Файл: білас Саынов атындаы араанды техникалы университеті орауа жіберілді па каф мегерушісі.docx
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 147
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Станцияның негізгі функциялары: оңтайлылық өлшемінің экстремалды мәніне қол жеткізуді қамтамасыз ететін бұрғылау режимдерін оңтайландыру (ең жоғары рейстік жылдамдық немесе қашауға үңгілеу, ең аз 1 м үңгілеу құны); рейс процесінде бұрғылау жағдайлары өзгерген кезде таңдап алынған оңтайлы бұрғылау режимін түзету; аварияға дейінгі және авариялық жағдайларды ерте сатыда тану және олардың басталу сәтін ықтималды бағалау; бұрғылау процесін 1 м бұрғылау немесе рейске еселік бұрғылау процесі туралы геологиялық-технологиялық ақпаратты әртүрлі нысанда сақтау және ұсыну.
Станция технологиялық датчиктердің қажетті жиынтығымен жабдықталған және тереңдігі 4000-6500 М мұнай мен газға арналған пайдалану және барлау ұңғымаларын бұрғылауға арналған кез келген мұнай бұрғылау қондырғыларымен жұмыс істей алады. Біріншіден, станцияны жаңа аудандарда бұрғылау жағдайлары туралы ұқсас геологиялық және технологиялық ақпараттың аз зерттелген және дұрыс емес жағдайында қолданған дұрыс.
Геологиялық-экономикалық зерттеулердің әдістемелік экспедициясында құрылған екінші ең маңызды даму, ұңғыманы тереңдету процесін оңтайлы режимде басқарудың автоматты жүйесі ("Өзбекстан 2а" автобурилшісі). Жүйе есептеу-басқару кешені орналастырылған бұрғылаушының кабинасын, технологиялық параметрлер датчиктерін және жүкшығыр тежегішінің иінтірегін басқаруға арналған атқарушы механизмді қамтиды. Жүйе шарошақты қашауларды пайдалана отырып, мұнай мен газға сериялық бұрғылау қондырғыларымен терең ұңғымаларды роторлы және турбиналы тәсілдермен бұрғылау процесін автоматты режимде жүргізуге арналған. Жүйеге бір оператор қызмет көрсетеді. Есептеу-басқару кешеніне "Электроника С5-12" сериялық микроЭВМ базасында орындалған есептеу блогы, басқару пульті, объектімен және оператормен байланыс құрылғысы, ақпаратты ұсыну, басқару сигналдарын қалыптастыру, ПЛ-150 таспалы перфораторы және қоректендіру жүйесі кіреді. Кешен технологиялық параметрлер датчиктерінің сигналдары арқылы бұрғылау процесі туралы ақпаратты қабылдауға және талдауға, сондай-ақ оны басқару алгоритміне сәйкес логикалық және математикалық өңдеуге, ақпараттық және басқару сигналдарын қалыптастыруға және электрмен жабдықтау жүйесінің барлық құрылғыларын қамтамасыз етуге арналған.
Басқару алгоритміне сәйкес жүйе бұрғылау құралын өлшеуді, қашауды өңдеуді, қашауға осьтік жүктеменің тиімді мәнін іздеуді және оны бұрғылау процесінде ұстауды жүзеге асырады. Егер одан әрі бұрғылау экономикалық тұрғыдан мүмкін болмаса, онда жүйе рейстің аяқталғаны туралы сигнал шығарады және құралдың берілуін тоқтатады. Сонымен қатар, жүйе шарикті қашау тірегінің тозуын дер кезінде анықтай отырып, авариясыз бұрғылауды қамтамасыз етеді. Бұрғылау процесінің барысы және жабдықтың жұмыс режимі туралы мәліметтер бұрғылаушыға бағыттамалы аспаптардың, цифрлық индикацияның, жарқыраған транспаранттардың көмегімен беріледі, сондай-ақ перфолентте тіркеледі, ол ақпараттық банкті қалыптастыру үшін бастапқы құжат бола алады және бұрғылау құралы мен жабдығының жай-күйін объективті білдіретін және бұрғылау бригадасының жұмысын көрсететін бақылау құжаты ретінде қызмет етеді.
