视频和网络研讨会系列

钻井系统建模与自动化“,

油气行业正在努力通过钻井系统自动化来提高作业效率和成本。最近,建模算法、人工智能和物联网等几种技术出现了融合。这为使用模型设计和测试设备创造了机会。将基于物理的模型与数据驱动的建模技术相结合,可以加快钻机系统的整体产品开发时间,并灵活地优化设计参数。这些也是‘数字双”。

本视频系列探讨了钻井系统建模,重点介绍了地面设备,包括绞车、顶驱和泥浆泵。我们将演示以下要素:

  1. 构建基于物理的模型,并使用预先构建的块合并控件。
  2. 使用自动参数估计将模型校准到现场数据,以创建数字双胞胎。
  3. 在给定的操作约束条件下,使用数字孪生优化系统性能。
  4. 在数字孪生上实现基于状态的监控逻辑,用于测试控制逻辑。
  5. 根据系统需求对控制逻辑进行验证、确认和测试的形式化方法。
  6. 直接从模型生成PLC和c++代码。此代码可用于快速原型设计、嵌入式代码部署或硬件在环(HIL)测试。
  7. 导入现有PLC代码进行验证和测试。

第1部分:数字双胞胎介绍利用MATLAB和Simu万博1manbetxlink建立基于物理的地面钻井设备模型,用于数字孪生应用和钻井系统自动化。

第2部分:Simulink和Simscape介绍万博1manbetx万博1manbetx采用Simulink和Simscape对绞车和大批量装配进行建模。SOLIDWORKS组件导入Simulink。万博1manbetx通过在电气领域建模引入了Simscape Electrical。

第3部分:用现场数据验证模型通过将模型与现场数据进行校准,建立了地面钻井设备的数字双胞胎。

第4部分:使用仿真优化系统性能建立了一个优化的查找表,允许操作人员在给定的操作限制下以最大速度控制绞车。这被合并到控制逻辑中,以确保操作人员的限制。

第五部分:监控逻辑设计自动司钻逻辑被建立,感知质量和顶部驱动器的电流位置,并动态调整电机速度设定值。基于状态的监控逻辑是用Stateflow构建的。

第6部分:逻辑验证和测试使用形式化方法对绞车控制逻辑进行测试、验证和验证。单击按钮生成测试用例,并发现建模错误。

第7部分:PLC代码生成控制器的PLC代码和模型的c++代码在点击按钮时生成。稍后,这将用于实时测试。

第8部分:实时测试:HIL模拟采用HIL模拟进行无风险测试和虚拟钻井。控制算法部署在PLC上,环境模型部署在实时目标机上。

第9部分:PLC梯形图导入将遗留的PLC代码导入Simulink进行测试和验证。万博1manbetx