Известны системы управления бурением с использованием для регулирования параметров режима различных экстремальных характеристик объекта. Иногда эти характеристики формируются искусственно.
Большое значение в системах имеют средства автоматического ограничения крутящего момента, вибрации.
Для проектирования систем управления необходимо знание основных закономерностей технологических процессов при бурении, статических, динамических и др. свойств бурового станка как объекта управления. Требуется предварительная оценка результатов, которые могут быть достигнуты при применении систем управления.
Совершенствование средств регулирования параметров режима и переход на автоматическое управление процессом бурения повышает производительность станков на 15-18% , снижает себестоимость на 10% , увеличивает срок службы (стойкость) бурового инструмента. Снижает аварийность и повышает надежность работы буровых станков, улучшаются условия обслуживания механизмов станка и труда бурильщиков.
В последнее время проблема управления бурением, в частности автоматизация бурового процесса, связана с проблемой создания буровой техники нового технического уровня, которую характеризует наличие современных регулируемых приводов (тиристорный привод вращательного органа, объемный гидропривод подачи и др.),средств контроля, средств защиты (от вибраций, зашламования и др.), дистанционных средств ручного управления и систем автоматического управления процессом бурения.
Буровой станок характеризуется входными и выходными параметрами процесса бурения. Входные параметры, воздействующие на станок, можно разделить на управляющие, возмущения в системе и помехи. Выходным служит один из технологических параметров или обобщенный показатель процесса (Y). Выходные переменные являются результатом комплексного воздействия регулируемых входных параметров. Внешние воздействия в процессе бурения имеют вид случайных функций.
Критерии качества бурового процесса.
Целью бурения является проходка наибольшего количества скважин при наименьшей затрате общественного труда. Эта цель может быть конкретизирована введением критериев наибольшей производительности П бурового станка или наименьшей стоимости С единицы продукции. Оба критерия представляют собой функционал, зависящие от скорости бурения, стойкости бурового инструмента, энергоемкости процесса и других показателей, которые являются функциями параметров режима бурения.
Первую группу составляют критерии, поддерживающие выбранный параметр на постоянном уровне (постоянную скорость v подачи бурового инструмента, крутящий момент М или мощность N на буровом инструменте, величину осевого усилия р на забой). Эти критерии позволяют бурить без поломок и возникновения аварийных ситуаций. В ряде случаев они обеспечивают достаточно высокое значение экономических показателей.
Ко второй группе относятся критерии, поддерживающие постоянными значения сочетания двух параметров и более, например, постоянного значения произведения параметров режима бурения, постоянного значения углубления бурового инструмента за один оборот его вращения (z = v/ω, где v – скорость бурения) и др.
Критерии первой и второй групп отличаются свойством неопределенности. Так если использовать для управления режимом бурения критерий rw = const, то необходимо знать значение константы и задаться значением одного из параметров режима. Только после этого можно регулировать другой параметр режима бурения.
Указанные недостатки привели к разработке комбинированных критериев качества процесса бурения. К ним можно отнести критерий максимума скорости v бурения при постоянстве мощности Nв, затрачиваемой на вращение бурового снаряда. Однако и этот критерий обладает неопределенностью, так как неизвестно, какого значения должна достигать мощность Nв.
Свойство неопределенности отпадает при применении энергетических критериев, к которым можно отнести, например, критерий минимума удельного крутящего момента Mу = M/p, минимума энергоемкости (удельной мощности) E = N/vи др. Однако эта группа критериев не всегда отражает технико-экономическую сторону процесса и в ряде случаев не может обеспечить высокие экономические показатели бурения.
Этого недостатка лишены стоимостные критерии качества (С-критерии
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
