Совершенствование систем управления и оптимизация процессов углубления скважин забойными гидравлическими двигателями

• Автор: Спасибов, Виктор Максимович
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 302 с. : ил.

Введение. Изучение состояния проблемы. Постановка задач исследований. Характеристика буровых автоматических устройств. Периоды развития. Анализ эффективности критериев оптимизации. Развитие критериев. Способы выбора критериев и режимов бурения. Сравнительный анализ критериев оптимизации. Задачи математического моделирования. Совершенствование структуры системы управления углублением скважин. Разработка моделей процесса углубления скважин шарошечными долотами. Математические модели для управления процессом углубления скважин. Выводы. Анализ и классификация методов оптимизации процессов углубления скважин. Прогнозирующие методы оптимизации. Оперативные методы оптимизации. Оптимизация по критерию максимума механической скорости. Оптимизация но критерию максимум экономической скорости. Оптимизация по критерию максимум проходки на долото. Алгоритмы по распознаванию аварийных ситуаций. Управление проводкой скважин с применением автономных устройств. Разработка способа и устройства формирования осевой нагрузки на долото.


На рисунке 3 приведены для сравнения механические характеристики гидродинамического и электромагнитных тормозов индукционного ЭМТ и порошкового ТЭП. Рисунок 3 Механические характеристики тормозов
Если в процессе бурения установить некоторую осевую нагрузку на долото и уравновесить момент от усилия на крюке тормозным моментом ТЭП, то барабан буровой лебедки будет неподвижен. Вследствие углубления долота в породу нагрузка на долото уменьшается, а момент, на валу барабана буровой лебедки увеличиваясь, становится больше тормозного момента ТЭП, и барабан лебедки начинает вращаться, обеспечивая плавную подачу бурового инструмента на забой. Из представленного видно, что с первых попыток автоматизировать процесс бурения параметрами для регулирования считались осевая нагрузка на забой, момент на долоте, их комбинация, а также скорость подачи, как функция какоголибо из упомянутых параметров или произвольно задаваемая бурильщиком. Однако с развитием турбинного бурения, имеющего максимум механической скорости при определенной осевой нагрузке в зависимости от физикомеханических свойств горной породы, появилось стремление создать устройство, автоматически поддерживающее эффективный режим бурения. Для этой цели были созданы и испытаны в промысловых условиях несколько экстремальных автоматов типов АНС1 г. АТБ1 г. ЛПИ г. Все эти устройства оказались ограниченно работоспособными вследствие значительных расхождений между параметрами бурения, замеряемыми на дневной поверхности и вводимыми в автоматическое устройство, и их действительными значениями на забое, а также вследствие недостатков исполнительных механизмов.