SA519402183B1 - Control System and Method for Eliminating Stick-Slip Vibration of Drill String - Google Patents
Control System and Method for Eliminating Stick-Slip Vibration of Drill String Download PDFInfo
- Publication number
- SA519402183B1 SA519402183B1 SA519402183A SA519402183A SA519402183B1 SA 519402183 B1 SA519402183 B1 SA 519402183B1 SA 519402183 A SA519402183 A SA 519402183A SA 519402183 A SA519402183 A SA 519402183A SA 519402183 B1 SA519402183 B1 SA 519402183B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- drill string
- vibration
- speed
- stick
- torque
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 241001093575 Alma Species 0.000 claims 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims 2
- WRRSFOZOETZUPG-FFHNEAJVSA-N (4r,4ar,7s,7ar,12bs)-9-methoxy-3-methyl-2,4,4a,7,7a,13-hexahydro-1h-4,12-methanobenzofuro[3,2-e]isoquinoline-7-ol;hydrate Chemical compound O.C([C@H]1[C@H](N(CC[C@@]112)C)C3)=C[C@H](O)[C@@H]1OC1=C2C3=CC=C1OC WRRSFOZOETZUPG-FFHNEAJVSA-N 0.000 claims 1
- 125000000070 5-oxo-L-proline group Chemical group [H]N1[C@@](C(=O)[*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C1=O 0.000 claims 1
- MVVPIAAVGAWJNQ-DOFZRALJSA-N Arachidonoyl dopamine Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(=O)NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 MVVPIAAVGAWJNQ-DOFZRALJSA-N 0.000 claims 1
- 101000680019 Caenorhabditis elegans Troponin I 1 Proteins 0.000 claims 1
- 241001155433 Centrarchus macropterus Species 0.000 claims 1
- 241000511343 Chondrostoma nasus Species 0.000 claims 1
- 241001492658 Cyanea koolauensis Species 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 101000867232 Escherichia coli Heat-stable enterotoxin II Proteins 0.000 claims 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 claims 1
- 101150107341 RERE gene Proteins 0.000 claims 1
- 206010065954 Stubbornness Diseases 0.000 claims 1
- 241000375392 Tana Species 0.000 claims 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241001504505 Troglodytes troglodytes Species 0.000 claims 1
- 108010065729 Troponin I Proteins 0.000 claims 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims 1
- 210000000436 anus Anatomy 0.000 claims 1
- 238000001210 attenuated total reflectance infrared spectroscopy Methods 0.000 claims 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 claims 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims 1
- 235000008001 rakum palm Nutrition 0.000 claims 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 32
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 101150107869 Sarg gene Proteins 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
- G05D13/34—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover with auxiliary non-electric power
- G05D13/46—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover with auxiliary non-electric power using regulating devices with proportional band and integral action, i.e. PI regulating devices
Abstract
Description
نظام التحكم لمقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر وطريقتها Control System and Method for Eliminating Stick—Slip Vibration of Drill String الوصف الكامل خلفية الاختراع يتعلق الاختراع بالمجال الفني لاهتزاز التوقف والانزلاق بعمود الحفر stick—slip vibration في أبار النفط drill string ؛ خاصة نظام التحكم لمقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر وطريقتها.Control System and Method for Eliminating Stick—Slip Vibration of Drill String Full Description Background The invention relates to the technical field of stick—slip vibration in oil wells drill string; Especially the anti-vibration control system and method of stopping and sliding of the drill rod.
أثناء عملية الحفر الفعلية؛ تتفاعل عمود الحفر مع jas البثر well wall أو قاع البثر well bottom « وغالبًا ما 'تتوقف" بسبب عزم الدوران الزائد. وعندما تصل عزم الدوران إلى قيمة معينة؛ ستطلق عمود الحفر فجأة بسرعة » وتسمى هذه الظا هرة بأاسم "التوقف والانزلاق لعمود الحفر stick-sli P ". وعلى dag الخصوص » كلما زاد طول عمود الحفر 3 تنخفض Ala 0 3 ويزداد احتكاك قاع «A مما يجعل من الصعب تدوير عمود الحفر في قاع. البئر. وغالبًا ما يكونduring the actual drilling process; The drill shaft interacts with the well wall jas or well bottom and is often 'stopped' due to excessive torque. When the torque reaches a certain value, the drill shaft will suddenly release quickly This phenomenon is called In the name of “stopping and sliding of the stick-sli P”. In particular, dag » The longer the length of the drill rod 3 increases, the Ala 0 3 decreases and the friction of the bottom “A” increases, which makes it difficult to rotate the drill rod at the bottom of the well. It often is
0 التوقف والانزلاق لعمود الحفر مصحوبا باهتزاز قاع ull مما يؤدي بسهولة إلى انهيار CE وتقصير حياة خدمة المِثْقَبٌ حتى كسر عمود الحفر. ينتج اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر بسبب اهتزاز الالتواء القوي والاحتكاك في قاع البثر. ويمثل هذا الاهتزاز على النحو التالي: يتوقف المِثّْبٌ لفترة من الزمن. وعندما يكون عزم الدوران المطبق على عمود الحفر كبيرًا بما فيه الكفاية؛ يدور CE فجأة بسرعة عالية؛ ويمكن أن تصل0 The stopping and sliding of the drill rod is accompanied by the bottom vibration of ull which easily leads to the collapse of the CE and shortening the service life of the drill until the drill shaft is broken. The stopping and sliding vibration of the drill rod is caused by the strong torsional vibration and friction at the bottom of the blister. This vibration is represented as follows: the anchor stops for a period of time. when the torque applied to the drill shaft is large enough; CE suddenly spins at a high speed; It can reach
5 سرعة الدوران إلى dad كبيرة في لحظة»؛ وتتجاوز سرعة الدوران القصوى عدد مرات سرعات دوران محرك القيادة الأعلى؛ وهذا يؤدي بسهولة الى تعب عمود الحفر وتقليل كفاءة العمل وحياة خدمة عمود الحفرء مما يجعل من الصعب مواصلة أعمال الحفر. وكما فى عملية اهتزاز التوقف والانزلاق» يكون تقلب العزم كبيرًا أيضًاء حيث إن عزم الدوران الفعلي كبير جدًا بحيث لا يتجاوز عزم الدوران المحدد الذي يمكن أن تتحمله الجهاز؛ مما يتسبب في توقف عملية الحفر وحتى5 rotation speed to big dad in an instant”; The maximum rotational speed exceeds the number of times the rotational speeds of the highest drive motor; This easily causes the drill rod to fatigue and reduces the work efficiency and service life of the drill rod, making it difficult to continue the drilling work. As in the “stop and slide” vibration process, the torque fluctuation is also large, as the actual torque is so large that it does not exceed the specific torque that the device can bear; This causes the drilling process to stop
0 التسبب فى أضرار مدمرة لمعدات الحفر drilling equipment0 Causing devastating damage to drilling equipment
من أجل القضاء على اهتزاز التوقف والانزلاق» طلب براءة الاختراع الأمريكي 20110232966 كشف عن طريقة وجهاز تقليل اهتزاز التوقف والانزلاق» وستخدم بشكل أساسي تغيير معلمات sas التحكم PI controller لجهاز التحكم علي السرعة في وحدة التحكم علي القيادة لتحقيق أقل التوقف والانزلاق. ولكن عندما لا تسمح بعض محركات للمحرك العلوي لمستخدمي الطرف الثالث بتغيير معلمات وحدة التحكم Pl فإنها لا تعمل. الوصف العام للاإختراع تتمثل المشكلة الفنية التي الاختراع تم حلها أساسًا في توفير نظام تحكم وطريقة لمقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود (Sag pall القضاء على التأثير السلبي لاهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر على عملية الحفر لتقليل Call SB وتجنب تلف عمود الحفر ومنع توقف عمود الحفر 0 وزبادة سرعة الحفر وزيادة كفاءة الحفر. من أجل حل المشكلة الفنية المذكورة أعلاه؛ يتمثل Jal) التقني المعتمد من الاختراع الحالي في توفير نظام التحكم علي مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر الذي يتم تطبيقه على ماكينة الحفرء وتشمل ماكينة الحفر المحرك العلوي وجهاز الحفر؛ والمحرك العلوي يتضمن وحدة التحكم علي ا ووحدة التحكم علي المحرك والمحرك التي تكون متصلة بالتسلسل» ووحدة التحكم علي 5 االمذكورة أعلاه تستخدم في توليد إشارة تحكم Uy لقيمة سرعة الدوران المحددة؛ ووحدة التحكم علي المحرك تستخدم في التحكم علي حركة المحرك Gy لإشارة التحكم المذكورة أعلاه؛ وجهاز الحفر يشتمل على عمود الحفر والمِثْقّبٌ؛ وعمود الحفر المذكور أعلاه يستخدم في نقل سرعة الدوران وعزم دوران المحرك إلى Call لتوفير القوة الي CA) لتكسير طبقة الصخور. ونظام التحكم المذكور أعلاه يشمل وحدة قياس البيانات ووحدة التحكم علي سرعة الدوران؛ ووحدة قياس 0 البيانات المذكورة أعلاه تستخدم في حساب عزم الدوران المخرج من المحرك العلوي للحصول علي قياسات عزم الدوران» وتشمل وحدة التحكم علي سرعة الدوران ما يلي: وحدة حساب التردد التي تستخدم في الحصول على المعلمة المميزة لخاصية اهتزاز التوقف والانزلاق» وحساب تردد زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق باستخدام المعلمة المميزة لاهتزاز التوقف والانزلاق المكتسبة بصيغة الحساب:In order to eliminate the stopping and sliding vibration” US patent application 20110232966 disclosed the method and device for reducing the stopping and skidding vibration” It is mainly used to change the parameters of the PI controller sas control of the speed control of the driving control unit to achieve less stopping and skidding. But when some top drive drivers do not allow third party users to change Pl controller parameters it does not work. General description of the invention The technical problem solved by the invention is mainly to provide a control system and a method to resist the stop and slide vibration of the sag pall Eliminate the negative effect of the stop and slide vibration of the drill rod on the drilling process To reduce the call SB and avoid damage to the drill rod and prevent the shaft stop Drilling 0, increase the drilling speed and increase the drilling efficiency.In order to solve the above technical problem, Jal) the technique adopted from the present invention is to provide the anti-slip and stop vibration control system of the drilling shaft which is applied to the drilling machine and the drilling machine includes the upper motor and the drilling; The upper motor includes the upper control unit A, the control unit on the motor and the motor which are connected in series.” The above control unit A5 is used to generate a control signal Uy for the specified rotational speed value; And the control unit on the motor is used to control the motion of the motor Gy of the above control signal; The drilling rig includes the drill rod and the auger; The aforementioned drill shaft is used to transmit the rotational speed and torque of the motor to Call to provide force (CA) to break the rock layer. The above control system includes data measurement unit and rotational speed control unit; And the unit of measurement 0 The data mentioned above is used in calculating the output torque of the upper motor to obtain torque measurements. The unit for controlling the rotational speed includes the following: The frequency calculation unit that is used to obtain the characteristic parameter of the stopping and sliding vibration feature and calculating the frequency of the stopping vibration angle and slip using the stop-slip vibration characteristic parameter acquired by the calculation formula:
