Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Адаптивне керування процесом буріння глибоких свердловин
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Адаптивне керування процесом буріння глибоких свердловин

Анотації 

Горбійчук М. І. Адаптивне керування процесом буріння глибоких свердловин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – автоматизація технологічних процесів. – Державний університет “Львівська політехніка”, Львів, 1999 р.

   Дисертація присвячена питанням розробки методів і алгоритмів адаптивного керування процесом буріння глибоких свердловин.
   В дисертації комплексно вирішуються питання математичного моделювання, ідентифікації параметрів моделі, виявлення зміни умов буріння, адаптивного керування та відпрацювання долота як за опорою так і за озброєнням, які в совокупності розв’язують значну наукову та прикладну проблему в галузі спорудження глибоких нафтових та газових свердловин.
   Розроблені методи та синтезовані алгоритми адаптивного керування дають можливість досягти вищих техніко-економічних показників та безаварійно бурити свердловини в умовах апріорної невизначеності.
   Основні результати праці знайшли промислове впровадження на бурових підприємствах України, а також в учбовому процесі.
   Ключові слова: буріння, математичне моделювання, ідентифікація, зміна умов, критерії оптимальності, адаптивне керування, відпрацювання доліт.

Горбийчук М. И. Адаптивное управление процессом бурения глубоких скважин. – Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 05.13.07 – автоматизация технологических процессов – Государственный университет “Львівська політехніка”, Львов, 1999 г.

   Диссертация посвящена вопросам разработки методов и алгоритмов адаптивного управления процессом бурения глубоких скважин.
   В диссертации комплексно решаются вопросы математического моделирования, идентификации параметров модели, обнаружение смены условий бурения, адаптивного управления и отработки долот, как по вооружению, так и по опоре, которая в совокупности решает важную научную и прикладную проблему в области сооружения глубоких нефтяных и газовых скважин. Разработанная методика и синтезированные алгоритмы адаптивного управления дают возможность достичь более высоких технико-экономических показателей и уменьшить аварийность при бурении скважины в условиях априорной неопределённости. Основные результаты роботы нашли промышленное внедрение на буровых предприятиях Украины, а также в учебном процессе.
   Диссертация состоит из вступления, семи разделов и приложений.
   Во вступлении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и практическая ценность работы, отображены основные результаты работы, которые выносятся на защиту.
   В первом разделе охарактеризован процесс сооружения скважины с точки зрения управления этим процессом. Показано, что буровая установка является сложной динамической системой со многими каналами передачи, как управляющих воздействий, так и возмущений, которые обусловлены взаимодействием системы с окружающей средой и способом передачи информации от забоя к устью скважины. Анализ работ в области математического моделирования и управления буровыми работами показал, что перспективным является направление создания методов и алгоритмов, а на их основе, синтез адаптивных систем управления, которые решают важную отраслевую проблему – уменьшение стоимости бурения, ускорения строительства скважин и уменьшения аварийности в бурении.
   Во втором разделе получена математическая модель процессом углубления, исходя из гипотезы, что скорость объемного износа зубьев долота постоянная величина. Математическая модель описывает процесс углубления скважины для наиболее общего случая – плоскопараллельного износа зубьев долота с заострением и показано, что остальные случаи износа могут быть получены как частные случаи. Разработана стратегия и алгоритмы идентификации, которые в своей совокупности обеспечивают определение параметров математической модели в изменяющихся условиях бурения. Показано, что задача идентификации является нелинейной МНК-задачей, которую при определенных условиях можно заменить более простой линейной МНК-задачей. Получен критерий такой замены.
   В третьем разделе показано, что успешная реализация методов и алгоритмов адаптивного управления требует решения задачи обнаружения момента смены условий бурения. Указанная задача отнесена к классу задач об “розладке”. Проанализированы методы решения этих задач и на этой основе предложен эффективный алгоритм момента смены пласта разбуриваемой породы, который назван нами GZ-алгоритмом. Исследованы свойства этого алгоритма, которые дали возможность определить точность и его сходимость. Итогом исследований стала теорема о ширине интервала алгоритма.
   Четвертый раздел посвящен исследованию критериев отработки долот и управления процессом бурения. Показано, что критерии отработки долот тесно связаны с их износостойкостью. И только в том случае, когда вооружения долот изнашиваются с течением времени, существует такое время бурения, что определенный критерий достигает своего экстремального значения. Анализ методов оптимального управления процессом бурения показал, что существует необходимость в поочередной смене критериев управления процессом бурения в зависимости от глубины скважины. Сформулировано Т-правило такой смены.
   В пятом разделе показано, что успешная реализация системы адаптивного управления возможна в том случае, когда решены такие взаимосвязанные задачи как выбор типа породоразрушающего инструмента и синтез адаптивных алгоритмов управления процессом бурения. Выбор типа долота осуществляется путем минимизации стоимости метра проходки скважины. При этом допускается, что выбранный интервал бурения можно пробурить несколькими типами долот. Сформулированная задача решена методом динамического программирования. Стратегия адаптивного управления построена, исходя из концепции двухуровневого описания управляемого объекта. На первом уровне процесс бурения характеризуется детерминированной математической моделью, а на втором учтены его статистические свойства. В соответствии с этой концепцией управляющие воздействия синтезированы как линейная комбинация двух величин – прогнозирующего воздействия и локального управляющего воздействия. Реализация синтезированного алгоритма управления усложнена тем обстоятельством, что плавно изменять скорость вращения долота возможно только при электробурении, которое имеет ограниченное применение. Поэтому синтезирован адаптивный алгоритм управления, в основе которого лежит поиск с совмещенными рабочими и пробными шагами. При этом используется один из терминальных критериев оптимальности, который выбирается в соответствии с Т-правилом.
   В шестом разделе показано, что эффективность процесса бурения определяется не только оптимальными режимными параметрами, но и правильной отработкой долот. Разработана методика отработки долот по вооружению при условии, что долото последовательно проходит N пластов. Для отработки долот по опоре предложено использовать критерии, в основе которых лежит информация о моменте на долоте. Предложенная методика учитывает два случая изменения момента в заключительной фазе бурения – резкое его увеличение и наличие автоколебаний.
   Седьмой раздел посвящен вопросам информационного и алгоритмического обеспечения адаптивной системы управления процессом бурения глубоких скважин. На этой основе разработана адаптивная система управления и показано, что экономический эффект от внедрения основных результатов работы составил около 800 тыс. руб.
   Ключевые слова: бурение, математическое моделирование, идентификация, смена условий, критерии оптимальности, адаптивное управление, отработка долот.

Gorbiychuk M.I. Adaptive controls in process of drilling of deep holes. - Manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the doctor of engineering science on a specialty 05.13.07 - automation of technological processes. - State university “ Lvivska plytechnika ”, Lviv, 1999.

   The thesis is devoted to problems of development of methods and algorithms of adaptive control inprocess of drilling of deep holes.
   In a thesis the problems of mathematical simulation, identifications of parameters of a model, detection of change of conditions of drilling, adaptive control and wear of chisels are complexly decided, both on arms, and on a support, which in aggregate decides the important scientific and applied problem in the field of a building of deep oil and gas holes. The developed technique and the synthesized algorithms of adaptive control enable to reach higher technological indexes and safety drilling of holes in conditions of a priori indeterminacy. Basic outcomes the robots have found industrial introduction at the drilling enterprises of Ukraine, and also in educational process.
   Key words: drilling, mathematical simulation, identification, change of conditions, criterions of optimality, adaptive control, wear of chisels.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Адаптивне керування процесом буріння глибоких свердловин

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!