[发明专利]基于变频器辅给定转速抑制钻柱黏滑振动控制系统及方法

摘要

本发明特别公开了一种基于变频器辅给定转速抑制钻柱黏滑振动控制系统及方法，系统包括油气井钻柱系统(被控对象)、变频器、控制装置及人机交互装置。控制方法采用诊断钻柱黏滑振动的算法、控制器辅给定转速控制算法和变频器嵌入的比例积分控制算法，控制器调节变频器辅给定转速指令ωau并反馈至变频器构成闭环反馈控制系统，变频器PLC内嵌入比例积分控制算法构成另一个闭环反馈控制系统，二者结合实现变频器双闭环反馈控制，进一步抑制钻柱黏滑振动。本发明可以诊断井下钻柱黏滑振动是否发生，可以抑制钻柱黏滑振动现象。

主权项

1.一种基于变频器辅给定转速抑制钻柱黏滑振动控制系统，其特征在于，包括：油气井钻柱系统，包括顶驱、钻柱和井底钻具组合，用于实现油气井的钻进；变频器，包含PLC，用于设定油气井钻柱系统目标转速，控制顶驱的驱动扭矩和驱动转速，并且识别实时的顶驱驱动扭矩和驱动转速；控制装置，包括观测器和控制器；观测器以驱动转速和驱动扭矩为输入，用于估计井底钻具组合转速，诊断钻柱的黏滑振动是否发生；控制器包括辅给定转速控制算法，以从变频器获取的驱动转速和观测器估计的井底钻具组合转速为输入，用于控制变频器辅给定转速，抑制钻柱黏滑振动；人机交互装置，通过串口与控制器相连，用于输入控制参数，并显示油气井钻柱系统驱动扭矩、驱动转速和井底钻具组合转速估计值；所述变频器输出通过三相电路与顶驱内电机相连；控制装置通过总线与变频器相互通讯；控制装置内控制器通过串口线与人机交互装置相互通讯。