Управление техническими системами и технологическими процессами

Математическая модель механической скорости проходки с тремя параметрами для оптимизации бурения нефтегазовых скважин

А. А. Цуприков

Кубанский государственный технологический университет, г. Краснодар

Аннотация: Рассмотрены виды разрушения породы на забое при различных значениях нагрузки на долото, проанализированы известные отечественные и зарубежные модели скорости проходки. Выявлено, что как функции степенного вида они экстремумов не имеют, поэтому для оптимизации бурения непригодны. Кроме того, с их помощью можно оперативно управлять регулированием только одного параметра - нагрузки на долото. Построена математическая модель на базе кривой синусоиды, позволяющая одновременно управлять тремя параметрами режима бурения - осевой нагрузкой на долото, частотой его вращения и расходом бурового раствора для промывки скважины. Проверена адекватность модели процессу бурения, выполнена её программная реализация. Модель позволяет автоматически в ходе бурения распознавать породу на забое, адаптироваться под неё и вычислять параметры управления, оптимальные для разрушения проходимой породы. Модель предназначена для применения в интеллектуальной системе оптимального адаптивного управления бурением нефтегазовых скважин.

Ключевые слова: анализ математических моделей скорости бурения, экстремум функции, модель с тремя параметрами управления, оптимальное адаптивное управление, адекватность модели.

УДК: 622.24.007

Поступила в редакцию: 31.05.2022
Принята в печать: 11.07.2022

DOI: 10.25728/pu.2022.4.3

 Англоязычная версия: Control Sciences, 2022:4, 17–23