Введение
1 Изучение состояния проблемы. Постановка задач исследований 18
1.1. История развития технических средств автоматизации бурения 18
1.1.1. Общие положения 18
1.1.2. Характеристика буровых автоматических устройств. Периоды развития 20
1.2. Анализ эффективности критериев оптимизации 32
1.2.1. Классификация критериев 32
1.2.2. Развитие критериев 34
1.2.3. Способы выбора критериев и режимов бурения 36
1.2.4. Сравнительный анализ критериев оптимизации 47
1.3. Математические модели процесса углубления скважин 49
1.3.1. Задачи математического моделирования , 49
1.3.2. Анализ наиболее применяемых моделей 53
1.3.3. Экспериментальные исследования процессов бурения на месторождениях Среднего Приобья 60
1.4. Основные закономерности процессов бурения 66
Выводы 69
2 Развитие научных и методических основ регулирования процессов углубления скважин 70
2.1. Совершенствование структуры системы управления углублением скважин 70
2.2. О результатах исследований по созданию математических моделей управления углублением скважин 79
2.3. Разработка моделей процесса углубления скважин шарошечными долотами 82
2.4. Математические модели для управления процессом углубления скважин 94
Выводы 98
3 Анализ и классификация методов оптимизации процессов углубления скважин
3.1. Расчетные методы оптимизации 100
3.2. Прогнозирующие методы оптимизации 101
3.3. Оперативные методы оптимизации 108
3.3.1. Оптимизация по критерию «максимума механической скорости» 109
3.3.2. Оптимизация по критерию «максимум рейсовой скорости» 118
3.3.3. Оптимизация по критерию «максимум экономической скорости» 122
3.3.4. Оптимизация по критерию «максимум проходки на долото» 124
3.4. Адаптивные алгоритмы оптимизации 127
3.5. Алгоритмы по распознаванию аварийных ситуаций 136
Выводы 138
4 Управление проводкой скважин с применением ав тономных устройств
4.1. О способах автономного управления работой забойного двигателя 139
4.2. Разработка способа и устройства формирования осевой нагрузки на долото 140
4.3. Расчеты к технологии применения устройства формирования нагрузки на долото 150
4.4. К разработке конструкции шарошки долота 152
4.5. О применении акустических фильтров для регулирования амплитуды колебаний потока промывочной жидкости 156
Выводы 157
5 Теоретические, экспериментальные исследования, разработка способа и устройств телеизмерения за бойных параметров 158
5.1. Сравнительная характеристика каналов передачи забойных параметров на устье скважины 158
5.2. Теоретические положения передачи забойной информации по гидравлической линии связи 165
5.3. Разработка устройств телеизмерения забойных параметров... 176
5.3.1. Забойный датчик частоты вращения вала турбобура 176
5.3.2. Наземное устройство измерения частоты вращения вала турбобура 178
5.3.3. Анализ источников погрешностей измерения 180
5.3.4. Способ уменьшения уровня помех в гидравлическом канале связи 187
Выводы 190
6 Оперативная оптимизация углубления скважин за бойными гидравлическими двигателями посредством адаптивных систем управления 191
6.1. Постановка задачи и пути решения 191
6.2. Информационное обеспечение управления процессом бурения скважин
6.2.1. Современное состояние и основы классификации уровней информационного обеспечения 195
6.2.2. Декомпозиция задач управления и элементы информационного обеспечения подсистем управления 198
6.2.3. Структура классификации 200
6.2.4. Методика расчета количественных показателей информационной значимости контролируемых параметров... 202
6.3. Способ создания автоматизированной системы управления турбинным бурением 205
6.3.1. Выбор способа. Структурная схема системы автоматизированного управления (САУ) 205
6.3.2. Разработка способа автоматизированной настройки параметров подсистемы регулирования 208
6.3.3. Алгоритмы работы подсистемы регулирования САУ 224
6.3.4. Алгоритмы работы САУ по выбранным критериям оптимизации 228
6.4. Разработка математической модели подсистемы регулирования САУ 231
6.5. Параметрическая оптимизация САУ 249
Выводы 259
Заключение 260
Основные выводы и рекомендации 263
Список использованных источников 265
Приложения 281
