一種控壓鑽井實驗裝置及其控制方法
2023-09-20 23:54:05
一種控壓鑽井實驗裝置及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種控壓鑽井實驗裝置及其控制方法，實驗裝置包括自動節流系統、泵系統和自動控制系統，所述自動節流系統接收來自所述自動控制系統的命令，進行流量控制，及時調整所述泵系統的回壓，所述泵系統按照所述控制系統給出的鑽井工況要求對所述控壓鑽井進行操作。本發明提供的控壓鑽井實驗裝備及其控制方法，模擬控壓鑽井的工況，其特性與實際設備基本一致，滿足技術人員進行模擬控壓鑽井的實驗要求。
【專利說明】一種控壓鑽井實驗裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油、天然氣鑽井領域，尤其涉及一種控壓鑽井實驗裝置，模擬控壓鑽井的工況，滿足技術人員進行模擬控壓鑽井的實驗要求。
【背景技術】
[0002]隨著已發現油氣資源的日漸衰竭，對更深更複雜地層的勘探開發活動越來越多，然而目前採用常規鑽井方法進行的鑽井勘探，有許多是不經濟的且具有較大風險的，而控制壓力鑽井(MPD)技術是解決上述問題的有效方法。
[0003](I)增加安全性。常規鑽井如果出現溢流、井漏、有害氣體洩漏等狀況是非常危險的。2005年以來，三大石油公司發生安全生產事故161起，死60人，傷199人。特別是2003年12月23日，某縣井噴失控事故，造成243人死亡，6萬多人緊急疏散。1989年8月12日，我國石油天然氣總公司某輸油公司油庫的特大火災，造成19人死亡，100多人受傷，直接經濟損失3540萬元。2006年5月29日，位於印尼東爪哇省徐圖祖縣的天然氣鑽井發生事故並噴出熱泥漿，淹沒了 4個村莊，當地I萬多居民被迫撤離。而控壓鑽井技術能夠實時獲取井底壓力數據，並根據壓力狀況自動進行壓力補償，實現井內壓力的自動調控和壓力液的不間斷循環。同時控壓技術使用的是低密度鑽井液，既確保了操作安全又實現了平衡鑽井、近平衡鑽井及欠平衡鑽井，預防了在「窄壓力窗口 」條件下的可能發生的各種鑽井事故，使鑽井施工作業更加安全可靠。
[0004](2)提高經濟效益。由於在常規鑽井過程中會發生諸如地層漏失、壓差卡鑽、鑽杆脫扣、地層孔隙壓力與地層破裂梯度間壓力窗口狹窄等情況，致使出現溢流、井漏、有害氣體洩漏、卡鑽、起下鑽時間過長等鑽井複雜問題，從而導致勘探費用大幅度提高，勘探難度大幅度增加。據行業專業人員估計，通過常規鑽井方法，不能開發的油氣資源達70%左右，造成極大的浪費。而控壓鑽井技術主要是通過對回壓、流體密度、流體流變性、環空液位、水力摩阻和井眼幾何形態的綜合控制，使整個井筒的壓力維持在地層孔隙壓力和破裂壓力之間，進行平衡或近平衡鑽井，有效控制地層流體侵入井眼，減少溢流、井漏、卡鑽等多種鑽井複雜情況的發生，達到提高經濟效益的要求。
[0005]然而，由於控壓鑽井的現場設備較為龐大，造價昂貴，而且國內沒有獨立研發的設備，國內的控壓鑽井都是依靠國外的設備，租費用巨大。因此對於研究控壓鑽井的技術人員很難有機會接觸到實際的控壓鑽井設備，更不用說將自己的創新想法進行實踐，這個問題嚴重地阻礙了控壓鑽井技術在國內的發展。
[0006]因此，本領域的技術人員致力於開發一種控壓鑽井實驗裝置及其控制方法，模擬控壓鑽井的工況，其特性與實際設備基本一致，滿足技術人員進行模擬控壓鑽井的實驗要求。
