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为解决现有研究中难以通过随钻获取孔底钻进参数,仅利用孔口数据进行回转钻进操作参数优化准确性不高、提升效果不足的问题,通过构造孔内状态观测器估计孔底钻进参数信息,提出基于钻柱状态的坑道近水平回转钻进智能优化方法。首先分析煤矿井下坑道回转钻进特性,考虑实钻约束条件,提出机械钻速和钻头磨损的优化目标评价方法;随后建立轴向和扭转维度的集中质量钻柱动力学模型,构建基于该模型的钻柱状态空间方程,得到了孔口-孔底钻柱运动状态映射关系;基于此设计了状态观测器,利用李雅普诺夫稳定性分析方法,得到反馈增益矩阵L,以估计孔底钻头的运动状态,并进行仿真分析评价;最后综合孔口采集的数据和孔底状态估计,运用NSGA-Ⅱ多目标优化算法实现了动力头转速和给进压力的优化,并利用安徽淮南某煤矿实钻数据进行了验证。结果表明,基于钻柱状态估计孔底信息进行优化后的钻速和司钻操作相比预计提升32.47%,仅利用孔口实测数据优化后的钻速仅预计提升15.04%,基于钻柱状态估计的坑道回转钻进智能优化方法更具优势,孔底估计钻进信息对提升钻进水平具有关键作用,研究对煤矿坑道回转钻孔实现高效、智能钻进具有重要理论与实际意义。 相似文献
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理论提出的纠偏方法需反复进行实验验证方可应用于实际工程,然而垂钻纠偏控制过程复杂,操作难度大,所需时间长、资金庞大,直接将所提方法放置现场调试是不可取的,而仅采用计算机仿真对算法进行验证也有一定局限性,因此发展和研究纠偏控制工程实现方法十分必要。本文以地质钻探钻进过程定向纠偏控制的工程实现为导向,首先分析并给出实际纠偏工艺过程以及纠偏控制的特点与目标;然后总结基于模型预测控制的纠偏控制问题与优化目标,结合笔者早期的一些纠偏控制理论研究,分别阐述不同纠偏工况下的纠偏控制方法;其次开发定向纠偏控制系统,用于集成纠偏控制算法,使得算法能够应用于实际工程;最后设计纠偏控制实验,以验证纠偏控制算法的工程适用性。实验表明,所提纠偏控制方法能够有效应用于实际纠偏过程,并应对和完成多种纠偏任务。 相似文献
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针对三峡梯级枢纽综合效益的充分发挥及其对长江流域典型生态系统修复及持续改善的科学需求,通过分析发电效益与生态效益之间的制约竞争关系,以发电量最大和生态缺水量最小为目标建立了梯级电站多目标生态优化调度模型,对三峡梯级枢纽多目标生态优化调度进行了研究。同时,针对传统优化方法难以同时处理多个调度目标的固有缺陷,提出一种改进多目标差分进化算法对所构建模型进行高效求解。该方法针对差分进化算法在多目标协同优化和全局寻优能力等方面的不足,依据问题的特点重新设计了差分进化算法的进化算子,同时设计了一种多目标混沌搜索策略以加强算法的局部搜索能力。最后,依据多目标生态优化调度问题的特点设计了一种不需要设置惩罚因子的约束处理方法。通过三峡梯级枢纽多目标生态优化调度的实例应用,验证了本文所构建模型的合理性以及所提出算法的有效性和工程实用性。 相似文献
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基于粒子群算法与混合罚函数法的有限元优化反演模型及应用 总被引：3，自引：0，他引：3
岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低的缺点,结合粒子群算法和遗传算法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种效率较高的全局优化算法,以测点的实测值与计算值建立一种新的评价函数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,用混合罚函数法将约束问题变为无约束问题,构建了一种新的目标函数,将有限元程序ABAQUS作为一个模块嵌入到优化算法程序中,编制了有限元优化反演分析程序。并给出了应用实例验证了该法的有效性和实用性,是一种可行的参数反演方法,可应用于实际工程中复杂岩土介质初始应力场反演、渗流场以及位移反分析 相似文献
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[摘 要] 定向钻进中,实钻轨迹与设计控制目标之间往往存在误差,误差的定量分析对轨迹调整
与精度控制至关重要。论文依据定向钻进矢量控制原理,分析研究了造斜工具实钻矢量与设计轨迹控
制矢量之间的误差,根据实际钻进轨迹参数,得出了一种误差定量化分析、产生误差综合作用方向角度
和强度的简便计算方法。如果可以确知误差产生于地层自然造斜作用,该方法还可用于地层的各向异
性分析和自然造斜作用分析。该方法在地质勘探多回次、短钻程定向钻进工程实践中取得了很好的应
