Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |   ...   | 41 |

Особо необходимо обсудить размер шага сканирования. Принимая гипотезу о равномерном распределении всех исходных данных, можно оценить среднее расстояние между ними. Для четырехсот исходных значений размер шага в направлении каждой из координатных осей должен быть в одну четырехсотую размера диапазона изменений параметров. Учитывая разброс расстояния между исходными точками относительно среднего значения, необходимо выбрать шаг в соответствии с дисперсией этого разброса. Малые значения шага приведут к лишним вычислениям и к временной задержке программы, так как при сдвиге элементарного сканирующего объема будет добавляться и уходить слишком малое количество точек. При большом шаге вычисления будут грубыми, кроме того, шаг не может быть больше размеров сканирующего объема, так как в таком случае не вся экспериментальная информация будет использована. Исходя из этих рассуждений, в данной работе принят шаг сканирования размером в одну пятисотую диапазона изменения параметров, для параметров, изменяющихся непрерывно. Для дискретных параметров шаг можно выбрать равным величине квантования.

При сканировании в направлениях, указанных на рисунке 6.7 стрелками, получается новая область точек с определенными значениями критерия и дисперсии (при этом вычисления критериев и дисперсии осуществляются как обычно с учетом результатов лечения выбранным методом, которые на схеме никак не отражены). В этом пространстве необходимо найти точки со значением критерия, близким к максимальному, а значением дисперсии, близким к минимальному. Для этого необходимо сортировать массивы значений критерия и дисперсии. Затем, просматривая значения критерия, начиная с максимального, выбрать точку с минимальной дисперсией. По этим значениям критерия и дисперсии восстановить диапазон исходных параметров (в размерах элементарного сканирующего объема). Этот диапазон и задаст группу пациентов, для которых лечение данным методом гарантировано даст максимальный эффект.

Такие исследования необходимо провести для всех, имеющихся в распоряжении врача-офтальмолога, методов лечения.

По изложенному выше алгоритму была написана программа на языке Delphi 3. Программа вынесена в приложение. Результаты расчетов по этой программе следующие:

Электростимуляция Диапазоны:

Острота зрения = [0.08.. 0.85] Рефракция = [2,75.. 8,625] Объем аккомодации = [8.. 10] Запас аккомодации = [2.. 4] ПЭЧ = [60.. 95] ЭЛ = [35.. 52,5] Амблиокор Диапазоны:

Острота зрения = [0.02.. 0.25] Рефракция = [2,75.. 8,625] Объем аккомодации = [7,5.. 9,5] Запас аккомодации = [2,5.. 4,5] ПЭЧ = [60.. 95] ЭЛ = [25.. 42,5] Электростимуляция+ Амблиокор Острота зрения = [0.02.. 0.25] Рефракция = [3,75.. 9,625] Объем аккомодации = [8.. 10] Запас аккомодации = [1,5.. 3,5] ПЭЧ = [90.. 125] ЭЛ = [35.. 52,5] При поступлении пациента на лечение врачу необходимо будет лишь определить, в диапазон какого метода лечения входят значения параметров его зрительных функций.

Таким образом, вычисляя для множества пациентов этот новый критерий, выбирая зоны с его максимальным значением, мы выделим значения исходных параметров, при которых данный метод лечения гарантированно улучшит зрительные функции. При поступлении больного на лечение врачу необходимо будет лишь определить, входят ли значения параметров, описывающих состояние глаза, в данную группу.

7 Автоматизация процесса бурения скважины 7.1 Синтез системы управления процессом бурения Целесообразность автоматизации процесса бурения нефтяных и газовых скважин обусловлена преодолением ограниченных возможностей человека, то есть придания ему совершенно новых, несвойственных по природе, качеств.

Этот процесс недоступен непосредственному наблюдению и управлению, поэтому здесь необходима автоматическая система, состоящая из подсистем слежения за скоростью проходки, за качеством образующейся глинистой корки, за степенью тиксотропности промывочной жидкости. Кроме этого, имеется много других параметров, но эти - главные, отвечающие за себестоимость скважины, а также за эффективность ее дальнейшей эксплуатации.