【發明內容】
[0007]有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種控壓鑽井實驗裝置，包括完整的硬體設備及對應的控制算法，模擬控壓鑽井的工況，其特性與實際設備基本一致，滿足技術人員進行模擬控壓鑽井的實驗要求。
[0008]為實現上述目的，本發明提供了一種控壓鑽井實驗裝置，包括自動節流系統、泵系統和自動控制系統，所述自動控制系統對現場參數進行採集和監控，控制所述自動節流系統和所述泵系統，所述自動節流系統接收來自所述自動控制系統的命令，進行流量控制，及時調整所述泵系統的回壓，所述泵系統按照所述控制系統給出的鑽井工況要求對所述控壓鑽井進行操作。
[0009]在本發明的較佳實施方式中，所述動節流系統包括三個節流通道:節流閥PV-A通道、節流閥PV-B通道和節流閥PV-C通道，其中，所述PV-A為主節流閥，在所述節流閥PV-A工作異常或發生堵塞時自動啟動所述節流閥PV-B，關閉所述節流閥PV-A的通道，所述節流閥PV-C為輔助節流閥，在停止循環時，回壓泵啟動後通過所述PV-C閥流加回壓，EV-A、EV-B和EV-C為三個電磁閥，分別接在所述PV-A、PV-B和PV-C節流閥通道上，輔助所述節流閥PV-A, PV-B, PV-C進行對應的切換操作。
[0010]在本發明的另一較佳實施方式中，所述泵系統包括泥漿泵和回壓泵，所述泥漿泵是控壓鑽井的動力源，通過泥漿泵將泥漿注入井中，進行鑽井操作，所述回壓泵在泥漿泵停泵的作業過程中進行流量補償，提供節流閥工作必要的流量，所述回壓泵在整個工作期間排量過小時，對系統進行流量補償，維持井口節流所需要的流量。
[0011]在本發明的較佳實施方式中，所述自動控制系統包括控制中心，現場壓力變送器和流量變送器，所述控制中心包括上位機和PLC，所述PLC接收所述上位機的命令，控制現場裝置執行相應操作，採用現場裝置、PLC、上位計算機控制的三層遞階控制結構。
[0012]在本發明的另一較佳實施方式中，所述控制中心軟體使用組態王和PLC中編程實現，所述上位機採用組態王軟體進行優化計算，所述PLC採用梯形圖編寫程序。
[0013]在本發明的較佳實施方式中，所述自動控制系統通過所述現場壓力變送器和流量變送器獲得回壓泵出口流量、泥漿泵總循環流量、泥漿泵出口流量、井口壓力、回壓泵出口壓力、井底壓力、電動節流閥PV-A開度、電動節流閥PV-B開度和電動節流閥PV-C開度共9個模擬量，進行相應分析計算後，發送命令調節節流閥PV-A輸出、節流閥PV-B輸出和節流閥PV-C輸出這3個模擬量以及電磁閥EVA開關、電磁閥EVB開關、電磁閥EVC開關、回壓泵開關和泥漿泵開關這5個數字量。
[0014]在本發明的另一較佳實施方式中，所述鑽井工況為正常鑽進工況、接單根工況、起下鑽工況或井湧和溢流工況。
[0015]一種控壓鑽井實驗裝置的控制方法，對鑽井過程的自動鑽進工程進行自動控制，保證鑽井過程安全有序，節省人力物力，提高鑽井效率，控制方法流程如圖3所示，具體步驟如下:
[0016]I)通過判斷不同模式的標誌位，來決定當前系統處於什麼模式；
[0017]2)進入正常鑽進模式，並將其他模式標誌位清零、控制參數初始化，採取相應的控制方法；
[0018]或，
