Анотація до роботи:

Бабчук С.М. Контроль енергетичних показників дизельного приводу ротора бурових установок. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – Прилади і методи контролю та визначення складу речовин. – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2004.

Дисертація присвячена розробці методу контролю енергетичних показників дизельного приводу ротора бурових установок, що базується на оцінці швидкості обертання колінчастих валів дизельних агрегатів силового приводу бурової установки і швидкості обертання стола ротора.

Запропоновано новий метод контролю енергетичних показників дизельного приводу ротора бурових установок. Метод дозволяє контролювати у реальному часі енергетичні показники дизельного приводу ротора бурових установок, що дозволяє уникнути багатьох ускладнень і аварій у процесі буріння, підвищити, як проходку на долото, так і механічну рейсову швидкість буріння.

Основні результати роботи знайшли промислове впровадження в Прилуцькому УБР, а також у навчальному процесі.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і вирішення наукової задачі, яка вимагає розробки нового методу контролю енергетичних показників приводу ротора бурових установок з дизельним силовим приводом в умовах невизначеності процесу буріння на нафту і газ.

Аналіз стану цієї задачі виявив відсутність методу контролю, на основі якого можна було б отримати достовірну інформацію про енергетичні показники приводу ротора бурових установок з дизельним силовим приводом (швидкість обертання стола ротора, усереднена швидкість обертання вала на виході з групового дизельного приводу, усереднена швидкість обертання колінчастих валів дизельних агрегатів, крутний момент на столі ротора, сумарний крутний момент дизельних агрегатів, усередний крутний момент дизельного агрегата) , оскільки наявні прямі методи контролю не забезпечують належну надійність контролю, а непрямі – належну якість контролю (методи не забезпечують повноту контролю). Встановлено, що для опису даних показників застосовують детерміновані математичні моделі. Проте дані показники, як і сам процес буріння, є стохастичними, нестаціонарними і такими, що значно змінюються в часі. З урахуванням особливостей процесу і вимог до методу контролю, зумовлених також розв’язком комплексу технічних, інформаційних і економічних проблем, зроблено аналіз нових розробок в області контролю енергетичних показників приводу ротора бурових установок з дизельним приводом. Обгрунтовано перспективність методу, що базується на використанні нечіткої логіки, яка дає можливість забезпечити отримання достовірної інформації про енергетичні показники приводу ротора непрямим шляхом.

2. Для рішення задачі контролю енергетичних показників приводу ротора БУ з ДСП в умовах невизначеності процесу буріння вперше створено теоретичні засади їх контролю, які містять моделі механічних характеристик дизельних агрегатів типу В2-450 на базі нечіткої логіки. Доведено ефективність даних моделей (похибки відхилення моделей від зразкових механічних характеристик не перевищують 0,14%, а у відомих детермінованих моделей – 6,7%) і можливість їх використання для контролю енергетичних показників приводу ротора бурових установок з дизельним силовим приводом, що сприяє підвищенню ефективності процесу буріння свердловин на нафту і газ.

3. На основі аналізу існуючих систем контролю енергетичних показників приводу ротора БУ з ДСП синтезована нова структура системи контролю енергетичних показників приводу ротора бурових установок з дизельним силовим приводом. На відміну від існуючих систем, що базуються на безпосередньому контролі кожного енергетичного показника окремим контуром контролю, дана система дозволяє, контролюючи безпосередньо тільки швидкість обертання вала на виході з дизельного силового приводу і швидкість обертання вала приводу стола ротора непрямим шляхом, встановлювати основні енергетичні показники, що забезпечує необхідну точність їх контролю і разом з цим зменшує витрати коштів і часу на придбання, монтаж, обслуговування і ремонт технічних засобів, а також сприяє підвищенню ефективності бурових робіт.

4. Аналіз існуючої загальноприйнятої класифікації методів і алгоритмів контролю крутного моменту на столі ротора бурових установок дозволив її удосконалити шляхом внесення в неї доповнень. Це дало можливість синтезувати якісно новий алгоритм контролю крутного моменту в реальному часі та здійснювати контроль даного параметра буріння з похибкою контролю 3,02%, що забезпечує підвищення ефективності систем керування процесом поглиблення свердловин.

5. На базі нечіткої логіки удосконалено моделі енергетичних показників приводу ротора бурових установок з дизельним силовим приводом, що дає можливість в умовах невизначеності процесу буріння контролювати їх в реальному часі.

6. В процесі проведеного метрологічного випробування підтверджена адекватність отриманих аналітичних залежностей для різних режимів роботи блоку мікропроцесорних засобів контролю енергетичних показників приводу ротора бурових установок з дизельним силовим приводом, що дозволяє експлуатувати розроблену систему контролю буровими підприємствами України.

7. Розроблений у дисертаційній роботі метод реалізовано у вигляді комп’ютерних програм, системи контролю, які прийняті в промислову експлуатацію Прилуцьким УБР.

