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旋转导向钻井通讯与控制系统设计与软件开发 预览
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作者 王炳森 唐达 +3 位作者 常珍 周宇 岳前进 周佳 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2019年第1期68-70,79,I0005,I0006共6页
旋转导向是当前油气钻采井下工具导向控制的关键性技术,在长水平段水平井、大位移井、分支井等复杂井结构中应用广泛。钻井液脉冲为旋转导向钻井的主要通讯方式,其传输缓慢、有延迟、易误码等传输特性,使得对通讯编码和传输同步的要求... 旋转导向是当前油气钻采井下工具导向控制的关键性技术,在长水平段水平井、大位移井、分支井等复杂井结构中应用广泛。钻井液脉冲为旋转导向钻井的主要通讯方式,其传输缓慢、有延迟、易误码等传输特性,使得对通讯编码和传输同步的要求更为严格。另外,为方便现场工程技术人员直观掌握导向头状态和井眼轨迹的控制情况,需要建立有效的地面监控系统。针对这些问题和旋转导向钻井工程中的具体情况,考虑指令传输时间短、井下识别准确率高的原则,设计了旋转导向系统上下位机的通讯协议,并给出下行控制指令编码方案;开发了相应的通讯与控制系统,可实现控制指令下传和钻井参数实时显示,解决了旋转导向钻井设备的软件系统集成问题。系统提供了实际旋转导向控制接口和地面测试接口,满足工程实际要求。 展开更多
关键词 旋转导向钻井 钻井液脉冲 通讯协议 控制系统 软件系统集成
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旋转导向钻井工具系统的研究及运用
2
作者 刘晗 《化学工程与装备》 2019年第2期143-144,79共3页
对旋转导向钻井工具系统的设计状况进行分析,研究其在工程项目中的运用技术,旨在通过系统研究方案的优化,进行研究理念的确定,展现旋转导向钻井工具运用的价值性,为现代工程项目产业的运行及发展提供支持。
关键词 旋转导向钻井 工具系统 研究分析
基于专利数据的深层油气藏改造与开发技术发展趋势研究 预览
3
作者 周肖贝 李维波 张敏 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2019年第7期722-730,共9页
以德温特创新索引(DII)专利数据库中收录的与深层油气藏改造与开发技术相关专利进行计量分析,对深层油气藏改造与开发技术的发展趋势、区域分布、重点技术领域和主要申请机构的专利战略布局等多方面进行探讨。研究发现,美国和中国是深... 以德温特创新索引(DII)专利数据库中收录的与深层油气藏改造与开发技术相关专利进行计量分析,对深层油气藏改造与开发技术的发展趋势、区域分布、重点技术领域和主要申请机构的专利战略布局等多方面进行探讨。研究发现,美国和中国是深层油气藏改造与开发最主要的技术来源国和目标市场,主要技术方向集中于驱油技术、旋转导向钻井、聚合物在油气生产中的应用和压裂技术,后期的旋转导向钻井和压裂技术引领油气行业的第4次技术革命;主要申请机构为大型油气公司或油服公司,国外企业较注重专利的全球布局,国内企业反之;最后提出相关建议,为提升中国在该领域的核心竞争力提供决策支撑。 展开更多
关键词 油气藏改造 德温特 专利分析 旋转导向钻井
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动态指向式旋转导向钻井工具测控系统设计与性能分析 预览
4
作者 刘建华 佀洁茹 +3 位作者 耿艳峰 张卫 王伟亮 王凯 《石油钻探技术》 CSCD 北大核心 2018年第6期59-64,共6页
