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油气井钻柱轴-扭双向振动LQR控制研究
1
作者
李欣业
张文博
+2 位作者
郭晓强
张文学
Ye Chengyang
《石油机械》
北大核心
2025年第10期86-95,共10页
为有效解决钻柱轴-扭双向振动引发的失效问题,借助钻杆3自由度动力学模型,开展了线性二次型调节器LQR控制对钻柱轴向振动和扭转振动抑制效果的仿真研究。根据LQR控制策略分别设计了扭转和轴向反馈控制器,模拟分析了无反馈控制器、只施...
为有效解决钻柱轴-扭双向振动引发的失效问题,借助钻杆3自由度动力学模型,开展了线性二次型调节器LQR控制对钻柱轴向振动和扭转振动抑制效果的仿真研究。根据LQR控制策略分别设计了扭转和轴向反馈控制器,模拟分析了无反馈控制器、只施加扭转反馈控制器、只施加轴向反馈控制器以及同时施加扭转和轴向反馈控制器4种情况下工作参数对系统响应的影响,并将双向LQR控制与顶驱控制的仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:只有当同时施加扭转方向和轴向的LQR反馈控制时,钻柱的黏滑运动和跳钻才均被有效抑制;对比顶驱控制,基于LQR控制策略设计的轴-扭双向反馈控制器对系统的振动控制效果更好。研究结论可为钻柱振动控制研究提供理论参考。
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关键词
钻柱轴
-
扭耦合振动
LQR
控制
3自由度模型
输入角速度
轴向
相对
位移
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职称材料
位移-力反馈型斜盘式变量柱塞泵控制特性研究
被引量:
7
2
作者
李磊
吴志明
于兰英
《液压与气动》
北大核心
2011年第1期17-19,共3页
对应用位移-力反馈原理的斜盘式轴向变量柱塞泵开展研究,建立液压先导式比例控制系统的数学模型,并对变量控制特性进行仿真分析和试验验证。结果表明,位移-力反馈型液控变量系统具有线性比例特征,活塞间隙等结构参数对动态响应特性影响...
对应用位移-力反馈原理的斜盘式轴向变量柱塞泵开展研究,建立液压先导式比例控制系统的数学模型,并对变量控制特性进行仿真分析和试验验证。结果表明,位移-力反馈型液控变量系统具有线性比例特征,活塞间隙等结构参数对动态响应特性影响显著。
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关键词
轴向
变量柱塞泵
位移
-
力反馈
液压比例
控制
试验研究
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职称材料
研究岩石破裂等弱化行为的力-位移组合控制方法
被引量:
2
3
作者
何昌荣
张流
郭映龙
《工程地质学报》
CSCD
1994年第1期38-45,共8页
本文介绍了一种用力和位移的线性组合控制岩石试验的新方法。该方法已在一台自制的伺服实验系统上和一台MTS实验系统上得到了实现。用这种方法能够简便地求出通常难以求出的具有Ⅱ类特性岩石的全应力─应变曲线,而且能够变化出如广...
本文介绍了一种用力和位移的线性组合控制岩石试验的新方法。该方法已在一台自制的伺服实验系统上和一台MTS实验系统上得到了实现。用这种方法能够简便地求出通常难以求出的具有Ⅱ类特性岩石的全应力─应变曲线,而且能够变化出如广义应力松驰等其它实验类型,从而能够对时间依赖性进行深入的研究。由于其易于采用的特点,它在研究岩石破裂乃至摩擦等弱化过程方面有着广泛的应用前景。
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关键词
岩石破裂
力
-
位移
组合
控制
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职称材料
南海琼东南盆地高温低压大位移井钻井技术
被引量:
8
4
作者
刘昌弟
孙元伟
程怀标
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期80-83,145,共4页
高温低压复杂条件下,大位移井井眼轨迹控制困难、易井漏、钻井液性能不稳定、井底钻具易失效,为了解决上述问题,采用导向钻具控制井眼轨迹、使用耐高温底部钻具组合以及降温工艺、优选耐高温低密度钻井液体系等方法。现场应用表明,井眼...