oo J, حيث © هو معامل الصلابة لعمود الحفر بالوحدة (NM و7 هو لحظة القصور الذاتى لعمود الحفر بالوحدة NST ؛ وتستخدم وحدة حساب المؤشر في حساب مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق المقاس باستخدام قيمة قياس عزم الدوران بصيغة الحساب: ssor = r 5 حيث 7 هو متوسط قياسات عزم الدوران خلال دورة حسابية؛ معبراً die على النحو التالى: N 1 7-2-7 va 7 هو الانحراف المعياري لقياسات عزم الدوران خلال دورة حسابية؛ معبراً die على النحو التالى: لج قارح N p= i 7 10 حيث 2 هو القيمة في الوقت الحقيقي لقياس عزم الدوران في وقت di حيث أ هو الرقم التسلسلي لدورة حسابية»؛ و لآ هو عدد ad قياسات عزم الدوران في دورة حسابية؛ وحدة التحديد؛ تستخدم في تحديد ما إذا كان مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق أكبر من dad محددة HA وحدة حساب المقاومة؛ تستخدم في حساب المقاومة المميزة لعمود الحفر باستخدام المعلمات المميزة الاهتزاز التوقف والانزلاق المكتسبة عندما يكون مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق أكبر من قيمة محددة (FIN بصيغة الحساب : E=1,Gp حيث © هو معامل مرونة القص لعمود الحفر بالوحدة NMS” و 72 هو كثافة عمود الحفر بالوحدة Ly KEM هو لحظة القصور الذاتى القطبى بالوحدة “7 معبراً die على النحوoo J, where © is the modulus of stiffness of the drill rod in units NM and 7 is the moment of inertia of the drill rod in units NST; the index arithmetic unit is used to calculate the stop and slip vibration index measured using the torque measurement value in the formula : ssor = r 5 where 7 is the average of torque measurements over a calculation cycle; die expressed as: N 1 7-2-7 va 7 is the standard deviation of torque measurements over a cycle arithmetic; expressing die as follows: lg kerah N p= i 7 10 where 2 is the real-time value of the torque measured at di time where a is the serial number of an arithmetic cycle”; and a is the number of ad Torque measurements in an arithmetic cycle; unit of determination; used to determine if the stop-slip vibration index is greater than DAD determinant HA; unit of resistance calculation; used to calculate the characteristic resistance of a drill rod using the characteristic parameters of stop-slip vibration acquired when The stop-slip vibration index is greater than a specified value (FIN) with the calculation formula: E=1,Gp where © is the shear elastic modulus of the drill rod in units NMS” and 72 is the density of the drill rod in units Ly KEM is the moment The polar inertia of the unit “7” is expressed as die
- “)7 1 التالىل: 220 ”7 ١و 0 هو القطر الخارجى لعمود الحفر بالوحدة dem هو القطر الداخلى لعمود الحفر بالوحدة 77 ؛ وحدة حساب لحظة القصور الذاتي ¢ تستخدم في الحصول على معلمات المحرك العلوي ¢ وحساب لحظة القصور الذاتي للمحرك العلوي باستخدام معلمات المحرك العلوي بصيغة الحساب: Jp 7+7) 7 ( 5 Cua 7 هو عدد المحركات العلوية؛ و7 هو نسبة نقل الحركة للتروس للمحرك العلوي؛ و 77 هو لحظة القصور SIAN لدوار المحرك؛ و Jo هو لحظة القصور الذاتي لجسم المحرك العلوي؛ وحدة حساب معامل الصلابة؛ تستخدم في تحويل المحرك العلوي إلى النظام المرن؛ وحساب معامل الصلابة للنظام المرن باستخدام تردد زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق ولحظة القصور الذاتي 0 1 للمحرك العلوي بصيغة الحساب : k=wll, وحساب المعلمات المميزة الديناميكية للنظام المرن باستخدام المقاومة المميزة لخاصية عمود الحفر بصيغة الحساب: c=¢ k=wlJ, 5 حيث © هي معامل التخميد للنظام المرن بالوحدة (NMS وحدة حساب |؛ تستخدم في حساب dad تصحيح المعلمة !© وقيمة تصحيح المعلمة | باستخدام المعلمة المميزة الديناميكية بصيغة الحساب: K, - 4 k =k K, Cua هو قيمة تصحيح المعلمة P 6و k, هى قيمة تصحيح المعلمة | + و ©“ هو معامل التناسب المحدد مسبقا؛- “7 1) the following: 220” 7 1 and 0 is the outer diameter of the drill rod in the unit dem is the inner diameter of the drill rod in the unit 77; Moment of inertia calculation unit ¢ is used to obtain the parameters of the upper engine ¢ and calculate the moment of inertia of the upper engine using the parameters of the upper engine with the calculation formula: Jp 7 (7+7) 5 Cua 7 is the number of upper engines; 7 is the transmission ratio Movement for the gears of the upper motor; 77 is the SIAN moment of inertia of the motor rotor; Jo is the moment of inertia of the upper motor body; the unit for calculating the modulus of stiffness; used in converting the upper motor to the elastic system; and calculating the modulus of rigidity of the elastic system using angle frequency Stop-and-slip vibration and moment of inertia 0 1 of the top drive with the formula: k=wll, and calculate the dynamic characteristic parameters of the elastic system using the characteristic resistance of the drill rod with the formula: c=¢ k=wlJ, 5 where © is the damping coefficient of the elastic system in units (NMS is an arithmetic unit |; used to calculate the parameter correction dadd!© and the parameter correction value | using the dynamic characteristic parameter in the calculation formula: K, - 4 k = k K, Cua is the correction value of parameter P 6, k, is the correction value of parameter |+, and ©” is the predefined proportionality coefficient;
وحدة توليد الدالة؛ تستخدم في الحصول على دالة نقل المطابقة لوحدة التحكم على Pl المتطابقة مع المعلمة المميزة الديناميكية باستخدام قيمة تصحيح المعلمة P وقيمة تصحيح المعلمة | ؛ والحصول على دالة النقل الأولية لوحدة التحكم على Pl باستخدام معلمة © ومعلمة | لوحدة التحكم على PL وحساب دالة نقل تصحيح سرعة الدوران باستخدام دالة النقل الأولية ودالة النقل المتطابقة المذكورتين أعلاه؛ وحدة ضبط سرعة الدوران ‘ تستخدم فى اخراج قيمة تصحيح سرعة الدوران إلى المحرك العلوي باستخدام قيمة قياس عزم الدوران ودالة نقل تصحيح سرعة الدوران للتحكم في المحرك العلوي لقيادة عمود الحفر للتدوير وفقًا لقيمة سرعة الدوران المحددة المذكورة أعلاه. على نحو مفضلء صيغة حساب دالة Jay تصحيح سرعة الدوران هى: 1 1 H(s)=——-—— G(s) G(s) 10 حيث F105) هو دالة نقل تصحيح سرعة الدوران» و G5) هو دالة النقل المتطابقة, و G5) هو دالة النقل الأولية. على نحو مفضل» يشتمل نظام التحكم كذلك على وحدة عرض المدخلات»؛ حيث وحدة عرض المدخلات تستخدم في إدخال معلمة خاصية اهتزاز التوقف والانزلاق أو معلمة المحرك العلوي أو 5 عرض سرعة الدوران وعزم الدوران المخرجين من المحرك العلوي. من أجل حل المشكلة الفنية المذكورة أعلاه؛ يتمثل الحل التقني المعتمد من الاختراع الحالي في توفير نظام التحكم علي مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر الذي يتم تطبيقه على ماكينة الحفرء وتشمل ماكينة الحفر المحرك العلوي وجهاز الحفرء والمحرك العلوي يتضمن وحدة التحكم على Pl ووحدة التحكم على المحرك والمحرك التي تكون متصلة بالتسلسل؛ ووحدة التحكم على 0 | االمذكورة أعلاه تستخدم في توليد إشارة تحكم Why لقيمة سرعة الدوران المحددة؛ ووحدة التحكم على المحرك تستخدم فى التحكم على حركة المحرك وفقًا لإشارة التحكم المذكورة أعلاه؛. وجهاز الحفر يشتمل على عمود الحفر والمِثْقّبٌ؛ وعمود الحفر المذكور أعلاه يستخدم في نقل سرعةfunction generating unit; Used to obtain the matching transfer function of the controller on Pl corresponding to the dynamic characteristic parameter using the correction value of parameter P and the correction value of parameter | ; and get the controller's initial transfer function on Pl using parameter © and parameter | of the controller on PL and calculate the rotational speed correction transfer function using the above mentioned transfer function and the identical transfer function; The rotary speed adjustment unit is used to output the rotary speed correction value to the upper motor by using the torque measurement value and the rotary speed correction transmission function to control the upper motor to drive the drill shaft to rotate according to the above set rotational speed value. Preferably the formula for calculating the tachometer correction Jay function is: 1 1 H(s)=——-—— G(s) G(s) 10 where F105) is the tachometer correction transfer function » and G5) is the corresponding transfer function, and G5) is the elementary transfer function. Preferably » the control system also includes an input display unit »; Where the input display unit is used to input the parameter of the stop-and-slip vibration feature or the parameter of the upper motor or display the output rotational speed and torque of the upper motor. In order to solve the above technical problem; The technical solution adopted by the present invention is to provide the anti-vibration control system of stop and slide of the drill rod which is applied to the drilling machine and the drilling machine includes the top drive and the drilling rig and the top drive includes the control unit on the Pl and the control unit on the motor and the motor which are connected in series; and console on 0 | The above mentioned is used to generate a control signal Why for a specified rotational speed value; The control unit on the motor is used to control the movement of the motor according to the control signal mentioned above; The drilling rig includes the drill rod and the auger; The above mentioned drill shaft is used for speed transmission