Жүйе тереңдігі 3500-4000 М ұңғымаларды бұрғылауға арналған, тұтыну қуаты 0,5 кВт-тан аспайды. Кәсіпшілік сынақтардың нәтижелері көрсеткендей, жүйені қолдану толық апатсыз болуды қамтамасыз ету кезінде қашаулар шығынын және ұңғыманы өткізу уақытын 15-20%-ға қысқартуға мүмкіндік береді.
"Дайамант Борт" фирмасымен жылжымалы ротаторы және құбыр ұстағышы бар гидрофицирленген қондырғы құрылды, оны басқаруда микропроцессор пайдаланылған болатын. Микропроцессордың көмегімен гидравликалық басқару элементтерінің жұмысы үйлестіріледі, әртүрлі операциялар есептеледі және олардың алдын-ала қабылданған тапсырмаларға сәйкестігі бақыланады. Түсіру-көтеру операциялары кезінде микропроцессор ротатор гидропатронының және құбыр ұстағыштың іске қосылу кезектілігін, жоғары және төмен орын ауыстыруын үндестіреді және жүйелі сигналдардың өтуі арасындағы уақыт аралықтарын бақылайды.
Басқару жүйесінің функцияларын кеңейтуге болады: алдын-ала тәжірибе жүзінде жасалған әртүрлі бағдарламаларды толық жаңғырту; бұрғылау құбырларын бұрау және бұрау кезінде максималды айналу сәті бойынша қорғау; бұрғылау кезінде шекті осьтік жүктеме бойынша шектеу, бұл бұрғылау бағанының сенімділігін арттырады және т. б. Бұрғылау процесі туралы ақпаратты тіркеу және өңдеу қарастырылған, содан кейін ол осы процесті және геологиялық бөлімді түсіндіру үшін қолданылады.
Қатты пайдалы қазбаларға арналған геологиялық барлау ұңғымаларын бұрғылау үшін САОПБ-1 бұрғылаудың технологиялық процесін басқаруды автоматтандырылған оңтайландыру жүйесі әзірленді. Жүйе ұңғыманы алмазды тау жынысын бұзатын құралмен бұрғылаудың технологиялық процесін автоматты түрде басқаруға арналған, ол қаптаманың берілген оңтайлы тереңдеуіне немесе берілген механикалық жылдамдыққа сәйкес келеді және оны алмазды бұрғылау кезінде қолданылатын гидравликалық беріліс жүйесі бар барлық бұрғылау машиналарында қолдануға болады.
Іс жүзінде жүйе аналогты реттегіш болып табылады және белгілі жоғары сенімділігі мен тиімділігімен ерекшеленеді, олар бұрғылаушы (технолог) белгілеген айналым үшін тәжді тереңдетудің әрбір нақты жағдайында дұрыс таңдауға байланысты. Берілген ойық (бұрғылау жылдамдығы) бұрғылау шарттарына сәйкес келмеген жағдайда, яғни берілген бұрғылау жылдамдығы осы жағдайлар үшін оңтайлы асып кеткен жағдайда, жуу сорғысының айдау желісінде тұтынылатын қуат немесе бұрғылау ерітіндісінің қысымы бойынша қорғаныс іске қосылады және құралды автоматты түрде "жару" жүргізіледі. Сипатталған жағдайды жиі қайталау айналымның белгілі бір шегінісін азайту қажеттілігі туралы сигнал ретінде қызмет етеді.
Әрбір жүйе үшін (тау жынысы-тәж) айналым үшін берілетін ойықтың оңтайлы шамалары арнайы, бұрын әзірленген диаграмма бойынша таңдалады немесе бұрғылау процесінде арнайы әдістеме бойынша тәжірибелік жолмен анықталады.