[0019]3)進入接單跟模式，將標誌位和控制參數初始化，開啟回壓泵，回壓泵開啟成功後，逐漸減小泥漿泵的出口流量，最終關閉泥漿泵，用回壓泵來保持井口壓力，進行接單根操作，接單根完成後開啟泥漿泵，關閉回壓泵，最終回到正常鑽進模式；
[0020]或，
[0021]4)進入起下鑽模式，標誌位和控制參數初始化，關閉泥漿泵開啟回壓泵，完成後，就始起鑽或者下鑽，當起下鑽工藝完成後，開啟泥漿泵，停止回壓泵，回到正常鑽進狀態；
[0022]或，
[0023]5)進入井湧、溢流工況，利用模糊控制方法進行井漏或溢流處理，使井口壓力設定修正值=井口壓力設定修正值+ (注入流量-排出流量)*0.01，處理結束。
[0024]在本發明的較佳實施方式中，所述步驟2)中正常鑽進模式控制方法具體步驟如下:
[0025]I)其他標誌位清零；
[0026]2)若為A模式，開通A電磁閥，關閉B電磁閥，設置對應PID參數，判斷井底壓力變化，調整節流閥開度；
[0027]3)若為B模式開通B電磁閥，關閉A電磁閥，設置對應PID參數，判斷井底壓力變化，調整節流閥開度。
[0028]在本發明的另一較佳實施方式中，所述步驟5)所述模糊控制方法的具體步驟如下:
[0029]I)確定模糊變量；
[0030]2)精確量的模糊化；
[0031]3)建立模糊規則；
[0032]4)解模糊。
[0033]本發明給出的控壓鑽井實驗裝置及其控制方法，模擬了控壓鑽井的所有工況，通過軟體對鑽井過程進行自動控制，對各管路流量、壓力以及閥門開度等實時數據進行監控，同時實時顯示當前鑽井運行狀態及其他鑽井工況情況，保證鑽井過程安全有序，節省人力物力，提高鑽井效率，使操作人員能夠實時掌握鑽井運行情況。另外通過軟體系統可以對系統實時報表，實時動態曲線和歷史趨勢曲線進行查看和列印，從而進行相應的總結分析。當鑽井過程發生特殊情況，操作人員可以通過軟體系統進行相應的緊急處理，確保鑽井安全。
[0034]以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是本發明的一個較佳實施例的控壓鑽井實驗裝置系統組成示意圖；
[0036]圖2是本發明的一個較佳實施例的控壓鑽井實驗裝置自動控制系統結構圖；
[0037]圖3是本發明的一個較佳實施例的控壓鑽井實驗裝置的自動控制中心軟體系統結構框圖；
[0038]圖4是本發明的一個較佳實施例的控壓鑽井實驗裝置正常鑽進模式時控制中心工作流程圖；
[0039]圖5是本發明的一個較佳實施例的控壓鑽井實驗裝置接單根模式時控制中心工作流程圖；
[0040]圖6是本發明的一個較佳實施例的控壓鑽井實驗裝置起下鑽模式時控制中心工作流程圖；
[0041]圖7是本發明的一個較佳實施例的控壓鑽井實驗裝置井湧、溢流工況時控制中心工作流程圖；
【具體實施方式】
[0042]控壓鑽井實驗裝置圍繞井筒壓力控制，實現鑽進、起下鑽、接單根過程中的壓力平穩銜接。如圖1所示，一種控壓鑽井實驗裝置，包括自動節流系統10、泵系統20和自動控制系統30，自動節流系統10接收來自自動控制系統30的命令，進行流量控制，及時調整泵系統20的回壓，泵系統按2照所述控制系統30給出的鑽井工況要求對控壓鑽井4進行操作。