В отличие от предыдущих случаев, здесь необходимо поменять базовый параметр, по которому разворачивается управление, и взять в этом качестве глубину скважины. Тогда на всех трех графиках можно провести уровень минимальных требований к указанным параметрам (рисунок 7.1). Всплески на нижнем графике, так же как и провалы на верхнем, обусловлены остановами процесса бурения для проведения спуско-подъемных операций или в связи с возникшими осложнениями. На среднем графике всплески объясняются водопроявлениями или водопоглощениями, а также возрастающими требованиями к качеству глинистой корки при прохождении продуктивного пласта для того, чтобы избежать его засорения фильтратом промывочной жидкости.

Как видим, средняя скорость проходки с ростом глубины скважины падает. Это обусловлено возрастанием времени проведения спуско-подъемных операций, возрастанием твердости разбуриваемых пород, ухудшением условий очистки забоя, некоторым падением перепада давления на турбине и так далее. Требования же к качеству промывочной жидкости, наоборот, с возрас- танием глубины увеличиваются. Поэтому даже минимальные уровни требований к этим параметрам приводят к перекрытию верхних половин графиков и, следовательно, к необходимости синтеза мультиструктурной системы управления параллельного действия. Она также является многофункцио нальной, так как за счет управления обеспечивается выполнение основных функций промывочной жидкости и инструмента.

Тем не менее, на начальном участке бурения все ресурсы необходимо направлять на увеличение скорости проходки, то есть здесь можно применить систему управления последовательного действия. Такая стратегия подтверждается анализом практической информации филиала производственного объединения "Оренбургбургаз", представленного на рисунке 7.2.

Как видно из графика, ориентировочная глубина переключения с последовательной на параллельную систему составляет 1700 м. На практике улучшение реологических свойств промывочной жидкости осуществляют на уровне 1500 м, совмещая этот процесс со спуском обсадной колонны.

Поскольку с ростом глубины скважины возрастают требования к реологическим свойствам промывочной жидкости, а технологические параметры уже подвергались серьезному анализу /111/, дальнейшие исследования посвятим реологическим аспектам бурения.

Процесс бурения скважины, а также последующие показатели ее эксплуатации, в сильной степени зависят от состояния применяемой промывочной жидкости (с ростом глубины скважины требования к реологическим свойствам промывочной жидкости возрастают как выяснено выше). Под состоянием понимаются как ее реологические свойства (вязкость, тиксотропия), так и гидравлические (давление, расход) и физико-химические (водоотдача, теплоемкость).

1000 ГЛУБИНА, м 1000 ГЛУБИНА, м 1000 ГЛУБИНА, м Рисунок 7.1 - Зависимость основных параметров бурения от глубины скважины 1000 Глубина, м V, м / сут н / м Требования к нистой корки качеству гли н / м раствора тиксотропии Требования к Потери, тыс.

руб.

1 - график потерь от 5% снижения скорости бурения;

2 - график потерь от осложнений при бурении.

Рисунок 7.2 - Графики потерь от снижения скорости бурения и возрастания количества и тяжести осложнений При этом очень важна точность поддержания технологических режимов бурения, которая может быть достигнута лишь за счет хотя бы частичной автоматизации этого процесса. Автоматизация же возможна с помощью синтеза многоуровневой системы управления. На самой вершине (самом высоком уровне) дерева формулируется цель управления. При автоматизации этого процесса нет необходимости рассматривать все дерево целей и подзадач управления, так как ветвление начинается только на уровне функций. Они задают переменные уставки, которые и реализуют непосредственное управление состоянием промывочной жидкости. По этому признаку такую систему управления можно назвать многофункциональной.

Схема такого управления представлена на рисунке 7.3.

F ПодсисУстройсттема расво выбора познавафункции ния U Охлаждение С инструмента - P Промывка Объект управления - состояние Q СУ промывочной Вращежидкости Y УдержаВ Образование корки Рисунок 7.3 - Схема многоуровневого управления Здесь применяются следующие обозначения:

Y - вектор выходных показателей (скорость бурения, качество глинистой корки на стенке скважины, давление на забое, появление осложнений при бурении, расход инструмента), F - вектор возмущающих воздействий (свойства разбуриваемой породы, качество ингредиентов промывочной жидкости, стабильность работы буро выхнасосов, состояние инструмента и т.д.), U - вектор управляющих воздействий на состояние промывочной жидкости (С - теплоемкость, P - давление нагнетания, Q - расход промывочной жидкости, - вязкость, 0 - тиксотропные свойства, В - водоотдача), - - цель управления: получение высокой производительности при минимизации затрат и должном качестве скважины (отклонения от вертикали, инфильтрация продуктивного пласта и т.п.), СУ - субъект управления.