高温低压复杂条件下,大位移井井眼轨迹控制困难、易井漏、钻井液性能不稳定、井底钻具易失效,为了解决上述问题,采用导向钻具控制井眼轨迹、使用耐高温底部钻具组合以及降温工艺、优选耐高温低密度钻井液体系等方法。现场应用表明,井眼轨迹实现精准打靶,所选钻井液体系具有良好的耐高温和防漏失特性,井壁稳定性及井眼清洁度良好,高温条件下井底钻具组合运行良好并且降温措施效果明显。该技术对同类油藏调整井的施工具有借鉴意义。
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关键词
高温
低压
大
位移
轨迹
控制
钻具
组合
钻井液体系
崖城13
-
1气田
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职称材料
岩石Ⅱ类曲线形成机制的试验研究
被引量:
5
5
作者
陈绍杰
郭惟嘉
+1 位作者
刘进晓
尹立明
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第S1期54-58,共5页
在MTS伺服试验机上针对几种典型的沉积岩,采用轴向位移-环向位移组合控制加载方式得到了Ⅱ类曲线,结合试验结果对岩石Ⅱ类曲线的形成机制进行了分析。Ⅱ类曲线出现的条件:一是加载方式,在岩样破坏时,采用较慢的环向变形作为加载控制变量...
在MTS伺服试验机上针对几种典型的沉积岩,采用轴向位移-环向位移组合控制加载方式得到了Ⅱ类曲线,结合试验结果对岩石Ⅱ类曲线的形成机制进行了分析。Ⅱ类曲线出现的条件:一是加载方式,在岩样破坏时,采用较慢的环向变形作为加载控制变量;二是岩样本身具备脆性性能,在破坏前能够积蓄一定量的弹性能量。在试件加载破坏过程中的不同阶段,只有始终采用变化速度最大的变量作为控制变量进行缓慢加载,才可能得到Ⅱ类曲线。岩样进入Ⅱ类曲线峰后阶段,自身积蓄的弹性能即可造成崩溃式破坏,不需加载,岩样的环向变形也会迅速增大。此时以环向变形为加载控制变量,若环向变形变化速率小于试件破坏自身导致的环向变形速率时,伺服机压头将对试件卸载;同时,弹性能释放导致试件破坏,不仅使得岩样环向应变增大,也使得岩样轴向应变减小。同一种岩石试样,采用不同的试验方法,既可表现为Ⅰ类行为,也可表现为Ⅱ类行为。
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关键词
Ⅱ类曲线
形成机制
轴向位移-环向位移组合控制
弹性能
脆性破坏
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职称材料
薄层胶体受剪应力应变关系的测试方法
被引量:
1
6
作者
全学友
王仁燕
+3 位作者
刘连杰
马松
黄音
严勇
《重庆大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第6期69-74,共6页
文中采用组合圆盘粘结试件,对胶层端部引入圆弧面构造并对钢质基体进行倒角处理,能够在胶层中形成均匀系数高达0.97以上的剪应力分布,并将粘结面上的正拉应力控制在很低的水平。利用INSTRON单轴伺服试验机高精度的内置位移测试系统,将...
文中采用组合圆盘粘结试件,对胶层端部引入圆弧面构造并对钢质基体进行倒角处理,能够在胶层中形成均匀系数高达0.97以上的剪应力分布,并将粘结面上的正拉应力控制在很低的水平。利用INSTRON单轴伺服试验机高精度的内置位移测试系统,将系统变形从总变形中予以剔除,从而获得胶层竖向变形,并最终换算成胶层的剪切变形和剪应变。采用样品胶体进行的组合圆盘剪切试验表明,粘结件以胶层剪切破坏为特征,随后胶体与金属基体脱层,因此组合圆盘试验方法能够反映材料受剪性能,强度测试值可作为材料强度条件使用,受剪应力应变本构关系可在粘结构件承载力计算分析中应用。组合圆盘试验方法较为简单,适合在具有位移控制功能的伺服试验机系统的实验室采用。
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关键词
组合
圆盘粘结试件
薄层胶体
受剪应力
-
应变关系
位移
控制
伺服系统
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职称材料
题名
油气井钻柱轴-扭双向振动LQR控制研究
1
作者
李欣业
张文博
郭晓强
张文学
Ye Chengyang
机构
河北工业大学机械工程学院
College of Mechanical
出处
《石油机械》
北大核心
2025年第10期86-95,共10页
基金
国家自然科学基金项目“深海天然气水合物固态流化开采立管气-液-固三相流致振动特性研究”(52105125)、“超深水双梯度无隔水管全井钻柱系统多场耦合非线性振动特性研究”(12472009)、“钻杆纵-扭耦合非线性振动及其控制研究”(11972145)。
文摘
为有效解决钻柱轴-扭双向振动引发的失效问题,借助钻杆3自由度动力学模型,开展了线性二次型调节器LQR控制对钻柱轴向振动和扭转振动抑制效果的仿真研究。根据LQR控制策略分别设计了扭转和轴向反馈控制器,模拟分析了无反馈控制器、只施加扭转反馈控制器、只施加轴向反馈控制器以及同时施加扭转和轴向反馈控制器4种情况下工作参数对系统响应的影响,并将双向LQR控制与顶驱控制的仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:只有当同时施加扭转方向和轴向的LQR反馈控制时,钻柱的黏滑运动和跳钻才均被有效抑制;对比顶驱控制,基于LQR控制策略设计的轴-扭双向反馈控制器对系统的振动控制效果更好。研究结论可为钻柱振动控制研究提供理论参考。
