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全新定向钻井动力学与控制理论研究及应用程载斌 等9787511460
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章绪论1.1工程背景1.2关键技术及难点1.2.1关键技术1.2.2技术难点1.3技术现状1.3.1动力学计算分析1.3.2工具面与轨迹闭环控制1.4本书主要内容第2章井眼轨迹监测与控制2.1实钻轨迹监测2.1.1实钻轨迹测斜计算2.1.2实钻轨迹偏差分析2.1.3邻井防碰分析2.2随钻轨迹控制2.2.1主法线角与工具面角2.2.2井眼方向控制2..井眼位置控制2.2.4软着陆轨迹控制第3章定向钻井系统动力学理论3.1概述3.1.1滑动导向钻井系统组成3.1.2系统建模方法3.2典型单元描述3.2.1刚体3.2.2lagrange几何梁3..ale几何梁3.3全井段动力学模型3.3.1常规钻柱组件3.3.2mwd/lwd3.3.3螺杆马达3.3.4钻柱-井壁接触3.3.5钻头-岩石作用3.4分段动力学模型3.4.1滑动钻进3.4.2复合钻进3.5系统方程与求解算法3.6全井段钻柱动力学3.6.1起下钻3.6.2顶驱空转3.6.3划眼3.6.4钻进3.7bha快速动力学3.7.1滑动钻进算例3.7.2复合钻进算例第4章定向钻井自动控制方法4.1概述4.2工具面反馈控制4.2.1专家pid控制4.2.2模糊滑模控制fsmc4..自适应微分正反馈控制adpf4.2.4顶驱扭摆减阻控制策略rock4.3钻井前馈控制4.3.1目标轨迹规划4.3.2分段点控制量计算4.3.3钻杆模型控制量计算4.3.4顶驱初始转角校正4.3.5钻具反扭角计算4.3.6地层参数反演4.4井眼轨迹闭环控制4.4.1动态逆控制原理4.4.2井眼轨迹闭环控制系统4.4.3滤波器设计4.4.4控制算法验4.5动力学与控制一体化4.5.1钻井动力学与控制一体化分析软件4.5.2井眼轨迹前馈控制4.5.3井眼轨迹闭环控制第5章高效滑动导向钻井系统试验应用5.1室内缩比模型工具面控制实验5.1.1室内实验装置5.1.2顶驱定位5.1.3顶驱速度运行5.1.4顶驱扭摆5.1.5专家pid控制5.1.6fsmc控制5.1.7专家pid+rock控制5.1.8fsmc+rock控制5.2油田现场应用5.2.1工具面反馈控制5.2.2滑动导向钻井前馈控制5..井眼轨迹闭环控制参考文献
本书是十二五、十三五期间中海油研究总院有限责任公司进行井下动力钻具高效滑动导向钻井系统研究的部分成果总结。针对钻井系统大长细比钻柱、钻柱-井壁碰撞、钻进、钻井地面控制、导向工具控制等无法采用传统方法进行计算分析的难题,在多体动力学框架下建立了滑动导向钻井系统的刚-柔耦合动力学方程、约束方程与井眼轨迹延伸方程,采用向后差分法进行求解计算,得到了系统动力学响应特。引入控制算法,实现了滑动导向钻井地面控制、井下动力钻具控制与系统动力学一体化的建模求解,并将其应用于工具面及轨迹的自动控制。油田现场应用结果表明,该理论方法应用后,钻井效率与安全都得到了提高。
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