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扭转振动工具滑模控制降黏分析
被引量：
3
1
作者
田家林
周思奇
杨应林
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2020年第14期186-193,共8页
在深部硬地层钻井领域,扭转振动工具具有破岩效果明显和抑制钻头黏滑的作用,但其相应的降黏机理和控制机理研究还不完善。为此,在现有通过扭转振动工具解决黏滑问题的基础之上,建立了钻柱系统的扭转振动方程,提出U1和U2两种滑模控制降...
在深部硬地层钻井领域,扭转振动工具具有破岩效果明显和抑制钻头黏滑的作用,但其相应的降黏机理和控制机理研究还不完善。为此,在现有通过扭转振动工具解决黏滑问题的基础之上,建立了钻柱系统的扭转振动方程,提出U1和U2两种滑模控制降黏方法,并在有工具作用时,结合理论方程、给定参数对两种控制方式的降黏效果进行了分析。结果表明:当存在参数摄动时,钻柱系统处于黏滑状态附近,参数的变化会导致钻柱系统的脆弱性,钻柱系统需要加以控制;两种滑模控制方式均能有效对钻柱的黏滑振动进行控制;通过对在不同条件下各控制器的控制性能、鲁棒性的对比可知,滑模控制方式U2整体控制性能较好,且滑模控制方式U2具有更强的鲁棒性,有利于提高钻柱系统的稳定性和可靠性。
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关键词
黏滑
振动
扭转振动工具
钻柱系统
滑模控制
鲁棒性
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职称材料
新型扭转振动工具动力学模型与降黏特性
被引量：
1
2
作者
田家林
何虹志
+4 位作者
杨琳
杨应林
程进前
黎根银
胡书辉
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期206-213,共8页
在油气开采过程中,随着钻井深度的增加,岩石硬度加大,井下摩擦阻力较大,钻柱系统易发生黏滑振动,将导致部件过早发生故障,钻井作业效率低下,因此对于黏滑控制技术的研究具有重要意义。结合钻井过程中的实际工况,提出了一种新型扭转振动...
在油气开采过程中,随着钻井深度的增加,岩石硬度加大,井下摩擦阻力较大,钻柱系统易发生黏滑振动,将导致部件过早发生故障,钻井作业效率低下,因此对于黏滑控制技术的研究具有重要意义。结合钻井过程中的实际工况,提出了一种新型扭转振动工具,建立了基于该工具的钻柱系统扭转振动模型以及非线性动力学模型,分别进行了算例分析与实验测试以研究工具的降黏效果。算例分析时采用控制变量法,首先在给定转盘转速、钻压的情况下,对比分析了有或无工具时的钻柱系统各部件角速度,然后在相同钻压、不同转盘转速和相同转盘转速、不同钻压的情况下,分别对钻柱系统中有或无工具时的钻头角速度进行了求解;在实验过程中,对同一口井进行了有或无工具的测试,并结合未使用该工具的相邻井对照数据,分析了该工具的降黏效果。研究结果表明:在相同工况条件下,使用该扭转振动工具,可明显消除或抑制黏滑振动,同时,适当增大转盘转速,适当降低钻压可在一定程度上抑制钻柱的黏滑振动;在误差允许范围内,理论计算结果与测试结果相符合,验证了理论模型、求解方法以及算例分析的正确性。所提出的新型扭转振动工具、建立的动力学模型与研究结果对于减少黏滑振动、提高破岩效率具有重要参考意义。
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关键词
钻井
扭转振动工具
黏滑
扭转
振动
动力学
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职称材料
新型扭转振动工具降粘特性分析及PID控制策略研究
被引量：
2
3
作者
田家林
周仪
杨琳
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2019年第10期1496-1502,共7页
在深井和超深井勘探开发过程中,广泛存在着粘滑振动现象,该现象不仅造成机械钻速降低,驱动能量大量浪费;而且还会加速钻具老化和失效,严重威胁钻井安全。为了有效地控制钻柱的粘滑振动,首先提出了一种新型扭转振动工具;其次建立了基于...