关键词
钻柱轴
-
扭耦合振动
LQR
控制
3自由度模型
输入角速度
轴向
相对
位移
Keywords
axial
-
torsional bidirectional vibration of drill pipe
LQR control
3
-
DOF dynamics model
input angular velocity
axial relative displacement
分类号
TE92 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
位移-力反馈型斜盘式变量柱塞泵控制特性研究
被引量:
7
2
作者
李磊
吴志明
于兰英
机构
西南交通大学机械工程学院
出处
《液压与气动》
北大核心
2011年第1期17-19,共3页
基金
四川省科技支撑计划资助项目(2010GZ0054)
文摘
对应用位移-力反馈原理的斜盘式轴向变量柱塞泵开展研究,建立液压先导式比例控制系统的数学模型,并对变量控制特性进行仿真分析和试验验证。结果表明,位移-力反馈型液控变量系统具有线性比例特征,活塞间隙等结构参数对动态响应特性影响显著。
关键词
轴向
变量柱塞泵
位移
-
力反馈
液压比例
控制
试验研究
分类号
TH137.51 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
研究岩石破裂等弱化行为的力-位移组合控制方法
被引量:
2
3
作者
何昌荣
张流
郭映龙
机构
国家地震局地质研究所
出处
《工程地质学报》
CSCD
1994年第1期38-45,共8页
基金
国家自然科学基金
文摘
本文介绍了一种用力和位移的线性组合控制岩石试验的新方法。该方法已在一台自制的伺服实验系统上和一台MTS实验系统上得到了实现。用这种方法能够简便地求出通常难以求出的具有Ⅱ类特性岩石的全应力─应变曲线,而且能够变化出如广义应力松驰等其它实验类型,从而能够对时间依赖性进行深入的研究。由于其易于采用的特点,它在研究岩石破裂乃至摩擦等弱化过程方面有着广泛的应用前景。
关键词
岩石破裂
力
-
位移
组合
控制
Keywords
Rock fracture,Contrilling method, Force
-
displscement combination,Stress relaxation,Generalized relaxation
分类号
TU458.3 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
南海琼东南盆地高温低压大位移井钻井技术
被引量:
8
4
作者
刘昌弟
孙元伟
程怀标
机构
中海油田服务股份有限公司
中国石油大学
出处
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期80-83,145,共4页
基金
"十二五"国家科技重大专项"煤岩裂缝扩展理论研究与压裂优化设计软件开发"(2011ZX05037-004)
文摘
高温低压复杂条件下,大位移井井眼轨迹控制困难、易井漏、钻井液性能不稳定、井底钻具易失效,为了解决上述问题,采用导向钻具控制井眼轨迹、使用耐高温底部钻具组合以及降温工艺、优选耐高温低密度钻井液体系等方法。现场应用表明,井眼轨迹实现精准打靶,所选钻井液体系具有良好的耐高温和防漏失特性,井壁稳定性及井眼清洁度良好,高温条件下井底钻具组合运行良好并且降温措施效果明显。该技术对同类油藏调整井的施工具有借鉴意义。
关键词
高温
低压
大
位移
轨迹
控制
钻具
组合
钻井液体系
崖城13
-
1气田
Keywords
high temperature
low pressure
extended reach
trajectory control
BHA
drilling fluid system
分类号
TE243 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
岩石Ⅱ类曲线形成机制的试验研究
被引量:
5
5
作者
陈绍杰
郭惟嘉
刘进晓
尹立明
机构
山东科技大学矿山灾害预防控制重点实验室
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第S1期54-58,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(50874070)
山东省自然科学基金资助项目(Y2008F01)
+2 种基金
教育部博士学科点专项科研基金资助项目(200804240004)
矿山灾害预防控制教育部重点实验室开放基金资助项目(MDPC0806)
山东省高校科研计划(J10LE04)
文摘
