动态指向式旋转导向钻井技术是目前发展水平最高的钻井技术,其核心部件稳定平台的动态性能与控制效果,决定了钻进方向控制的准确度和井眼质量。而钻井过程的高温高压、强振动等恶劣环境,导致稳定平台驱动电机的负载扰动多变、电机参数摄动等情况。本文以自主研发的动态指向式旋转导向钻井工具原理样机为对象,深入研究自抗扰控制技术及其应用。主要研究内容与结论如下:一、了解旋转导向钻井技术的国内外发展现状,掌握各类导向钻井工具的工作原理,明确动态指向式旋转导向钻井工具的优势及其研究意义。二、阐述动态指向式旋转导向钻井工具原理样机的工作原理,明确了动态指向式旋转导向钻井工具的控制目标,并设计测量与控制方案。三、完善了动态指向式旋转导向钻井工具系统的模型。在熟悉控制系统结构的基础上,通过分析井下粘滑特性和干扰,确定了基于自抗扰控制技术的工具面角控制方案。通过优化自抗扰控制器结构与参数设置,实现永磁同步电机转速及导向钻井工具工具面角的快速与准确控制。四、将自抗扰控制应用于仿真模型与原理样机的稳定平台电机转速环、位置环控制,针对不同钻井工况,进行负载扰动仿真与实验测试。与PID控制相比,自抗扰不仅具有良好的动态性能,而且具有更好的抗干扰性能。五、建立基于模型的自抗扰控制器。模拟不同工况,进行稳定平台电机转速环、位置环的仿真测试,分析自抗扰控制与基于模型的自抗扰控制效果,结果表明:与常规自抗扰控制相比,基于模型的自抗扰控制分抗扰动性能有明显提升,尤其是在粘滑工况下,基于模型的自抗扰控制可以更好地抑制粘滑扰动。