为了开发高性能的旋转导向钻井工具系统,进行了动态指向式旋转导向钻井工具测控系统设计与性能分析。在自行设计的动态指向式旋转导向钻井工具原理样机的基础上,设计了测控系统,分析了其关键技术;通过模拟实际钻井工况,测试分析了测控... 为了开发高性能的旋转导向钻井工具系统,进行了动态指向式旋转导向钻井工具测控系统设计与性能分析。在自行设计的动态指向式旋转导向钻井工具原理样机的基础上,设计了测控系统,分析了其关键技术;通过模拟实际钻井工况,测试分析了测控方案的可行性,检验了测量信号处理与控制算法的有效性。测试结果表明,应用互补滤波算法,能够将工具面角动态测量波动降低84%;采用永磁同步电机电流环、电机转速环、稳定平台对地转速环和稳定平台位置环的四环控制系统,除满足导向钻井的性能指标外,在粘滑度为200%工况下,还可以将系统工具面角波动控制在±5°范围内。研究结果表明,互补滤波算法能够有效提高工具面角的动态测量精度,四环控制系统能够实现工具面角的快速稳定控制,测控性能指标能够满足钻井工程技术要求。 展开更多
关键词 旋转导向钻井 钻井工具 测控系统 工具面角 互补滤波器 稳定平台
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水平井钻井工具在页岩气勘探开发中的应用技术与新进展 预览 被引量:2
5
作者 杨霞 《江汉石油科技》 2017年第3期65-68,共4页
页岩气是当今油气藏勘探的前沿领域,也是新近石油地质研究的热门课题。在页岩气的勘探与开发方面,美国远远走在世界其他国家的前面,并已形成了一套行之有效的技术方法。水平井技术和水力压裂技术被公认为美国页岩气勘探和开发中两大关... 页岩气是当今油气藏勘探的前沿领域,也是新近石油地质研究的热门课题。在页岩气的勘探与开发方面,美国远远走在世界其他国家的前面,并已形成了一套行之有效的技术方法。水平井技术和水力压裂技术被公认为美国页岩气勘探和开发中两大关键技术,目前已获得广泛应用,并取得了巨大成功。本文从水平井技术方面介绍了水平井钻井设备的应用情况和技术的新进展。 展开更多
关键词 旋转导向钻井 随钻测量技术 导向钻井技术 膨胀管和连续管技术 欠平衡和气体钻井技术
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基于可控弯接头钻井工具的偏心机构控制方法 预览 被引量:1
6
作者 张光伟 刘畅 田伟康 《西安石油大学学报:自然科学版》 北大核心 2017年第4期77-80,85共5页
基于可控弯接头工具的偏心机构提出了一种控制方法。通过分析,得出导向轴偏置方位和角度与内外偏心环转动角度的关系。运用逆解法,得到了内偏心环顺时针转过角度和外偏心环顺时针转过角度唯一对应的偏心机构偏置目标。通过该方法可以实... 基于可控弯接头工具的偏心机构提出了一种控制方法。通过分析,得出导向轴偏置方位和角度与内外偏心环转动角度的关系。运用逆解法,得到了内偏心环顺时针转过角度和外偏心环顺时针转过角度唯一对应的偏心机构偏置目标。通过该方法可以实现预先想要设定的偏心机构偏置目标位置。 展开更多
关键词 可控弯接头 偏心机构 控制方法 逆解法 旋转导向钻井
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旋转导向工具稳斜钻进井眼轨迹控制方法设计 预览
7
作者 吴文晋 白玉新 +2 位作者 秦二卫 张达 王恒 《石油管材与仪器》 2016年第3期15-17,共3页
提出了一种旋转导向工具在稳斜钻进作业时井眼轨迹控制方法。稳斜钻进作业中需要控制井斜和方位两个参数。控制方法由井下闭环和井上闭环两部分组成。井下闭环利用井下近钻头设备实时测量的井斜角信息,并通过液压控制系统闭环控制井斜,... 提出了一种旋转导向工具在稳斜钻进作业时井眼轨迹控制方法。稳斜钻进作业中需要控制井斜和方位两个参数。控制方法由井下闭环和井上闭环两部分组成。井下闭环利用井下近钻头设备实时测量的井斜角信息,并通过液压控制系统闭环控制井斜,保证井眼轨迹在井斜方向按照井眼轨迹设计方向前进。井上闭环利用随钻测量设备向地面提供的井斜角、方位角信息,经过地面软件处理得到实钻轨迹并同设计轨迹进行比较,得出方位调整策略,通过数据下传技术下传到井下旋转导向工具,旋转导向工具依据方位调整策略进行扭方位操作,以保证实际轨迹和设计轨迹的重合。控制方法中根据导向能力需求不同,将导向力分成多个档次,以适应不同钻井条件下对全角变化率的要求。试验验证了控制方法的有效性。 展开更多