在深井和超深井勘探开发过程中,广泛存在着粘滑振动现象,该现象不仅造成机械钻速降低,驱动能量大量浪费;而且还会加速钻具老化和失效,严重威胁钻井安全。为了有效地控制钻柱的粘滑振动,首先提出了一种新型扭转振动工具;其次建立了基于该工具的钻柱系统的理论模型;最后用PID控制方法对新型扭转振动工具的降粘特性进行了研究。结果表明:该工具能够有效地控制钻柱的粘滑振动,两种PID控制方程均能对期望稳态转速进行实时监控,对比两者,U2控制方程具有更快的调节能力和更好的控制性能,且前期无粘滑现象的发生。
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关键词
粘滑
振动
动力学
扭转振动工具
钻柱系统
PID控制
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职称材料
题名
扭转振动工具滑模控制降黏分析
被引量：
3
1
作者
田家林
周思奇
杨应林
机构
西南石油大学机电工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2020年第14期186-193,共8页
基金
石油天然气装备教育部重点实验室基金(OGE201701-02)
国家留学基金(201608515039)
+1 种基金
国家自然科学基金(51674216)
国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2016ZX05038)。
文摘
在深部硬地层钻井领域,扭转振动工具具有破岩效果明显和抑制钻头黏滑的作用,但其相应的降黏机理和控制机理研究还不完善。为此,在现有通过扭转振动工具解决黏滑问题的基础之上,建立了钻柱系统的扭转振动方程,提出U1和U2两种滑模控制降黏方法,并在有工具作用时,结合理论方程、给定参数对两种控制方式的降黏效果进行了分析。结果表明:当存在参数摄动时,钻柱系统处于黏滑状态附近,参数的变化会导致钻柱系统的脆弱性,钻柱系统需要加以控制;两种滑模控制方式均能有效对钻柱的黏滑振动进行控制;通过对在不同条件下各控制器的控制性能、鲁棒性的对比可知,滑模控制方式U2整体控制性能较好,且滑模控制方式U2具有更强的鲁棒性,有利于提高钻柱系统的稳定性和可靠性。
关键词
黏滑
振动
扭转振动工具
钻柱系统
滑模控制
鲁棒性
Keywords
stick-slip vibration
torsional vibration tool
drill string system
sliding mode control
robustness
分类号
U260.11 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
新型扭转振动工具动力学模型与降黏特性
被引量：
1
2
作者
田家林
何虹志
杨琳
杨应林
程进前
黎根银
胡书辉
机构
西南石油大学机电工程学院
中石油川庆钻探工程有限公司川西钻探公司
出处
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期206-213,共8页
基金
国家科技重大专项(2016ZX05038)
科技部高端外国专家引进计划项目(SYZ201985)
国家留学基金项目(201608515039)。
文摘
在油气开采过程中,随着钻井深度的增加,岩石硬度加大,井下摩擦阻力较大,钻柱系统易发生黏滑振动,将导致部件过早发生故障,钻井作业效率低下,因此对于黏滑控制技术的研究具有重要意义。结合钻井过程中的实际工况,提出了一种新型扭转振动工具,建立了基于该工具的钻柱系统扭转振动模型以及非线性动力学模型,分别进行了算例分析与实验测试以研究工具的降黏效果。算例分析时采用控制变量法,首先在给定转盘转速、钻压的情况下,对比分析了有或无工具时的钻柱系统各部件角速度,然后在相同钻压、不同转盘转速和相同转盘转速、不同钻压的情况下,分别对钻柱系统中有或无工具时的钻头角速度进行了求解;在实验过程中,对同一口井进行了有或无工具的测试,并结合未使用该工具的相邻井对照数据,分析了该工具的降黏效果。研究结果表明:在相同工况条件下,使用该扭转振动工具,可明显消除或抑制黏滑振动,同时,适当增大转盘转速,适当降低钻压可在一定程度上抑制钻柱的黏滑振动;在误差允许范围内,理论计算结果与测试结果相符合,验证了理论模型、求解方法以及算例分析的正确性。所提出的新型扭转振动工具、建立的动力学模型与研究结果对于减少黏滑振动、提高破岩效率具有重要参考意义。
关键词
钻井
扭转振动工具
黏滑
扭转
振动
动力学
Keywords
drilling
torsional vibration tool
stick-slip
torsional vibration
dynamics
分类号
TE21 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
新型扭转振动工具降粘特性分析及PID控制策略研究
被引量：
2
3
作者
田家林
周仪
杨琳
机构
西南石油大学机电工程学院石油天然气教育部重点实验室
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2019年第10期1496-1502,共7页
基金
石油天然气装备教育部重点实验室基金项目(OGE201701-02)
国家留学基金项目(201608515039)
+1 种基金
国家自然科学基金项目(51674216)
国家科技重大专项项目(2016ZX05038)资助
文摘
在深井和超深井勘探开发过程中,广泛存在着粘滑振动现象,该现象不仅造成机械钻速降低,驱动能量大量浪费;而且还会加速钻具老化和失效,严重威胁钻井安全。为了有效地控制钻柱的粘滑振动,首先提出了一种新型扭转振动工具;其次建立了基于该工具的钻柱系统的理论模型;最后用PID控制方法对新型扭转振动工具的降粘特性进行了研究。结果表明:该工具能够有效地控制钻柱的粘滑振动,两种PID控制方程均能对期望稳态转速进行实时监控,对比两者,U2控制方程具有更快的调节能力和更好的控制性能,且前期无粘滑现象的发生。
关键词
粘滑
振动
动力学
扭转振动工具
钻柱系统
PID控制
Keywords
stick-slip vibration
dynamics
torsional vibration tool
drill string system
PID control
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
扭转振动工具滑模控制降黏分析
田家林
周思奇
杨应林
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2020
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
新型扭转振动工具动力学模型与降黏特性
田家林
何虹志
杨琳
杨应林
程进前
黎根银
胡书辉
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
新型扭转振动工具降粘特性分析及PID控制策略研究
田家林
周仪
杨琳
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2019
2
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职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
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