الدوران وعزم دوران المحرك إلى Call لتوفير القوة الي CEA لتكسير طبقة الصخور. وتتميز في أن هذه طريقة التحكم تشمل الخطوات التالية: 1: تستخدم في الحصول على المعلمة المميزة لخاصية اهتزاز التوقف والانزلاق؛ وحساب تردد زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق باستخدام المعلمة المميزة لاهتزاز التوقف والانزلاق المكتسبة بصيغة الحساب: ص = 0 J, \ حيث © هو معامل الصلابة لعمود الحفر بالوحدة (NM و7 هو لحظة القصور الذاتى لعمود الحفر بالوحدة NMS” ؛ 2: قيمة قياس ale الدوران المكتسبة من خلال قياس عزم الدوران المخرج من المحرك العلوي؛ 0 وبقوم بحساب مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق باستخدام dad قياس عزم الدوران المذكورة أعلاه بصيغة الحساب: ~= رووى T حيث 7 هو متوسط قياسات عزم الدوران خلال دورة حسابية؛ معبراً عنه على النحو التالى: N 1 T==NT x 15 9# هو الانحراف المعياري لقياسات عزم الدوران خلال دورة حسابية؛ معبراً die على النحو التالى: )1-7( = ,0 N p= i 7 حيث 7 هو القيمة في الوقت الحقيقي لقياس عزم الدوران JES: JRE حيث أ هو الرقم التسلسلي لدورة حسابية»؛ و لآ هو عدد ad قياسات عزم الدوران في دورة حسابية؛ 3: تستخدم في تحديد ما إذا كان مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق أكبر من قيمة محددة مسبكًا؛Rotation and motor torque to Call to provide force to CEA to break rock layer. It is distinguished in that this control method includes the following steps: 1: It is used to obtain the characteristic parameter of the stop and slide vibration; and calculate the stop-slip vibration angle frequency using the acquired stop-slip vibration characteristic parameter with the calculation formula: y = 0 J, \ where © is the modulus of stiffness of the drill rod in units (NM) and 7 is the moment of inertia of the drill rod in units NMS”; 2 : the ale measurement value of rotation obtained by measuring the torque output from the upper motor; 0 and computes the stop-and-slip vibration index using the above mentioned torque measurement dad with the calculation formula: ~= roy T where 7 is the mean of the torque measurements rotation during a computational cycle, expressed as: N 1 T==NT x 15 9 # is the standard deviation of torque measurements over a computational cycle, expressed as die (1-7) ( = 0, N p= i 7 where 7 is the real-time value of the torque measurement JES: JRE where a is the serial number of a computation cycle”; and a is the number of torque measurements in a computation cycle; 3 : used to determine whether the stop and slide vibration index is greater than a foundry specified value;
4: عندما يكون مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق أكبر من قيمة محددة مسبقًا ؛ تستخدم في حساب المقاومة المميزة لعمود الحفر باستخدام المعلمات المميزة لاهتزاز التوقف والانزلاق المكتسبة بصيغة الحساب: E=1,Gp 5 حيث © هو معامل مرونة القص لعمود الحفر بالوحدة (NMS? و 0 هو كثافة عمود الحفر بالوحدة Ly KEM هو لحظة القصور الذاتى القطبى بالوحدة “27 معبراً die على النحو - “)7 1 التالىل: 220 ”7 ١و 0 هو القطر الخارجى لعمود الحفر بالوحدة dem هو القطر الداخلى لعمود الحفر بالوحدة 77 ؛ 55 : تستخدم فى الحصول على معلمات المحرك العلوي وحساب لحظة القصور الذاتى للمحرك 0 العلوي باستخدام معلمات المحرك العلوي بصيغة الحساب: Jp 7+7) 7 ( Cua 7 هو عدد المحركات العلوية؛ و7 هو نسبة نقل الحركة للتروس للمحرك العلوي؛ و 77 هو لحظة القصور SIAN لدوار المحرك؛ و Jo هو لحظة القصور الذاتي لجسم المحرك العلوي؛ 6: تستخدم في تحويل المحرك العلوي إلى النظام المرن؛ وحساب معامل الصلابة للنظام المرن باستخدام تردد زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق ولحظة القصور الذاتي للمحرك العلوي بصيغة الحساب: k=wll, وحساب المعلمات المميزة الديناميكية للنظام المرن باستخدام المقاومة المميزة لخاصية عمود الحفر بصيغة الحساب: c=¢ k= wld, 20 حيث © هي معامل التخميد للنظام المرن بالوحدة (NMS4: When the stop and slide vibration index is greater than a preset value; Used to calculate the characteristic resistivity of the drill rod using the characteristic parameters of stop and slip vibration obtained with the calculation formula: E=1,Gp 5 where © is the shear elastic modulus of the drill rod in units NMS? and 0 is the drill rod density in units Ly KEM is the polar moment of inertia in the unit “27 expressed die as -” 7 1) the following: 220 “7 1 and 0 is the outer diameter of the drill rod in the unit dem is the inner diameter of the drill rod in the unit 77; 55 : Used to obtain the parameters of the upper motor and calculate the moment of inertia of the upper motor 0 using the upper motor parameters with the calculation formula: Jp 7 (7+7) Cua 7 is the number of the upper motors; 7 is the gear transmission ratio of the upper motor; 77 is the SIAN moment of inertia of the armature rotor; Jo is the moment of inertia of the upper armature body; 6: used to convert the upper armature into the elastic system; calculate the rigidity modulus of the elastic system using the frequency of the stop and slide vibration angle and the moment of inertia of the upper armature With the formula: k=wll, and calculate the dynamic characteristic parameters of the elastic system using the characteristic resistance of the drill rod characteristic with the calculation formula: c=¢ k= wld, 20 where © is the damping coefficient of the flexible system (NMS)
المميزة الديناميكية بصيغة الحساب : K, - 4 k =k K, Cua هو قيمة تصحيح المعلمة P 6و k, هى قيمة تصحيح المعلمة | + و © هو معامل التناسب المحدد مسبقا؛ 8: تستخدم في الحصول على دالة نقل المطابقة لوحدة التحكم علي Pl المتطابقة مع المعلمة المميزة الديناميكية باستخدام قيمة تصحيح المعلمة © وقيمة تصحيح المعلمة | ؛ والحصول على دالة النقل الأولية لوحدة التحكم على Pl باستخدام معلمة © ومعلمة | لوحدة التحكم على Pl وحساب دالة نقل تصحيح سرعة الدوران باستخدام دالة النقل الأولية ودالة النقل المتطابقة 0 المذكورتين أعلاه؛ 9: تستخدم في اخراج قيمة تصحيح سرعة الدوران إلى المحرك العلوي باستخدام قيمة قياس عزم الدوران ودالة نقل تصحيح سرعة الدوران للتحكم في المحرك العلوي لقيادة عمود الحفر للتدوير dy لقيمة سرعة الدوران المحددة المذكورة أعلاه. على نحو مفضلء صيغة حساب دالة Jay تصحيح سرعة الدوران هى: 1 1The dynamic characteristic with arithmetic formula: K, - 4 k = k K, Cua is the correction value of P 6 and k, is the correction value of Parameter | + and © is the predetermined proportionality coefficient; 8: Used to obtain the matching transfer function of the Ali Pl controller corresponding to the dynamic characteristic parameter using the correction value of parameter © and the correction value of parameter | ; and get the controller's initial transfer function on Pl using parameter © and parameter | of the controller on Pl and calculate the rotational speed correction transfer function using the above mentioned transfer function and the identical transfer function 0; 9: Used to output the rotational speed correction value to the upper motor, using the torque measurement value and the rotational speed correction transfer function to control the upper motor to drive the drill shaft to rotate dy to the above specified rotational speed value. Preferably, the formula for calculating the Jay function correcting for rotational speed is: 1 1
H(s)=——-—— G(s) G(s) 5 حيث )5( هو دالة نقل تصحيح سرعة الدوران» و G0) هو دالة النقل المتطابقة, و (5)© هو دالة النقل الأولية. على نحو مفضل؛ بعد الخطوة 59؛ تشتمل طريقة التحكم المذكورة أعلاه Load على: 510: تحديد ما إذا كان قد تم القضاء علي اهتزاز التوقف والانزلاق بنجاح؛ 511: إذا لم (ram أعد ضبط 0 معامل التناسب» وأعد اجراء الخطوة 54 مرة أخرى5124: إذا نجحت؛ توقف عن إخراج قيمةH(s)=——-—— G(s) G(s) 5 where (5) is the rotational velocity correction transfer function” and G0) is the congruent transfer function, and (5)© is the transfer function primary. preferably after step 59; The above control method Load includes: 510: Determine whether the stopping and skidding vibration has been successfully eliminated; 511: If ram does not reset the proportionality parameter 0 and repeat step 54 again 5124: If successful, stop outputting a value
— 0 1 — التأثيرات المفيدة للاختراع Jad) هي: تختلف عن التقنية السابقة؛ ونظام التحكم والمحرك العلوي للاختراع الحالي يشكلان Glas للتحكم في حلقة مغلقة لردود عزم الدوران 3 ودتم استخدام وحدة قياس الدوران الي المحرك العلوي من خلال الحساب بواسطة وحدة التحكم علي سرعة الدوران للتحكم في المحرك العلوي لقيادة دوران عمود الحفر وفقًا لقيمة سرعة الدوران المحددة؛ مما يمكن القضاء علالتأثير السلبي لاهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر على عملية الحفر لتقليل تآكل المِثْهّبٌ وتجنب تلف عمود الحفر ومنع توقف عمود الحفر وزيادة سرعة الحفر وزيادة كفاءة الحفر. وبالمقارنة مع الحل التقني الذي تم الكشف عنه في طلب البراءة الأمريكي رقم 20110232966؛ لا يحتاج نظام التحكم وطريقة التحكم إلى تغيير معلمات وحدة التحكم علي Pl بوحدة التحكم علي 0 السرعة في وحدة التحكم علي المحرك العلوي؛ وخاصة في حالة عدم السماح لبعض المحركات العلوية لمستخدمي الطرف الثالث بتغيير معلمات وحدة التحكم على Pl فإنها لا تزال تعمل» وهي تنطبق على أية حالة. شرح مختصر للرسومات الشكل 1 الرسم التخطيطى لهيكل ماكينة الحفر؛ 5 الشكل 2 الرسم التخطيطي لهيكل نظام التحكم علي مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر للنموذج المذكور في الاختراع الحالي؛ الشكل 3 الرسم التخطيطي للنظام المرن المكافئ للمحرك العلوي لجهاز الحفر؛ الشكل 4 الرسم التخطيطي لمبداً التحكم علي الحلقة المغلقة لنظام التحكم علي مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر للنموذج المذكور في الاختراع الحالي؛ 0 الشكل 5 الرسم التخطيطي لواجهة إعداد المعلمات لوحدة عرض المدخلات لنظام التحكم على مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر للنموذج المذكور في الاختراع الحالي؛ الشكل 6 الرسم البياني لاتجاه تغييرات المعلمات بعد تطبيق نظام التحكم على مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر للنموذج المذكور في الاختراع الحالي؛— 0 1 — The beneficial effects of the invention (Jad) are: different from the previous technique; The control system and the top drive of the present invention form a Glas to control the torque feedback closed loop 3 and the rotation measurement