题名 随钻装备的有源前端整流器仿真与试验研究
1
作者
李飞 常琛宇 张楠 吕方兴
机构
西安石油 大学电子工程学院、西安市油 气及新能源开发装备智能化重点 实验室 、中海油集团测井与定向钻井重点实验室定向钻井分室
出处
《石油机械》
北大核心
2025年第1期46-54,共9页
基金
国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点项目“复合式旋转导向钻井工具的理论与方法研究”(U20B2029) 国家重点研发计划项目“海洋石油大直径指向式旋转导向系统研制”(2023YFC2810900) +2 种基金 陕西省重点研发计划一般项目“基于半实物仿真的旋转导向系统自动化导航方法和理论研究”(2024GX-YBXM-504) 陕西省技术创新引导专项“铁钻工扭矩测控及数据分析系统”(2024ZC-YYDP-22) 陕西省自然科学基金青年项目“非常规油气开发中游标增敏光纤应变传感机理及关键技术的研究与应用”(2023-JC-QN-0405)。
文摘
为解决旋转导向系统中无源二极管整流器导致交流端电流谐波大、直流总线电压缺乏可控性,以及功率因数偏低的问题,提出应用于旋转导向系统的有源前端整流器方案。通过对旋转导向系统中发电整流模块的电压稳定性、电磁兼容性及功率管理的分析研究,构建了有源前端整流器仿真模型,并对其在空载到满载及动态载荷变化下的性能进行仿真;实现了有源前端整流器的系统设计,并在实验室内搭建了系统测试平台。测试结果表明:发电机端电流谐波得到有效抑制,电流波形呈现高保真正弦特性,电流总谐波失真系数THD小于5%;直流总线电压精准控制在400 V;稳态下,直流总线电压展现零静态误差特性,系统功率因数大于0.9,确保高效率运行,各项参数符合设计指标。该有源前端整流器解决了旋转导向供电系统中由于非线性元件影响系统稳定性和效率的问题,提升了发电利用率,使旋转导向系统运行更加高效。
关键词
有源前端整流器 旋转导向系统 仿真模型 功率因数 高效率运行
Keywords
active front-end rectifier rotary steering system simulation model power factor efficient operation
分类号
TE927
[石油与天然气工程—石油机械设备]
题名 面向不确定量测的鲁棒RSS定位方法
2
作者
王奇 胡光 李飞 陈辉
机构
西安石油 大学电子工程学院 西安市油 气及新能源开发装备智能化重点 实验室 中海油集团测井与定向钻井重点实验室定向钻井分室
出处
《电信科学》
北大核心
2025年第2期111-119,共9页
基金
国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点项目(No.U20B2029) 国家重点研发计划项目(No.2023YFC2810902) +4 种基金 陕西省教育厅科研计划项目(No.23JP128) 陕西省自然科学基金青年项目(No.2023-JC-QN-0405) 陕西秦创原“科学家+工程师”团队项目(No.2022KXJ-125) 陕西高校青年创新团队(No.2022-ZNDXZJ) 西安石油大学科研创新团队项目(No.2022KYCXTD01)。
文摘
在基于接收信号强度(received signal strength,RSS)的定位中,传感器量测的系统偏差及锚节点位置的不确定性会对定位结果造成严重影响。对此,提出一种面向不确定量测的鲁棒定位方法。首先,针对传感器量测有偏差及锚节点位置不确定的定位问题,建立相应的量测模型;其次,基于经典的极大似然估计准则建立关于目标位置的估计问题;最后,对所建立的非凸位置估计问题,采用合理的近似、松弛数学手段,将其转化为凸的半正定规划问题,从而保证得到全局最优解。仿真实验表明,在不同定位场景和条件下,所提方法的定位精度相比文献中的几种定位方法均有明显的优势,最高可提升约50%,证明其能有效降低量测不确定性对定位结果的不利影响,具有良好的鲁棒性。
关键词
接收信号强度 目标定位 不确定量测 半正定规划
Keywords
received signal strength target localization uncertain measurement semidefinite programming
分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
题名 基于压缩感知的井下钻具状态预警方法研究
3
作者
李飞 王一帆 吕方兴
机构
西安石油 大学电子工程学院/中海油集团测井与定向钻井重点实验室定向钻井分室 /西安市油 气及新能源开发装备智能化重点 实验室
出处
《石油机械》
北大核心
2024年第9期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点项目“复合式旋转导向钻井工具的理论与方法研究”(U20B2029) 国家重点研发技术项目“海洋石油大直径指向式旋转导向系统研制”(2023YFC2810902) +2 种基金 陕西省自然科学基金青年项目“非常规油气开发中游标增敏光纤应变传感机理及关键技术的研究与应用”(2023-JC-QN-0405) 陕西秦创原“科学家+工程师”团队项目(2022kxj-125) 西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划(YCS23114124)。
