Робастное управление системами направленного бурения на основе модели

Для обеспечения доступа к нетрадиционным залежам нефти и (сланцевого) газа, геотермальной энергии и минеральным ресурсам в земной коре необходимо бурить сложные искривлённые стволы скважин. Для формирования таких искривлённых стволов применяются методы направленного бурения, включающие расположенные в скважине роботизированные исполнительные системы, называемые роторными управляемыми системами. Однако на практике стволы скважин, пробуренные с использованием таких систем, часто демонстрируют спиральность, вызванную неустойчивостью, что отрицательно влияет на качество ствола и увеличивает потери на трение при бурении. В качестве основы для синтеза регулятора представлена модель направленного бурения в форме дифференциальных уравнений с запаздыванием. Далее задача формирования искривлённого ствола скважины формулируется как задача слежения, и разрабатывается робастная стратегия управления на основе модели, решающая эту задачу и гарантирующая предотвращение спиральности ствола скважины. Эффективность предложенного подхода проиллюстрирована на репрезентативных примерах формирования искривлённых стволов скважин.