Система управления ориентированием бурового снаряда с использованием нейрорегулятора neural network controller

Abstract

RU: Цель - разработка и исследование нейросетевой системы управления с обратными связями по угловой скорости поворота верхней и нижней части бурильной колонны.

Методика. Для изменения направления бурения было предложено использовать усовершенствованный метод установки в заданное положение бурового снаряда путем поворота всей бурильной колонны с использованием отклоняющего устройства. Причем, к колонне было предъявлено особое требование: недопустимость перерегулирования и также недопустим реверс. То есть переходной процесс должен носить экспоненциальный.

Результаты. Разработана и исследованная имитационная модель замкнутой системы управления ориентированием положения бурового снаряда с применением Neural Network Controller. Результаты имитационного моделирования показали, что для получения желаемого переходного процесса система автоматизированного управления должна быть обучена супервизорному управлению.

Научная новизна. Усовершенствованная система автоматизированного регулирования управления ориентированием положения бурового инструмента путем учета ее динамических параметров и использования супервизорного управления для обеспечения отработки угла в процессе поворота бурильной колонны. Полученная имитационная модель дает возможность определить угол отставания бурового снаряда от верхней части бурильной колонны при ориентированной установки его на забое скважины и прогнозировать для разных глубин его максимальное значение.

Практическая значимость. Внедрение супервизорного управления, применив Neural Network Controller. Neural Network Controller даст возможность обучить замкнутую систему управления положением бурового снаряда с обратными связями по угловой скорости поворота ротора бурового станка и бурового снаряда

UK: Мета - розробка та дослідження нейромережевої системи управління із зворотними зв'язками по кутовий швидкості повороту верхньої та нижньої частини бурильної колони.

Методика. Для зміни напрямку буріння було запропоновано використовувати удосконалений метод установки в задане положення бурового снаряда шляхом повороту всієї бурильної колони з використанням відхилюючого пристрою. Причому, до колони було пред'явлено особливі вимога: неприпустимість перерегулювання і також неприпустиме реверс. Тобто перехідний процес повинен носити експонентний.

Результати. Розроблена і досліджена імітаційна модель замкнутої системи управління орієнтуванням положення бурового снаряда із застосуванням Neural Network Controller. Результати імітаційного моделювання показали, що для отримання бажаного перехідного процесу система автоматизованого управління повинна бути навчена супервізорного управлінню.

Наукова новизна. Удосконалена система автоматизованого регулювання управління орієнтуванням положення бурового інструменту шляхом врахування її динамічних параметрів і використання супервізорного управління для забезпечення відпрацювання кута в процесі повороту бурильної колони. Отримана імітаційна модель дає можливість визначити кут відставання бурового снаряда від верхньої частини бурильної колони при орієнтованої установки його на вибої свердловини і прогнозувати для різних глибин його максимальне значення.

Практична значимість. Впровадження супервизорного управління, застосувавши Neural Network Controller. Neural Network Controller дасть можливість навчити замкнуту систему керування положенням бурового снаряда із зворотними зв'язками по кутової швидкості повороту ротора бурового верстата і бурового снаряда.

EN: The goal - development and research of the neural network control system with feedback on the angular velocity of rotation of the upper and lower part of the drill string. Methodology. To change the direction of drilling has been proposed to use an improved method for the positioning of the drill by rotating the entire drill string using a diverter. Moreover, the column was brought to a special requirement: the inadmissibility of overshoot and also unacceptable reverse. That is, the transition process should be exponential.

Findings.. Developed and researched simulation model of the closed position control orientation of the drill using Neural Network Controller. Simulation results showed that to produce the desired transition process automated control system should be trained supervisory control.

Originality. Advanced computer-aided control management orientation position the drilling tool by taking into account its dynamic parameters and the use of supervisory control to ensure that the process of working out the angle of rotation of the drill string. The resulting simulation model makes it possible to determine the angle of the drill gap from the top of the drill string at-oriented setting it on the bottom of the well and forecast for different depths of its maximum value.

Practical value. Implementation of supervisory control, using Neural Network Controller. Neural Network Controller will provide an opportunity to teach a closed system controlling the position of the drill with the feedback of the angular velocity of rotation of the rotor drilling rig and drill.