关键词 定向钻井技术 旋转导向钻井 稳斜钻进 控制方法
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新型全旋转动态指向式旋转导向钻井系统设计 预览 被引量:4
8
作者 张光伟 展茂雷 《石油机械》 2016年第5期13-17,共5页
在研究现有旋转导向系统构成和关键组成单元结构及工作原理的基础上, 分析了国内外旋转导向钻井系统的结构特点, 并结合现场旋转导向系统的使用原则提出了新型全旋转动态指向式旋转导向钻井系统.该系统主要由地面监控系统、地面与井下... 在研究现有旋转导向系统构成和关键组成单元结构及工作原理的基础上, 分析了国内外旋转导向钻井系统的结构特点, 并结合现场旋转导向系统的使用原则提出了新型全旋转动态指向式旋转导向钻井系统.该系统主要由地面监控系统、地面与井下双向传输通信系统、钻井液发电系统、井下控制系统、井下测量系统和导向机构组成.系统将井下闭环和地面闭环相结合, 实现旋转钻进过程中连续井斜和方位的调整, 节省了频繁起下钻时间; 系统的可控弯接头的偏心机构由内、外2 个偏心环组成, 并利用内、外偏心和矢量进行轨迹控制.可控弯接头偏心机构通过控制外偏心环伺服电机来驱动, 可实现导向轴的摆动, 保证可控弯接头实现导向钻进. 展开更多
关键词 旋转导向钻井 可控弯接头 轨迹控制 偏心机构 控制系统 导向机构
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可控弯接头导向能力分析 预览
9
作者 田伟康 孙学珍 李庆伟 《广东化工》 CAS 2016年第18期133-134,125共3页
可控弯接头是闭环旋转导向钻井工具的关键执行部件之一,它是一种位移工作方式的钻井工具,该工作方式以控制导向工具执行机构的偏置量为特点,用以改变井下钻具在钻进过程中的井斜角达到造斜的效果。文章分析了所设计的可控弯接头结构... 可控弯接头是闭环旋转导向钻井工具的关键执行部件之一,它是一种位移工作方式的钻井工具,该工作方式以控制导向工具执行机构的偏置量为特点,用以改变井下钻具在钻进过程中的井斜角达到造斜的效果。文章分析了所设计的可控弯接头结构的钻头降井斜力以及造斜率,为可控弯接头的设计提供了理论指导,从而达到良好的工程设计结构。 展开更多
关键词 可控弯接头 旋转导向钻井 导向能力 钻头增井斜力 造斜率
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可控弯接头导向控制理论研究 预览 被引量:2
10
作者 张光伟 刘英海 《西安石油大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2016年第3期110-115,共6页
提出了一种动态偏置指向式旋转导向钻井工具的工具角与工具面角调节的控制方法。通过建立运动学模型,分别对钻井工具的工具角调节方法与工具面角调节方法进行了理论论证,并将2种不同参数的调节方法加以合并,对导向工具的整个控制过程进... 提出了一种动态偏置指向式旋转导向钻井工具的工具角与工具面角调节的控制方法。通过建立运动学模型,分别对钻井工具的工具角调节方法与工具面角调节方法进行了理论论证,并将2种不同参数的调节方法加以合并,对导向工具的整个控制过程进行分析,提出3种对可控弯接头工具角与工具面角的控制方式,利用MATLAB软件分别对工具角和工具面角调节过程进行轨迹仿真。研究实现了导向工具根据工作需要对工具角和工具面角的灵活调节,并且在工具角与工具面角调节完成后使整个系统处于稳定状态。 展开更多
