【摘要】：液壓舉升系統(tǒng)是油田帶壓作業(yè)裝置在修井作業(yè)中的核心部件,一般采用雙路液壓缸同步驅(qū)動(dòng),其穩(wěn)定性和作業(yè)精度直接影響了整個(gè)裝置的性能。本課題主要研究泵閥協(xié)控電液伺服系統(tǒng)在帶壓作業(yè)裝置中的應(yīng)用問(wèn)題。利用泵閥協(xié)控的思想,對(duì)帶壓作業(yè)裝置液壓舉升系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì),針對(duì)裝置的工作特性,將舉升油管的工作過(guò)程分為泵控模式和閥控模式,對(duì)油管的位置進(jìn)行分時(shí)段控制。一個(gè)工作循環(huán)中,泵控模式運(yùn)行精度要求不高的大部分路程,此時(shí)效率高,節(jié)能;在油管需要定位時(shí)采用閥控模式,以滿足系統(tǒng)較高的定位精度和同步精度。針對(duì)工作模式下系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)的不同,分別建立了泵控模式和閥控模式下系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析了不同模式和不同工況下系統(tǒng)模型的異同。泵控模式下,雙路系統(tǒng)的同步性由分流集流閥決定,只需對(duì)單路系統(tǒng)進(jìn)行研究。設(shè)計(jì)PID控制器對(duì)標(biāo)稱系統(tǒng)進(jìn)行校正,并對(duì)不同工況下系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)的情況進(jìn)行分析,建立魯棒控制模型,設(shè)計(jì)了魯棒Hinf控制器。利用MATLAB/Simulink進(jìn)行了仿真分析,研究參數(shù)大范圍攝動(dòng)情況下,PID控制器和魯棒控制器的信號(hào)跟蹤性能。仿真結(jié)果顯示魯棒控制器對(duì)參數(shù)攝動(dòng)帶來(lái)的影響有較好的抑制效果,具有良好的信號(hào)跟蹤能力。閥控模式下,雙路系統(tǒng)的同步性由兩個(gè)伺服閥進(jìn)行控制。對(duì)閥控系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)情況進(jìn)行建模,設(shè)計(jì)PID和魯棒控制器,對(duì)單路系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真分析。為了減小雙路系統(tǒng)的同步誤差,搭建三種經(jīng)典同步控制回路來(lái)進(jìn)行控制,并進(jìn)行了仿真分析,比較分析三種同步控制方案對(duì)同步誤差的控制效果。最后基于Simulink的xPC Target模塊和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的兩套液壓伺服實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建半物理仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行閥控模式系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。針對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的參數(shù),分別設(shè)計(jì)出兩套系統(tǒng)的PID控制器和魯棒Hinf控制器,對(duì)單路系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)的信號(hào)跟蹤能力;對(duì)雙路系統(tǒng),通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析三種不同的同步控制回路在分別采用魯棒Hinf和PID控制器時(shí)系統(tǒng)同步誤差的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒 論目的田的開采已經(jīng)到了中后期，修井放噴溢流作業(yè)或者是壓井循環(huán)作壞，，影響油田可持續(xù)的作業(yè)；壓為不壓井技術(shù)，是在不溢流、不作業(yè)技術(shù)可以保護(hù)油氣層，降低海洋油田產(chǎn)能由于開采技術(shù)的限田上繼續(xù)挖掘潛能，在這樣的背

如圖1-2 所示。相比于固定式的修井設(shè)備，它具有機(jī)動(dòng)性高、便于運(yùn)輸和安全可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，極大地提高了作業(yè)效率，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[10]。國(guó)外的帶壓作業(yè)技術(shù)發(fā)展到 21 世紀(jì)初期，已經(jīng)出現(xiàn)了比較完善的不壓井修井設(shè)備，在實(shí)際作業(yè)中效果非常好。燕山大學(xué)的姚春東[11]對(duì)美國(guó) Bake 公司生產(chǎn)的HRL-142 型帶壓作業(yè)裝置的動(dòng)力系統(tǒng)和液壓舉升系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，該裝置能夠在作業(yè)過(guò)程中由主換向閥的人工操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸位置的任意控制，而不用去考慮負(fù)載的方向和大小。該裝置舉升液壓缸系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了液壓元件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得元件數(shù)量和管路分布的復(fù)雜程度大大降低。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE935

【參考文獻(xiàn)】

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2 劉峰;王太星;魏景山;顏家福;;不壓井作業(yè)裝置舉升液控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J];液壓與氣動(dòng);2013年08期

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