旋转导向系统稳斜控制方法技术方案

本发明专利技术涉及自动控制技术领域，公开了一种旋转导向系统稳斜控制方法。该方法包括：基于上一次实测井斜角I1、期望井斜角I、上一次实测方位角A1和期望方位角A计算角度偏差Y；将Y与预设角度范围进行比较；大于范围上限值，控制导向力大小为导向力最大值F

【技术实现步骤摘要】
旋转导向系统稳斜控制方法


[0001]本专利技术涉及自动控制
，尤其涉及一种旋转导向系统稳斜控制方法。

技术介绍

[0002]旋转导向系统大量应用于水平井和大位移井等高难度井。钻井过程中，稳斜是旋转导向系统的重要功能。稳斜即需要保证井斜角保持恒定，也需要保证方位角保持恒定。实际钻井过程中若检测到井斜角或方位角与期望值发生偏差，则控制器通过控制导向力的大小和方向来修正井眼轨迹，直到实测值与期望的井斜角和方位角一致。目前，稳斜常用的方法是分层控制导向力。此方法能达到一定的稳斜效果，但是需要不停的增斜、降斜、增方位、降方位，导致井眼轨迹不平缓，增加下套管难度。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种旋转导向系统稳斜控制方法，能够解决现有技术中控制过程复杂且下套管难度增大的技术问题。
[0004]本专利技术提供了一种旋转导向系统稳斜控制方法，其中，该方法包括：
[0005]对井斜角和方位角进行实时测量；
[0006]基于上一次实测井斜角I1、期望井斜角I、上一次实测方位角A1和期望方位角A计算角度偏差Y；
[0007]将所述角度偏差Y与预设角度范围进行比较；
[0008]在所述角度偏差Y大于所述预设角度范围的上限值的情况下，控制旋转导向系统的导向力的大小为导向力最大值F
max
，并根据所述上一次实测井斜角I1与所述期望井斜角I的关系以及所述上一次实测方位角A1与所述期望方位角A的关系控制导向力的方向；
[0009]在所述角度偏差Y小于所述预设角度范围的下限值的情况下，控制旋转导向系统的导向力的大小为导向力最大值F
max
与角度偏差Y之积，并根据所述上一次实测井斜角I1与所述期望井斜角I的关系以及所述上一次实测方位角A1与所述期望方位角A的关系控制导向力的方向；
[0010]在所述角度偏差Y处于所述预设角度范围内的情况下，将所述当前实测井斜角I2和所述期望井斜角I之差的绝对值与所述上一次实测井斜角I1和所述期望井斜角I之差的绝对值进行比较，将所述当前实测方位角A2和所述期望方位角A之差的绝对值与所述上一次实测方位角A1和所述期望方位角A之差的绝对值进行比较，并根据比较结果控制旋转导向系统的导向力的大小，并且根据所述上一次实测井斜角I1与所述期望井斜角I的关系以及所述上一次实测方位角A1与所述期望方位角A的关系控制导向力的方向。
[0011]优选地，根据比较结果控制旋转导向系统的导向力的大小包括：
[0012]如果比较结果为所述当前实测井斜角I2和所述期望井斜角I之差的绝对值小于所述上一次实测井斜角I1和所述期望井斜角I之差的绝对值且所述当前实测方位角A2和所述期望方位角A之差的绝对值小于所述上一次实测方位角A1和所述期望方位角A之差的绝对
值，则控制旋转导向系统的导向力的大小为导向力最大值F
max
的一半，否则控制旋转导向系统的导向力的大小为导向力最大值F
max
。
[0013]优选地，通过下式基于上一次实测井斜角I1、期望井斜角I、上一次实测方位角A1和期望方位角A计算角度偏差Y：
[0014][0015]优选地，根据所述上一次实测井斜角I1与所述期望井斜角I的关系以及所述上一次实测方位角A1与所述期望方位角A的关系控制导向力的方向包括：
[0016][0017]其中，θ0为初始导向力方向与重力高边的夹角，θ为调整后导向力方向与重力高边的夹角。
[0018]优选地，通过下式计算初始导向力方向与重力高边的夹角θ0：
[0019]θ0＝tan-1
|((A-A1)/(I-I1))|。
[0020]通过上述技术方案，基于上一次实测井斜角I1、期望井斜角I、上一次实测方位角A1和期望方位角A可以计算角度偏差Y，根据角度偏差Y与预设角度范围的比较结果可以控制旋转导向系统的导向力的大小，根据所述上一次实测井斜角I1与所述期望井斜角I的关系以及所述上一次实测方位角A1与所述期望方位角A的关系可以控制导向力的方向。由此，在井斜角和方位角与期望值不一致时，可以使井眼轨迹平缓变化，缓缓趋向期望值，简化了控制过程，降低了下套管难度。
附图说明
[0021]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。
[0022]图1示出了根据本专利技术实施例的一种旋转导向系统稳斜控制方法的流程图。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。
[0024]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0025]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0026]图1示出了根据本专利技术实施例的一种旋转导向系统稳斜控制方法的流程图。
[0027]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种旋转导向系统稳斜控制方法，其中，该方法包括：
[0028]S100，对井斜角和方位角进行实时测量；
[0029]S102，基于上一次实测井斜角I1、期望井斜角I、上一次实测方位角A1和期望方位角A计算角度偏差Y；
[0030]S104，将所述角度偏差Y与预设角度范围进行比较；
[0031]S106，在所述角度偏差Y大于所述预设角度范围的上限值的情况下，控制旋转导向系统的导向力的大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转导向系统稳斜控制方法，其特征在于，该方法包括：对井斜角和方位角进行实时测量；基于上一次实测井斜角I1、期望井斜角I、上一次实测方位角A1和期望方位角A计算角度偏差Y；将所述角度偏差Y与预设角度范围进行比较；在所述角度偏差Y大于所述预设角度范围的上限值的情况下，控制旋转导向系统的导向力的大小为导向力最大值F
max
，并根据所述上一次实测井斜角I1与所述期望井斜角I的关系以及所述上一次实测方位角A1与所述期望方位角A的关系控制导向力的方向；在所述角度偏差Y小于所述预设角度范围的下限值的情况下，控制旋转导向系统的导向力的大小为导向力最大值F
max
与角度偏差Y之积，并根据所述上一次实测井斜角I1与所述期望井斜角I的关系以及所述上一次实测方位角A1与所述期望方位角A的关系控制导向力的方向；在所述角度偏差Y处于所述预设角度范围内的情况下，将所述当前实测井斜角I2和所述期望井斜角I之差的绝对值与所述上一次实测井斜角I1和所述期望井斜角I之差的绝对值进行比较，将所述当前实测方位角A2和所述期望方位角A之差的绝对值与所述上一次实测方位角A1和所述期望方位角A之差的绝对值进行比较，并根据比较结果控制旋转导向系统的导向力的大小，并且根据所述上一次实测井斜角I1与所述期望井斜角I的关系以...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，陆灯云，吕伟，白璟，孙炳章，刘焕雨，张德军，刘伟，岳步江，李玮燕，张继川，刘庆成，
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：