[发明专利]一种用于自动垂直钻井系统的纠斜控制方法及装置

权利要求书

1.一种用于自动垂直钻井系统的纠斜控制方法，其特征在于，包括：

实时监测井斜角的值；

若井斜角的值超过预设阈值，则根据所述井斜角的值计算出三个推力给定值，并将该三个推力给定值发送到控制系统；

所述控制系统根据该三个推力给定值计算得到三个电机转速给定值；

根据该三个电机转速给定值，三个电机通过磁力连轴器带动油泵运转；

通过该油泵的运转，液压系统驱动活塞控制三只肋板以相应的推力支撑井壁，纠正主轴回到垂直位置。

2.如权利要求1所述用于自动垂直钻井系统的纠斜控制方法，其特征在于：所述将该三个推力给定值发送到控制系统，具体为：将该三个推力给定值通过I²C总线的主从模式下发给控制系统。

3.如权利要求1所述用于自动垂直钻井系统的纠斜控制方法，其特征在于：所述控制系统根据该三个推力给定值计算得到三个电机转速给定值具体为：

将所述三个推力给定值与推力反馈值进行比较，得到推力偏差值；

将所述推力偏差值发送到PI调节器进行调节，得到三个电机转速给定值。

4.如权利要求1所述用于自动垂直钻井系统的纠斜控制方法，其特征在于：所述根据该三个电机转速给定值，三个电机通过磁力连轴器带动油泵运转，具体为：

所述三个电机通过对三个电机转速给定值对应的三路霍尔脉冲信号倍频，得到三路三倍的霍尔信号，并将该三路三倍的霍尔信号换算成三个电机转速值；

所述三个电机根据该三个电机转速值通过磁力连轴器带动油泵运转。

5.如权利要求4所述用于自动垂直钻井系统的纠斜控制方法，其特征在于：所述对三个电机转速给定值对应的三路霍尔脉冲信号倍频具体为：

将所述三路霍尔脉冲信号两两相与后，再进行或运算，得到三倍频率的霍尔脉冲信号。

6.如权利要求1所述用于自动垂直钻井系统的纠斜控制方法，其特征在于：所述液压系统驱动活塞控制三只肋板以相应的推力支撑井壁，具体为：

所述液压系统通过逐步逼近结合积分分离的PI控制算法驱动活塞控制三只肋板。

7.一种用于自动垂直钻井系统的纠斜控制装置，其特征在于，包括：

测斜单元，用于实时监测井斜角的值；

推力传送控制单元，用于当井斜角的值超过预设阈值时，根据所述井斜角的值计算出三个推力给定值，并将该三个推力给定值发送到PI调节器；

PI调节器，用于根据该三个推力给定值计算得到三个电机转速给定值；

转速调节器，用于根据该三个电机转速给定值调节三个电机的转速，并通过磁力连轴器带动油泵运转；

液压系统，用于通过该油泵的运转，驱动活塞控制三只肋板以相应的推力支撑井壁，纠正主轴回到垂直位置。

8.如权利要求7所述用于自动垂直钻井系统的纠斜控制装置，其特征在于，所述测斜系统和PI调节器之间的连接方式为I²C总线的主从模式。

9.如权利要求7所述用于自动垂直钻井系统的纠斜控制装置，其特征在于，所述转速调节器还包括倍频电路，用于对三个电机转速给定值对应的三路霍尔脉冲信号倍频，得到三路三倍的霍尔信号，并将该三路三倍的霍尔信号换算成三个电机转速值；

其中，对三个电机转速给定值对应的三路霍尔脉冲信号倍频具体为，将所述三路霍尔脉冲信号两两相与后，再进行或运算，得到三倍频率的霍尔脉冲信号。

10.如权利要求7所述用于自动垂直钻井系统的纠斜控制装置，其特征在于，所述液压系统通过逐步逼近结合积分分离的PI控制算法驱动活塞控制三只肋板。