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在深水钻井中,常规钻井技术既不经济也存在较大的钻井风险。双梯度钻井技术可以有效的解决在深水钻井中常规钻井技术遇到的钻井问题。在诸多的双梯度钻井系统中,建立在无隔水管钻井技术基础上的EC-Drill钻井技术得到广泛的工业应用,获得显著的经济和环境效益。本文主要结合国家科技重大专项——大型油气田及煤层气开发子课题海底泥浆举升钻井技术研究(2008ZX05026-001-12),开展适用于我国南海双梯度钻井EC-Drill系统设计、动力传输以及控制单元研究。主要研究进展如下:1.EC-Drill钻井技术原理及配套方案分析双梯度钻井技术的工作原理,结合我国南海500-1500m水深钻井作业环境特点,提出适用于我国南海浅水、深水EC-Drill钻井技术方案,该技术方案包括总体的实现方案、关键设备研究、钻井程序研究和主要技术特点等。提出EC-Drill钻井技术井控技术方案,研究井控技术的系统组成、操作程序以及EC-Drill井控特点。2.EC-Drill系统动力传输系统设计结合动力传输系统的设计原则,完成EC-Drill钻井系统动力传输系统设计方案。通过水力学研究,确定海底泥浆举升泵组水中位置,并计算系统输出功率,对EC-Drill钻井技术动力传输系统关键设备进行研究。分析动力系统设备特性和EC-Drill钻井技术的工作环境,提出通信系统初步设计方案。3.EC-Drill钻井试验平台设计在SMD试验平台的基础上进行改造,搭建EC-Drill钻井试验平台。分析EC-Drill钻井试验平台工作环境,设计EC-Drill钻井试验平台抗干扰系统。基于LabVIEW软件设计数据采集及储存模块、串行通信模块和控制模块,并通过试验检测系统运行状况以及软件控制效果。4.EC-Drill钻井系统控制器设计基于质量守恒定律和动量守恒定律,建立EC-Drill钻井系统的低阶钻井数学模型,采用现代控制理论方法,建立EC-Drill钻井系统状态空间表达式,并设计最小阶观测器的观测-状态反馈控制器,通过模拟仿真分析控制器的控制效果。