摘要：钻井液流量的大范围变动容易导致旋转导向钻井工具空间角度位置控制的适应性差，具体表现为系统在某钻井液流量条件下整定的控制参数，在其他流量条件下常常是不稳定的，出现角度的振荡摆动、控制失稳。通过对涡轮电机电磁转矩与钻井液流量和控制信号动态关系的分析，建立了涡轮电机的动力学模型，模型表明电磁转矩的大小与流量和控制作用的乘积有一定比例关系，电磁转矩随钻井液流量呈动态变化，从而导致了控制的失稳。基于此提出了一种乘积型电磁转矩电压前馈补偿方法，经过前馈补偿后的电机电磁转矩的大小只与控制作用相关，而与钻井液流量无关，从而将一个非线性时变环节变换成了一个线性时不变环节；通过仿真分析与台架试验均验证了该方法的有效性，为实现平台系统在钻井液流量宽范围变化条件下的稳定控制提供了一种简便有效方法。

关键词：钻井液 导向钻井 电磁转矩 前馈控制 涡轮电机 

单位：西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室 陕西西安710065