则不采取调整措施，继续钻井；如果超出设定阈值，则启动伺服和制动系统12中的伺服系统；
[0018](3)伺服和制动系统12中的伺服系统调整转盘7的角度，此时，角度传感器10将转盘7的角度值反馈给角度信号处理系统13，角度信号处理系统13将反馈信号进行信号处理，并传送给动态工具面控制器14 ;
[0019](4)动态工具面控制器14判断转盘7当前的角度值是否达到设定的角度值，如果没有达到设定的角度值，则返回步骤(3)，伺服和制动系统12继续调整转盘7的角度；如果达到设定的角度值，则启动伺服和制动系统12中的制动系统；
[0020](5)伺服和制动系统12中的制动系统制动转盘7，实现刹车，锁定工具面并继续钻井，码盘装置9实时采集检测转盘电机8的转动角度，通过数控PID技术，实现转盘电机8旋转角度的精确定位；
[0021](6)返回步骤(1)，工具面解码器11持续接收井下MWD信号，实时跟踪井下工具面情况，如果工具面漂移到动态工具面控制器14设定的阈值以上时，将再次启动本实用新型动态工具面控制器14，进行新一轮的工具面自动调整作业。
[0022]码盘装置9在使用时，圆形盘体通过与其偏心的轴孔安装于变频电机的转轴上，设置在圆形盘体外圆表面外侧的传感器输出其与圆形盘体的外圆表面的距离成比例的信号，利用这些信号的周期性变化从而自动计算出转轴的转动角度，实时检测工具面角反馈的角度信息，并传输到控制系统，实现角度的精确定位，满足井下定向动力钻具工具面动态调整的需求。
[0023]本实用新型采用模糊PID结合纯滞后系统PID的策略进行控制。自适应模糊PID控制器的设计可分为两个部分，以模糊控制为粗调、PID为细调，即分为自适应模糊控制器部分和PID控制部分。两部分一起组成自适应模糊PID控制器，实现在模糊控制的基础上由PID控制系统向零点移动，实现无差控制。当工具面偏差比较大时，顶驱以步进的模式一次旋转一定角度，然后等待井下MWD的信号，检测造斜器转动角度，重复此过程，直至工具面偏差到达需要PID调节的阶段，进行精确的PID调节。自适应模糊PID控制器的设计分为两部分，它在偏差|E|较大时范围内采用模糊推理控制，以偏差e(k)和偏差变化率ec (k)作为输入，经过模糊推理，得到不同时刻PID的3个参数，在偏差IE |较小时范围采用PID精确输出。复合控制策略是在大偏差范围内采用模糊控制，在小偏差内转换成PID控制，二者的转换由程序根据事先给定的偏差范围自动实现，自适应模糊PID控制具有较小的超调量和较短的调节时间，良好的动、静态特性，更好的适应性和鲁棒性，优于常规的PID控制。
【主权项】
1.一种基于转盘电机设置有码盘的角度精确定位的检测系统，其特征在于:它包括转盘驱动系统、检测装置和钻具组合； 所述的检测装置包括MWD系统压力信号传感器(16)、工具面解码器(11)、动态工具面控制器(14)、伺服和制动系统(12)、角度信号传感器(10)和角度信号处理器(13)，MWD系统压力信号传感器(16)的输出与工具面解码器(11)相连，工具面解码器(11)的输出与动态工具面控制器(14)的一路输入连接，动态工具面控制器(14)的输出与伺服和制动系统(12)相连，伺服和制动系统(12)与转盘(7)连接，角度信号传感器(10)的输出与角度信号处理器(13)相连，角度信号处理器(13)的输出与动态工具面控制器(14)的另一路输入连接； 所述的驱动系统为转盘驱动系统，所述的转盘驱动系统包括转盘(7)、转盘电机(8)和码盘装置(9)，转盘(7)安装在钻台(6)中部，转盘(7)和转盘电机(8)相连，转盘电机(8)上安装有码盘装置(9)； 所述的钻具组合包括钻头(1)、弯曲式造斜动力钻具(2)、随钻测量系统(3)、钻杆(4)、防喷器(5)、钻台(6)、方钻杆(17)、水龙头(18)和立管(15)，钻头(I)连接弯角式造斜动力钻具(2)，弯角式造斜动力钻具(2)与随钻测量系统(3)相连，随钻测量系统(3)连接钻杆(4 )，钻杆(4 )上方连接方钻杆(17)，方钻杆(17)穿过转盘(7 )，上端与水龙头(18 )连接，水龙头(18 )上端连接立管(15 )，立管(15 )上设有MWD系统压力信号传感器(16 )。
2.根据权利要求1所述的一种基于转盘电机设置有码盘的角度精确定位的检测系统，其特征在于:所述的码盘装置(9)包括圆形盘体和传感器，圆形盘体通过与其偏心的轴孔安装在转盘电机(8)的转轴上，传感器设置在圆形盘体的表面外侧，所述的传感器通过信号处理系统与动态工具面控制器(14)相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于转盘电机设置有码盘的角度精确定位的检测系统，其特征在于:所述的防喷器(5)安装在钻台(6)下底面上方，钻杆(4)套装穿过防喷器(5)中部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于转盘电机设置有码盘的角度精确定位的检测系统，包括驱动系统、检测装置和钻具组合，检测装置包括MWD系统压力信号传感器（16）、工具面解码器（11）、动态工具面控制器（14）、伺服和制动系统（12）、角度信号传感器（10）和角度信号处理器（13），驱动系统包括转盘（7）、转盘电机（8）和码盘装置（9），钻具组合包括钻头（1）、弯曲式造斜动力钻具（2）、随钻测量系统（3）、钻杆（4）和钻台（6）。本实用新型实时检测工具面角反馈的角度信息，通过动态工具面控制器的控制，精确定位电机的转动角度，避免了调整过程中出现井下工具面漂移的现象。
【IPC分类】E21B44-00
【公开号】CN204357415
【申请号】CN201420840174
【发明人】王江阳, 李汉兴, 武广瑷, 邓果, 魏仕海, 于东奎
【申请人】四川宏华电气有限责任公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月26日