[0043]自動節流系統10包括三個節流通道,具備自動節流、冗餘節流切換、安全報警、出口流量監測等功能。PV-A閥11為主節流閥，在正常鑽井時使用。只有在節流閥PV-A閥11工作異常或發生堵塞時才自動啟動節流閥PV-B閥12，關閉節流閥PV-A閥11的通道。節流閥PV-C閥13為輔助節流閥，在停止循環時，回壓泵啟動後通過該閥節流加回壓。EV-A閥14,EV-B閥15，EV-C閥16為三個電磁閥，輔助節流閥PV-A閥11、PV_B閥12、PV_C閥13進行對應的切換操作。自動節流系統10接收來自控制中心32的命令，進行流量控制，及時調整回壓。自動節流系統10是控壓鑽井實驗裝置的重要部分。
[0044]泵系統20包括泥漿泵21和回壓泵22。泥漿泵21是控壓鑽井4的動力源，通過泥漿泵21將泥漿注入井中，進行鑽井操作。回壓泵22的主要作用是在泥漿泵21停泵的作業過程中進行流量補償，提供節流閥工作必要的流量。它也能在整個工作期間，排量過小時，對系統進行流量補償，維持井口節流所需要的流量。控制中心32按照不同鑽井工況要求，對泵系統20進行相應操作，從而實現不同工況的鑽井操作。
[0045]自動控制系統包括控制中心，現場壓力變送器和流量變送器，採用現場裝置、控制器、上位計算機控制的三層遞階控制結構，實現參數採集與監測、自動控制鑽井等功能。其控制結構如圖2所示，上位機控制PLC，PLC控制數字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊，上述兩個模塊通過端子櫃控制泥漿泵、回壓泵、電磁閥、電動節流閥、流量變送閥和壓力變壓器。
[0046]控制中心32是自動控制系統30的核心，包括上位機和PLC。上位機負責分析和計算，PLC控制驅動現場設備，PLC接收上位機的命令，執行相應操作。
[0047]控制中心32通過變送單元獲得回壓泵22的出口流量、泥漿泵21的總循環流量、泥漿泵21的出口流量、井口壓力、回壓泵22的出口壓力、井底壓力、電動節流閥11開度、電動節流閥12開度和電動節流閥13開度共9個模擬量，進行相應分析計算後，發送命令調節節流閥11輸出、節流閥12輸出和節流閥13輸出這三個模擬量以及電磁閥14開關、電磁閥15開關、電磁閥16開關、回壓泵22開關和泥漿泵21開關這5個數字量達到控制要求。
[0048]控壓鑽井技術是用於精確控制整個井眼壓力剖面的實用鑽井程序，其目的在於保持井底壓力在設定的範圍以內。井筒中的井底壓力大小由環空液柱壓力、環空循環壓耗、井口回壓以及環空循環壓力波動構成，如下式所示。
[0049]BHP = Pm+AFP+Pc+Paf
[0050]式中各變量單位均為Mpa，其中BHP是井底壓力，Pm是環空液柱壓力，AFP是環空循環壓耗，P。是井口回壓，Paf是環空循環壓力波動。[0051]由此可知，系統需要通過實時獲取當前回壓泵22出口流量、泥漿泵21總循環流量、泥漿泵21出口流量、井口壓力、回壓泵22出口壓力、井底壓力及相關電動節流閥開度大小，並進行判斷和計算，然後調節各電動節流閥的開度大小，開關相應電磁閥，從而將井底壓力穩定在設定範圍內。
[0052]當然，在不同工況條件下，控壓鑽井系統有不同的控制需求，其主要包括以下幾個情況。
[0053](I)正常鑽進工況
[0054]正常鑽進工況下，系統依據採集的井口壓力，泵流量等，實時比對實際井筒壓力與目標壓力，依據其差值，相應給出節流閥控制信號，以實現對井筒壓力控制的目標。
[0055](2)接單根工況
