Оцінки статистичних характеристик флуктуацій моменту на долоті

Abstract

Розглядається одна із підзадач оптимального керування процесом буріння нафтових і газових свердловин електробурами – ідентифікація структури і параметрів об’єкта керування, а саме, моделі випадкового процесу флуктуацій моменту на долоті в режимі реального часу. За допомогою сучасних обчислювальних засобів ця задача вирішена на практичному рівні для електробура Е170-8 з долотом 2К190ТЗ. Враховуючи, що статистичні промислові дані про довговічність опор шарошкових доліт важко використовувати для прогнозування їх технічного стану через нестабільність цього параметра, необхідно мати на буровій засоби автоматичного контролю технічного стану долота у режимі реального часу. Аналіз статистичних характеристик моменту на долоті довів, що досліджуваний випадковий процес ергодичний, гауссівський, має експоненціальну автокреляційну функцію. Це дало змогу визначити спектральну густину досліджуваного процесу та амплітудно-фазову характеристику формуючого фільтра.

Рассматривается одна из подзадач оптимального управления процессом бурения нефтяных и газовых скважин электробурами – идентификация структуры и параметров объекта управления, а именно, модели случайного процесса флуктуаций момента на долоте в режиме реального времени. С помощью современных вычислительных средств эта задача решена на практическом уровне для электробура Е170-8 с долотом 2К190ТЗ. Учитывая, что статистические промышленные данные о долговечности опор шарошечных долот сложно использовать для прогнозирования их технического состояния из-за нестабильности этого параметра, необходимо иметь на буровой средства автоматического контроля технического состояния долота в режиме реального времени. Анализ статистических характеристик момента на долоте доказал, что исследуемый случайный процесс эргодический, гауссовский, имеет экспоненциальную автокорреляционную функцию. Это позволило определить спектральную плотность исследуемого процесса и амплитудно-фазовую характеристику формирующего фильтра.

One of the optimal control problems during the process of oil and gas wells drilling by electrodrills – identification of the structure and parameters of the controlled object, namely, the model of a random process fluctuations point at bits in real time is researched. This problem is solved on a practical level for electrodrill E170-8 with a chisel 2K190TZ using modern computational tools. Taking into consideration the fact, that the statistical data on roller cutter bits durability can hardly be used for the prediction of their technical state due to the instability of this parameter, the drilling rig must be equipped with computer-aided facilities to control technical state of the bit in real time mode. The analysis of statistical characteristics of the moment to chisel proved that the studied stochastic process is ergodic, Gaussian and has the autocorrelation exponential function. It made possible to determine the spectral density of the process under study and the amplitude-phase response of the shaping filter.