«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Автоматизированные системы управления бурением нефтяных и газовых скважин, особенности их построения и функционирования

УДК: 681.5:622.24
DOI: 10.33285/0132-2222-2021-11(580)-24-34

Авторы:

¹ Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград, Россия

Ключевые слова: системы автоматического управления, технологические данные бурения, контроль и управление бурением скважин, автоматическое регулирование, режимные параметры, принципы автоматизированного управления, адаптивное управление, нейронные сети

Аннотация:

Качественное строительство наклонно направленных и горизонтальных скважин подразумевает использование информации о свойствах разбуриваемых горных пород. Для автоматизированного сбора геологической и технологической информации, контроля параметров бурения, оценки ситуации и предотвращения аварий и осложнений широко применяются системы контроля и управления процессом бурения. В статье представлен ряд автоматизированных устройств и комплексных систем управления процессом бурения скважин, рассмотрены принципы автоматического управления процессом, реализуемые как на основе традиционных четких подходов, так и на основе нечеткой логики и искусственных нейронных сетей.

Список литературы:

1. Шмелев В.А. Автоматизированные системы управления процессом бурения нефтяных и газовых скважин, состояние разработок // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2021. – № 9(578). – С. 49–59. – DOI: 10.33285/0132-2222-2021-9(578)-49-59
2. Храменков В.Г. Автоматизация управления технологическими процессами бурения нефтегазовых скважин: учеб. пособие. – М.: Юрайт, 2018. – 415 с.
3. Булатов А.И., Демихов В.И., Макаренко П.П. Контроль процессов бурения нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 1998. – 345 с.
4. Автоматизация типовых технологических процессов и промышленных установок / А.М. Корытин, Н.К. Петров, С.Н. Радимов, Н.К. Шапарев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 432 с.
5. Храменков В.Г., Брылин В.И. Бурение геологоразведочных скважин. – 2-е изд. – Томск: Изд-во ТПУ, 2011. – 242 с.
6. Загашвили Ю.В. Управление автоматическими приводами гидрофицированных буровых установок: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.13.01. – СПб., 1998. – 33 с.
7. Козловский Е.А. Оптимизация процесса разведочного бурения. – М.: Недра, 1975. – 303 с.
8. Адаптивная автоматизированная система управления технологическим процессом бурения / Е.А. Козловский, М.Ю. Вогачев, В.А. Фридман [и др.]. – М.: МГП "Геоинформмарк", 1992. – 42 с. – (Сер.: Техника, технология и организация геолого-разведывательных работ: обзор. информ. – Вып. 6/7).
9. Козловский Е.А., Афанасьев И.О., Кардыш В.Г. К вопросу о классификации систем управления процессом бурения // Автоматизация процесса бурения на геологоразведочных работах. – СПб.: ВИТР, 1992. – С. 5–14.
10. Нескоромных В.В. Оптимизация в геологоразведочном производстве. – М.: ИНФРА-М; Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2015. – 199 с.
11. ООО "Геотехсервис". – URL: https://leuza.ru/ (дата обращения 21.07.2021).
12. Комплексы средств наземного контроля и управления процессом бурения нефтяных и газовых скважин ТМ КУБ / ООО "СпецТехноРесурс". – URL: http://td-str.ru/file.aspx?id=12774/ (дата обращения 21.07.2021).
13. ООО "ЗАО АМТ". – URL: http://amt-s.spb.ru/ (дата обращения 21.07.2021).
14. Акимов Н.В., Шибаев А.А., Шраго Л.Г. Станции АМТ для контроля бурения скважин на нефть и газ // Автоматизация в промышленности. – 2004. – № 6. – С. 50–53.
15. Пат. 2116428 Рос. Федерация, МПК E21B 10/16. Буровое шарошечное долото / В.Ю. Близнюков, А.Н. Гноевых, В.П. Браженцев, Вит.Ю. Близнюков; патентообладатель РАО "Газпром". – № 96124150; заявл. 24.12.1996; опубл. 27.07.1998, Бюл. № 21.
16. Близнюков Вит.Ю., Близнюков В.Ю. Конструктивные особенности бурового шарошечного долота со сфероконическими шарошками // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2008. – № 12. – С. 9–12.
17. Комплекс измерительный средств наземного контроля и управления процессом бурения КУБ-2. Описание типа средств измерений. – Томск: Филиал ООО "Технологическая компания Шлюмберже", 2008. – 8 с.
18. Сажин Р.А. Автоматизация технологических процессов горного производства. – Пермь: Изд-во Пермского гос. техн. ун-та, 2009. – 197 с.
19. Пронин А.И., Щелкунов Е.Б. Теория автоматического управления: учеб. пособие. – 2-е изд., доп. – Комсомольск-на Амуре: Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т, 2015. – 108 с.
20. Близнюков В.Ю., Повалихин А.С. Научно-методическое и инженерное обеспечение бурения наклонных, горизонтальных и многозабойных опорно-технологических скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2010. – № 2. – С. 8–13.
21. Повалихин А.С., Коваленко В.В., Близнюков В.Ю. О модели качества законченной строительством скважины // Инженер-нефтяник. – 2013. – № 3. – С. 24–28.
22. Близнюков В.Ю. Научные основы управления разработкой рациональных конструкций глубоких и сверхглубоких скважин в сложных горно-геологических условиях: дис. … д-ра техн. наук: 25.00.15. – Ухта, 2007. – 529 с.
23. Антонов Н.В., Терехов В.А., Тюкин И.Ю. Адаптивное управление в технических системах. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2001. – С. 6–14.
24. Тюкин И.Ю., Терехов В.А. Адаптация в нелинейных динамических системах. – СПб.: ЛКИ, 2008. – 377 с.
25. Лабинский А.Ю., Нефедьев С.А., Бардулин Е.Н. Использование нечеткой логики и нейронных сетей в системах автоматического управления // Науч.-аналит. журн. "Вестн. С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России". – 2019. – № 1. – С. 44–50.
26. Когнитивный геолог / Газпромнефть. – URL: https://www.gazprom-neft.ru/career/about/projects/kognitivnyy-geolog/ (дата обращения 04.08.2021).
27. "Роснефть" внедряет систему искусственного интеллекта на буровых станках. – URL: https://www.rosneft.ru/press/news/item/199293/ (дата обращения 04.08.2021).
28. Лукойл-технологии улучшают управление разработкой зрелых месторождений с применением нейронных сетей. – URL: https://technologies.lukoil.ru/ru/News/News?rid=454076 (дата обращения 04.08.2021).
29. Еремин Н.А., Столяров В.Е. Применение беспроводных решений и технологий в нефтегазовой добыче // Деловой журн. Neftegaz.RU. – 2019. – № 7(91). – С. 60–69.
30. Близнюков В.Ю., Повалихин А.С. Технологические схемы бурения систем горизонтальных стволов в пласте высоковязкой нефти // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2011. – № 10. – С. 10–15.
31. Хижняков Ю.Н. Алгоритмы нечеткого, нейронного и нейро-нечеткого управления в системах реального времени. – Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2013. – 160 с.
32. Никифоровский А.Д. Приборы контроля процессов бурения скважин // Молодёжь и наука: сб. материалов VI Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. – URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2010/pdf/3/09a.pdf
33. Зарубин М.Ю. Нейронные сети в системах управления процессами измельчения и обогащения руд черных металлов // Современные тенденции технических наук: материалы III Междунар. науч. конф., Казань, 20–23 окт. 2014 г. – Казань: Бук, 2014. – С. 33–40. – URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/123/6138/ (дата обращения 03.08.2021).