[0056]控壓鑽井停泵接單根時，井筒壓力控制採用回壓泵22配合的方式完成。停泵之前將回壓泵22打開，停泵過程中(泥漿泵21泵排量逐漸降低至零)通過節流閥進行壓力控制，泥漿泵21完全停止後，通過回壓泵22在井口增加部分回壓以補償環空循環壓耗，從而實現停泵過程中的井筒壓力平穩過渡。接單根完成後，逐漸打開泥漿泵21，通過節流閥進行壓力控制，直至泵排量恢復至正常鑽進排量，然後關閉回壓泵22，回到正常鑽進工況，繼續鑽進。
[0057](3)起下鑽工況
[0058]起下鑽過程的井筒壓力控制與接單根類似，採用回壓泵22配合的方式完成。先停泵，參照接單根中停泵壓力控制方法。通過旋轉控制頭起鑽至預定深度，按重漿驅替工藝，替入重漿壓井，直至井口回壓為O。在起下鑽過程中，由節流閥控制井口套壓，回壓泵22實時提供壓力補償，維持目標井底壓力連續穩定。
[0059](4)井湧和溢流工況
[0060]判斷是否發生溢流和井漏的方法是計算泥漿泵流量FT1、回壓泵流量FT2與循環總流量FT3之間的關係。若FT1+FT2-FT3 > A Vm，則進入溢流處理模式；若FT3-FT1-FT2 >A Vm，則進入井漏處理模式，其中A Vm為允許誤差值。判斷完工況，就可以按照對應程度，控制節流閥開度，直至滿足要求。
[0061]一種控壓鑽井實驗裝置的控制方法，對鑽井過程的自動鑽進工程進行自動控制，保證鑽井過程安全有序，節省人力物力，提高鑽井效率，控制方法流程如圖3所示，具體步驟如下:
[0062]I)通過判斷不同模式的標誌位，來決定當前系統處於什麼模式；
[0063]2)進入正常鑽進模式，並將其他模式標誌位清零、控制參數初始化，採取相應的控制方案；
[0064]或，
[0065]3)進入接單跟模式，將標誌位和控制參數初始化，開啟回壓泵，回壓泵開啟成功後，逐漸減小泥漿泵的出口流量，最終關閉泥漿泵，用回壓泵來保持井口壓力，進行接單根操作，接單根完成後開啟泥漿泵，關閉回壓泵，最終回到正常鑽進模式；
[0066]或，
[0067]4)進入起下鑽模式，標誌位和控制參數初始化，關閉泥漿泵開啟回壓泵，完成後，就始起鑽或者下鑽，當起下鑽工藝完成後，開啟泥漿泵，停止回壓泵，回到正常鑽進狀態；
[0068]或，[0069]5)進入井湧、溢流工況，利用模糊控制進行井漏或溢流處理，使井口壓力設定修正值=井口壓力設定修正值+ (注入流量-排出流量)*0.01，處理結束。
[0070]本發明一個較佳實施例上述步驟中每個工作模式的具體實現如下:
[0071](I)正常鑽進模式
[0072]正常鑽進模式是控壓鑽井過程中的正常運作時間段，在這個模式下，系統主要是負責監控當前壓力狀況，並通過控制算法自動調整壓力，使其維持在安全範圍，保證正常鑽進。正常鑽進模式分為A、B模式，A為主，B為輔，當A出現問題時，就利用B代替，起到冗餘作用。
[0073]正常鑽進狀態的程序流程圖如圖4所示，具體操作步驟為:當系統處於正常鑽進時，其他標誌位清零，若為A模式，開通A電磁閥，關閉B電磁閥，設置對應PID參數，判斷井底壓力變化，調整節流閥開度出模式開通B電磁閥，關閉A電磁閥，設置對應PID參數，判斷井底壓力變化，調整節流閥開度。
[0074](2)接單根模式
[0075]在接單根模式下，首先是將標誌位和控制參數初始化。初始化完成後，就要開啟回壓泵，回壓泵開啟成功後，逐漸減小泥漿泵的出口流量，最終關閉泥漿泵，用回壓泵來保持井口壓力，此時就可以進行接單根操作。接單根完成後開啟泥漿泵，關閉回壓泵，最終回到正常鑽進模式。程序流程圖如圖5所示。
[0076](3)起下鑽模式
