Trans Control Syst Technol,16,6,1177-11912008·doi:10.1109/TCST.2008.917873
[7] Ciobataru M,Teodorescu R,Blaabjerg F(2006)基于二阶广义积分器的新型单相锁相环结构。摘自:第37届IEEE电力电子专家会议记录(PESC 2006),韩国济州,第361-366页。doi:10.1109/pesc.2006.1711988年
[8] Deur J,PavkovićD,Jansz M,PerićN(2003)《电子节气门控制策略的自动调谐》。摘自:第11届地中海控制与自动化会议记录,希腊罗德斯,第6页
[9] Dwars S(2014)软扭矩旋转系统的最新进展。摘自:美国明尼苏达州明尼阿波利斯第三届国际深井钻井系统非线性动力学和控制学术讨论会论文集,第29-44页。doi:10.2118/173037-MS数据库
[10] 法拉,AH;顾奇。;陈,D。;阿肖克,P。;van Oort,E。;Holmes,M.,《通过深井闭环系统的管理压力操作控制实现全球可扩展地热能生产》,energy Convers Manag,2361140562021·doi:10.1016/j.enconman.2021.114056
[11] 傅,M。;张,P。;李,J。;Wu,Y.,抑制油井钻柱粘滑振动的基于观测器和参考调速器的控制策略,J Sound Vib,457,37-502019·doi:10.1016/j.jsv.2019.05.050
[12] 古普塔,V。;Grossmann,IE,《不确定性和财政考虑下的海上油田开发规划》,Optim Eng,18,3-33,2017年·Zbl 1364.90203号 ·doi:10.1007/s11081-016-9331-4
[13] 何登仁,JD;伊顿,AN,工业动态系统估计方法概述,Optim Eng,18155-1782017·Zbl 1364.62290号 ·doi:10.1007/s11081-015-9295-9
[14] Isermann,R.,《数字控制系统》,1989年,柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 0689.93001号 ·doi:10.1007/978-3-642-86417-9
[15] Jansen,JD;van den Steen,L.,油井钻柱自激扭转振动的主动阻尼,J Sound Vib,179,4,647-6681995·doi:10.1006/jsvi.1995.0042
[16] 凯撒,MJ;Snyder,BF,墨西哥湾的海上钻井业和钻井平台建设。能源讲座笔记,2013年,伦敦:施普林格,伦敦
[17] 科尔,CS;Elkamel,A。;Shah,N.,《油田开发和生产系统的优化方法:综述》,Optim Eng,18907-9412017年·Zbl 1390.90622号 ·doi:10.1007/s11081-017-9365-2
[18] KI Mckenna;潘,R。;Koederitz,WL,实时随机分析在自主钻井优化中的应用,《石油天然气Eur Mag》,41,1,21-23,2015
[19] Naslin,P.,《最优控制要领》,1968年,伦敦:Illife图书有限公司,伦敦
[20] Nygaard G、Gjeraldstveit H、Skjveland O(2010)《石油钻井自动化钻井技术评估及其在地热井钻井中的潜力》。摘自:2010年世界地热大会会议记录,印尼巴厘岛,第10页
[21] 帕迪,PK;Majhi,S.,稳定过程PID控制器的改进自动调谐,ISA Trans,48,4,423-4272009·doi:10.1016/j.isatra.2009.05.002
[22] 公园,JH;宋,WS;Lee,I-B,带静态负载扰动的改进继电器自动调谐,Automatica,33,4,711-715,1997·Zbl 0875.93128号 ·doi:10.1016/S0005-1098(96)00174-4
[23] Pavković,D。;Deur,J。;Lisac,A.,《基于扭矩估计器的油井钻柱扭转振动主动阻尼控制策略,包括自动调谐算法》,《控制工程与实践》,第19、8、836-8502011年·doi:10.1016/j.connengprac.2011.04.012
[24] Pavković,D。;波拉克,S。;Zorc,D.,基于过程阶跃响应和阻尼最优准则的PID控制器自动调整,ISA Trans,53,1,85-962014·doi:10.1016/j.isatra.2013.08.011
[25] PavkovićD、Cipek M、Plavac F、Šprljan P、JurišićG(2019a)基于扭矩的钻柱扭转振动抑制系统的阻尼优化调谐。摘自:第18届IEEE智能技术国际会议论文集EUROCON 2019a,Novi Sad,塞尔维亚,论文编号2228,第6页。doi:10.1109/EUROCON.2019.8861990
[26] PavkovićD,Kozhushko,Y,HrgetićM,Zorc D,Cipek M(2019b)单相逆变器同步和电流控制系统的阻尼优化设计In:IEEE第39届电子与纳米技术国际会议论文集(ELNANO 2019b),乌克兰基辅,第572-577页。doi:10.1109/ELNANO.2019.8783726
[27] Pavković,D。;Šprljan,P。;Cipek,M。;Krznar,M.,基于阻尼最优准则和比例积分控制器应用的钻孔跨轴控制系统设计,Optim Eng,22,51-812021·Zbl 1478.93209号 ·doi:10.1007/s11081-020-09566-z
[28] Runia DJ、Grauwmans R、Stulemeijer I(2013)壳牌“软扭矩旋转系统”简史和一些近期案例研究,见:SPE/IADC钻井会议记录(SPE-163548-MS),荷兰阿姆斯特丹,第10页。doi:10.118/163548-质谱
[29] Sarker MM,Rideout DG,Butt SD(2012),LQR控制器在油井钻柱中缓解粘滑和钻头反弹的优势。摘自:美国德克萨斯州休斯顿ASME 2012年国际机械工程大会暨展览会(IMECE2012),第9页。doi:10.1115/IMECE2012-87856
[30] 塞拉伦,AFA;van de Molengraft,MJG;JJ Kok;van den Steen,L.,抑制油井钻柱粘滑的H∞控制,IEEE控制系统杂志,18,2,19-301998·doi:10.1109/37.664652
[31] Schröder,D.,Elektrische Antriebe-Regelung von Antriebsystemen,2007,柏林:施普林格,柏林
[32] Thacker,T。;博罗耶维奇,D。;布尔戈斯,R。;Wang,F.,通过单相系统的相位检测器实现锁相环降噪,IEEE Trans-Ind-Electron,58,6,2482-24902011·doi:10.1109/TIE.2010.2069070
[33] Ullah FK,Bohn C(2018年),《在缩放实验钻柱装置中减少扭转振动的动态表面控制》。参见:2018年第12届国际控制会议(UKACC)会议记录,英国谢菲尔德,第199-204页。doi:10.1109/CONTROL.2018.8516736
[34] Veltman A、Stulemeijer I、Catena A(2015)《诊断和优化钻柱动态模型钻进时的识别》。摘自:《2015年海上技术会议论文集》,巴西里约热内卢,论文编号:OTC-26118-MS,第13页。doi:10.4043/26118-MS文件
[35] 王,Z。;Wang,F。;刘杰。;马,Z。;Han,E。;Song,M.,深井地源热泵系统换热器传热特性的现场试验和数值研究及优化设计,Energ Convers Manag,153,603-6152017·doi:10.1016/j.enconman.2017.10.038
[36] 肖,F。;Dong,L。;李,L。;Liao,X.,用于单相并网转换器的基于频率固定SOGI的PLL,IEEE Trans Power Electron,32,3713-17192017·doi:10.1109/TPEL.2016.2606623
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