Система автоматичного керування процесом буріння нафтових і газових свердловин з використанням адаптивних регуляторів

Abstract

Магістерська робота на отримання ступеня магістра з автоматизації за спеціальністю 174 – Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка. – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу. – Івано - Франківськ, 2025 р. Магістерська робота присвячена розробленню системи автоматичного керування процесом буріння нафтових і газових свердловин із застосуванням адаптивних регуляторів. Актуальність дослідження зумовлена постійним ускладненням геолого-технологічних умов буріння та необхідністю підвищення ефективності, безпеки й надійності керування основними технологічними параметрами. У роботі здійснено аналітичний огляд існуючих систем автоматизації, визначено їхні обмеження та обґрунтовано доцільність використання адаптивних методів регулювання. Розроблено математичну модель процесу буріння, що враховує взаємозв’язок між осьовим навантаженням, частотою обертання, крутним моментом та витратою промивальної рідини. Проведено лінеаризацію моделі та отримано передавальні функції для синтезу систем керування. На основі моделі створено адаптивний регулятор, здатний змінювати параметри керування відповідно до поточних характеристик свердловини та умов буріння. У середовищі MATLAB/Simulink реалізовано моделювання роботи системи, виконано порівняння адаптивного та традиційного ПІД-регулювання.