文摘
在井下振动信号向高频采集发展趋势下,井下振动采集模块需要存储和传输的数据量逐渐增大。为了解决井下数据存储和上传压力大的问题,并对井下钻具的运行状态进行预警,提出了将压缩感知理论和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型融入于井下振动信号的存储、传输和状态预警中。研究了一种原子数自适应的稀疏字典建立方法,用少量稀疏特征表达完整信号;建立了观测矩阵将原始信号投影到低维空间上,实现信号的压缩方法;应用改进的布谷鸟算法(Improved Cuckoo Search,ICS)对SVM模型进行参数寻优,训练好的ICS-SVM模型实现了钻具状态预警。应用结果表明,压缩感知技术可以将井下振动数据压缩至12%,数据重构误差为0.1772,ICS-SVM模型对钻具状态预警成功率达到98%。研究结果达到了缓解井下振动数据存储和上传压力的目的,可帮助工作人员更好地进行实时钻井操作和状态预警。
关键词
井下振动信号 高频采集 压缩感知 布谷鸟算法 支持向量机 钻具状态预警
Keywords
downhole vibration signal high-frequency acquisition compressed sensing cuckoo search support vector machine drilling tool status warning
分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
题名 大功率随钻涡轮发电机的性能仿真与试验
被引量：1
4
作者
李飞 程李浩 赵文轩
机构
西安石油 大学电子工程学院 中海油集团测井与定向钻井重点实验室定向钻井分室
出处
《石油机械》
北大核心
2023年第10期50-58,共9页
基金
国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点项目“复合式旋转导向钻井工具的理论与方法研究”(U20B2029)。
文摘
为使在宽钻井液排量变化范围内随钻涡轮发电机输出电压得到补偿和稳定,通过建立随钻涡轮发电机及励磁控制Simulink模型,研究涡轮转速、负载变化及工具行为对发电机输出电压、输出功率和励磁控制的影响。仿真和试验结果表明:当励磁电流为0时,输出电压的范围满足旋转导向工具正常运行的需求,在额定转速范围内,发电机的输出功率达到4 kW;励磁控制系统模型和控制电路的调节性能基本一致,升降压励磁电流达到预期设计指标要求;当随钻涡轮发电机励磁控制系统在升压增磁状态和降压弱磁状态工作时,电压调整率为-19%~20%。所得结论可为旋转导向工具的水力循环测试、实际钻井作业和车间维保等提供数据支持。
关键词
旋转导向系统 随钻涡轮发电机 仿真模型 励磁控制 电压调整率
Keywords
rotary steering system turbogenerator while drilling simulation model excitation control voltage regulation factor
分类号
TE927
[石油与天然气工程—石油机械设备]
题名 随钻涡轮仿真器系统设计
被引量：1
5
作者
李飞 乔昊
机构
西安石油 大学电子工程学院 中海油集团测井与定向钻井重点实验室定向钻井分室
出处
《石油机械》
北大核心
2023年第11期51-60,共10页
基金
国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点项目“复合式旋转导向钻井工具的理论与方法研究”(U20B2029) 西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划资助(YCS22214251)。
文摘
目前涡轮发电机已成为井下随钻测量技术(MWD)的标准配置。为保障其工作可靠性,以涡轮特性为研究对象,建立随钻涡轮仿真器以永磁同步电机为主的Simulink模型,对MWD涡轮发电机系统及其工作特性进行仿真设计和研究。搭建了以TMS320F28335为核心的永磁同步电机控制仿真系统,在不同流量下对Simulink模型和系统进行测试,电机转速的输出性能与涡轮特性一致,完成了基于直流电机和DSP的涡轮仿真器设计;比较了直流电机与涡轮模型输出特性,在试验中经过测量得出,当输入流量为5~11 L/s时,涡轮的输出特性有很好体现,由此验证了涡轮仿真器的正确性。所得结论可为涡轮机的后续研究提供参考,对现场操作具有指导意义。
关键词
涡轮仿真器 SIMULINK模型 涡轮输出特性 随钻测量 输入流量
Keywords
turbine simulator Simulink model turbine output characteristics measurement while drilling techndogy input flow rate
分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
