Методика системного математического моделирования технологического процесса разведочного бурения Фролов, Сергей Георгиевич

Введение к работе

Актуальность работа.. Дальнейшее совершенствование техноло-іского процесса бурения скважин при поисках и разведке мес-іядений полезных ископаемых зависит не только от разработки іецрения прогрессивного оборудования, приемов и операцій, но повышения обцего уровня проектирования и управления данным ;ессом. Особую актуальность имеют методы, ориентированные на. ченив тсонечного технологического результата, обвспечивагаще-інсокуго точность и достоверность разведки запасов полезного лаемого*

В то же время существующие математические модели гехнологи-ого процесса разведочного бурения не отражают специфических енностей процесса бурения, не позволяют в полной мере раек-ть особенности недр как предмета технологического воздойст-и не учитывают динамики развития процесса бурения с увели-ем глубины и роста числа неблагоприятных факторов. На прак-

это приводит к неоправданной схематизации технологии, уп-ннш и в принципе неверным модельным отображениям техноло-ского процесса, что обусловливает високую аварийность н низ-эффективность бурових работ, особенно в осложненных условиях.

С другой стороны, зср большее внедрение в практику буровых т ког.шьотор!шх средств обеспечивает возможность реализации цкпиально новых математических моделей для оценки геолого-яческих особенностей объектов и технико-технологических poll и выработай на этой основе рационачышх методик системно-атематнческого моделирования процесса бурения. Применение анных методик позволяет, используя имеющиеся данные о ха-еристиках объекта, рационально организовать технологический вес с целью обеспечения необходимых а достаточных парамет-эго результата.

Рабста проводилась в. соответствии о отраслевой программой. эо СССР "Разработка системы управления производством геоло-зведочннх работ на объекте" & XIX ^ .

Цель работы. Целью работы является системный анализ тахно-i разведочного бурения, включающий в себя построение сис-эй математической модели технологического процесса, которая іатраваетоя как основа методики принятия рациональных тех--технологкчееккх решений.

Осяовнке задачи исследований..

1. Анализ системности технологии разведочного бурения и разработка метода ее математической.формализации,

2. Исследование возможности в целесообразности исаользо; ноя метода имитационного моделирования при управлении технол* гичесюш процессом разведочного бурения.

3. Математическое описание диффузного технологического процесса в символах теории множеств и теории вероятности.

4. Разработка методики принятия технико-технологических шеиий в процессе бурения с использованием компьютерных среде и создание соответствующего программно-математического обеоп чения.

5. Разработка иетодики оценки геолого-гэког'эмичбекои роз гативности технико-технологических решений, включающей в саб формированиерациональных требований к результатам буракия н работку решений, обеспечивающих панике требования с шнимушэ затрат в условиях реального объекта.

Методика исследований. Дяя решения поставленных задач и пользовался комплексный метод, включающий обобщенно опыта те логической практики на основе анализа публикаций и фондовой тературы, выполнение хрономотрашшх наблюдений за ведением б ровых работ в производственннх условиях, проведение эксперим тальных исследований в стендових к производственных условиях Теоретические исследования базировались на общей теории прин тия решений, основах системного анализа и его прилохениях к нологической практике разведочного бурения.

Науччая новизна.

6. Раскрыта взаимосвязь факторов, обусловливающих содв$ ние типовых технологических ситуаций процесса бурения, выяви природа технологической ситуации как целостного системного с зования и предложен математический аппарат для выражения сие них взаимосвязей факторов технологических ситуаций.

7. Предложена общие алгоритмы стабилизирующих и корригі ющих управляющих технико-технологических воздействий примені тельно к возникающим технологическим ситуациям процесса разі дочного бурения.

8. Предложена окетемная математическа/ модель, воспрои: дящая динамику развитая технологического процесса в благопрі ном и неблагоприятное направлении в зависимости от сочетали/ факторов.

Це, зашиту вносятся следующие основино положения;

І. Определенность содержания технологического процесса как іходимое условие его управления обусловлена взаимосвязью фак-ров, математическим выражением которой является закон компо-хии системы.

2\ Основу методики управления технологическим процессом с юльзованием системной математической модели составляет после-вательннй анализ изменения неопределенности геологического ьекта в процессе его разведки с учетом марковости как объек-вного свойства недр.

3. Переход я рациональному управлении на основе строгой ма-латической модели позволяет отказаться от традиционного эмпи-їеского нормирования требований к результатам бурения и перей-к прямому расчету погрешности в оценке запасов полезных ис-гаемых, возникающей за счет технологического искажения отдель-с подсчетных параметров.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов цтвэржцается применением при решении поставленных задач клас-їеских методов системного анализа и принятия ресений в усло-вс неопределенности, их частных приложений, апробированных в іктика геологоразведочных работ, а также необходимым и доста-таш объемом экспериментальных, опытно-технологических иссле-ваний и результатами внедрения, их сходимоотыо с теоретичес-ш расчетами.

Практическая пенность работа.

9. Предложена и обоснована методика оценки влияния отклоне-I трассы скважины от проекта и углов скважины при подсечении щого тела, позволяющая формировать рациональные требования к їультатам бурения с учетом особенностей реального объекта и меняемой техники.

10. Разработана методика и программное обеспечение для выбо-техкико-технслогических решений при направленном бурении -зажин, обеспечивающих выполнение геологических заданий.

11. На основе алгоритма выбора рациональных твхнико-техноло-ївских рошений была обоснована технология н разработаны техки-;кие средства для отбора ориентированного керна.

Реализация работа. Результаты исследований в вида методик такета прикладных программ, а такяе технологии и технических щств для бурения о отбором ориентированного керна внедрены в іразделениях треста "Уралцветметразвецка". Экономический эф-

фект от внедрения составил 56 тыс.рублей.

Апробация работц. Основные положения, разработанные в дис сертации, докладывались на научно-технической конференции по бурению разведочных скважин (г.Иркутск, 1989 г.), на научной конференции СИІ (г.Свердловск, 1990 г.), на научночірактически конференциях (гЛелябинск, 1939 г., т.Свердловск, 1989 г.), на научном семинаре кафедры техники разведки УТИ (г.Екатеринбург, 1992 г.), на заседаниях НТО треста ^вУралцветыетразведка"(г.Вер няя Пыша, 1988 г., 1991 г.).

Публикации. По теме диссертации кроме тезисов докладов on блаковако 9 статей, 2 учебных пособия, I информационный листок

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения 4 глав, заключения, списка литературы, включающего J05 наимено ганиИ, изложена на 162 страницах машинописного текста, содержи 23 рисунка, з таблицы, 5 приложений.