В данной схеме большая роль отводится подсистеме распознавания, которая, пользуясь информацией от имеющихся датчиков - скорости бурения, температуры промывочной жидкости, расхода и давления нагнетания, реологических свойств, определяет технологическое состояние процесса бурения.

Устройство выбора управляющей функции на основе этой, а также некоторой другой информации - свойствах разбуриваемой породы, качества глинистой корки на стенках скважины, наличия осложнений и т. д., выбирает управляющую функцию, реализация которой внесет необходимую коррекцию в технологический процесс бурения. При этом выбранная функция усиливает свое воздействие, а остальные функции несколько подавляются.

Как видно из схемы, на большинство устройств, задающих уставки, воздействует более одной функции. Следовательно перед ними должны быть установлены сумматоры с определенным весом связи каждой воздействующей функции. К тому же субъект управления может вмешаться в работу любого элемента управления и поменять уставки, изменить алгоритм управления, добавить дополнительную информацию в систему. Такая схема управления позволяет устранить взаимные связи между управляющими воздействиями, тем самым улучшая качественные показатели системы управления.

Таким образом, применение разработанной многоуровневой схемы управления позволит в высокой степени автоматизировать контроль технологических параметров процесса бурения и гарантированно управлять качеством пробуренной скважины при сохранении высокой скорости бурения и низком расходе инструмента.

8 Управление безопасностью при эксплуатации промышленных объектов Стратегию управления промышленной безопасностью региона необходимо строить на основе метасистемного подхода. При этом решается шесть задач, суть которых значительно отличается от описанных ранее.

Термин промышленная безопасность появился сравнительно недавно.

Ранее все, что стоит за этим понятием, относилось к охране труда. Переходным термином можно считать - технику безопасности. Изменение названий в данном случае влечет за собой изменение сущности, так как меняется объект исследования, управления, наконец, объект, на который направлена деятельность в области промышленной безопасности.

Промышленная безопасность - это область науки и техники, изучающая причины возникновения, закономерности проявления и развития, методы и средства превентивного и текущего управления природными и техногенными явлениями разрушительного и пожароопасного характера, сопровождающимися значительным ущербом /112/.

Основная деятельность в области промышленной безопасности должна сводиться к мероприятиям, выявляющим и предотвращающим природные и техногенные проявления, приносящие вред здоровью общества либо экономические, материальные потери и естественно она должна быть сознательной, оптимально управляемой.

С точки зрения управления процессами необходимо иметь датчики информации о состоянии опасных промышленных объектов и рычаги (каналы) управляющих воздействий на выявленные опасности, промышленного характера.

Схема системы управления уровнем безопасности, о необходимости которой известно давно /113/, изображена на рисунке 8.1. В отличие от упомянутой работы она носит не комплексный, а метасистемный и даже матричный /114/ характер, то есть состоит из нескольких довольно независимых между собой систем - отдельных предприятий и объектов в одном направлении и нескольких уровней иерархии управления (уровней предприятия, опасного объекта, опасных мест и технологий повышения безопасности) в другом. В качестве датчиков информации для принятия решения используется достаточно развитый сегодня институт экспертизы опасных промышленных объектов. Управляющие же воздействия ввиду явной иерархичности процесса управления будут разными в зависимости от уровня. На верхних уровнях воздействия будут в основном экономическими, на нижних уровнях они сводятся к техническим мероприятиям и режимам (технологиям повышения безопасности).

Метасистемный характер управления требует решения шести задач /11/.

Применительно к управлению промышленной безопасностью смысл этих задач кардинально меняется.

1) выявление условий и границ диапазонов значений факторов, при которых возникает опасность от того или иного промышленного объекта;

2) разработка стратегии направления управляющих воздействий на наиболее опасные объекты;

3) определение объемов и последовательности мероприятий (а также их проведение), снижающих опасность конкретного объекта (в соответствии с выбранной стратегией);

4) выявление общих аспектов опасности объектов с целью оптимизации набора, снижающих опасность технологий;

5) оптимальное перераспределение ресурсов между объектами с одинаковым рангом опасности;

6) ограничение общего количества объектов, влекущих наибольшую опасность.

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |   ...   | 41 |    Книги по разным темам