Автоматизація процесу керування навантаженням електробурів з використанням методу коригування структури системи

Abstract

У дисертаційному дослідженні вирішено актуальне науково-прикладне завдання підвищення ефективності процесу буріння похило-скерованих і горизонтальних свердловин електробурами, що досягається розробленням системи адаптивного управління із змінною структурою, з урахуванням апріорної та поточної невизначеності об’єкта керування щодо його параметрів і структури. Здійснено аналіз сучасних методів синтезу керувальних впливів в бурінні і тенденцій світової автоматики щодо існуючих підходів до проблеми автоматизованого управління бурінням свердловин електробурами. Подано характеристику процесу буріння свердловин електробурами як об’єкта керування. Проаналізовано існуючі методи і засоби автоматизації процесу буріння свердловин електробурами. Виявлено, що на даний момент немає систем автоматизації, які забезпечують ефективне управління цим процесом при бурінні похило-скерованих і горизонтальних свердловин в умовах апріорної та поточної невизначеності щодо структури і параметрів об’єкта керування. Розглянуто і проаналізовано систему автоматизованого управління режимами буріння нафтових і газових свердловин електробурами. Показано, що для підвищення ефективності управління доцільно здійснювати адаптацію системи до зміни геосередовища шляхом використання додаткового блока адаптації, побудованого на засадах Fuzzy Logic.

The thesis is devoted to the research of the urgent scientific and applied task to increase efficiency of the drilling process in sloping and horizontal wells with electric drills that is achieved by developing an adaptive control system with an alternating structure, taking into account the prior and current uncertainty of the control object concerning its parameters and structure. The analysis of modern methods of synthesis of driving influences in drilling and trends of world automation is carried out having involved existing approaches to the problem of automated drilling control with electric drills. The characteristic of the wells drilling process with electric drills is given as a control object. The existing methods and means of automation of the drilling wells process with electric drills are analyzed. It is revealed that at the moment there are no automation systems to provide efficient control of this process when drilling horizontal and sloping wells under prior and current uncertainty as to the structure and parameters of the control object. The system for automated control of modes of oil and gas wells drilling with electric drills is considered and analyzed. In order to improve the efficiency of management it is required to adapt the system for changing the geo-environment by using an additional adaptation block based on Fuzzy Logic.