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模糊逻辑是如何在非开挖技术中获得巨额利润的

通过塔比瑟Mishra
发布日期:2018年6月28日 最后更新:2018年9月19日
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在定向钻井技术中应用模糊逻辑可以降低在复杂、不可预测的地下条件下钻井出错的风险。

模糊逻辑是一种基于程度的事实而非绝对事实的逻辑,非常类似于人类的逻辑。模糊逻辑使非开挖工程的专家能够处理介于真与假两个极端之间的数据。的布尔0和1的值,或绝对真和绝对假,不能应用于自然界的任何东西,因为没有任何东西是绝对的。这一概念在非开挖技术领域非常有用,该技术使用自动化系统在困难和不可预测的地下条件下进行钻井。

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在这里,我们将看看模糊逻辑,以及它是如何在非开挖施工中使用的。

模糊逻辑的起源与应用

模糊逻辑于1965年由加州大学伯克利分校的Lotfi A. Zadeh教授在他的论文《模糊集随后许多人的研究和努力产生了一项现在被广泛使用的技术。模糊逻辑现在广泛应用于许多日常产品,如洗碗机、加湿器、摄像机、冰箱、电饭煲、电梯、交通控制系统和飞机控制。

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非开挖技术中的模糊逻辑

非开挖技术使用地下钻探技术,比如水平定向钻(HDD)(在定向钻井的演变).当将模糊逻辑集成到硬盘中时,得到的结果比处理绝对值时更好。这是因为大多数工作都是在看不到的地方完成的,依赖于现场收集的数据和从以前的项目中获得的数据。尽管进行了彻底的地质技术和土壤调查,但地表以下的地面条件并不是绝对可预测的。

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将模糊逻辑应用于钻井机构,可以根据计划和实际情况进行实时决策。来自以前项目的风险评估可以有效地用于预测当前项目的风险,但不能完全建立或消除风险。这些风险因素以一种模糊的方式存在,可以使用模糊推理和提供输出模糊规则

使用模糊逻辑实现真正的自动化

真正的自动化钻井包括方位角、井斜和笛卡尔坐标来指导可控组件。真正的自动化可以最大限度地减少人工操作,并减少井眼狗腿的严重程度,这可以通过对操作条件进行频繁且微小的改变来实现,并最大限度地减少振荡。的模糊逻辑控制器系统地映射可观察系统输入,并将其转换为可控制的系统输出。

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影响钻井方向的关键系统部件包括井底总成(BHA),机械钻速(ROP),钻头(了解更多适合软、中、硬地面条件的钻头)、地层、泥浆和操作条件。这些因素被用来描绘钻井方向认知图(CMDD),以显示这些因素在复杂动力系统中的关联。为了研究自动定向钻井的工作原理,开发了一个带有钻前模型的三维有限元模拟模型。这就产生了一项利用模糊逻辑进行CMDD和技术井斜(THD)定向控制的专利。

基于THD和模糊逻辑的方向控制

在模糊钻井方向控制器(FDDC)中系统映射THD,并显示工具面大小和方向(TFMO)的变化。利用模糊逻辑确定TFMO,计算其他刀具力分量。FDCC研究如何改变工具设置,从而影响作用在钻头上的侧向力,从而改变钻头的钻进方向。

用许多规则矩阵组织的模糊规则组成了FDCC,每个指导场景都由规则矩阵中的规则组成。这些矩阵使用垂直偏差(VD),垂直偏差相对变化(RCVD),inclinational偏差(ID)和相对倾角变化(RCID)来计算相对于x和y坐标的工具面方向。

日志非常有用,因为它们提供了使用标准方向图无法检测的重要细节。它可以帮助钻井操作员更好地评估情况,并对钻头应转向的方向作出正确的决定。模糊逻辑能够为钻井人员提供更好的井眼轨迹,并可以防止昂贵的超冲。

钻机部件的模糊逻辑

模糊逻辑可用于定向钻井,但也可应用于钻机钻井作业中的其他应用。它可以用于泥浆泵钻井过程中的节流控制、混液时的密度控制以及钻井船的动态定位。它还可以用于优化ROP、气流控制、报警系统和钻井诊断。每个定向井操作人员都需要调整参数以得到计算出的输出,但由于参数很少,很难得到正确的输出。

模糊推理系统的有效性在于其庞大的数据库中包含了广泛的控制参数值,如大钩载荷、钻压(WOB)、每分钟轮数(RPM)和扭矩。这将提供连续的平均风险值,并将其与最大和最小基准进行比较,以预测钻井风险。

通过输入特定的地质条件、岩石强度等参数,可以对设计井眼在特定环境下的稳定性进行分析流体静力学以及裂缝梯度、钻柱构型和钻井液性质。可以将输出结果与实际结果进行比较,以了解其中的差异。模糊逻辑应用于许多技术中,取得了令人惊叹的效果,在定向钻井行业尤其有利可图。


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写的塔比瑟Mishra|土建工程师,技术内容作者

塔比莎·米什拉的头像

塔比莎拥有印度孟买大学土木工程学士学位,目前是一名技术内容写手。在写作之前,她曾担任各种建筑施工、建筑修复和房地产评估项目的现场工程师和现场经理。

Tabitha还被认证为Primavera项目管理专业人士,精通Auto CAD。在她的业余时间,她为小型住宅建筑商提供私人咨询,并协助规划和许可。

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