抑制钻柱黏滑振动和钻头反弹的建模与控制

作者：张奇志; 吴永强^*

来源：石油钻采工艺, 2018, 40(05): 553-595.

DOI：10.13639/j.odpt.2018.05.003

• 钻柱
• 黏滑振动
• 钻头反弹
• 模型
• LQR控制器

为了抑制钻柱黏滑振动和钻头反弹现象,分析了黏滑振动和钻头反弹的运动机理,根据牛顿第二定律及电力拖动系统运动学理论,建立了钻柱旋转系统、起升系统的动力学模型及其负载模型,设计了基于线性二次型(LQR)控制策略的钻柱旋转系统和起升系统的状态反馈控制器。仿真结果表明,LQR控制器可使钻头转速稳定在给定转盘转速附近,控制系统的响应时间小于25 s,减少了钻压、扭矩和轴向位移波动,有效抑制了钻柱黏滑振动和钻头反弹现象。

• 单位
  西安石油大学; 电子工程学院