| 地质钻探垂钻定向纠偏控制的工程实现与实验分析 |
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| 引用本文： | 张典,杜胜,陆承达,陈略峰,曹卫华,吴敏.地质钻探垂钻定向纠偏控制的工程实现与实验分析[J].探矿工程,2022,49(4):14-22. |
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| 作者姓名： | 张典 杜胜 陆承达 陈略峰 曹卫华 吴敏 |
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| 作者单位： | 中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北 武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074,中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北 武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074,中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北 武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074,中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北 武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074,中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北 武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074,中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北 武汉 430074;复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074;地球探测智能化技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金重点项目“复杂地质钻进过程智能控制”（编号：61733016）；国家自然科学基金青年项目“地质钻进过程钻柱振动的多维度融合模型与自适应协调抑制”（编号：62003317）；湖北省自然科学基金创新群体项目“地质钻探智能化技术及应用”（编号：2020CFA031）；高等学校学科创新引智计划项目“复杂系统先进控制与智能自动化”（编号：B17040） |
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| 摘 要： | 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。
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| 关 键 词： | 地质钻探 钻进过程 定向纠偏 垂钻轨迹延伸模型 模型预测控制 纠偏控制系统 工程应用 |
| 收稿时间： | 2022/5/6 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/6/12 0:00:00 |
Engineering implementation and experimental analysis for directional drilling deviation correction control in geological drilling |
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| ZHANG Dian,DU Sheng,LU Chengd,CHEN Luefeng,CAO Weihua and WU Min.Engineering implementation and experimental analysis for directional drilling deviation correction control in geological drilling[J].Exploration Engineering(Drilling & Tunneling),2022,49(4):14-22. |
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| Authors: | ZHANG Dian DU Sheng LU Chengd CHEN Luefeng CAO Weihua and WU Min |
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| Institution: | School of Automation, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China;Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems,Wuhan Hube 430074, China;Engineering Research Center of Intelligent Technology for Geo-Exploration, Ministry of Education,Wuhan Hubei 430074, China,School of Automation, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China;Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems,Wuhan Hube 430074, China;Engineering Research Center of Intelligent Technology for Geo-Exploration, Ministry of Education,Wuhan Hubei 430074, China,School of Automation, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China;Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems,Wuhan Hube 430074, China;Engineering Research Center of Intelligent Technology for Geo-Exploration, Ministry of Education,Wuhan Hubei 430074, China,School of Automation, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China;Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems,Wuhan Hube 430074, China;Engineering Research Center of Intelligent Technology for Geo-Exploration, Ministry of Education,Wuhan Hubei 430074, China,School of Automation, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China;Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems,Wuhan Hube 430074, China;Engineering Research Center of Intelligent Technology for Geo-Exploration, Ministry of Education,Wuhan Hubei 430074, China,School of Automation, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China;Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems,Wuhan Hube 430074, China;Engineering Research Center of Intelligent Technology for Geo-Exploration, Ministry of Education,Wuhan Hubei 430074, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | geological drilling drilling process directional drilling deviation correction trajectory extension model for vertical drilling model predictive control directional rectifying control system engineering implementation |
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