用效果,在随钻测量大钻程定向钻进轨迹的快速准确调整中也具有应用价值。 相似文献
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非开挖铺管中定向钻进轨迹设计研究 总被引：3，自引：0，他引：3
对非开挖工程中水平定向钻进轨迹最优化设计进行了深入研究。应用最优化理论的动态规划思想,以钻进台时为优化指标,根据障碍物位置、大小和钻孔参数,建立了轨迹设计的最优化模型;并推导出绕过两个障碍物的局部轨迹最优化函数,通过坐标变换,简化了兰维空间轨迹设计问题;开发了相应的软件实现模型的求解。 相似文献
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非开挖水平定向钻进软件设计研究 总被引：1，自引：0，他引：1
轨迹设计是非开挖水平定向钻进管线铺设施工的关键。本文应用动态规划原理, 对轨迹最优化设计进行了深入研究。根据工程实际需要, 设计出一套水平定向钻进软件, 实现了轨迹最优化设计、施工图设计、竣工图处理、施工记录表填写及轨迹查询等功能, 集设计、优化、出图于一体。实践证明, 该软件能很好地满足水平定向钻进工程的要求。 相似文献
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鱼骨状水平井能够有效增大煤层气储层裸露面积,提高单井煤层气的产量。将各个分支拆分成相对独立的待钻轨道与主井眼轨道分别进行设计计算,拆分后的井眼轨道可以转化为二维轨道来进行设计。结合鱼骨状分支水平井的特点,建立了分支水平井井眼轨道最优化设计模型,并对分支井眼与主井眼的关系进行了分析研究。结果表明,随着井深、造斜率的增加,分支井眼与主井眼的直线夹角增加,且分支井眼偏离主井眼的距离是逐渐增大的;在直线夹角一定的情况下,造斜率与井深呈反比关系,即造斜率越高,所需要的分支井井段越短;造斜率越低,所需要的分支井井段越长。 相似文献
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齐平3井是部署在松辽盆地中央坳陷区齐家凹陷的一口水平探井,完钻斜深3574.03 m,垂深2201.1 m,水平段长1195.35 m。在施工前对井身结构和井眼轨迹剖面进行了优化设计,施工中应用井眼轨迹控制技术、地质导向技术,并配以钻井安全施工工艺,保证了该井的顺利完钻,实现了设计要求的各项技术指标,取得了良好的施工效果。 相似文献
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密闭取心能够提高岩心分析资料的准确性。通过水平段密闭取心,可以检验水驱油效果、定量分析油层的油水动态及剩余油分布情况。这对制定有效的增产增效措施、提高特低丰度油层单井产量和储量动用程度、完善开发方案等有着重要的意义。与直井密闭取心相比,水平井密闭取心难度更大。在进行水平段密闭取心技术难点分析的基础上,从井眼轨迹控制、钻具组合优化设计、取心工具配套和取心参数优选等几个方面进行了研究,并在树35-平27井进行了现场应用,取得了良好的应用效果。 相似文献
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阶梯式水平井是常规水平井发展的一个方向,它具有位移更大、控油面积更广的特点,和常规水平井相比,可以同时开采不同层位的油层等。从阶梯式水平井的轨迹控制技术难点人手,以金31-平2井为例,简要介绍了该井的地质设计、井身轨道设计方案,给出了在该井施工过程中各井段井眼轨迹控制思路、方法,通过分析主要工艺技术,阐明了阶梯水平井实施的重点和配套的技术措施。 相似文献
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摩阻和扭矩是制约长水平段大位移井水平段延伸的主要因素,井眼轨道优化是减小钻具摩阻和扭矩的方法之一。模拟了不同造斜率和靶前位移情况下长水平段大位移井的摩阻和扭矩,分析了不同轨道类型对摩擦系数的敏感性。结果表明,长水平段大位移井应优先选用较低造斜率的轨道,无特殊需要时尽量简化轨道类型。 相似文献
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二维圆弧型井眼轨道是常规定向井、水平井轨道设计优先考虑的剖面类型,应用比较广泛。但是由于井段组合形式很多,并且对于同一种井段组合还有很多种未知数求解组合,推导每种井段组合和求解组合情况下的解的计算公式的工作非常繁重和复杂。研究了任意井段组合和任意求解组合的通解问题,发现井眼轨道设计问题的约束方程组可以化归成线性代数方程组或者4种典型方程组之一;得到了4种典型方程组的实数解的计算公式,并给出了有实数解的判别条件。对于二维圆弧型井眼轨道设计问题的基础理论研究和计算机软件开发都有重要的意义。 相似文献