一种实时调节液压装置推力的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种实时调节液压装置推力的方法，该方法包括：步骤S1、建立坐标系，令y轴方向与第一液压装置的推力F1方向相同；步骤S2、将第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3在坐标系中合成，得到合成后的合力∑F；步骤S3、基于合成后的合力∑F和钻头的期望侧向合力F求出推力系数K；步骤S4、基于液压装置的最大值和最小值求出初始化推力值f0；步骤S5、基于钻头的期望侧向合力F、钻头的期望侧向合力F与第一液压装置的推力F1的夹角δ、初始化推力值f0和推力系数K求出第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3。本发明专利技术可以根据三个液压装置相对于重力高边的位置实时调节三个液压装置的推力，从而保证钻头侧向力的大小和方向恒定。大小和方向恒定。大小和方向恒定。

【技术实现步骤摘要】
一种实时调节液压装置推力的方法


[0001]本专利技术涉及液压装置
，尤其涉及一种实时调节液压装置推力的方法。

技术介绍

[0002]推靠式旋转导向系统的工作原理是调节钻井仪器上液压装置的推力，从而给钻头提供侧向力，进而控制井眼轨迹。
[0003]现有的旋转导向系统，三个液压装置在一个平面上相互间隔120
°
分布在旋转导向系统上。旋转导向系统在钻井过程中，由于三个液压装置相对于重力高边的位置在变化，所以需要实时调节三个液压装置的推力使钻头得到一个恒定大小和方向的力，从而控制钻头往设定方向钻进。
[0004]目前，没有相关的技术可以保证钻头侧向力的大小和方向恒定。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种实时调节液压装置推力的方法，根据三个液压装置相对于重力高边的位置实时调节三个液压装置的推力，能够解决钻头侧向力的大小和方向恒定的技术问题。
[0006]解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种实时调节液压装置推力的方法，该方法包括：
[0008]步骤S1、建立坐标系，令y轴方向与第一液压装置的推力F1方向相同；
[0009]步骤S2、将第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3在坐标系中合成，得到合成后的合力ΣF；
[0010]步骤S3、基于合成后的合力ΣF和钻头的期望侧向合力F求出推力系数K；
[0011]步骤S4、基于第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3的最大值和最小值求出初始化推力值f0；
[0012]步骤S5、基于钻头的期望侧向合力F、钻头的期望侧向合力F与第一液压装置的推力F1的夹角δ、初始化推力值f0和推力系数K求出第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3。
[0013]优选的，通过下述等式基于钻头的期望侧向合力F、钻头的期望侧向合力F与第一液压装置的推力F1的夹角δ、初始化推力值f0和推力系数K计算第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3：
[0014]F1＝f0+KFcosδ；
[0015]F2＝f0+KFcos(δ-120
°
)；
[0016]F3＝f0+KFcos(δ-240
°
)。
[0017]优选的，通过下式求出δ：
[0018]δ＝β-θ；
[0019]式中，β为钻头的期望侧向合力F与重力高边的夹角；θ为第一液压装置的推力F1与
重力高边的夹角。
[0020]优选的，将第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3在坐标系中合成，得到合成后的合力ΣF包括：
[0021]在坐标系中对第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3进行x方向上的合成得到x方向的合力F
x
；
[0022]在坐标系中对第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3进行y方向上的合成得到y方向的合力F
y
；
[0023]基于x方向的合力F
x
和y方向的合力F
y
得到合成后的合力ΣF。
[0024]优选的，通过下式得到x方向的合力F
x
：
[0025]F
x
＝1.5KFsinδ；
[0026]通过下式得到y方向的合力F
y
：
[0027]F
y
＝1.5KFcosδ；
[0028]通过下式得到合成后的合力∑F：
[0029][0030]优选的，该方法还包括：通过下式验证第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3合成后的合力∑F与钻头的期望侧向合力F方向相同：
[0031][0032]优选的，通过下式求出推力系数K：
[0033]ΣF＝F。
[0034]优选的，通过下式求出初始化推力值f0：
[0035]f
0-0.667F＝M；
[0036]f0+0.667F＝N；
[0037]f0＝0.5(N+M)；
[0038]式中，M为第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3的最大值，N为第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3的最小值；所述第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3的最大值相等；所述第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3的最小值相等。
[0039]本专利技术基于钻头的期望侧向合力F、钻头的期望侧向合力F与第一液压装置的推力F1的夹角δ、初始化推力值f0和推力系数K能够求出第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3，可以根据三个液压装置相对于重力高边的位置实时调节三个液压装置的推力，从而保证钻头侧向力的大小和方向恒定。
附图说明
[0040]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本专利技术一种液压装置推力分布示意图。
[0042]图2为本专利技术实时调节液压装置推力方法的流程图。
[0043]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0044]1、第一液压装置；2、第二液压装置；3、第三液压装置；4、旋转导向系统。
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0046]图1为本专利技术一种液压装置推力分布示意图。如图1所示，第一液压装置1、第二液压装置2和第三液压装置3分布在旋转导向系统4上，它们在一个平面上，且相互间隔120
°
。F1为第一液压装置1的推力，F2为第二液压装置2的推力，F3为第三液压装置3的推力，F为钻头的期望侧向合力。
[0047]图2为本专利技术实时调节液压装置推力方法的流程图。参照图2，本专利技术的一种实时调节液压装置推力的方法，该方法包括：
[0048]步骤S1、建立坐标系，令y轴方向与第一液压装置1的推力F1方向相同；
[0049]步骤S2、将第一液压装置1的推力F1、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时调节液压装置推力的方法，其特征在于，该方法包括：步骤S1、建立坐标系，令y轴方向与第一液压装置的推力F1方向相同；步骤S2、将第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3在坐标系中合成，得到合成后的合力∑F；步骤S3、基于合成后的合力ΣF和钻头的期望侧向合力F求出推力系数K；步骤S4、基于第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3的最大值和最小值求出初始化推力值f0；步骤S5、基于钻头的期望侧向合力F、钻头的期望侧向合力F与第一液压装置的推力F1的夹角δ、初始化推力值f0和推力系数K求出第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3。2.根据权利要求1所述的一种实时调节液压装置推力的方法，其特征在于，通过下述等式基于钻头的期望侧向合力F、钻头的期望侧向合力F与第一液压装置的推力F1的夹角δ、初始化推力值f0和推力系数K计算第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3：F1＝f0+KF cosδ；F2＝f0+KF cos(δ-120
°
)；F3＝f0+KF cos(δ-240
°
)。3.根据权利要求2所述的一种实时调节液压装置推力的方法，其特征在于：通过下式求出钻头的期望侧向合力F与第一液压装置的推力F1的夹角δ：δ＝β-θ；式中，β为钻头的期望侧向合力F与重力高边的夹角；θ为第一液压装置的推力F1与重力高边的夹角。4.根据权利要求3所述的一种实时调节液压装置推力的方法，其特征在于：将第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压装置的推力F3在坐标系中合成，得到合成后的合力∑F包括：在坐标系中对第一液压装置的推力F1、第二液压装置的推力F2和第三液压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，刘焕雨，白璟，张德军，唐雅琴，孙炳章，刘伟，温杰文，马慧斌，焦刚，岳步江，李玮燕，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司航天科工惯性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：