[0077]起下鑽模式是模擬鑽井時的起鑽和下鑽過程。首先是標誌位和控制參數初始化。然後與接單根模式相同，停泥漿泵開回壓泵。完成後，就開始起鑽或者下鑽。當起下鑽工藝完成後，開啟泥漿泵，停止回壓泵。最後，回到正常鑽進狀態。其方法流程圖如圖6所示。
[0078](4)井湧、溢流工況
[0079]在實際現場中，由於各種因素會出現井湧、溢流等工況，為了更好的反應實際情況，實驗裝置也設計了這一工況的處理程序。而且，為了達到更好的控制效果，系統採用了模糊處理方法，使系統在處理井湧、溢流工況時的操作更加平穩、安全和有效。
[0080]模糊控制器的設計主要包括以下幾方面:確定模糊變量，精確量的模糊化，建立模糊規則，解模糊等。
[0081]I)確定模糊變量
[0082]通過分析計算泥漿泵流量、回壓泵流量之和與循環總流量的差值及其變化率情況，可以判斷確定是否發生溢流和井漏等異常工況。若泥漿泵流量和回壓泵流量的總和大於循環總流量，則為井漏；若泥漿泵流量和回壓泵流量的總和小於循環總流量，則為溢流。因此確定模糊控制器的輸入量即泥漿輸入與輸出流量差值E及其變化率Ek,輸出量為井底壓力的設定值變化量ASP。
[0083]2)確定輸入輸出論域
[0084]輸入輸出變量模糊子集如下:
[0085]E= {NB, NM, NS, O, PS, PM, PB}
[0086]Ek= {NB, NM, NS, O, PS, PM, PB}
[0087]Δ SP= {NB, NM, NS, O, PS, PM, PB}
[0088]式中NB，匪，NS，O, PS, PM，PB分別表示負大、負中、負小、保持不變(零)、正小、正中、正大。
[0089]根據資料和實驗分析，選取各輸入量和輸出量的論域為:
[0090]輸入變量E 的模糊論域取[-0.5，-0.4，-0.3，-0.2，-0.1,0,0.1,0.2,0.3,0.4，
0.5]。
[0091]輸入變量EK 的模糊論域取[-0.5，-0.4，-0.3，-0.2，-0.1,0,0.1,0.2,0.3,0.4，
0.5]。
[0092]輸出變量ASP 的模糊論域取[_5，-4，-3，_2，_1，0，1，2，3，4，5]。
[0093]3)建立輸入輸出變量隸屬度賦值表。
[0094]表1輸入變量E隸屬度賦值表
【權利要求】
1.一種控壓鑽井實驗裝置，其特徵在於，包括自動節流系統、泵系統和自動控制系統，所述自動控制系統對現場參數進行採集和監控，控制所述自動節流系統和所述泵系統，所述自動節流系統接收來自所述自動控制系統的命令，進行流量控制，及時調整所述泵系統的回壓，所述泵系統按照所述控制系統給出的鑽井工況要求對所述控壓鑽井進行操作。
2.如權利要求1所述的控壓鑽井實驗裝置，其特徵在於，所述動節流系統包括三個節流通道:節流閥PV-A通道、節流閥PV-B通道和節流閥PV-C通道，其中，所述PV-A為主節流閥，在所述節流閥PV-A工作異常或發生堵塞時自動啟動所述節流閥PV-B，關閉所述節流閥PV-A的通道，所述節流閥PV-C為輔助節流閥，在停止循環時，回壓泵啟動後通過所述PV-C閥流加回壓，EV-A、EV-B和EV-C為三個電磁閥，分別接在所述PV_A、PV_B和PV-C節流閥通道上，輔助所述節流閥PV-A、PV-B, PV-C進行對應的切換操作。
