控压钻井是一种复杂的钻井工艺,自动节流管汇上节流阀的控制是实现井底压力精确控制的关键技术。首先,建立控压钻井装置中液动节流阀的动态模型,该节流阀采用比例伺服阀作为液压调节元件,采用控制器控制比例伺服阀的阀芯移动改变液动节流阀液压缸中液压油的流入量,进而实现对液动节流阀阀位的控制。其次,提出一种基于深度强化学习的液动节流阀阀位控制策略,该策略利用DQN(Deep Q-Network)算法,通过液动节流阀和智能体相互交换过程中学习比例伺服阀对液动节流阀阀位的控制。最后,通过仿真和现场试验验证了阀位控制策略的有效性,为成功实施控压钻井提供了保障。

在控压钻井过程中,常规钻井节流阀压降梯度大,冲蚀较强,在开关度控制精度为3%~5%时误差大,达不到精细控压工艺要求。针对上述问题,利用CAD和流体仿真软件建立油田常用PFF系列直通式平板节流阀的力学模型,对其在不同开度下的阀芯压降变化进行分析,仿真结果和现场实际记录结果相符。在基于分流减压的优化方案后,对阀板结构进行改进,新型节流阀阀孔设计为盾牌形。优化结果表明:新型直通式平板节流阀在现场常用的开度区间(20%~40%)内压降呈线性变化趋