unit is used to the top drive through the calculation by the rotary speed control unit to control the top drive to drive the rotation of the drill rod according to the set rotational speed value; This can eliminate the negative impact of the drill rod stopping and sliding vibration on the drilling process, reduce the wear of the auger, avoid damage to the drill rod, prevent the drill rod from stalling, increase the drilling speed, and increase the drilling efficiency. In comparison to the technical solution disclosed in US Patent Application No. 20110232966; The control system and the control method do not need to change the parameters of the PL control unit of the 0 speed control unit of the upper motor control unit; Especially if some overhead engines do not allow third party users to change the controller parameters on Pl it still works” and it applies to any case. Brief Explanation of Drawings Figure 1. Structure diagram of the drilling rig; 5 Figure 2 Schematic diagram of the structure of the drill rod stop-and-slip anti-vibration control system of the embodiment of the present invention; Figure 3 Schematic diagram of the equivalent flexible system of the top drive of the drilling rig; Fig. 4 Schematic diagram of the closed-loop control principle of the drill rod stop-slip anti-vibration control system of the embodiment of the present invention; 0 Fig. 5 Schematic diagram of the parameter setting interface of the input display unit of the drill rod stop and slide vibration resistance control system of the embodiment of the present invention; Figure 6 Graph of the trend of parameter changes after applying the control system to the stop-and-slip vibration resistance of the drill rod of the embodiment of the present invention;
— 1 1 —— 1 1 —
الشكل 7 الرسم البياني لاتجاه تغييرات المعلمات بعد تعليق نظام التحكم على مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر للنموذج المذكور في الاختراع الحالي؛ شكل 8 الرسم التخطيطي لعمليات نظام التحكم علي مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر للنموذج المذكور في الاختراع الحالي؛Figure 7 Graph of the trend of parameter changes after the control system is hung on the stop-and-slip vibration resistance of the drill rod of the embodiment of the present invention; Fig. 8 Schematic diagram of operations of the anti-vibration control system against stop-and-slip of the drill rod of the embodiment mentioned in the present invention;
الوصف التفصيلي: يتم توضيح الحل الفني المذكور في الاختراع الحالي بوضوح تام كاملا بالرجوع إلى الرسومات المصاحبة المذكورة في الاختراع الحالي؛ ومن الواضح أن النماذج الموضحة ليست سوى جزءِ من نموذج الاختراع الحالي؛ وليس النماذج كله. وجميع النماذج الأخرى التي حصل عليها أولئك الفنيين العاديين في هذا المجال دون بذل جهود إبداعية اعتمادا علي النموذج المذكور في الاختراعDetailed Description: The technical solution mentioned in the present invention is illustrated quite clearly and completely with reference to the accompanying drawings mentioned in the present invention; It is clear that the embodiments shown are only a part of the embodiment of the present invention; Not all models. and all other models obtained by those ordinary technicians in this field without making creative efforts depending on the model mentioned in the invention
0 الحالي؛ تقع في نطاق الحماية للاختراع الحالي. بالإشارة إلى الأشكال 1 إلى 4؛ يتم تطبيق نظام التحكم علي مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر للنموذج المذكور في الاختراع الحالي على ماكينة الحفر 10. وماكينة الحفر 10 يشمل المحرك العلوي 11 وجهاز الحفر 2 والمحرك العلوي 11 يشمل وحدة التحكم علي PI 111 ووحدة التحكم علي المحرك 112 والمحرك 113 التي تكون متصلة ail ووحدة التحكم علي0 current; They fall within the scope of protection of the present invention. Referring to Figures 1 to 4; The anti-vibration control system of stopping and sliding of the drill rod of the model mentioned in the present invention is applied to the drilling machine 10. The drilling machine 10 includes the top motor 11, the drilling rig 2, and the top motor 11 includes the control unit on PI 111, the control unit on the motor 112, and the motor 113 which be connected to the ail and console on
1110١ 5 تستخدم في توليد إشارة تحكم وفقًا لقيمة سرعة الدوران المحددة؛ ووحدة التحكم على المحرك 112 تستخدم في التحكم علي حركة dad) 113 وفقًا لإشارة التحكم؛ وجهاز الحفر 12 يشتمل على عمود الحفر 121 والمِثهّبٌ 122( وعمود الحفر 121 يستخدم في نقل سرعة الدوران وعزم دوران المحرك 113 إلى CE 122 لتوفير القوة الي Cal) 122 لتكسير طبقة الصخور.11101 5 is used to generate a control signal according to the specified rotational speed value; The motor control unit 112 is used to control the movement of the dad (113) according to the control signal; The drilling rig 12 includes drill shaft 121 and auger 122 (and drill shaft 121 is used to transfer the rotary speed and torque of the motor 113 to CE 122 to provide force Cal) 122 to break the rock layer.
0 نظام التحكم 20 يشمل وحدة قياس البيانات 21 ووحدة التحكم علي سرعة الدوران 22؛ ووحدة قياس البيانات 21 تستخدم في حساب عزم الدوران المخرج من المحرك العلوي 11 للحصول علي قياسات عزم الدوران» ووحدة التحكم على سرعة الدوران 22 تشمل وحدة حساب التردد 221 ووحدة حساب المؤشر 222 ووحدة التحديد 223 ووحدة حساب المقاومة 224 ووحدة حساب لخطة0 The control system 20 includes the data measurement unit 21 and the rotary speed control unit 22; And the data measurement unit 21 is used to calculate the output torque from the upper motor 11 to obtain torque measurements »and the rotational speed control unit 22 includes the frequency calculation unit 221, the index calculation unit 222, the determination unit 223, the resistance calculation unit 224, and the plan calculation unit
— 2 1 — القصور الذاتي 225 ووحدة حساب المعامل 226 ووحدة توليد الدالة 227 ووحدة ضبط سرعة الدوران 228. وحدة حساب التردد 221 تستخدم في الحصول على المعلمة المميزة لاهتزاز التوقف والانزلاق؛ وحساب تردد زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق باستخدام المعلمة المميزة لخاصية مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق بصيغة الحساب:— 2 1 — inertia 225, modulus arithmetic unit 226, function generation unit 227, tachometer setting unit 228. Frequency arithmetic unit 221 is used to obtain the characteristic parameter of the stop and slide vibration; And calculate the frequency of the stop-and-slide vibration angle using the characteristic parameter of the stop-and-slide vibration resistance characteristic with the formula:
0 J0 J
7 )1( حيث ”" هو معامل الصلابة لعمود الحفر بالوحدة (NM و7 هو لحظة القصور الذاتى لعمود الحفر بالوحدة NMS” تعتبر معامل الصلابة ولحظة القصور الذاتى لعمود الحفر جميعها المعلمات المميزة لخاصية7 (1) where “” is the modulus of stiffness of the drill rod in units (NM) and 7 is the moment of inertia of the drill rod in units (NMS”)
0 اهتزاز التوقف (GY حيث يمكن إدخال المعلمات المميزة لخاصية اهتزاز التوقف والانزلاق من0 Stop vibration (GY) where the parameters characteristic of the stop vibration and slide can be entered from
قبل المستخدم أو طرف ثالث. أثناء عملية الحفرء يُعرف من آلية اهتزاز التوقف والانزلاق أن تردد زاوية دوران عمود الحفر Cr وتردد زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق * يفيان بالعلاقة التالية:by the user or a third party. During the drilling process it is known from the stop-and-slip vibration mechanism that the drill rod rotation angle frequency Cr and the stop-and-slip vibration angle frequency * satisfy the following relationship:
2) a, نع2) a, na
5 وفًا للتحليل الهندسي والميكانيكي للهيكل الميكانيكي» يتم حساب تردد زاوية دوران عمود الحفر كما k _ 25 According to the engineering and mechanical analysis of the mechanical structure, the frequency of the drill rod rotation angle is calculated as k _ 2
0, = +0, = +
7 )3( اضبط عدد أعمدة any ial) بما في ذلك أنبوب الحفرء ومعامل الصلابة لكل أنبوب الحفر هو Ko ولحظة القصور الذاتى هى 7 :7 (3) Set the number of any ial columns) including the drill pipe and the hardness modulus of each drill pipe is Ko and the moment of inertia is 7:
— 3 1 — pi L J; = pl, L )4 ( 1 11 1&1 cee + —_— + —_— + د د .ب 2 م k, =1 ki ky ky Kp مم + J, => J, =d +d, +٠٠٠ 2 )5( يمكن الحصول على الصيغة (1) عن طريق استبدال الصيغ أعلاه. تستخدم وحدة حساب المؤشر 222 في حساب مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق باستخدام قيمة قياس عزم الدوران بصيغة الحساب: ssor - 22 r )6( حيث 7 هو متوسط قياسات عزم الدوران خلال دورة حسابية؛ معبراً عنه على النحو التالي: 3 r=—=>T Na 7( 7 هو الانحراف المعياري لقياسات عزم الدوران خلال 550 حسابية؛ معبراً die على النحو 0 اتتالي: 2 & 1 J (1-7) = ,0 Na )8( Ta هو القيمة في الوقت الحقيقي لقياس عزم الدوران في وقت أ حيث أ هو الرقم التسلسلي لدورة حسابية»؛ و لآ هو عدد ad قياسات عزم الدوران في دورة حسابية؛ مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق يعكس شدة اهتزاز التوقف والانزلاق. وفكلما كانت القيمة أكبرء 5 كانت ظاهرة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر أكبر.— 3 1 — pi L J; = pl, L (4) 1 11 1&1 cee + —_— + —_— + d d 2 m k, = 1 ki ky ky Kp mm + J, => J, =d +d, +000 2 (5) Formula (1) can be obtained by substituting the above formulas. The index arithmetic unit 222 is used to calculate the stopping and sliding vibration index using the torque measurement value with the computation formula: ssor - 22 r (6) where 7 is the average of torque measurements over a computational cycle; expressed as: 3 r=—=>T Na 7) 7 is the standard deviation of torque measurements over 550 computations; expressed as die Syntax 0 in sequence: 2 & 1 J (1-7) = 0 ,Na (8) Ta is the real-time value of the torque measured at time a where a is the serial number of an arithmetic cycle”; and a is ad is the number of torque measurements in an arithmetic cycle; the stop-and-slip vibration indicator reflects the intensity of the stop-and-slip vibration.The greater the value of 5, the greater the phenomenon of the stop-and-slip vibration of the drill rod.
