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

评估方式成本昂贵，一次实施中 单自动曲线（也可称作自动造斜） 个环境下，对整个井下系统进行

能够执行多少次参数更改也会受 算法的性能，见图 4（一种先进 了建模；未使用硬件或固件。没
到限制。环境不受控制，工具中 的建模系统，使工程师们能够通 有发送 downlinks；设定点通过
的传感器数量有限，因此很难追 过进行的虚拟现场测试来验证单 一个特定的用户界面链接到模型。
踪任何失误或故障的原因。 自动造斜算法的性能，从而模拟 所有的功能都进行了建模；ROP

这种传统方法非常适合测试 井眼轨迹的自动控制）。这些测 模式是预定义的。
实时应答产品和评价算法，但不 试能够识别钻井过程中存在的非 为了验证测试环境，模拟与
适合测试闭环轨迹控制系统。一 线性、延迟性和不确定性的影响， 北美一口真实现场示例的井的设计
种基于模型的数字设计流程被采 从而进一步识别和优化控制器的 相关联。这个曲线段的造斜率为

用并进行了实施，对闭环轨迹控 关键参数。该系统与一个真实的 8° /100ft，整个造斜段定向司钻
制器进行了测试，加速了从初始 现场例子挂钩，并进行了校正。 发送了 9 次 downlinks 才钻至水
概念到操作的进程，同时还在开 单自动造斜算法在三种不同 平着陆点。现场示例不是纯二维的，
发过程中对其风险和适用性进行 的建模环境中进行了运行，最初 因此从连接点创建了一幅虚拟的二
了早期确认，最大限度地降低失 是 在 Simulink 环 境 中 运 行， 然 维井的平面图，其目标坐标与井的

误或故障风险。针对给定的要求， 设计相同。这样就可以将二维结果
后在一个集成的钻井工程分析系
在控制器设计获得了令人满意的 与二维井的设计进行比较。在集成
统中运行，又在一个闭环模型中
结果后，该控制系统的软件模块 的动态工程分析系统和闭环模型进
对虚拟现场测试进行了模拟。在
被 编 译 并 在 NI VeriStand 环 境 行的模拟，两种环境的测试产生了
每个平台运行的相同测试的结果
内被转移到一个实时的 NI PXI 类似的结果。
都进行了验证，在总井深处彼此
系统中。在转移到实时环境后， 63
之间在几英尺内都非常匹配。 对于所有这些测试，所生成
设计过程的下一阶段则是移除单
以两种配置进行测试，第一 的轨迹显示了曲线段的样子，除
个组件，用硬件模块将其替换。
个是在集成的动态工程分析系统 了初始设置外，没有进行干预或
基于模型的控制系统的开发，
中进行的一个基于模型的测试， 发送 downlinks。还分析了总井
在其生效和集成为软件之前，通
19 次运行，钻了超过 8800 ft。 深处的垂深误差，以及其它关键
过一个虚拟系统来测试控制算法，
在这个环境中，除了控制单元外， 性能指标。实际上，在建立趋势
大大提高了控制系统的成熟度。
系统被完全建模。该测试的目的 或开启造斜进程后，如果需要，
工厂和控制器可执行的模型的使
是通过钻井参数和地层扰动来激 为了调整性能，定向司钻或运营
用使得在设计过程的初级阶段验
励系统。除了控制单元，所有的 商可能会进行干预。因此，总井
证和确认控制系统是否符合期望
功能、ROP 模式，以及扰动，如 深处的误差是假设最坏情况的误
的功能要求成为可能。
软地层和地层推力，都进行了建 差，只有在没有采取任何措施修
模。第二个测试也是基于模式的， 正轨迹的情况下才会发生。当生
虚拟现场测试结果
但测试环境采用的是在一个闭环 成的轨迹更接近井的设计时，测
通过进行虚拟的现场测试来 模型中进行的模拟，其中钻了超 试的性能才被认为更为成功。
模拟井眼轨迹自动控制，以验证 过 24400 ft，25 次 运 行。 在 这 初始测试在整个运行过程中