«Нефтепро-
мысловое дело»

ПРИНЦИПЫ И ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

УДК: 622.24.05:681.5
DOI: 10.33285/0207-2351-2021-11(635)-26-33

Авторы:

¹ Филиал ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" "ПермНИПИнефть" в г. Перми, г. Волгоград, Россия

Ключевые слова: процесс бурения; параметры объекта регулирования; критерии оптимального управления; система автоматического регулирования; режимные параметры; автоматические стабилизаторы; управление бурением скважин.

Аннотация:

Повышение эффективности буровых работ в значительной мере связано с одним из важнейших направлений - оптимизацией процесса бурения. Сложность процесса, обусловленная большим числом технологических переменных, информационным потоком данных, неопределенностью горно-геологических условий, влиянием случайных факторов, определяет особенности управления процессом в автоматическом режиме. В статье представлены основные конструктивные типы средств автоматизации, используемых на нефтяных и газовых месторождениях для управления параметрами процесса бурения в соответствии с локальными критериями оптимизации целевых функций процесса (скорости, себестоимости, проходки и др.), 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. Медведев А.Е., Чупин А.В. Автоматизация производственных процессов. - Кемерово: Кузбасский гос. техн. ун-т, 2009. - 325 с.
2. Ребрик Б.М., Куликов В.В. Обобщенный критерий сравнительной оценки эффективности применяемых буровых технологий // Науковi працi Донецкого нацiонального технiчного унiверситету. Сер. Гiрничо-геологiчна. - 2011. - Вып. 14. - С. 226-230.
3. Нескоромных В.В. Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ. - Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2015. - 396 с.
4. Козловский Е.А., Гафиятуллин Р.Х. Автоматизация процесса геологоразведочного бурения. - М.: Недра, 1977. - 215 с.
5. Храменков В.Г., Брылин В.И. Бурение геологоразведочных скважин: учеб. пособие. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2010. - 243 с.
6. Евсеев В.Д. Физика разрушения горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин: учеб. пособие. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2004. - 151 с.
7. Близнюков В.Ю. Научные основы управления разработкой рациональных конструкций глубоких и сверхглубоких скважин в сложных горно-геологических условиях: дис. … д-ра техн. наук. - Ухта: Ухтинский государственный технический ун-т, 2007. - 527 с.
8. Близнюков Вит.Ю., Близнюков В.Ю. Оценка и классификация горно-геологических и технико-технологических условий бурения скважин и спуска обсадных колонн // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2008. - № 7. - С. 26-31.
9. Овчаренко В.М., Брацлавский И.А. Основы автоматизации и контрольно-измерительные приборы на буровых и горно-разведочных работах: 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1982. - 230 с.
10. Погарский А.А., Чефранов К.А., Шишкин О.П. Оптимизация процессов глубокого бурения. - М.: Недра, 1981. - 296 с.
11. Храменков В.Г. Автоматизация управления технологическими процессами бурения нефтегазовых скважин: учеб. пособие. - М.: Юрайт, 2017. - 415 с.
12. Регулятор осевой нагрузки: а. с. 471419 / Р.Х. Гафиятуллин [и др.]. - № 1967786/22-3; заявл. 22.10.1973, опубл. 25.05.1975; Бюл. № 19. - Режим доступа: https://patents.su/2-471419-regulyator-osevojj-nagruzki.html
13. Сажин Р.А. Автоматизация технологических процессов горного производства. - Пермь: Изд-во Пермского государственного технического ун-та, 2009. - 198 с.
14. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д. Фактор дифференциального давления винтовых забойных двигателей при мониторинге режима бурения скважин // Нефт. хоз-во. - 2014. - № 3. - С. 98-101.
15. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Одновинтовые гидравлические машины: в 2 т. - Т. 2. Винтовые забойные двигатели. - М.: ИРЦ Газпром, 2002. - 470 с.
16. Пат. 2697988 Рос. Федерация, МПК Е21В 44/00. Способ и система для автоматизированного управления бурением скважины / В.И. Молодило; патентообладатель ООО "ВНИИБТ-Буровой инструмент". - № 2019102455; заявл. 29.01.2019; опубл. 21.08.2019, Бюл. № 24.
17. Управляющие вычислительные машины в АСУ технологическими процессами: в 2 т. / под ред. Таррисона; пер. с англ. под ред. И.М. Шенброта, М.А. Гальперина. - М.: Мир, 1975-1976. - Т. 1. - 560 с. - Т. 2. - 531 с.
18. Системы и устройства автоматики для горных предприятий на основе микроэлектроники и микропроцессорной техники / Л.Г. Мелькумов [и др.]. - М.: Недра, 1992. - 452 с.
19. Андреев Е.Б., Попадько В.Е. Технические средства систем управления технологическими процессами нефтяной и газовой промышленности: учеб. пособие. - М., 2004. - 269 с.
20. Пронин А.И., Щелкунов Е.Б. Теория автоматического управления. - 2-е изд., доп. - Комсомольск-на Амуре: ФГБОУ ВПО "КнАГТУ", 2015. - 108 с.
21. Антонов В.Н., Терехов В.А., Тюкин И.Ю. Адаптивное управление в технических системах. - СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского ун-та, 2001. - С. 6-14.
22. Тюкин И.Ю., Терехов В.А. Адаптация в нелинейных динамических системах: Монография. - М.: Изд-во ЛКИ, 2008. - 381 с.
23. Лабинский А.Ю., Нефедьев С.А., Бардулин Е.Н. Использование нечеткой логики и нейронных сетей в системах автоматического управления // Научно-аналитический журнал Вестник Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России. - 2019. - № 1. - С. 44-50.
24. Газпромнефть [Электронный ресурс]. - URL: https://www.gazprom-neft.ru/career/about/projects/kognitivnyy-geolog/(Дата обращения: 04.08.2021).
25. Роснефть [Электронный ресурс]. - URL: https://www.rosneft.ru/press/news/item/199293/(Дата обращения: 04.08.2021).
26. ЛУКОЙЛ [Электронный ресурс]. - URL: https://technologies.lukoil.ru/ru/News/News?rid=454076 (Дата обращения: 04.08.2021).
27. Еремин Н.А., Столяров В.Е. Применение беспроводных решений и технологий в нефтегазовой добыче // Neftegaz.ru. - 2019. - № 7. - С. 60-69.
28. Хижняков Ю.Н. Алгоритмы нечеткого, нейронного и нейро-нечеткого управления в системах реального времени. - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2013. - 160 с.
29. Никифоровский А.Д. Приборы контроля процессов бурения скважин // Молодёжь и наука: сб. материалов VI Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных [Электронный ресурс]. - Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2011. - Режим доступа: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2010/section3.html, свободный.