— 4 1 — وحدة التحديد 223 تستخدم في تحديد ما إذا كان مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق أكبر من قيمة محددة liane بما فى ذلك القيمة المحددة مسبقا Jie 9630؛ وحدة حساب المقاومة؛ تستخدم فى حساب المقاومة المميزة لعمود الحفر باستخدام المعلمات المميزة لاهتزاز التوقف والانزلاق المكتسبة عندما يكون مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق أكبر من قيمة محددة مسبقًا بصيغة الحساب : م )9( حيث © هو معامل مرونة القص لعمود الحفر بالوحدة (NIST و © هو كثافة عمود الحفر بالوحدة KEM و 7" هو لحظة القصور الذاتى القطبى بالوحدة 17 معبراً die على النحو (p* —d* ) 7 /— 4 1 — Determination unit 223 Used to determine whether the stop and slide vibration index is greater than a set value Liane including the preset value Jie 9630; resistance calculation unit; It is used to calculate the characteristic resistivity of a drill rod using the characteristic parameters of the stop and slip vibration acquired when the stop and slip vibration index is greater than a predetermined value with the calculation formula: M (9) where © is the modulus of shear elasticity of the drill rod in units NIST and © is the bar density Drill in unit KEM and 7" is the polar moment of inertia in unit 17 expressed die as (p* —d* ) 7 /
D 50 7 22: Jul هو القطر الخارجى لعمود الحفر بالوحدة dye M هو القطرD 50 7 22: Jul is the outer diameter of the drill rod in unit dye M is the diameter
0 الداخلى لعمود الحفر بالوحدة mM ؛ +n(i*J,) 7-7 رمن Cua 7 هو عدد المحركات العلوبة؛ و 7 هو نسبة نقل الحركة للتروس للمحرك العلوي؛ و 7 هو لحظة القصور الذاتي لدوار المحرك؛ و To هو لحظة القصور HA لجسم المحرك العلوي؛ عدد المحركات العلوية ونسبة نقل الحركة للتروس للمحرك العلوي ولحظة القصور الذاتى لدوار0 internal diameter of the drill rod, in unit mM; +n(i*J,) 7-7 from Cua 7 is the number of upper motors; and 7 is the transmission gear ratio of the upper drive; and 7 is the moment of inertia of the motor rotor; and To is the moment of inertia HA of the upper motor body; Number of upper motors, transmission ratio of the gears of the upper motor, and the moment of inertia of the rotor
5 المحرك ولحظة القصور SI لجسم المحرك العلوي هم معلمات المحرك العلوي؛ ويمكن إدخال معلمات المحرك العلوي من قبل المستخدم أو طرف ثالث. وحدة حساب معامل الصلابة 226؛ تستخدم في تحويل المحرك العلوي إلى النظام المرن؛ وحساب معامل الصلابة للنظام المرن باستخدام تردد زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق ولحظة القصور SIA للمحرك العلوي بصيغة الحساب :5 The motor and the moment of inertia SI of the upper motor body are the parameters of the upper motor; The upper engine parameters can be entered by the user or a third party. hardness modulus calculation unit 226; Used to convert the upper engine to the flexible system; And calculate the stiffness modulus of the elastic system using the frequency of the stop and slide vibration angle and the moment of inertia (SIA) for the upper engine with the calculation formula:
2 (11) ل 2p2 (11) for 2p
— 5 1 — وحساب المعلمات المميزة الديناميكية للنظام المرن باستخدام المقاومة المميزة لعمود الحفر بصيغة الحساب: ا 2 k — a, J; )2 1 حيث © هي معامل التخميد للنظام المرن بالوحدة (NMS— 5 1 — and calculate the dynamic characteristic parameters of the elastic system using the characteristic resistance of the drill rod with the calculation formula: a 2 k — a, J; 2 1 ) where © is the damping coefficient of the flexible system (NMS)
By 5 لمفهوم التغذية الراجعة لعزم الدوران» تتمثل طريقة التغذية الراجعة لعزم الدوران في ضبط سرعة المحرك العلوي استجابة لتقلبات عزم الدوران» بحيث المحرك العلوي يمتص أو يثبط اهتزاز التوقف والانزلاق . وعمود الحفر تعادل موصل ا لانتشار الخاص بموجة | لالتواء ¢ hag ا لاحتكاك بعمود الحفر على قاع البثر ؛ يتغير عزم الدوران لعمود الحفر ؛ ودتم إنشاء موجة الالتواء ¢ ودنتشر شكل الموجة علي طول عمود الحفر إلى سطح الأرض» aging المحرك العلوي كنهاية ثابتة منBy 5 of the Torque Feedback Concept “The method of torque feedback is to adjust the speed of the upper motor in response to torque fluctuations” such that the upper motor absorbs or dampens stopping and skidding vibration. And the drill shaft is equivalent to the propagation conductor of the | wave to twist ¢ hag a by the friction of the drill rod against the bottom of the blister; The torque of the drill shaft changes; A torsion wave ¢ was created and the waveform propagated along the drill shaft to the surface of the earth” aging the upper engine as the fixed end of the shaft.
0 شكل الموجة بنقل موجة الالتواء للعكس. لذلك تُعرّفِ المقاومة الطرفية للمحرك العلوي كالنهاية ب0 waveform by transferring the torsion wave into reverse. Therefore the terminal resistance of the upper armature is defined as terminal b
تمع ادخال مفهوم الجمع التي يتم التعبير عنها على النحو التالي:With the introduction of the concept of plural which is expressed as follows:
1 3 177 — — ZO"1 3 177 — — ZO"
حيث © هو تردد الزاوية بالوحدة rad/s و 7 هو حجم التعبير المعقد لعزم الدوران بالوحدة (NM و52 هو حجم التعبير المركب لسرعة الدوران بالوحدة 180/5 .where © is the angle frequency in rad/s, 7 is the magnitude of the complex expression for torque in NM, and 52 is the magnitude of the complex expression for rotational speed in 180/5.
5 من أجل تحليل خصائص التوهين لشكل موجة انعكاس للمحرك العلوي؛ يتم ادخال معامل الانعكاس الطرفي © الذي يشير الى نسبة الموجة المنعكسة إلى الموجة الساقطة. يرتبط © بالمقاومة الطرفية Z (بالوحدة (NMS والمقاومة المميزة لعمود الحفر A (بالوحدة (NMS على النحو التالي: r= eZ —Z 2+ )14( المعادلة )14( تنطبق على أية حالة. وإذا أخذنا المحرك العلوي (JS وإذا كان 2.7226 - -5 in order to analyze the attenuation characteristics of the reflection waveform of the upper motor; The terminal reflection coefficient © is entered, which indicates the ratio of the reflected wave to the incident wave. © is related to the terminal resistance Z (in NMS) and the drill-shaft characteristic resistance A (in NMS) as follows: r= eZ —Z 2 + (14) Equation (14) applies to any case .And if we take the upper mover (JS) and if it is 2.7226 - -
0 1.؛ وتنعكس الموجة الالتوائية بنسبة 96100 على طول عمود الحفر إلى عمود الحفر في قاع «jill مما تسبب في تقلب عمود الحفر في قاع ll بشكل حاد؛ وإذا كان LSE © -1؛ وتتركز0 1.; The 96100 torsional wave is reflected along the drill string to the drill shaft at the bottom of the “jill” causing the drill shaft at the bottom of the “ll to fluctuate sharply; if LSE © -1; are concentrated
— 6 1 — طاقة الموجة الالتوائية في المحرك العلوي؛ وتقلب المحرك العلوي بشكل كبير. وكلما اقترب 2 من 5< كان معامل الانعكاس «ral وقدرة المحرك العلوي على امتصاص أو مقاومة الاهتزاز الالتوائى كانت أقوي» والتغذية الراجعة تهدف الى اقتراب 2 من للقضاء على اهتزاز التوقف والانزلاق أو إعاقته.— 6 1 — torsional wave energy in the upper engine; And the upper engine fluctuates greatly. The closer 2 is to <5, the “ral” reflection coefficient and the ability of the upper engine to absorb or resist torsional vibration are stronger.
