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深水泥浆举升钻井系统控制策略研究

闫加亮  
【摘要】:在深海钻井作业时,由于泥浆密度窗口很窄,增加了工程设计的难度。为了解决这一难题,双梯度钻井技术采取某些措施使同尺寸的井眼中产生两个液柱梯度,从而增大了地层破裂压力和孔隙压力之间的钻井液密度余量,使得在相同液柱压力情况下,钻井深度大大增加。 本文结合国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”所属课题“深水油气田开发钻完井工程配套技术”(2008ZX05026-01)的研发任务,针对双梯度钻井技术中的SMD钻井系统,开展海底泥浆举升钻井系统监测与控制方面的研究。 在跟踪研究国外相关技术的基础上,对SMD系统的工作原理、流程、工况进行了系统的研究,并结合各种工况,制定了海底泥浆举升系统泵、阀的运行方案及其在SMD试验平台上的验证方案。 结合SMD试验平台的组成和基本功能,为SMD试验平台开发了一套完整的监测系统。并以SMD试验平台的泥浆举升系统的动力配置为例,给出了可供SMD实际系统参考的动力配置方案。 针对SMD泥浆举升系统工作环境恶劣、控制过程存在较多不确定性和非线性因素等特点,选用PID神经元网络对泥浆举升系统进行建模。可以同时应用于试验平台和实际系统。 重点对模糊控制算法进行了研究,并给出了应用于SMD试验平台的泥浆举升系统的模糊控制器的详细设计过程和应用效果。


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