[发明专利]基于FPGA的海底泥浆举升泵控制技术

摘要

本发明属于深水油气田开发钻完井工程控制领域，涉及一种基于FPGA的海底泥浆举升泵控制技术。该控制技术通过压力变送器检测海底泥浆举升泵入口压力值，根据压力偏差信号，基于合理的控制算法和控制策略，通过变频器控制水下电机，调节海底泥浆举升泵的转速、改变泵的流量与扬程，从而维持海底泥浆举升泵的入口压力保持在某一恒定值附近，实现对海底泥浆举升钻井系统中举升泵入口压力的控制。基于FPGA的控制单元由FPGA及相应的外围电路构成，主要完成模糊PI控制算法、A/D时序控制、D/A时序控制及与MATLAB的通讯等功能。PC机作为上位机完成监控和数据管理功能，并可根据需要对下位机设定和更改控制参数。该控制技术对海底泥浆举升泵具有较好的控制效果，能够满足海底泥浆举升钻井系统对控制技术速动性、可靠性的需求，为双梯度钻井技术作业提供了保证。

主权项

一种基于FPGA(Field‑Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)的海底泥浆举升泵控制技术，其特征在于：它以海底泥浆举升钻井系统硬件系统为对象，包含基于FPGA的海底泥浆举升钻井系统控制技术；所述海底泥浆举升钻井硬件系统由吸入模块、海底泥浆举升泵模块、泥浆返回管线模块、管缆绞车模块、软管悬挂平台模块、电气设备集装箱和控制台集装箱；所述吸入模块安装于钻井井口收集井眼环空顶部的返回泥浆；所述海底泥浆举升泵的入口通过吸入软管与吸入模块出口相连，其出口与所述泥浆返回管线相连，在水下电机的带动下将泥浆返回到钻井平台上；所述管缆绞车用于下放海底泥浆举升泵，同时提供电气设备集装箱和海底泵组之间的动力和信号传输通道；所述软管悬挂平台模块是返回管线上部接头的设备；所述电气设备集装箱和控制台集装箱为水下电机提供电力，并控制其转速。