لمزيد من توضيح مبداً التغذية الراجعة لعزم الدوران» عمود الحفر يعادل الزنبرك الجامد؛ والمقاومة المميزة a 5؛ وكما أن المحرك العلوي يعادل أيضًا النظام المرن الجامد كطرفية عمود cial والمقاومة المميزة الخاصة به هى 2. ويظهر الهيكل المكافئ فى الشكل 3. وبمكن أيضًا التعبير عن المقاومة الطرفية Z بالصيغة التالية: Z+c+ x +7To further clarify the principle of torque feedback » the drill shaft is equivalent to the rigid spring; the characteristic resistance a 5; The upper motor is also equivalent to the rigid flexible system as the cial shaft terminal and its characteristic resistance is 2. The equivalent structure is shown in Figure 3. The Z terminal resistance can also be expressed as: Z+c+ x +7
)10 )15( حيث © هو تخميد النموذج المكافئ للمحرك العلوي بالوحدة Kg (NMS هو معامل الصلابة بالوحدة NM ؛ و ل هو لحظة القصور الذاتى بالوحدة 1105. المحرك العلوي 11 يعادل النظام المرن الجامد؛ ويتم تحديد المعلمات على النحو التالى: سرعة زاوية الدوران للنظام المرن هي ©» والشكل الملتوي هو oF وعزم الدوران هو 17 . عندما يعمل النظام بثبات؛ تفي المتغيرات بالعلاقات التالية: X= [od 15 T—co—kx=0 )16( المعادلة المذكورة أعلاه تتغير الى: T=co+ k fwd = f(@) )17( لذلك» يمكن اعتبار المعادلة أعلاه T كالدالة حول 0 0 .يمكن ملاحظة من خصائص النظام المرن الجامد أن يكون 7 على عكس الاتجاه المرجعى ل ©؛ يمكن تحويل المعادلة (13) إلى:(10 (15) where © is the damping of the upper motor equivalent model in Kg (NMS) is the stiffness modulus in NM; and L is the moment of inertia in 1105. The upper motor 11 is equivalent to the rigid-elastic system; the parameters are defined as follows : the angular velocity of the elastic system is ©”, the torsional form is oF, and the torque is 17. When the system is operating steadily, the variables satisfy the following relations: X= [od 15 T—co—kx=0 (16) Eq. mentioned above changes to: T=co+k fwd = f(@) (17) Therefore, the above equation T can be considered as a function around 0 0. It can be noted from the properties of the rigid-elastic system that it is 7 in contrast to the reference direction of © Equation (13) can be transformed into:
— 7 1 — 11-20 )18( يمكن أن نستنتج من المعادلتين أعلاه )15( و )17( أن يكون 7 مرتبطا ب © و»ا ؛ و © هو خاصية جوهرية للنظام المرن المكافئ للمحرك العلوي؛ و »ا هو الخاصية الديناميكية بين النظام المرن وتردد الزاوية 2 ويمكن ضبط و من خلال ضبط Cc وا . يمكن ملاحظة من النظرية المذكورة أعلاه أنه عندما تكون Z تقترب من ويكون Z عددًا Ghia يكون معامل ا لانعكاس r أصغر . بالنسبة إلى المحرك العلوي 11 يقوم بتوصيل المحرك العلوي 1 بشكل جامد بعمود الحفر 12( وتفي سرعة زاوية الدوران للمحرك العلوي 1 1 : (19)“r = o, RO, بالنظر إلى الخصائص الديناميكية لماكينة الحفرء سرعة الدوران الحالية للمحرك العلوي 11 هى '؛ وعزم الدوران هو To وبعد الوقت AT يصبح © و 9؛ فان —a,) ,0( ب الح الحا 2 dt Mt At )20( يمكن التعبير عن الدالة T الموصوفة في هذه الصيغة )17( بالصيغة التالية: 7 - ه) +k ),0— ها !)21( تستخدم وحدة حساب Pl 227 في حساب قيمة تصحيح المعلمة P وقيمة تصحيح المعلمة باستخدام المعلمة المميزة الديناميكية بصيغة الحساب: te =ca k, = k )22(— 7 1 — 11-20 (18) It can be deduced from the above equations (15) and (17) that 7 is related to © and “a; and © is an intrinsic property of the elastic system equivalent to an overhead engine; and “a is the dynamic property Between the elastic system and the angle frequency 2 and and can be set by adjusting Cc and A. It can be seen from the above theorem that when Z is approaching and Z is a Ghia number the reflection coefficient r is smaller. To the upper motor 11 rigidly connects the upper motor 1 to the drilling shaft 12) and the rotation angle speed of the upper motor 1 satisfies 1 : (19)”r = o, RO, given the dynamic characteristics of the drilling machine. The current rotational speed of the upper motor 11 is ‘ and torque is To and after time AT becomes © and 9; then (a,) ,0) b h h 2 dt Mt At (20) The function T described can be expressed in this form (17) In the following form: 7 - e (+k) ),0— ha!) 21) The arithmetic unit Pl 227 is used to calculate the correction value of parameter P and the correction value of parameter using the dynamic characteristic parameter in the calculation form: te =ca k, = k (22)
— 8 1 — Ca K . a.— 8 1 — Ca K . a.
K . . حيث 7 هو قيمة تصحيح المعلمة P ؛ و هو قيمة تصحيح المعلمة | » و >“ هو معامل التناسب المحدد مسبقا بالنطاق %100-0 يمثل الشكل 4 مخططًا تخطيطيًا fad التحكم على الحلقة المغلقة؛ aig التعبير عن sang التحكم على Pl على النحو التالى: y(t) =k,e(t) + K, fe(t)ar 5 )23( فان: =o, (t)-o, (1) )1( ا )24( يمكن ملاحظة من الشكل 4 والصيغة أعلاه أنه يمكن للنظام المرن المكافئ للمحرك العلوي تحليل النظام باستخدام طريقة تحليل المجال الزمني لنظرية التحكم» وضبط المقاومة الطرفية 2 للمحرك 0 العلوي من خلال ضبط الكسب النسبى 7" والمعامل المتكامل Ki لوحدة التحكم على Pl للحصول على الصيغة (22). من بينها يتم حساب 0 و >ا كما هو موضح في الصيغة )2 1 ( . تستخدم وحدة توليد الدالة 228 في الحصول على dlls النقل المتطابقة لوحدة التحكم علي Pl المطابقة مع المعلمة المميزة الديناميكية باستخدام قيمة تصحيح المعلمة © وقيمة تصحيح المعلمة | ؛ والحصول على دالة النقل الأولي لوحدة التحكم علي PI 111 باستخدام المعلمة © والمعلمة | لوحدة التحكم علي ا© 111« وقم بحساب دالة نقل تصحيح سرعة الدوران باستخدام دالة النقل الأولية ودالة النقل المتطابقة. ووفقًا للرسم التخطيطي لمبداً التحكم على الحلقة المغلقة الموضح في الشكل 4؛ يقوم بتعيين دالة النقل الأولية الي G(s) ودالة نقل تصحيح سرعة الدوران الى dg » H(s) التحكم على الحلقة المغلقة؛ يمكن التعبير عن دالة النقل المتطابقة لوحدة التحكم 0 على PI المطابقة لمعلمة الخصائص الديناميكية 0 "© بالمعادلة التالية:K. where 7 is the correction value of the parameter P; and is the value of the corrected parameter | » and <“ is the proportionality parameter preset in the range 0-100% Figure 4 represents a schematic diagram of the closed-loop control fad; aig expresses the sang control over Pl as follows: y(t) =k,e(t) + K, fe(t)ar 5 (23) then: =o, (t (-o, (1) (1) a (24) It can be seen from Figure 4 and the above formula that the equivalent elastic system of the upper motor can analyze the system using the time domain analysis method of control theory” and adjust the terminal resistance 2 of the upper motor 0 by adjusting the gain The relative 7" and the integral modulus Ki of the controller on Pl to obtain the formula (22). Among them, 0 and >a are computed as shown in the formula (2 1). The function generating unit 228 is used to obtain the dlls The corresponding transfer of the controller Ali Pl Matching with the dynamic characteristic parameter using the correction value of parameter © and the correction value of parameter | ; and obtaining the initial transfer function of the controller Ali PI 111 using the parameter © and parameter | of the controller Ali A© 111« and calculates the tachometer correction transfer function using the initial transfer function and the corresponding transfer function.According to the closed-loop control principle diagram shown in Fig. 4, sets the tachometer correction transfer function to G(s) and the tachometer correction transfer function to dg » H( s) closed-loop control; The corresponding transfer function of controller 0 on PI corresponding to the dynamic property parameter 0 "© can be expressed by the following equation:
— 9 1 — G(s )© ٍ ٍٍ 6-0 )25( 1 1 H(s)=————— G(s) G(s) )26( حيث )8( هو دالة نقل تصحيح سرعة الدوران» و G0) هو دالة النقل المتطابقة. G(s), 5 هو دالة النقل الأولية. وحدة ضبط سرعة الدوران 229 تستخدم فى إخراج قيمة تصحيح سرعة الدوران إلى المحرك العلوي 1 باستخدام قيمة قياس عزم الدوران ودالة نقل تصحيح سرعة الدوران للتحكم في المحرك العلوي 1 1 لقيادة عمود الحفر 2 1 للتدوير Lg لقيمة سرعة الدوران المحددة مسبقا . ويحصل المحرك العلويي 11 على قيمة سرعة الدوران المحددة من خلال الجمع بين قيمة السرعة المحددة مسبقًا— 9 1 — G(s) © 6-0 (25) 1 1 H(s)=————— G(s) G(s) (26) where (8) ( is the rotational speed correction transfer function” and G0) is the corresponding transfer function. G(s), 5 is the initial transfer function. Rotational speed adjustment unit 229 is used to output the rotational speed correction value to the upper motor 1, using the torque measurement value and the rotational speed correction transmission function to control the upper motor 1 1 to drive the drilling shaft 2 1 to rotate Lg to the preset rotational speed value. The upper motor 11 obtains the set rpm value by combining the preset rpm value
0 1 وقيمة تصحيح de ys الدوران » مما يدفع عمود الحفر 2 1 للتدوير Gg لقيمة سرعة الدوران المحددة. في هذا النموذج؛ يشتمل نظام التحكم Wad على وحدة عرض المدخلات 23 التي تستخدم في إدخال معلمة مميزة لاهتزاز التوقف والانزلاق أو معلمة المحرك العلوي؛ أو عرض سرعة الدوران وعزم الدوران المخرج من المحرك العلوي. وكما هو مبين في الشكل 5؛ فهو الرسم التخطيطي لواجهة إعداد المعلمات لوحدة عرض المدخلات.0 1 and the rotation de ys correction value » which drives the drill shaft 2 1 to rotate Gg to the specified rotational speed value. in this form; The Wad control system has an input display module 23 which is used to input a characteristic stop-and-slip vibration or overhead engine parameter; Or display the rotational speed and output torque of the upper motor. As shown in Figure 5; It is the parameter setting interface diagram of the input display module.