在MTS伺服试验机上针对几种典型的沉积岩,采用轴向位移-环向位移组合控制加载方式得到了Ⅱ类曲线,结合试验结果对岩石Ⅱ类曲线的形成机制进行了分析。Ⅱ类曲线出现的条件:一是加载方式,在岩样破坏时,采用较慢的环向变形作为加载控制变量;二是岩样本身具备脆性性能,在破坏前能够积蓄一定量的弹性能量。在试件加载破坏过程中的不同阶段,只有始终采用变化速度最大的变量作为控制变量进行缓慢加载,才可能得到Ⅱ类曲线。岩样进入Ⅱ类曲线峰后阶段,自身积蓄的弹性能即可造成崩溃式破坏,不需加载,岩样的环向变形也会迅速增大。此时以环向变形为加载控制变量,若环向变形变化速率小于试件破坏自身导致的环向变形速率时,伺服机压头将对试件卸载;同时,弹性能释放导致试件破坏,不仅使得岩样环向应变增大,也使得岩样轴向应变减小。同一种岩石试样,采用不同的试验方法,既可表现为Ⅰ类行为,也可表现为Ⅱ类行为。
关键词
Ⅱ类曲线
形成机制
轴向位移-环向位移组合控制
弹性能
脆性破坏
Keywords
Class Ⅱ curve
formation mechanism
combined control of axial
-
dis & circumferential
-
dis
flexibility energy
brittle failure
分类号
TD82 [矿业工程—煤矿开采]
TQ53 [化学工程—煤化学工程]
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职称材料
题名
薄层胶体受剪应力应变关系的测试方法
被引量:
1
6
作者
全学友
王仁燕
刘连杰
马松
黄音
严勇
机构
重庆大学土木工程学院
重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室
重庆市设计院
中国中铁八局集团第一工程有限公司
出处
《重庆大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第6期69-74,共6页
基金
重庆市自然科学基金资助项目(CSTC
2008BB6181)
+1 种基金
重庆市建设科技计划项目(城科字2009第(68)号)
重庆市交委科技计划项目(200917)
文摘
文中采用组合圆盘粘结试件,对胶层端部引入圆弧面构造并对钢质基体进行倒角处理,能够在胶层中形成均匀系数高达0.97以上的剪应力分布,并将粘结面上的正拉应力控制在很低的水平。利用INSTRON单轴伺服试验机高精度的内置位移测试系统,将系统变形从总变形中予以剔除,从而获得胶层竖向变形,并最终换算成胶层的剪切变形和剪应变。采用样品胶体进行的组合圆盘剪切试验表明,粘结件以胶层剪切破坏为特征,随后胶体与金属基体脱层,因此组合圆盘试验方法能够反映材料受剪性能,强度测试值可作为材料强度条件使用,受剪应力应变本构关系可在粘结构件承载力计算分析中应用。组合圆盘试验方法较为简单,适合在具有位移控制功能的伺服试验机系统的实验室采用。
关键词
组合
圆盘粘结试件
薄层胶体
受剪应力
-
应变关系
位移
控制
伺服系统
Keywords
combined bonding disc specimen
thin iayer of adhesive
shear stress
-
strain relationship
displacementcontrolled servo system.
分类号
TU365 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
油气井钻柱轴-扭双向振动LQR控制研究
李欣业
张文博
郭晓强
张文学
Ye Chengyang
《石油机械》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
位移-力反馈型斜盘式变量柱塞泵控制特性研究
李磊
吴志明
于兰英
《液压与气动》
北大核心
2011
7
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职称材料
3
研究岩石破裂等弱化行为的力-位移组合控制方法
何昌荣
张流
郭映龙
《工程地质学报》
CSCD
1994
2
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职称材料
4
南海琼东南盆地高温低压大位移井钻井技术
刘昌弟
孙元伟
程怀标
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2013
8
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职称材料
5
岩石Ⅱ类曲线形成机制的试验研究
陈绍杰
郭惟嘉
刘进晓
尹立明
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
5
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职称材料
6
薄层胶体受剪应力应变关系的测试方法
全学友
王仁燕
刘连杰
马松
黄音
严勇
《重庆大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
1
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职称材料
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