基于AMESim的自动控向钻井液压纠偏系统动态特性仿真

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1、2010年8月机床与液压Aug．2010第38卷第l5期MACHINET00L&HYDRAULICSV0l_38No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．15．030基于AMESim的自动控向钻井液压纠偏系统动态特性仿真张军花，张萌，吴国军，孟凡贺(中国地质大学机械与电子信息学院，湖北武汉430074)摘要：运用仿真软件AMESim建立自动控向钻井纠偏液压系统的仿真模型并进行仿真，得出液压缸同、异步运动的行程一时间曲线和阀口的压力一时间曲线。改变外负载的大小进行仿真，结果表明：系统的行程一时间曲线、压力一时间曲线与改变前完全吻合，为合理

2、设计、优化三缸同异步系统提供参考。关键词：AMESim；自动控向系统；同步；异步；参数设置；仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)15—095—2SimulationofDynamicCharacteristicsforAutomaticallyControlledDrillingCorrectingHydraulicSystemBasedonAMESimZHANGJunhua，ZHANGMeng，WUGuojun，MENGFanhe(CollegeofMechanica1andElectronicEngineering，Chin

3、aUniversityofGeoscience，WuhanHubei430074，China)Abstract：Thesimulationmodeloftheautomaticallycontrolleddrillingdeviationofhydraulicsystemwasestablishedandsimula—tedbyAMESim．Thedisplacement—timecurveofhydrauliccylinderwithsynchronousmotionandthepressure—timecurveofthevalveweregained．Changin

4、gthevaluesoftheexternalload，thesimulationwasmade．Theresultsshowthatthedisplacement—timecurve，thepressure—timeCHIVeofthesystemexactlymatchtheresultsprevious．Itprovidesreferenceforreasonabledesignandop·timizationofthethreecylinderswithasynchronoussystemKeywords：AMESim；Automaticallycontrolle

5、ddrillingdeviation；Synchronization；Asynchronous；Parametersetting；Sim1llati()n随着经济的高速发展，能源越来越紧张。如何合块连接在导向套上，支撑在孔壁上，如图1所示。当理有效地勘测、开采并利用能源是一项亟待解决的难钻具垂直钻进时，3个滑块的输出力均为0；当钻具题。众所周知，钻探行业的钻探效率一直很低。自动发生偏斜时，根据测斜控向垂钻系统自动控向钻井技术是在钻进时随钻测量系统所测数据，计算出钻孑L的偏斜，发现孔斜后随即通过控制系统给出纠斜纠斜所需的各滑块的支力，使得钻孔轨迹沿着设计的方向前进，是钻探行

6、业撑力大小，由液压系统一个新的发展趋势，它能有效地解决这一难题，使资控制各个滑块的压力输源达到最大的利用。液压纠偏系统的设计对整个系出，确保准确输出一个统至关重要，如何分析液压系统，设置合理的参数，与偏斜方向相反的侧向对系统的性能很关键。采用仿真软件进行仿真可以很力，纠正钻具的弯曲和好地解决这一难题。作者基于AMESim实现液压缸倾斜，使钻具保持垂直图1纠偏系统示意图同、异步仿真。AMESim(AdvancedModelingandSim—钻进状态。ulationEnvironmentforSystemsEngineering)是世界著1．2建立模型名的工程系统高级建模与

7、仿真平台。AMESim的图形进入AMESim环境，利用Sketch模式并调用系统化用户界面使得用户可以在完整的应用模型库中选择所提供的液压库、机械库和信号库建立如图2所示的需要的模块来构建复杂系统的模型。系统模型。此系统利用双泵供油，在同步运动时，两1基于AMESim的自动控向钻井液压纠偏系统仿真个液压泵独自给运动的液压缸供油，因此不会出现因1．1纠偏系统原理简介油液分布不均而造成的不能完全实现同步运动的现由均匀分布在一个圆周上的3个可伸缩的支撑滑象。系统模型构建好之后，进入子模型模式(Subm一收稿日期：2009—07—06