بالإشارة إلى الشكلين 6 و 7« يوضح الشكل 6 عملية تغيير سرعة الدوران وعزم الدوران للمحرك العلوي بعد بدء تشغيل نظام التحكم المذكور في الاختراع الحالي. فيما بينهاء يمثل الخط A عزم الدوران» وبمثل الخط 8 سرعة الدوران» Jiang الخط © إشارة التوقف والانزلاق لنظام التحكم؛ ويمثل الخط D درجة اهتزاز التوقف والانزلاق. ويقوم ببدء تشغيل نظام التحكم علي الساعة (Sarg «0:12:29 ملاحظة أن نظام التحكم يتخلص من اهتزاز التوقف والانزلاق حسب تقلباتWith reference to Figures 6 and 7.” Figure 6 shows the process of changing the rotational speed and torque of the upper motor after starting the control system of the present invention. Between them line A represents torque” and line 8 represents rotational speed” Jiang line © the stop-and-slip signal of the control system; Line D represents the degree of stopping and slipping vibration. And it starts the control system on the watch (Sarg «0:12:29] Note that the control system gets rid of the vibration of stopping and slipping according to the fluctuations
STK B Lal 20 القضاء على اهتزاز التوقف والانزلاق ؛ يصبح تقلب الخط A صغيرا . Tass الشكل 7 عملية تغير سرعة الدوران وعزم الدوران للمحرك العلوي بعد ايقاف تشغيل نظام التحكم. ويقوم بإيقاف تشغيل نظام التحكم علي الساعة 8:48:45؛ وبصبح تقلب الخط A كبيرا تدريجياً.STK B Lal 20 Elimination of stop and slip vibration; The volatility of line A becomes small. Tass Fig. 7 The process of changing the rotational speed and torque of the upper engine after the control system is turned off. He turns off the control system at 8:48:45; And the fluctuation of line A becomes gradually large.
— 0 2 — الشكل 8 هو الرسم التخطيطي لطريقة للتحكم في مقاومة اهتزاز التوقف والانزلاق لعمود الحفر Wy للنموذج المذكور في الاختراع الحالي. وبتم تطبيق طريقة التحكم المذكورة في النموذج على ماكينة eal) وتشمل ماكينة الحفر المحرك العلوي وجهاز الحفر؛ والمحرك العلوي يتضمن وحدة التحكم على PI ووحدة التحكم على المحرك والمحرك؛ ووحدة التحكم على Pl المذكورة أعلاه تستخدم في توليد إشارة تحكم وفقًا لقيمة سرعة الدوران المحددة؛ ووحدة التحكم على المحرك تستخدم في التحكم علي حركة المحرك وفقًا lay التحكم المذكورة أعلاه؛ وجهاز الحفر يشتمل على عمود الحفر والمِثّبٌ؛ وعمود الحفر المذكور أعلاه يستخدم في نقل سرعة الدوران وعزم دوران المحرك إلى المِنْكبٌ لتوفير القوة CE) لتكسير طبقة الصخور. وهذه طريقة التحكم تشمل الخطوات التالية: 1: تستخدم في الحصول على المعلمة المميزة لخاصية اهتزاز التوقف والانزلاق؛ وحساب تردد 0 زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق باستخدام المعلمة المميزة لاهتزاز التوقف والانزلاق المكتسبة بصيغة الحساب: ع Jy حيث ”" هو معامل الصلابة لعمود الحفر بالوحدة (NM و7 هو لحظة القصور الذاتى لعمود الحفر بالوحدة NMS” 5 52: قيمة قياس عزم الدوران المكتسبة من خلال قياس عزم الدوران المخرج من المحرك العلوي؛ ويقوم بحساب مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق باستخدام dad قياس عزم الدوران المذكورة أعلاه بصيغة الحساب: ssor - 22 T حيث 7 هو متوسط قياسات عزم الدوران خلال دورة حسابية؛ معبراً عنه على النحو التالى: 2 r=—=>T N= 20— 0 2 — Figure 8 is the schematic diagram of a method for controlling the stop-and-slip vibration resistance of a Wy drill rod of the embodiment of the present invention. The control method mentioned in the model is applied to the eal machine. The drilling machine includes the upper motor and the drilling rig; The upper engine includes the control unit on the PI, the control unit on the engine and the motor; The controller on the Pl mentioned above is used to generate a control signal according to the set rotational speed value; The control unit on the motor is used to control the movement of the motor according to the above control lay; The drilling rig includes the drill rod and the anchor; The above drill shaft is used to transmit the rotational speed and torque of the motor to the anvil to provide force (CE) to break the rock layer. This control method includes the following steps: 1: It is used to obtain the characteristic parameter of the sliding and stop vibration; And calculate the frequency 0 of the stop-slip vibration angle using the acquired stop-slip vibration characteristic parameter with the calculation formula: p Jy where “” is the modulus of stiffness of the drill rod in units (NM) and 7 is the moment of inertia of the drill rod in units NMS” 5 52 : the torque measurement value gained by measuring the torque output from the upper motor; calculates the stop-and-go vibration index using the above mentioned torque measurement dad with the calculation formula: ssor - 22 T where 7 is the average of the torque measurements over an arithmetic cycle, expressed as: 2 r=—=>T N= 20
— 1 2 — 7 هو الانحراف المعياري لقياسات عزم الدوران خلال 550 حسابية؛ معبراً die على النحو التالى: (TT) >= = ,0 r N — i Cua هو القيمة في الوقت الحقيقي لقياس عزم الدوران في وقت أ حيث أ هو الرقم التسلسلي لدورة حسابية؛ و N هو عدد ad قياسات عزم الدوران في دورة حسابية؛— 1 2 — 7 is the standard deviation of torque measurements over 550 calculations; die expressed as: (TT) >= = 0 , r N — i Cua is the real-time value of the measured torque at time a where a is the serial number of the arithmetic cycle; and N is the number of torque measurements ad in an arithmetic cycle;
3: تستخدم في تحديد ما إذا كان مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق أكبر من قيمة محددة مسبكًا؛ 4: عندما يكون مؤشر اهتزاز التوقف والانزلاق أكبر من قيمة محددة مسبقًا؛ تستخدم فى حساب المقاومة المميزة لعمود الحفر باستخدام المعلمات المميزة لاهتزاز التوقف والانزلاق المكتسبة بصيغة الحساب:3: Used to determine whether the stop and slide vibration index is greater than a specified value foundry; 4: When the stop and slide vibration index is greater than a preset value; It is used to calculate the characteristic resistance of the drill rod using the characteristic parameters of the stop and slip vibration obtained with the calculation formula:
0 ملاح حيث © هو معامل مرونة القص لعمود الحفر بالوحدة (NIST و 0 هو كثافة عمود الحفر بالوحدة KEM و 7" هو لحظة القصور الذاتى القطبى بالوحدة "10 معبراً عنه على النحو0 is navigator where © is the modulus of shear elasticity of the drill rod in units of NIST, 0 is the drill rod density in units of KEM, and 7 is the polar moment of inertia in units of 10 expressed as
; 7 0 —d* ); 7 0 —d* )
Dg 7” 220: Wl هو القطر الخارجى لعمود الحفر بالوحدة 07 ؛ و هو القطر الداخلى لعمود الحفر بالوحدة 77 ؛Dg 7” 220: Wl is the outer diameter of the drill rod of unit 07; It is the inner diameter of the drill rod of unit 77;
5 55: تستخدم في الحصول على معلمات المحرك العلوي؛ وحساب لحظة القصور الذاتى للمحرك العلوي باستخدام معلمات المحرك العلوي بصيغة الحساب: 7 )7+ 7-7 Cua 7 هو عدد المحركات العلوية؛ و 7 هو نسبة نقل الحركة للتروس للمحرك العلوي؛ و 7# هو لحظة القصور الذاتي لدوار المحرك؛ و To هو لحظة القصور HA لجسم المحرك العلوي؛5 55: used to obtain the upper engine parameters; Calculate the moment of inertia of the upper motor using the upper motor parameters with the formula: 7 (7 + 7 - 7 Cua 7 is the number of the upper motors; and 7 is the transmission gear ratio of the upper drive; and 7# is the moment of inertia of the motor rotor; and To is the moment of inertia HA of the upper motor body;
— 2 2 — :S6 تستخدم في تحويل المحرك العلوي إلى النظام المرن؛ وحساب معامل الصلابة للنظام المرن باستخدام تردد زاوية اهتزاز التوقف والانزلاق ولحظة القصور الذاتي للمحرك العلوي بصيغة الحساب: - م وحساب المعلمات المميزة الديناميكية للنظام المرن باستخدام المقاومة المميزة لخاصية عمود الحفر بصيغة الحساب: عع k=wlJ, حيث © هي معامل التخميد للنظام المرن بالوحدة (NMS 0 المميزة الديناميكية بصيغة الحساب: te =ca k =k K, Cua هو قيمة تصحيح المعلمة P 6و k, هى قيمة تصحيح المعلمة | و © هو معامل التناسب المحدد مسبقا؛ 8: تستخدم في الحصول على دالة نقل المطابقة لوحدة التحكم علي Pl المتطابقة مع المعلمة 5 المميزة الديناميكية باستخدام قيمة تصحيح المعلمة P وقيمة تصحيح المعلمة | ؛ والحصول على alla النقل الأولية لوحدة التحكم على Pl باستخدام معلمة ا ومعلمة | لوحدة التحكم على Pl وحساب دالة نقل تصحيح سرعة الدوران باستخدام دالة النقل الأولية ودالة النقل المتطابقة المذكورتين أعلاه؛ على نحو مفضلء صيغة حساب دالة Jay تصحيح سرعة الدوران هى: 1 1 H(s)=————— وده G(s) G(s)— 2 2 — S6: Used to convert the upper engine to the flexible system; Calculation of the rigidity coefficient of the elastic system using the frequency of the stop-and-slide vibration angle and the moment of inertia of the upper engine with the formula: -m and the calculation of the dynamic characteristic parameters of the elastic system using the characteristic resistance of the drill rod characteristic with the formula: P k = wlJ, where © is the damping coefficient of the system Elastic unit (NMS 0) Dynamic characteristic In the calculation form: te =ca k =k K, Cua is the correction value of P 6, k, is the correction value of parameter | and © is the coefficient of proportionality predetermined; 8: used to obtain the corresponding transfer function of the controller on Pl matched with the dynamic characteristic parameter 5 using the correction value of parameter P and the correction value of parameter | ; and to obtain the initial transfer alla of the controller on Pl using Parameter A and parameter | of the controller on Pl and calculate the tachometer correction transfer function using the above-mentioned elementary transfer function and identical transfer function; preferably the formula for calculating the tachometer correction Jay function is: 1 1 H(s)=— ———— This is G(s) G(s).