关键词 旋转导向钻井 可控弯接头 工具角调节 工具面角调节
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旋转导向钻具工具面角的新型表述 预览
11
作者 周昕 王小强 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2016年第2期87-90,共4页
旋转导向钻井工具工作时,导向钻头根据实时的姿态控制指令对钻具的工具面角进行实时控制。文章提出了一种对工具面角角度变化的新型表示方法,即在圆柱面坐标系下对角度的动态变化进行描述。该表示方法可更加直观地显示工具面角角度的变... 旋转导向钻井工具工作时,导向钻头根据实时的姿态控制指令对钻具的工具面角进行实时控制。文章提出了一种对工具面角角度变化的新型表示方法,即在圆柱面坐标系下对角度的动态变化进行描述。该表示方法可更加直观地显示工具面角角度的变化趋势,避免了在平面坐标系下角度的大幅跳跃,并可以循环显示工具面角度的周期变化过程,最后在matlab环境下对角度变化过程进行可视化处理。 展开更多
关键词 工具面角 旋转导向钻井 圆柱面坐标系 跳跃 平滑处理
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静态推靠式旋转导向控制方案分析及优化 预览 被引量:6
12
作者 李士斌 王业强 +1 位作者 张立刚 徐月庆 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期12-15,共4页
旋转导向钻井技术已经成为当前钻井必不可少的核心技术,主要根据静态推靠式旋转导向控制原理,结合工程实际要求,建立力学模型.根据有利区内支撑爪力最大、不利区内支撑爪力最小原则,提出120°和60°划分区域的2 种控制方案,在... 旋转导向钻井技术已经成为当前钻井必不可少的核心技术,主要根据静态推靠式旋转导向控制原理,结合工程实际要求,建立力学模型.根据有利区内支撑爪力最大、不利区内支撑爪力最小原则,提出120°和60°划分区域的2 种控制方案,在优化数学模型的基础上,分别将各支撑爪的应力分解到偏置合力的方向和垂直于偏置合力的方向,采用力学矢量分析法,建立不同偏置合力矢量下的力学方程,求解相应的方程,得出不同划分区域下各支撑爪的应力表达式.分析对比不同划分区域下各支撑爪应力变化,比较变化趋势,优选更为稳定的控制方案,从而增加仪器使用寿命,减少钻井事故,降低成本. 展开更多
关键词 旋转导向钻井 推靠式旋转导向 控制方案 变化趋势
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指向式旋转导向钻井系统角位置测量方法 预览 被引量:3
13
作者 张程光 彭烈新 马琰 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1-4,共4页
指向式旋转导向工具在国内的研究起步晚,许多技术环节还处于攻关阶段.该系统钻头轴(或偏心轴)与钻铤的相对角位置测量是工具在导向过程中保持工具面相对大地稳定的关键和前提,其精确度和实时性至关重要.在研究指向式旋转导向系统工具... 指向式旋转导向工具在国内的研究起步晚,许多技术环节还处于攻关阶段.该系统钻头轴(或偏心轴)与钻铤的相对角位置测量是工具在导向过程中保持工具面相对大地稳定的关键和前提,其精确度和实时性至关重要.在研究指向式旋转导向系统工具结构和工具面测量原理的基础上,对利用旋转变压器的2 种角位置测量方法-反正切法和鉴相法进行适用性对比分析,对2 种算法进行了仿真,并优选鉴相法开展实验室平台验证.仿真及实验结果证明,在电动机模拟井下转动并受干扰的情况下,鉴相法比反正切法处理后的信号具有更强的稳定性,能够较好地实时跟踪并高精度还原工具偏心轴相对于外部钻铤的转动角度,为钻头轴工具面角的测量、导向控制以及整个工具的研制提供了基础. 展开更多
