Автоматическое управление зенитным углом искривления ствола скважины

• Автор: Никульшин, Иван Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 121 с.

Оглавление

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ НАКЛОННОНАПРАВЛЕННЫМ БУРЕНИЕМ.

1.1 Обоснование необходимости внедрения автоматизированных систем управлением процессом бурения
1.2 Системы контроля геологогеофизических и технологических параметров при бурении скважин

1.2.1 Информационноизмерительные системы в бурении.

1.2.2. Наземные автоматизированные системы контроля геологогеофизических и технологических параметров бурения

1.3 Обзор систем автоматического управления процессом бурения.

1.4. Устройства, управляющие пространственным положением ствола скважины

ГОШТЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ У ПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ СТВОЛОВ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ

2.1 Понятие об инклинометрии скважины.

2.2. Основы естественного и искусственного искривления скважин

2.3 Факторы, оказывающие влияние на процесс искривления.
2.3.1 Зависимость интенсивности искривления от режима бурения.
2.3.2 Влияние геологических условий забоя на искривление ствола скважины.
2.3.3Влияние технологических факторов на искривление
2.3.4 Влияние осевой нагрузки на долото на интенсивность искривления
2.4 Наклоннонаправленное бурение скважин
вывода.
КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЕМ.
3.1 Выбор забойного измерительного устройства
3.2 Выбор канала передачи данных.
ВЫВОДЫ.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ИСКРИВЛЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ.
4.1 Анализ процесса бурения, как объекта автоматического управления.
4.2 Построение математической модели изменения зенитного угла искривления ствола скважины
ВЫВОДЫ.
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗЕНИТНОГО УГЛА ИСКРИВЛЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ.
5.1 Выбор измерительного устройства для системы автоматического регулирования
5.2 Система автоматического регулирования зенитного угла искривления ствола скважины
5.3 Подбор критерия оптимальности для системы автоматического рщулирования
5.3.1 Типовые критерии оптимальности, применяемые в бурении
5.3.2 Критерии оптимальной проводки наклоннонаправленной скважины
5.4 Алгоритм оптимального управления
5.5 Имитационное моделирование процесса искривления.
5.6. Оценка погрешности адаптивной САР
5.6. 1 Оценка погрешности измерения
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Но разработка систем автоматического регулирования сдерживается тяжелыми условиями, в которых они должны функционировать. Такими элементами мо1ут оказаться струйные или элементы аэрогидродинамического действия. Также необходимо обеспечить оперативную передачу забойной информации на поверхность для своевременного оказания управляющего воздействия на процесс, и реализовать алгоритмы для вычисления управляющего воздействия. Таким образом, создание системы автоматического регулирования пространственным положением ствола скважины, позволяющей повысить точность проходки и минимизировать возможность возникновения аварийных ситуаций и осложнений, является актуальной проблемой. Значение автоматического контроля и регулирования забойных параметров при бурении скважин возрастает в связи с непрекращающейся тенденцией к увеличению глубины и увеличению числа наклонно направленных и горизонтальных скважин, поскольку при этом управление процессом бурения по наземным параметрам существенно усложняется. В связи с этим становится практически невозможным поддержание оптимального режима бурения и предупреждение различных аварий и осложнений. От быстродействия управления во многом висят качество управления и конечный результат. Сложные с технологической или эксплуатационной точки зрения процессы могут быть объектом автоматизации управления с применением ЭВМ. Технологическая сложность процесса бурения обусловлена большим количеством технологических переменных, значения которых в гой или иной степени определяют эффективность этого процесса, и множеством взаимодействий между ними, что требует приложения не всегда очевидных управляющих воздействий. Эго особенно проявляется в различных технологических ситуациях, от оперативности и точности распознавания которых, зависят управляющие воздействия бурильщиков. Эксплуатационная сложность обусловлена технологической сложностью и характеризуется требованием ведения процесса бурения на оптимальном уровне, в пределах установленной системы ограничений. Это усугубляется и тем, что бурильщику для выбора правильного решения необходимо помнить и предысторию процесса бурения за сравнительно длительный период времени. Процесс бурения геологоразведочных скважин характеризуется частыми и значительными перестройками рабочих режимов. Это связано как с частым стохастическим изменением свойств разбуриваемых пород, так и с другими факторами, например, изменением свойств породоразрушающего инструмента в процессе бурения и очистного агента, удлинением бурильного вала; специфическими операциями, обусловленными постановкой инструмента на забоя и его приработкой, подъемом керна, бурильных труб и др. Внедрение систем автоматизированного управления имеет в том числе и социальное значение. К настоящему времени разработаны различные системы автоматической подачи долота, как для разведочного, так и для эксилутационного бурения, такие как: БР-1, АРП, РПДЭ и др. Однако, как показал опыт, регуляторы не могут обеспечить в полной мере автоматизацию режима бурения, поскольку они управляются наземными приборами, косвенно отображающими действительный режим бурения на забое. Поэтому возникает острая необходимость в отыскании технических средств, надежно работающих в условиях забоя[]. Вместе с тем, совершенствование технологий, использование современных синтетических материалов при изготовлении геофизических кабелей позволило создать в настоящее время линию связи забоя с устьем скважины, надежность которой составляет 0 часов наработки. Это снимает проблему малой пропускной способности существующих каналов связи и открывает широкие возможности для создания многоканальных забойных телеметрических систем. В недалеком будущем с внедрением гидрофицированных буровых установок нового поколения возможен рост эффективности за счет расширения функциональных возможностей системы управления процессом бурения, таких как автоматизация спуско-подъемных операций, диагностика состояния станка, оперативная обработка данных скважинной геофизики, учет расхода материалов и т.