АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ: МИНИМИЗАЦИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА И ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Конференция: LXXXV Международная научно-практическая конференция «Научный форум: технические и физико-математические науки»
Секция: Приборостроение, метрология и информационноизмерительные приборы и системы
LXXXV Международная научно-практическая конференция «Научный форум: технические и физико-математические науки»
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ: МИНИМИЗАЦИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА И ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
AUTOMATED DRILLING RIGS: MINIMIZING THE HUMAN FACTOR AND INCREASING PRODUCTIVITY
Adilbek Amantai
Student, Baishev University, Republic of Kazakhstan, Aktobe
Nuralla Dagdyrbayuly
Student, Baishev University, Republic of Kazakhstan, Aktobe
Ardak Nurzhigit
Student, Baishev University, Republic of Kazakhstan, Aktobe
Assel Berkesheva
Scientific supervisor, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Baishev University, Republic of Kazakhstan, Aktobe
Аннотация. В статье рассматриваются современные автоматизированные буровые установки, направленные на снижение влияния человеческого фактора и повышение эффективности буровых операций. Анализируются технологии автоматизации, их влияние на безопасность и производительность, а также перспективы развития в нефтегазовой отрасли.
Abstract. The article discusses modern automated drilling rigs aimed at reducing the influence of the human factor and increasing the efficiency of drilling operations. Automation technologies, their impact on safety and productivity, as well as development prospects in the oil and gas industry are analyzed.
Ключевые слова: Автоматизация бурения, буровые установки, нефтегазовая промышленность, интеллектуальные системы.
Keywords: Drilling automation, drilling rigs, oil and gas industry, intelligent systems.
Развитие технологий автоматизации бурения является ответом на вызовы, связанные с безопасностью, производительностью и стабильностью в нефтегазовой отрасли. Человеческий фактор остаётся одной из основных причин аварий и простоев. Внедрение автоматизированных буровых установок позволяет минимизировать эти риски, обеспечивая более точное управление процессами и снижение затрат.
Автоматизация бурения включает в себя использование:
- сенсоров и датчиков для мониторинга параметров (давления, крутящего момента, вибраций);
- систем управления с замкнутым контуром (closed-loop control);
- интеллектуальных алгоритмов (на основе ИИ/машинного обучения) для принятия решений;
- удалённого управления и телеметрии.
Основные цели:
- Повышение точности операций;
- Минимизация ошибок оператора;
- Снижение времени простоя;
- Повышение устойчивости скважин.
В таблице 1 представлена классификация автоматизированных буровых установок по типам установки, уровню автоматизации и применяемым технологиям.
Таблица 1.
Классификация автоматизированных буровых установок
|
Тип установки |
Уровень автоматизации |
Применяемые технологии |
Основные преимущества |
|
Полуавтоматизи рованные |
Средний |
Дистанционное управление, базовая логика |
Снижение нагрузки на персонал |
|
Автоматизированные (ACD) |
Высокий |
PLC, SCADA, автоматическое бурение |
Устойчивость, повторяемость операций |
|
Роботизированные (Smart Drilling Rigs) |
Максимальный |
ИИ, цифровые двойники, адаптивный контроль |
Полная автономность, удалённое управление |
Влияние автоматизации на производительность. Исследования показывают, что автоматизация на производстве бурения приводит к:
- Снижению времени на бурение скважины до 25%;
- Снижению аварийных ситуаций на 40–60%;
- Увеличению общего КПД буровых установок до 20%. [1].
Таблица 2.
Сравнение времени бурения (часов) скважин с участием человека и при автоматизации
|
Скважина |
Ручное бурение |
Автоматизированное бурение |
|
№1 |
80 |
62 |
|
№2 |
77 |
60 |
|
№3 |
83 |
65 |
Из таблицы 2 сравнение времени бурения (часов) скважин с участием человека и при автоматизации мы наблюдаем, что автоматизированное бурение значительно сокращает время на производстве, что делает ее предпочтительными, особенно в промышленных масштабах.
Примеры современных решений:
- NOV Rig Technologies разработала систему NOVOS™ — платформу автоматизации бурения, позволяющую выполнять команды в строгой последовательности без участия оператора.м
- Equinor на норвежском шельфе использует полностью автоматизированные установки, управляемые удалённо, что сократило количество персонала на платформе на 40%. [2].
- DrillOps — это интеллектуальная платформа автоматизации бурения, использующая алгоритмы машинного обучения и искуственного интеллекта, которая использует компания Schlumberger. Она анализирует данные в реальном времени, предлагает оптимальные параметры бурения и автоматически выполняет команды. Преимущества: поддержка принятия решений в реальном времени, минимизация вмешательства оператора, повышение стабильности траектории скважины [3].
- Huisman – LOC 400 Drilling System – это компактная автоматизированная буровая система, оснащённая роботизированными манипуляторами для обработки бурильных труб без участия человека. Преимущества: исключение ручного труда на буровой, повышенная безопасность на платформе, высокая степень автономности.
Заключение
Автоматизированные буровые установки становятся ключевым фактором в трансформации нефтегазовой отрасли. Они позволяют значительно повысить эффективность бурения, минимизировать влияние человеческого фактора и обеспечить устойчивое развитие отрасли в условиях растущих требований к безопасности и экономичности. Кроме этого преимущества автоматизированных буровых установок заключается в следующем:
- повышение безопасности – снижение участия человека в опасных операциях, что уменьшает риск травм и аварий;
- увеличение производительности – автоматизация ускоряет бурение и сокращает простои оборудования;
- повышение точности и повторяемости – автоматические системы обеспечивают стабильное качество бурения.