关键词 旋转导向钻井 指向式 旋转变压器 角位置测量
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大容量Flash在井下记录仪中的应用 预览
14
作者 周静 倪文龙 邱彬 《电子设计工程》 2015年第6期179-182,共4页
文章简单介绍了在井下记录仪的作用原理,重点介绍记录仪中使用的Flash K9K8G08UOM存储器的功能、特性和操作指令,硬件电路连接图,分析了K9K8G08UOM的各种工作状态,并编写了相应的时序程序流程,最后结合GUI上位机显示软件,对Flash中存储... 文章简单介绍了在井下记录仪的作用原理,重点介绍记录仪中使用的Flash K9K8G08UOM存储器的功能、特性和操作指令,硬件电路连接图,分析了K9K8G08UOM的各种工作状态,并编写了相应的时序程序流程,最后结合GUI上位机显示软件,对Flash中存储的数据进行回放,验证测试程序的正确性。该大容量高速度的存储器的应用解决了旋转导向钻井中大量数据存储的问题。 展开更多
关键词 井下记录仪 大容量FLASH K9K8G08UOM 旋转导向钻井
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可控偏心器中非接触感应电能传输系统的研究与实现 预览
15
作者 梁文晰 周静 曹元兵 《橡塑技术与装备》 CAS 2015年第20期53-54,共2页
为了解决旋转导向偏心器中电泵机和发电机之间的物理间隙所造成的电能传输问题,设计出了非接触感应电能传输系统,并对影响电能传输效率的主要因素进行了研究。结果表明:耦合器的间隙距离越大,耦合器的传输效率越低;耦合器的最佳工作频... 为了解决旋转导向偏心器中电泵机和发电机之间的物理间隙所造成的电能传输问题,设计出了非接触感应电能传输系统,并对影响电能传输效率的主要因素进行了研究。结果表明:耦合器的间隙距离越大,耦合器的传输效率越低;耦合器的最佳工作频率为38 KHz;高频逆变电源的输出功率在280-300 W之间时,系统间电能的传输效率可以达到85%。 展开更多
关键词 可控偏心器 旋转导向钻井 非接触感应电能传输系统 可分离变压器
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旋转导向钻井技术在昌吉油田JHW007水平井中的应用 预览 被引量:1
16
作者 张瑞平 徐广飞 +2 位作者 张宏阜 李焱坤 师锋 《石油地质与工程》 CAS 2014年第6期96-97,100共3页
JHW007井是2013年新疆昌吉油田吉木萨尔井区部署的一口目的层为芦草沟组致密油藏的先导试验水平井,设计井深4 593 m。通过优化井身结构、优选PDC钻头、优化轨迹控制技术和钻具组合、使用先进的旋转导向系统等技术措施,该井顺利完钻,在... JHW007井是2013年新疆昌吉油田吉木萨尔井区部署的一口目的层为芦草沟组致密油藏的先导试验水平井,设计井深4 593 m。通过优化井身结构、优选PDC钻头、优化轨迹控制技术和钻具组合、使用先进的旋转导向系统等技术措施,该井顺利完钻,在造斜段采用三维绕障轨迹控制技术两趟钻完成施工;三开水平段使用旋转导向钻井系统,使水平段一趟钻完成;全井斜井段施工仅用21.77天完成,大大提高了该区块水平井的机械钻速。 展开更多
关键词 昌吉油田 旋转导向钻井 钻井技术
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泥浆动力旋转导向钻井工具原理及压降计算 预览
17
作者 李峰飞 蒋世全 +2 位作者 李汉兴 周建良 李迅科 《石油矿场机械》 2014年第2期43-47,共5页
