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新技术纵览 新技术 Overview of New Technologies·New Technology

图3 图4

器根据加速计和磁力计传感器测 一起在级联控制法中已得到应用 下工具发送 downlinks 来获得。
量的数据计算泥浆马达工具面， 的姿态控制。姿态控制器除了在 虚拟测试可以评估控制方法
将其与目标工具面和转向率进行 保持目标角度方面发挥关键作用 的性能，识别和优化控制器的关
比较，然后执行转向力，以修复 外，还被用来校正垂深误差，该 键参数，例如实际现场测试前控

钻进地层的方向。 误差可能是由于地质模型中的不 制器的增益。此外，虚拟现场测
姿态控制代表第二级控制； 确定性或内环扰动控制期间垂深 试还能评估控制器的局限性，例
它感知连续井斜和方位，计算由 的损失引起的。 如对干扰的敏感性，如 ROP、钻
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第一级控制执行的目标工具面和 压、 以 及 与 井 未 有 关 的 BHA 的
转向率。轨迹控制代表第三级控 曲线段井眼自动曲率控制 配置）。
制；采用目标狗腿度和期望的工 测试控制的应用程序传统上
曲率控制器为井斜和方位目
具面方向，轨迹控制计算由第二 是 在 Simulink 环 境 中 完 成 的。
标生成设定点，这些设定点被馈
级控制执行的目标井斜和方位。 如果结果令人满意，一份适当的
送给姿态控制器，以产生期望的
地质导向 / 井眼定位代表第四级 曲率特性，自动地轻推这些设定 规范和要求的文档会发送给软件
控制；第四级控制执行复杂的油 点。这个自动曲率控制器是一种 / 固件团队。其中，控制器算法

藏模型，以实现最大化油气生产 对姿态控制器手动轻推的扩展， 是在硬件在回路仿真环境中进行
的井眼定位，以及指定由第三级 见图 2。自 动曲 率控 制器 利用 编码和测试的，但没有反馈信号
控制执行的目标狗腿度。井下运 ROP 信息为馈送给姿态控制器的 和工厂模型，在这种情况下得到
行的旋转导向工具与地面之间的 井斜和方位生成设定点。如果遥 的才是井眼传播模型。该设置不

遥测速率在做设计决策时起着关 测速率能在时间域内使自动曲率 对干扰进行实时仿真，例如地层
键作用，每个控制回路将放置的 控制器在井下运行，那么 ROP 值 变化、钻压、ROP 以及指令下传
何处，要么在地面，要么在井下。 则至关重要。ROP 本身可在井下 / 上传的链路延迟。然后要在现
图 3 显示了与位置控制回路 进行测量、估算和控制，或向井 场对闭环控制器进行评估，这种