[发明专利]一种控压钻井节流回压控制的方法

摘要

本发明提供一种控压钻井节流回压控制的方法，包括：获取控压钻井的第m时刻井口回压值P_m1，与设定的理想压力值作差，将差值ΔP与设定的偏差值比较，得出合适的压力控制量，再利用改进Squeezer聚类算法，得出质心方程，即为最优压力控制方程，根据计算得到合理的压力控制量，控制节流阀。本发明以井口回压为输入变量，采用基于改进Squeezer聚类算法的控制方法，解决由于钻井液流量波动，所造成的数据不准确、数据模型复杂，需要对数据反复的调整，对地面节流回压缺乏指导性控制，增加作业时间和增加钻井的成本等问题。同时避免系统滞后所带来的系统的不稳定，进而将井口回压控制在工程允许的波动范围之内，达到精确控制井底压力的目的。

主权项

1.一种控压钻井节流回压控制的方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：(a)、获取控压钻井的第m时刻井口回压值P_m1，m＝0、1......N，N为正整数；(b)、将获取的井口回压值P_m1与设定的理想压力值P₂作差，得到压力改变量ΔP＝|P_m1‑P₂|；(c)、计算合理的压力控制量：(c1)、设定偏差值P₃和压力改变量ΔP作比较：如果ΔP＞P₃，则压力控制量为ΔP‑P₃，对压力控制量ΔP‑P₃进行拟合，得到曲线方程模型y₁，y₁＝f₁[f_1i(t)，ξ](i＝1、2......N，N为正整数)；如果ΔP＜P₃，则压力控制量为ΔP，对压力控制量ΔP进行拟合，得到曲线方程模型y₂，y₂＝f₂[f_2j(t)，ξ](j＝1、2......N，N为正整数)：所述ξ为根据工程实际需要确定的随机误差的正态分布；其中，y_n＝f_n[·]为曲线方程模型n(n＝1、2)；f_1i(t)为曲线方程模型1中的第i条压力控制量ΔP‑P₃随时间变化的曲线；f_2j(t)为曲线方程模型2中的第j条压力控制量ΔP随时间变化的曲线；(c2)、利用改进Squeezer聚类算法确定模型集合的质心方程y，y＝f(t)，所述模型集合由曲线方程模型y₁和曲线方程模型y₂组成；根据实际工程需要，确定精度阈值，将所述精度阈值所为模型集合的半径，同时作为质心的止动阈值；质心方程y＝f(t)是模型集合中到各曲线距离之和最小的一条；(c3)、根据所述质心方程的变化趋势，确定压力控制量，根据压力控制量，控制节流阀开度，同时对步骤(b)的理想压力值P₂和步骤(c1)中的设定偏差值P₃进行更新；控压钻井正常实施的时候，由安装在井口的压力传感器采集井口回压值，再将计算处理之后的压力控制量按时间顺序展示在主控计算机上，再建立两个曲线方程模型；所述运用改进Squeezer聚类算法确定模型集合的质心方程y，即模型集合中某一曲线到各曲线距离之和最小的曲线。