Ідентифікація координатних збурень в автоматизованій системі керування процесом поглиблення нафтових і газових свердловин

Abstract

На основі математичного опису фізичних процесів відпрацювання шарошкових доліт розроблено теоретичні засади оперативного контролю буримості гірських порід, які включають узагальнену математичну модель буримості в просторі станів, динамічну інформаційну модель, метод визначення базових значень показників буримості. Пропонується використання безконтактного автоматизованого контролю буримості, що дає змогу врахувати збурення в системі оптимального керування процесом буріння, збільшити ресурс доліт, скоротити кількість аварій і ускладнень в процесі буріння. Запропоновано метод визначення базових значень механічної швидкості буріння, який полягає у тому, що для автоматизованого безконтактного контролю буримості гірських порід обирається та механічна швидкість, яка визначається на початку буріння алмазним або незатупленим шарошковим долотом при бурінні з оптимальними параметрами режиму. Це дає змогу визначати взаємозв’язки між показниками буримості з глибиною свердловини, які є базою для поточної оптимізації та вибору оптимальних режимів буріння інших свердловин, що перебувають в аналогічних умовах.

По математическому описанию физических процессов обработки шарошковых долот разработаны теоретические основы оперативного контроля буримости горных пород, включающие обобщенную математическую модель буримости в пространстве состояний, динамическую информационную модель, метод определения базовых значений показателей буримости. Предлагается использовать безконтактный автоматизированный контроль буримости, что позволяет учесть возмущения в системе оптимального управления процессом бурения, увеличить ресурс долот, уменьшить количество аварий и осложнений. Предложен метод определения базовых значений механической скорости бурения, который основывается на том, что для автоматизированного безконтактного контроля буримости горных пород выбирается механическая скорость, зависящая от параметрами режима. Это позволяет определить взаимосвязь между показателями буримости и глубиной скважин, что является базой для текущей оптимизации и выбора оптимальных режимов бурения скважин, находящихся в аналогичных условиях.

Article is devoted to the development of identification method and automated noncontact control of rocks drillability in the process of deepening oil and gas wells, that allows to control coordinate perturbations (drillability of rock) regardless of dimension-types of drilling instrument and geotechnological terms as well as to amend control action of the drilling process. On the basis distribution analysis of drillability index and control errors, probability of erroneous alarm, probability of indefinite refuse and control authenticity were determined that enabled to ground the determination method of rocks of threshold value of drillability for the automated checking system. As a sign of drillability change a kind of supervision with the level of noise which exceeds set rocks was used. The copulas of systematic and casual control errors with the index of rocks drillability of are set that allow to use it for tasks decision concerning optimization of drilling control process. Structural, algorithmic and programmatic provision of device for the automated noncontact control of rocks drillability is offered that enables to integrate it in existent control system by drilling process of SKUB-M2.