— 3 2 — حيث )8( هو دالة نقل تصحيح سرعة الدوران» و G0) هو دالة النقل المتطابقة. G(s), هو دالة النقل الأولية. 9: تستخدم في اخراج قيمة تصحيح سرعة الدوران إلى المحرك العلوي باستخدام قيمة قياس عزم الدوران ودالة نقل تصحيح سرعة الدوران للتحكم في المحرك العلوي لقيادة عمود الحفر للتدوير Gay 5 لقيمة سرعة الدوران المحددة المذكورة أعلاه. في هذا النموذج؛ بعد الخطوة 59؛ تشتمل طريقة التحكم المذكورة أعلاه Wad على: 0: تحديد ما إذا كان قد تم القضاء علي اهتزاز التوقف والانزلاق بنجاح؛ :S11 إذا لم تنجح؛ أعد ضبط معامل التناسبء وأعد اجراء الخطوة 54 مرة أخرى ما ورد أعلاه هو نموذج الاختراع الحالي فقطء ولا يهدف الي تقييد نطاق الاختراع؛ ويهدف الي استخدام البنية المكافئة أو تحويلات العملية المكافئة المذكورة في دليل تعليمات الاختراع ومحتويات الرسومات الملحقة أو تطبيقها بشكل مباشر أو غير مباشر على مجالات تقنية أخرى ذات dla ويتم تضمين كلها في نطاق الحماية لبراءات الاختراع الحالي.— 3 2 — where (8) is the rotational speed correction transfer function” and G0) is the congruent transfer function. G(s), is the elementary transfer function. 9: Used to output the rotational speed correction value to the upper motor, using the torque measurement value and the rotational speed correction transmission function to control the upper motor to drive the drill shaft to rotate Gay 5 to the above specified rotational speed value. in this form; after step 59; The above control method Wad includes: 0: Determine whether the stop-and-skid vibration has been successfully eliminated; S11: If not successful; Reset the proportionality parameter and repeat step 54 again. The above is an embodiment of the present invention only and is not intended to limit the scope of the invention; It aims to use the equivalent structure or equivalent process transformations mentioned in the patent instruction manual and the contents of the accompanying drawings or apply them directly or indirectly to other technical fields with dla and all of them are included in the scope of the current patent protection.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611179935.6A CN106598091B (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | A kind of control system and method for eliminating drill string stick slip vibration |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SA519402183B1 true SA519402183B1 (en) | 2022-11-27 |
Family
ID=58601809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SA519402183A SA519402183B1 (en) | 2016-12-19 | 2019-06-18 | Control System and Method for Eliminating Stick-Slip Vibration of Drill String |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106598091B (en) |
SA (1) | SA519402183B1 (en) |
WO (1) | WO2018113319A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106598091B (en) * | 2016-12-19 | 2019-11-05 | 四川宏华电气有限责任公司 | A kind of control system and method for eliminating drill string stick slip vibration |
CN107229599B (en) * | 2017-06-21 | 2020-11-10 | 西南石油大学 | Method for monitoring torsional vibration of drill column |
CN109162692A (en) * | 2018-08-29 | 2019-01-08 | 北京四利通控制技术股份有限公司 | A kind of soft torque control system and method |
CN112528784B (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-21 | 中国地质大学(武汉) | Stick-slip and jump drill abnormity identification method for normal drill string vibration signal |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010039342A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Halliburton Energy Services Inc. | Method and system for predicting performance of a drilling system |
CN201301701Y (en) * | 2008-11-25 | 2009-09-02 | 天水电气传动研究所有限责任公司 | Flexible torque control system of electrical drilling machine rotating disc |
CN101408100B (en) * | 2008-11-25 | 2012-09-05 | 天水电气传动研究所有限责任公司 | Method and system for controlling rotary tray flexible torque of electric drill |
US8453764B2 (en) * | 2010-02-01 | 2013-06-04 | Aps Technology, Inc. | System and method for monitoring and controlling underground drilling |
US9458679B2 (en) * | 2011-03-07 | 2016-10-04 | Aps Technology, Inc. | Apparatus and method for damping vibration in a drill string |
CN104018821B (en) * | 2014-04-28 | 2017-05-24 | 安徽多杰电气有限公司 | Flexible torque control system capable of eliminating stick-slip vibration of drill column and control method |
CN104035371B (en) * | 2014-04-29 | 2016-08-24 | 西北工业大学 | A kind of system and method based on active disturbance rejection method suppression drilling rod stick slip vibration |
CN103941634B (en) * | 2014-04-29 | 2016-08-17 | 西北工业大学 | A kind of system and method based on internal model control method suppression drilling rod stick slip vibration |
CN103939082B (en) * | 2014-04-29 | 2016-06-15 | 西北工业大学 | A kind of system and method suppressing drilling rod stick slip vibration based on active damping method |
CN103941635B (en) * | 2014-04-29 | 2016-08-24 | 西北工业大学 | A kind of system and method suppressing drilling rod stick slip vibration |
CN103941632B (en) * | 2014-04-29 | 2016-08-24 | 西北工业大学 | A kind of system and method based on adaptive method suppression drilling rod stick slip vibration |
CN106598091B (en) * | 2016-12-19 | 2019-11-05 | 四川宏华电气有限责任公司 | A kind of control system and method for eliminating drill string stick slip vibration |
-
2016
- 2016-12-19 CN CN201611179935.6A patent/CN106598091B/en active Active
-
2017
- 2017-08-15 WO PCT/CN2017/097435 patent/WO2018113319A1/en active Application Filing
-
2019
- 2019-06-18 SA SA519402183A patent/SA519402183B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106598091A (en) | 2017-04-26 |
CN106598091B (en) | 2019-11-05 |
WO2018113319A1 (en) | 2018-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SA519402183B1 (en) | Control System and Method for Eliminating Stick-Slip Vibration of Drill String | |
US10584572B2 (en) | Method and system for damping vibrations in a tool string system | |
EP1893955B1 (en) | Method of weight determination of a load carried by a lifter of a lifting device and weighing device | |
US10724357B2 (en) | Method and device for estimating downhole string variables | |
JP5579702B2 (en) | Device for measuring torque transmitted by a power shaft | |
AU2008251146A1 (en) | Weight estimation for excavator payloads | |
US20140318865A1 (en) | Method and system for controlling vibrations in a drilling system | |
DK179285B1 (en) | Method of weight determination of a load carried by a lifter of a lifting device and weighing device | |
BRPI0917046B1 (en) | method to estimate the instantaneous rotational speed of a lower well structure | |
NO20130486A1 (en) | DRILL MANAGEMENT SYSTEM AND PROCEDURES | |
NO20101280L (en) | Control unit with distributed sensors for active vibration damping from the surface | |
CA2822344A1 (en) | Controlling vibrations in a drilling system | |
Kyllingstad | A comparison of stick-slip mitigation tools | |
US9285284B2 (en) | Torque estimation method for transmission clutch | |
WO2009053647A8 (en) | Method for estimating the characteristic parameters of a cryogenic tank, in particular the geometric parameters of the tank | |
WO2016183372A1 (en) | Slurry process meter | |
CN105190075B (en) | The method and apparatus of pre-filled wet clutch | |
WO2016037815A1 (en) | Calibrating a plummet-type fill state measuring device | |
JP6371010B1 (en) | Positioning control device for actuator with wave gear device by state observer combined type full closed control | |
CN113688482A (en) | Simulation method for drill string stick-slip vibration dispersion quality | |
JP2011115825A (en) | Method of suppressing and controlling torsional vibration of shaft of rolling mill | |
Liu et al. | Modeling compression of structured soils. | |
Eichhorn et al. | Uplift resistance of a buried pipeline in silty soil on slopes | |
JP2741413B2 (en) | Ground strength measurement method | |
Deckner et al. | Major vibration source during vibratory sheet pile driving–Shaft versus toe |