国内固井混浆装备的密度控制技术仿真与分析

作者：陈春霞; 孙祥娥^*

来源：石油机械, 2021, 49(09): 48-54.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.09.007

• 固井
• 混浆装备
• 密度控制
• 控制算法
• 仿真分析
• 计算流体力学

随着油气勘探开发过程中大直径井、深井和超深井的应用越来越多,特别是海洋资源的进一步开发,对固井水泥浆密度控制的精确性与稳定性提出了更高的要求。鉴于此,以应用于海洋固井的国产主流固井混浆装备为例,首先介绍了固井混浆控制系统的技术现状,分析了影响密度控制性能提升的技术难点与主要问题,明确了现有控制方案的不足,提出了相应的改进方案;然后利用机理建模与计算机仿真技术,研究了水泥浆混拌的动力学过程,明晰了混拌过程中水泥浆密度场和水泥灰固相颗粒速度场的分布规律及其随时间的演化过程;最后研究了PID、PID+前馈两种控制算法作用下,水泥浆密度与进灰阀开度对外部干扰的抑制能力、对密度设定值改变的跟踪能力,验证了控制算法改进的必要性与可能性。研究结果可为固井混浆系统的性能提升提供参考。

• 单位
  长江大学