Матеріали дисертаційної роботи впроваджено в навчальний процес при викладанні дисциплін “Спеціальні вимірювальні прилади і системи”, “Автоматизований електропривод в нафтогазовій промисловості” для студентів спеціальності 7.092501 – Автоматизоване управління технологічними процесами, демонстраційний зразок пристрою впроваджений у вигляді лабораторного стенду.

Результати роботи можуть бути рекомендовані для використання на бурових установках з дизельним силовим приводом.

Публікації автора:

1. Бабчук С.М. Аналіз похибок частотно-імпульсного методу контролю крутного моменту на столі ротора бурових установок з дизельним силовим приводом // Методи та прилади контролю якості. – Івано-Франківськ. – 2003. - №11. – С.78-82.

2. Семенцов Г.Н., Бабчук С.М. Метод визначення крутного моменту на столі ротора бурових установок з дизельним приводом // Науковий вісник Івано-Франківського національного університету нафти і газу. – Івано-Франківськ: ФАКЕЛ. – 2003. - №1(5). – С.60-63.

3. Бабчук С.М. Метод контролю моменту на валі приводу роторного стола бурових установок з дизельним приводом // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – Хмельницький. – 2001. – №1. – С.71-74.

4. Бабчук С.М. Модель моменту на валі ротора бурових установок з дизельним приводом // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. Серія: Технічна кібернетика та електрифікація об’єктів паливно-енергетичного комплексу. – Івано-Франківськ: ІФДТУНГ. – 2001. - №37(6). - С.72-92.

5. Бабчук С.М. Інформаційна модель контролю моменту обертання стола ротора бурової установки з дизельним приводом УРАЛМАШ-3000БД // Науковий вісник Івано-Франківського національного університету нафти і газу. – Івано-Франківськ: ФАКЕЛ. – 2002. - №2(3). – С.84-88.

6. Бабчук С.М. Модель контролю енергетичних параметрів дизельного привода ротора бурових установок // Науковий вісник Івано-Франківського національного університету нафти і газу. – Івано-Франківськ: ФАКЕЛ. – 2002. - №1. – С.60-63.

7. Бабчук С.М. Модель каналу контролю енергетичних показників дизельного приводу стола ротора як розімкнутої нелінійної частотно-імпульсної динамічної системи // Розвідка та розробка нафтових та газових родовищ. – Івано-Франківськ: ФАКЕЛ. – 2004. - №2. – С.75-79.

8. Бабчук С.М. Контроль енергетичних параметрів дизельних двигунів // Праці VIII конф. “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах”. – Хмельницький: ТУП. – 2001. - №8. – С.124-126.

9. Бабчук С.М. Визначення моменту на роторі бурових установок з приводом від двигунів внутрішнього згорання непрямими методами // Тези наук.-техн. конференції проф.-викладацького складу університету. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ. - 2001. – С.87-89.

10. Бабчук С.М. Автоматизований і автоматичний контроль моменту обертання на столі ротора бурової установки з дизельним приводом // Тези наук.-техн. конференції проф.-викладацького складу університету. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ. - 2002. – С.93-95.

11. Бабчук С.М. Похибки контролю крутного моменту на столі ротора бурових установок з дизельним силовим приводом // Матеріали ІІ міжнар. наук.-техн. конф. “Динаміка наукових досліджень 2003”. – Том 29. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, - 2003. – С. 3-5.

12. Семенцов Г.Н., Бабчук С.М. Частотно-імпульсний метод мікропроцесорного контролю крутного моменту на валі дизельних двигунів // Матеріали VII міжнар. наук.-практ. конф. “Наука і освіта 2004”. – Том 64. – Технічні науки. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. – С. 69-71.

13. Семенцов Г.Н., Бабчук С.М. Модель каналу контролю енергетичних параметрів дизельного приводу бурових установок в умовах невизначеності процесу буріння // Тези доповідей учасників міжнар. наук.-практ. конференції “Інтелектуальні системи прийняття рішень та інформаційні технології”. – Чернівці: ЧФЮІ. – 2004. – С. 196-197.

14. Бабчук С.М. Характеристики системи автоматизованого контролю крутного моменту на столі ротора бурових установок з дизельним силовим приводом // Тези доповідей сьомої наук.-техн. конференції “Контроль і управління в складних системах”. – Вінниця: УНІВЕРСУМ. – 2003. – С. 152.

15. Бабчук С.М. Мікропроцесорна система, заснована на методах нечіткої логіки, для автоматизованого контролю крутного моменту на столі ротора бурових установок з дизельним силовим приводом // Збірник наукових праць за результатами міжнар. наук.-практ. конференції “Мікропроцесорні пристрої та системи автоматизації виробничих процесів”. – Хмельницький: Хмельницький державний університет. – 2004. – С. 63-67.