IPMSM鲁棒模型预测电流控制

应用于内置式永磁同步电机（IPMSM）的模型预测电流控制（MPCC）的控制性能依赖于电机数学模型的精确度,为降低该控制方式的参数敏感度,提高电流控制鲁棒性,提出一种基于误差补偿的鲁棒MPCC方法。通过以往时刻已知的电压和电流信息,当前时刻的预测电流和实际电流的误差求得等效参数,再将所得参数用于两步预测过程以补偿参数失配误差,最后通过代价函数选取最优电压矢量。通过实验将所提方法与传统模型MPCC进行了对比,实验结果证明了所提方法的有效性。     

两相态多物质高温射流钻井井下流场模拟分析

高温射流是一种适用于深部硬地层的新型钻井方法,它通过井下反应器中超临界氧化反应生成高温高压的射流破岩,因此对不同相态、多物质条件下高温射流钻井井底流场进行瞬态分析,并考虑不同地层的岩屑直径大小对井底流场的影响,模拟条件更加符合实际钻井井底状况。研究结果表明:冷却水紧贴钻井管柱上返,可以有效地对管柱进行降温保护,防止管柱高温失效破裂;超临界水与冷却水之间存在一个较薄的温度变化过渡层,最大比热容均处在超临界流体边界,可以较好地捕捉超临界水和亚临界水的分布; Peng-Robinson状态方程可以较准确地对二氧化碳的热物理性质进行模拟;在实际钻井过程中,可以通过控制高温射流与冷却水的注入比例调节环空温度,防止出现高温井壁坍塌等事故;岩屑直径越大,高温射流作用的区域越大,更加易于清理。研究结果可为高温射流钻井提供理论依据。     

高温射流反应腔结构设计与反应规律

结合高压水射流和岩石热裂解钻井方法,提出了适用于深部硬地层的高温射流钻井新方法,即利用高速射流对岩石表面形成冲击力,同时高温流体迅速将热量传递给岩石以达到快速破岩的目的。因此高温射流发生装置对最终作用于岩石的射流性能十分重要,设计了两种高温射流燃烧反应发生装置结构(混合装置和对冲装置),利用计算流体力学模拟了常压下不同反应参数对生成的高温射流的影响,并对两种装置进行对比分析和反应规律研究。结果表明:高温的平均射流速度随着甲醇质量流量的增加而增大;气体存在滑脱效应,在满足化学反应方程的理论值的基础上,甲醇的实际质量流量应大于理论质量流量,而氧气的实际质量流量小于理论质量流量,使两者混合和燃烧更加充分,释放更多能量;在本文模型条件下,将空气质量流量控制在0.03~0.04kg/s较为合适,既可以保证反应腔内充分燃烧,又可以获得较高的射流速度;冷水质量流量与喷嘴速度呈线性正相关;在现场实际应用中,应注意控制冷水流量,以免造成射流温度过低。不同空气质量流量条件下,混合装置的射流速度和温度较优。两种装置的射流速度和温度在不同氧气浓度条件下变化规律一致,均先增大、后减小,但是在射流速度方面,对冲装置较优。在现场实际应用时可根据需要达到的射流速度和温度选择不同结构的燃烧装置,使高温射流的性能达到最优。     

中国石油深井、超深井和水平井钻完井技术进展与挑战

深层、超深层和非常规成为我国油气勘探开发的重要增储上产领域,“十三五”以来,工程技术围绕“五油三气”六大盆地勘探开发重点和高温高压、窄密度窗口等钻井提速难点,通过持续攻关,取得了一大批技术成果。深井、超深井、非常规水平井钻完井关键技术快速发展,形成了以非常用井身结构优化、安全高效优快钻井、抗高温钻井液、精细控压钻完井、膨胀管等为核心的关键技术,成功实施了一批标志性超深井的钻探作业。研制了大功率顶驱、一体化地质导向系统、绿色经济储层改造等装备工具,研发了耐高温高性能井筒工作液、高效防漏堵漏材料等核心助剂,加快了非常规油气资源的低成本、规模效益开发。深井钻深能力突破9000m,水平井水平段长度突破5000m,一趟钻进尺最长3700m,部分指标比肩北美,助推了塔里木富满、四川双鱼石、大庆古龙等大型油气田的发现与开发,为提高油气资源开发力度和效益提供有力的工程技术支撑。随着油气勘探开发不断推进,钻井面临的工程地质风险、新的挑战仍然不断出现,还需进一步开展地层压力精确预测、井身结构优化拓展、井眼轨迹控制、抗高温工作液体系、高效破岩与提速工具、地质工程一体化等攻关研究,以实现钻井关键技术与装备的不...     

深层页岩欠平衡钻井气液固三相瞬态流动传热模型研究

井底压力的准确预测和有效控制是深层页岩欠平衡钻井作业的关键，但岩屑及环空流体与周围环境之间的对流换热对传统井底压力计算模型精度的影响较大。为此，建立了瞬态非等温井筒气液固三相流动模型，根据连续性方程和动量守恒方程，计算了流体速度、相体积分数和压力，并求解了不同径向层的能量守恒方程，得到了整个井筒–地层系统的温度分布，并采用迭代法，耦合求解了深度和径向方向上的温度、压力和流体性质；模型计算结果与欠平衡钻井作业的现场数据之间误差小于5.0%，验证了该模型的准确性与可靠性。基于所建立的模型，对比分析了考虑和不考虑岩屑存在及对流换热效应时预测的压力和温度差异，分析了欠平衡压差、机械钻速、地温梯度等因素对井筒压力和温度分布的影响规律。深层页岩欠平衡钻井气液固三相瞬态流动传热模型为控压钻井、欠平衡钻井在深层页岩油气中的高效应用提供了理论支撑。