3.如權利要求2所述的控壓鑽井實驗裝置，其特徵在於，所述泵系統包括泥漿泵和回壓泵，所述泥漿泵是控壓鑽井的動力源，通過泥漿泵將泥漿注入井中，進行鑽井操作，所述回壓泵在泥漿泵停泵的作業過程中進行流量補償，提供節流閥工作必要的流量，所述回壓泵在整個工作期間排量過小時，對系統進行流量補償，維持井口節流所需要的流量。
4.如權利要求3所述的控壓鑽井實驗裝置，其特徵在於，所述自動控制系統包括控制中心，現場壓力變送器和流量變送器，所述控制中心包括上位機和PLC，所述PLC接收所述上位機的命令，控制現場裝置執行相應操作，採用現場裝置、PLC、上位計算機控制的三層遞階控制結構。
5.如權利要求4所述的控壓鑽井實驗裝置，其特徵在於，所述控制中心軟體使用組態王和PLC編程實現，所述上位機採用組態王軟體進行優化計算，所述PLC採用梯形圖編寫程序。
6.如權利要求4所述的控壓鑽井實驗裝置，其特徵在於，所述自動控制系統通過所述現場壓力變送器和流量變送器獲得回壓泵出口流量、泥漿泵總循環流量、泥漿泵出口流量、井口壓力、回壓泵出口壓力、井底壓力、電動節流閥PV-A開度、電動節流閥PV-B開度和電動節流閥PV-C開度共9個模擬量，進行相應分析計算後，發送命令調節節流閥PV-A輸出、節流閥PV-B輸出和節流閥PV-C輸出這3個模擬量以及電磁閥EVA開關、電磁閥EVB開關、電磁閥EVC開關、回壓泵開關和泥漿泵開關這5個數字量。
7.如權利要求1所述的控壓鑽井實驗裝置，其特徵在於，所述鑽井工況為正常鑽進工況、接單根工況、起下鑽工況或井湧和溢流工況。
8.—種如權利要求1-7任一所述的控壓鑽井實驗裝置的控制方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1)通過判斷不同模式的標誌位，來決定當前系統處於何種模式； 2)進入正常鑽進模式，並將其他模式標誌位清零、控制參數初始化，採取相應的控制方法； 或， 3)進入接單跟模式，將標誌位和控制參數初始化，開啟回壓泵，回壓泵開啟成功後，逐漸減小泥漿泵的出口流量，最終關閉泥漿泵，用回壓泵來保持井口壓力，進行接單根操作，接單根完成後開啟泥漿泵，關閉回壓泵，最終回到正常鑽進模式； 或，4)進入起下鑽模式，標誌位和控制參數初始化，關閉泥漿泵開啟回壓泵，完成後，就始起鑽或者下鑽，當起下鑽工藝完成後，開啟泥漿泵，停止回壓泵，回到正常鑽進狀態； 或， 5)進入井湧、溢流工況，利用模糊控制方法進行井漏或溢流處理，使井口壓力設定修正值=井口壓力設定修正值+ (注入流量-排出流量)*0.01，處理結束。
9.如權利要求8所述控壓鑽井實驗裝置的控制方法，其特徵在於，所述步驟2)中正常鑽進模式控制方法具體步驟如下: 1)其他標誌位清零； 2)若為A模式，開通A電磁閥，關閉B電磁閥，設置對應PID參數，判斷井底壓力變化，調整節流閥開度； 3)若為B模式開通B電磁閥，關閉A電磁閥，設置對應PID參數，判斷井底壓力變化，調整節流閥開度。
10.如權利要求8所述控壓鑽井實驗裝置的控制方法，其特徵在於，所述步驟5)所述模糊控制方法的具體步驟如下: 1)確定模糊變量； 2)精確量的模糊化； 3)建立模糊規則； 4)解模糊。`
【文檔編號】E21B21/08GK103775049SQ201410033562
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】劉寶, 孫寶江, 王志遠, 劉飛, 張文杰, 劉群峰, 李哲, 高娜 申請人:中國石油大學(華東)