LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Гірнича справа → Адаптивне керування процесом буріння глибоких свердловин

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ


Державний університет “Львівська політехніка”





УДК 62-503.57:622.24



Горбійчук Михайло Іванович


АДАПТИВНЕ КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ БУРІННЯ ГЛИБОКИХ СВЕРДЛОВИН


05.13.07. Автоматизація технологічних процесів


АВТОРЕФЕРАТ

ДИСЕРТАЦІЇ НА ЗДОБУТТЯ НАУКОВОГО СТУПЕНЯ ДОКТОРА ТЕХНІЧНИХ НАУК











ЛЬВІВ - 1999



Дисертацією є рукопис.


Робота виконана в Івано-Франківському технічному державному університеті нафти і газу, Міносвіти України.


Науковий консультант –доктор технічних наук, академік УНГА, професор Семенцов Георгій Никифорович, Івано-Франківський технічний державний університет нафти і газу, завідувач кафедрою автоматизації технологічних процесів і моніторингу в екології.


Офіційні опоненти –

Гінзбург Михайло Давидович, д.т.н., проф. (філія НДПІАСУтрансгаз ДК Укртрансгаз НАК “Нафтогаз України”, м. Харків).

Лозинський Орест Юліанович, д.т.н., проф. (Державний університет “Львівська політехніка”, Міносвіти України).

Огородников Петро Іванович, д.т.н., проф. (Київський міжнародний науково-технічний університет).


Провідна установа –

Національна гірнича академія України, Міносвіти України (м. Дніпропетровськ).


Захист відбудеться “ 10 ”лютого ” 2000 р. о 14 годині на засіданні Спеціалізованої Вченої ради Д 35.052.04 у Державному університеті “Львівська політехніка” (290646, м. Львів, вул. С. Бандери, 12, ауд. 51 корпусу 10).


З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Державного університету “Львівська політехніка” (м. Львів, вул. Професорська, 1).


Автореферат розісланий “29” грудня” 1999 р.


Вчений секретар Спеціалізованої Вченої ради Ю.З. Вашкурак




ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність роботи. У відповідності з Комплексною програмою ”Нафта і газ України до 2010 року” в найближчі 3-4 роки передбачається стабілізація рівня видобутку нафти і газу з наступним його збільшенням. Вирішити ці завдання неможливо без збільшення об’єму бурових робіт та підвищення темпів і якості спорудження свердловин.

Буріння в нашій країні ведеться на території Донецько-Дніпровської западини, Карпатського регіону і на шельфі Чорного моря. Головна особливість спорудження свердловин в цих регіонах полягає в тому, що буріння ведеться в складних геологічних умовах і на значних глибинах. Це ускладнює проводку свердловин, вимагає значних матеріальних, енергетичних та фінансових затрат.

За умов, коли необхідно збільшувати об’єми буріння при обмежених фінансових та матеріальних ресурсах важливого значення набуває проблема оптимального керування процесами спорудження свердловин.

Незважаючи на те, що питанням оптимального керування процесом буріння присвячено багато теоретичних і експериментальних робіт, а також накопичений значний промисловий досвід, до теперішнього часу відсутні однозначні науково обгрунтовані уявлення про механізм руйнування гірських порід, на базі яких можна було би створити математичні моделі придатні для керування таким процесом. Тому в практиці буріння найширше застосування знайшли емпіричні моделі, ідентифікація яких здійснюється за результатами апріорних даних, що отримані при бурінні попередніх свердловин. Такий підхід до проблеми керування процесом буріння дає задовільні результати на стадії проектування свердловин, але не забезпечує його оптимальності для конкретної бурової і в конкретних умовах. Це обумовлено тим, що процес буріння є нестаціонарним, розвивається в часі і протікає в умовах значної апріорної невизначеності, яка обумовлена наявністю високого рівня шумів в каналах передачі інформації “вибій – гирло свердловини” та зміною фізико-механічних властивостей гірських порід (умов буріння).

Аналіз промислових даних буріння свердловин на родовищах південно-західної частини Донецько – Дніпровської западини показав, що тільки 60 % з них закінчена успішно.

Тому проблема створення математичних моделей, ідентифікації їх параметрів, синтезу алгоритмів виявлення змін умов буріння та відпрацювання доліт, а на цій основі розроблення методів та принципів побудови адаптивних систем керування є вельми актуальною для нафтогазовидобувного комплексу України і потребує подальшого розвитку.


Зв’язок роботи з науковими планами.Дисертаційна робота виконанау відповідності з основним науковим напрямком діяльності кафедри автоматизації технологічних процесів і моніторингу в екології ІФДТУНГ “Аналіз і синтез автоматизованих систем керування технологічними процесами буріння, видобутку, транспортування і переробки нафти і газу”. Основні розділи роботи склали основу при виконанні держбюджетних та госпдоговірних тем №№ Г- 13/8/92, 13/82, 63/82, 45/81, 229/88 в науково – дослідному інституті нафтогазових технологій Івано – Франківського державного технічного університету нафти і газу, а також використані у навчальному процесі (навчальні посібники, лекції, дипломне та курсове проектування) при вивченні профілюючих дисциплін студентами спец. 7.092501 – Автоматизація технологічних процесів та виробництв.


Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка методів і алгоритмів адаптивного керування процесом буріння глибоких свердловин на нафту і газ для здешевлення і прискорення будівництва свердловин та.зниження аварійності в бурінні.

Досягнення цієї мети вимагає розв’язання таких взаємозв’язаних задач:

1. Формалізувати процес буріння і на цій основі розробити основні принципи оптимального керування процесом буріння в умовах апріорної невизначеності.

2. Розробити методи і алгоритми ідентифікації параметрів математичної моделі, які враховували б зміну умов буріння.

3. Синтезувати алгоритми виявлення зміни умов буріння з використанням апостеріорної інформації про процес поглиблення свердловини.

4. Розробити спосіб вибору критеріїв оптимальності у відповідності зі зміною умов буріння і глибиною свердловини.

5. Розробити методи і на їх основі синтезувати алгоритми адаптивного керування процесом буріння.

6. Розробити методи і адаптивні алгоритми відпрацювання шарошкових доліт.

7. Провести дослідження розроблених алгоритмів і показати ефективність адаптивного керування процесом буріння.


Наукова новизна одержаних результатів.

  • Вперше розроблені принципи побудови адаптивної системи керування на основі формалізації процесу буріння, ідентифікації параметрів моделі, виявлення зміни умов буріння та безаварійного відпрацювання шарошкових доліт.

    2. На основі гіпотези про те, що швидкість об’ємного зносу зубів долота


  •