Әзірлеушілердің сөзсіз еңбегі-олар үлкен көлемді бұрғылау негізінде бірінші болып алмаз бұрғылау процесін автоматтандырылған басқарудың артықшылықтарын дәлелдеді.
Жүйенің кемшілігі-барлық аналогтық шешімдерге тән жетілдірудің шектеулі мүмкіндігі. Бейімделу элементтерін енгізу, басқару алгоритмдерін жетілдіру үлкен қиындықтарға, демек, жүйенің қымбаттауына әкеліп соғады.
1999 жылдың басында "Ореол" Мәскеу геофизикалық аспап жасау және информатика арнайы конструкторлық бюросы "СГТ-микро"бұрғылау параметрлерін технологиялық бақылау жүйесін шығарды. Жүйені Ресей Федерациясының Госгортехнадзоры барлық бұрғылау кәсіпорындарында, ең алдымен, бұрғылау жұмыстарының қауіпсіздігін қамтамасыз ету және авариялардың алдын алу үшін жабдық ретінде енгізуді ұсынды.
"СГТ-микро "жүйесі функционалдық мүмкіндіктері бойынша танымал"Мартин-Декер" фирмасы шығаратын құралдарға ұқсас. "СГТ-микро" құны 4-6 есе аз, ал персоналды оқытуға, профилактикалық қызмет көрсетуге және жөндеуге, штаттан тыс жағдайлар туындаған кезде мамандарды шақыруға және т.б. шығындарды ескере отырып, құндық қатынас "СГТ-микро"пайдасына одан әрі артады.
3 Бұрғылау процесінің жай-күйі туралы ақпаратты жинау және бастапқы өңдеу құрылғысының сипаттамасы
Бұрғылау процесін автоматты басқару мәселесін сапалы шешудің қажетті шарты-процестің жай-күйі туралы қажетті жылдамдық пен дәлдікпен ақпарат алу.
Ақпаратты алудың талап етілетін жеделдігі процесті уақыттың нақты ауқымында басқару қажеттілігімен айқындалады, яғни басқарылатын әсерлер басқарылатын процестің жай-күйінің өзгеруіне қатысты кідіріссіз (немесе рұқсат етілген кідіріспен) қалыптасуы тиіс. Бұл технологиялық параметрлер бұрғылау процесінің уақытша сипаттамалары үшін оңтайлы жиілікпен өлшенуі керек, оған бұрғылау станогының жетегіндегі өтпелі процестердің ұзақтығы, бұрғылау бағанасының инерциялық қасиеттері, процестің стационарлық емес сипаты жатады.
Сонымен қатар, уақытша сипаттамалар бұрғылаудың геологиялық және техникалық жағдайларына байланысты болып келеді,яғни : ұңғыманың тереңдігіне, бұрғыланатын жыныстардың физикалық және механикалық қасиеттеріне, бұрғылау құбырларының түрлеріне және бұрғылау бағанасының орналасуына, тазарту агентінің қасиеттеріне, ұңғыманы жуу режиміне және т. б.
Нақты уақыт сипаттамаларын есептеу тек бұрғылау процесін сипаттайтын кіріс және шығыс айнымалыларының сапалық ғана емес, сонымен қатар нақты геолого-техникалық жағдайларға нақты сандық тәуелділіктерін анықтайтын бұрғылау процесінің (модельдің) математикалық сипаттамасы негізінде ғана мүмкін болады.
Алайда, бұрғылау процесінің қазіргі кездегі математикалық сипаттамалары сапалық сипатқа ие және бұрғылау процесінің уақытша сипаттамаларын шамамен (бірліктерден бірнеше ондаған секундқа дейін) бағалауға мүмкіндік береді. Бұл бағалау көптеген тәжірибелік мәліметтермен расталады.
