基于模型预测控制理论与状态机架构的控压钻井压力控制方法研究

项目名称： 基于模型预测控制理论与状态机架构的控压钻井压力控制方法研究

项目编号： No.51374223

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 矿业工程

项目作者： 张涛

作者单位： 北京信息科技大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 控压钻井对井筒内实施精确压力控制，有效减少由压力不平衡引起的钻井事故。复杂事故发生时，如未及时采取有效控制措施，随着时间的推移，或将演变为恶性钻井事故，增加处理难度。本项目拟针对目前控压钻井压力控制过程中控制速度慢、控制精度低、控制方法经验化等问题，提出了基于模型预测控制理论与状态机架构的控压钻井压力控制方法。其中，以井筒水力学模型、压力波传递特性模型为基础，建立井下压力与井口回压之间的动态联系，并构建预测模型；利用具有串并联结构的复合型节流管汇系统、取代回压泵的分流管汇系统及相应的控制算法做为控制手段，提高井口回压及流量的控制速度与控制精度，增加系统工作稳定性；通过分析操作工艺、控压模式、井下工况与等级等因素，建立对应状态的控制策略，并通过可实现状态间无扰动切换的逻辑控制将各个状态连接，形成具有状态机架构的控压钻井控制系统。有利于完善我国控压钻井基础理论，提高井筒压力控制技术。

中文关键词： 控压钻井；模型预测控制；压力波动；复合型节流管汇；控制方法

英文摘要： MPD can precisely control wellbore pressure; effectively reduce the pressure related drilling problem. If do not take effective control methods when the complex accident occurs, as time goes on, it will evolve into a vicious drilling accidents, increased

英文关键词： MPD；model prdictive control；pressure fluctuation；composite choke manifold；control method