旋转导向钻井工具的动力来源主要有电池、泥浆动力、涡轮发电机。由中海油研究总院牵头研制的旋转导向钻井工具是以泥浆动力为导向动力来源,通过井底钻柱内外泥浆压差驱动3个导向翼肋的伸缩,控制钻头沿目标轨迹钻进。分析了流量、钻... 旋转导向钻井工具的动力来源主要有电池、泥浆动力、涡轮发电机。由中海油研究总院牵头研制的旋转导向钻井工具是以泥浆动力为导向动力来源,通过井底钻柱内外泥浆压差驱动3个导向翼肋的伸缩,控制钻头沿目标轨迹钻进。分析了流量、钻头喷嘴组合、泥浆性能等参数对该压差的影响。现场试验结果证明了理论计算的正确性,为研制该类工具提供了理论基础。 展开更多
关键词 旋转导向钻井 工具 泥浆动力 压差
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鄂西渝东页岩气水平井钻井技术探讨 预览 被引量:4
18
作者 方琴 《江汉石油科技》 2014年第1期50-53,共4页
地处鄂西渝东的涪陵、焦石坝区块目前已成为江汉油田乃至中石化非常规油气开发的主战场。针对页岩气水平井施工存在的诸如长水平段摩阻扭矩大、地层易漏失及油基钻井液驱替效率低等技术难题,采用了具有先进水平的旋转导向钻井、地层提... 地处鄂西渝东的涪陵、焦石坝区块目前已成为江汉油田乃至中石化非常规油气开发的主战场。针对页岩气水平井施工存在的诸如长水平段摩阻扭矩大、地层易漏失及油基钻井液驱替效率低等技术难题,采用了具有先进水平的旋转导向钻井、地层提承压和干法固井等技术,有效的解决了施工难题,实现了长水平段的稳斜钻进,提高了水平段的延伸能力。为页岩气水平井钻井积累了经验。 展开更多
关键词 页岩气 水平井 定向技术 固井 旋转导向钻井
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Power Drive Archer型旋转导向系统在绥中油田应用 预览 被引量:17
19
作者 刘鹏飞 和鹏飞 +2 位作者 李凡 余涵 彭江 《石油矿场机械》 2014年第6期65-68,共4页
Power Drive Archer混合型旋转导向系统是斯伦贝谢公司近年来开发的一款高造斜率、高效率钻井系统。介绍了该系统的基本结构、性能特点。以渤海绥Ф36—1油田0215.9mm井眼为例,在分析地层岩性特征、已钻老井使用钻具性能的基础上,对P... Power Drive Archer混合型旋转导向系统是斯伦贝谢公司近年来开发的一款高造斜率、高效率钻井系统。介绍了该系统的基本结构、性能特点。以渤海绥Ф36—1油田0215.9mm井眼为例,在分析地层岩性特征、已钻老井使用钻具性能的基础上,对Power DriveArcher在该油田的适用性做了分析。通过合理的工具参数配置、井眼轨迹优化、钻头选型,成功将该系统应用于绥中36—1油田,解决了疏松砂岩地层的导向钻井难题,并提高了机械钻速。 展开更多
关键词 旋转导向钻井 机械钻速 应用
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调制式旋转导向钻井工具控制研究 预览
20
作者 端凯 汤楠 《机电信息》 2013年第27期53-54,共2页
分析了调制式旋转导向工具中惯导稳定平台的空间旋转角度位置控制的工作原理和控制特点.针对调制式导向钻井工具稳定平台设计的双入单出模糊控制系统,考虑到角度位置的周期性及其与控制转向之间的关系及独特的泥浆扭矩发生器驱动方法,... 分析了调制式旋转导向工具中惯导稳定平台的空间旋转角度位置控制的工作原理和控制特点.针对调制式导向钻井工具稳定平台设计的双入单出模糊控制系统,考虑到角度位置的周期性及其与控制转向之间的关系及独特的泥浆扭矩发生器驱动方法,比常规控制方法具有更强的鲁棒性及抗干扰能力,也更适合应用于钻井工程井下工作环境. 展开更多
关键词 旋转导向钻井 导向钻井工具 稳定平台 模糊控制
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