Осылайша, бұрғылау процесінің уақытша сипаттамалары, сонымен қатар параметрлерді зерттеу жиілігі есептеу негізінде нақты анықталмауы мүмкін. Бұрғылау процесін автоматтандырылған басқаруды дамытудың осы кезеңінде параметрлерді зерттеу кезеңін белгілі бір жағдайлар үшін нақты мәні тиісті әдістерге сәйкес эксперименттік жолмен белгіленетін технологиялық тұрақты ретінде қарастырған жөн.
Эксперименттік зерттеулер мен сынақтардың деректері бойынша тереңдігі 100-300 М ұңғымаларды әртүрлі бұрғылау қондырғыларымен (СКБ-4, 5, 8, ЗИФ-650) бұрғылау және параметрлерді сұрау кезеңінде бұрғылаудың режимдік параметрлерін тұрақтандырудың толық қанағаттанарлық сапасы, процестердің өзгеруіне уақтылы әрі тиімді реакция және олардың дамуының бастапқы сатыларында аномальды технологиялық жағдайларды жою қамтамасыз етіледі.
Параметрлердің осындай үлкен кезеңдерінде бұрғылау кезінде жиілігі жоғары процестерді, мысалы, тербелістерді талдау мүмкін емес, себебі олардың ауқымы әртүрлі бағалаулар бойынша жүздеген герцтен ондаған килогерцке дейін барады.
Осындай жоғары жиіліктегі параметрлерді зерттеуді жүзеге асыру үшін арнайы техникалық құралдар мен өлшеулерді өңдеудің күрделі математикалық аппараты қажет. Сондықтан қазіргі уақытта Бұрғылаудағы жиілігі жоғары процестерге арнайы зерттеулер жүргізіп, олардың нәтижелері бойынша бұрғылау режимдерін басқару бойынша ұсыныстар жасаған жөн, мысалы, шектеулер жүйесі түрінде.
Уақыттың нақты масштабындағы бұрғылау режимдерін басқару мақсаттары үшін параметрлердің өзгеруінің өзара тәуелділігін анықтауға және процесс жағдайының өзгеру тенденциясын болжауға мүмкіндік беретін бұрғылау процесі күйі өзгеруінің нақты заңдылықтарына барабар өлшемдердің (трендтің) уақытша қатарын қалыптастыру мәселесін шешумен шектелуге болады.
Бұрғылаудың әрбір параметрінің трендін қалыптастыру сапасы трендті құрайтын жеке нүктелерді (лездік мәндерді) өлшеу дәлдігімен айқындалады.
Үздіксіз электр сигналы болып табылатын параметрдің тұрақты мәнін алу процедурасы бұл сигналды деңгей бойынша кванттау болып табылады, яғни, бұл функцияның үздіксіз мәндерінің диапазонында, мысалы, бүкіл диапазонда біркелкі бөлінген функцияның дискретті мәндерінің соңғы саны таңдалады.
Өлшеу кезіндегі маңызы бар функцияларының мәні 111 мәні жақын дискретті деңгейге ауыстырылады. Бұл жағдайда 111 функциясы сатылы көрініске ие болады (сурет нөмірі). Кванттау кезінде кванттау қадамымен анықталатын кванттау қателігі пайда болады. Біркелкі кванттау кезінде берілген кванттау қатесінің максималды мәні
– параметрді өзгерту ауқымы; (q-1) – кванттау аралықтарының (қадамдарының) саны, q-1= (
).Алайда, негізгі проблема кездейсоқ кедергілердің негізінде пайдалы сигналды бөлу болып табылады, оның негізі өлшеу жолдары емес, бұрғылау процесінде пайда болатын және бұрғылау жағдайларының өзгеруі мен бұрғылау жабдықтарының тұрақсыздығының салдары болып табылатын стохастикалық бұзылулар.
Тапсырма белгілі бір уақытта бұрғылаудың қажетті параметрін өлшеуді осы өлшемдердің жиынтығы талданған уақыт аралығындағы параметрдің тұрақты өзгеруін қалыптастыру болып табылады. Осы дипломда әзірленген жүйеде бұл мәселе келесідей шешіледі: