Научный журнал

Вестник Алтайской академии экономики и права

Print ISSN 1818-4057

Online ISSN 2226-3977

Перечень ВАК

Введение

Инновационное развитие машиностроительных предприятий зависит от многих факторов, в том числе от драйверов экономического роста Российской Федерации. Одним из драйверов экономического роста страны авторы считают инновации, которые интегрируются в производство. Высокотехнологичные и среднетехнологичные машиностроительные компании, пользуюсь многолетним опытом, могут выпускать как военную продукцию, так и изделия гражданского назначения. Лидерами в производстве бурильного оборудования являются зарубежные производители, но в части контрольного блока (электронного модуля) роторно-управляемой системы (далее – РУС) лидируют отечественные учёные, которые не один год работают над данной проблематикой. Объект исследования – высокотехнологичные и среднетехнологичные машиностроительные предприятия, которые занимаются совершенствованием комплектующих и компонентов для нефтегазового комплекса Российской Федерации. Предмет исследования – оценка и испытания телеметрической системы для роторно-управляемой системы. Цель данной научной статьи – на основе разработанных ранее и запатентованных изобретений провести оценку рисков и выявить особенности стендовых испытаний телеметрических систем для горизонтальных роторно-управляемых буровых систем для дальнейшего применения в нефтегазовом комплексе РФ. Методы научного познания материалов исследования: в процессе исследования был применён научный метод познания изученных материалов, эмпирический метод познания, в том числе систематизация патентов на изобретение роторно-управляемых систем и телеметрию, а также моделировались процессы оценки рисков применения телеметрических систем в роторно-управляемых системах, а в частности климатический риск; риск отказа генератора питания; риск отказа скважинного прибора телеметрической системы; риск отказа передачи данных пользователям информации; риск потери и повреждения телеметрии в процессе эксплуатации роторно-управляемой системы.

Степень изученности проблемы исследования и обзор литературных источников

Проблемами испытаний роторно-управляемых систем с телеметрической составляющей занимались отечественные и зарубежные учёные на протяжении многих лет: В.Б. Деев рассматривает отдельные аспекты применения сплавов в производстве [1, C. 022080]; Hajizadegan M., Sakhdari M., Liao S., Chen P.-Y. Активно занимаются инновациями в телеметрии [2, C. 3435-3439]; А.А. Хачатурян изучает новую технику и технологии, применяемые в высокотехнологичных копаниях [3, C. 01020]; OConnor, T.J., Enck, W., Reaves, B. Применяют интернет в телеметрических системах [4, C. 140-150]; И.И. Багдануров, Э.Р. Исмагилова, Л.М. Левинсон представили учёным всего мира свои разработки в области совершенствование компоновки бурильной колонны для разбуривания тонких пластов большой протяженности [5, С. 154-158]; В.Д. Бурков, А.Е. Орлов, В.С. Шалаев рассмотрели в научной статье систему управления перебазируемым комплексом телеметрических измерений с использованием системы ГЛОНАСС и волоконно-оптических гироскопов [6, С. 160-165]; А.Я. Закиров представил первые результаты испытаний роторно-управляемых систем Российского производства [7, С. 43-47]; К.Х. Зоидов, Д.И. Серебрянский выполнили стратегическое планирование и показали перспективы применения искусственного интеллекта в высокотехнологичных промышленных предприятиях Российской Федерации [8, C. 15-90]; Г.Г. Ишбаев, А.Г. Балута презентовали первую роторно-управляемую систему гидромеханического типа в России, которая создана в компании «БУРИНТЕХ» [9, С. 22-25]; И.Р. Ишмуратов подробно изучал роторную управляемую систему НПП «БУРИНТЕХ» [10, С. 78-80]; И.С. Мухамадиев, Д.В. Рахматуллин занимался аспектами защиты от вибраций при применении роторно-управляемых систем [11, С. 94-96]; Р.Р. Насыров, Д.В. Рахматуллин провели анализ эффективности применения роторно-управляемых систем при строительстве горизонтальных скважин на суше и на море [12, С. 120-122]; А.В. Павловская, О.А. Серебро представили расчет эффективности инноваций в бурении нефтяных и газовых скважин [15, С. 21-26]; Ю.А. Заботина, С.А. Хачатурян представили свой взгляд на планирование и экономико-математическое моделирование для решения производственных задач с применением инновационных сквозных технологий в промышленности [16, C. 9]; Д.И. Серебрянский, Т.А. Мустафаев рассмотрели отдельные аспекты применения в промышленности инновационных приложений, базирующихся на искусственном интеллекте (в рамках развития концепции цифровой экономики) [17, С. 130-138]; И.К. Ханафин, Т.Р. Хусаинов, Д.В. Рахматуллин представили результаты исследований в области защиты бурового оборудования от воздействия высоких температур при бурении «горячих» скважин [18, С. 102-104]; А.А. Хачатурян, А.С. Мельникова изучили теоретические и методологические основы управления и внутрифирменного планирования затратами на информационно-коммуникационные технологии в цифровой системе промышленных предприятий [19, С. 162-173]; А.А. Хачатурян, Е.С. Силина изучили отдельные факторы повышения качества промышленного производства путём компенсации влияния температуры на выходные параметры акселерометра в бесплатформенной инерциальной навигационной системе [20, С. 14]; А.А. Хачатурян, К.С. Хачатурян, А.С. Мельникова представили моделирование и алгоритмизацию процессов высокотехнологичных компаний в условиях цифровизации экономики [21, C. 20-300]; Т.Р. Хусаинов, Д.В. Рахматуллин исследовали проблемы защиты роторно-управляемых систем от воздействия высоких температур [22, С. 64-65]. При этом целесообразно отметить, что интерес остаётся и по настоящее время, так как учёные всего мира работают над проблемами добычи полезных ископаемых с минимизацией затрат, сокращением времени и более качественной выработкой. В таблице 1 представим обзор патентов на изобретение телеметрической составляющей в буровом деле.

Из таблицы 1 следует, что с 1990 года по настоящее время телеметрические системы подлежали модернизации на постоянной основе. Для учёных всего мира этот вид системы остаётся одним из востребованных, но и подлежащих особым рискам, так как риск эрозии, вызванной раствором и риск закупоривания материалом для борьбы с поглощениями сведён практически к нулю, или минимизированы, представим пять других видов рисков для оценки применения ТМС в роторно-управляемых системах и компоновках (см. табл. 2).

Таблица 1

Обзор патентов на изобретение телеметрической составляющей в буровом деле [Источник: составлено авторами по данным [13]

Таблица 2

Риски использования телеметрических систем в буровом деле [Источник: составлено авторами]

С помощью программного продукта «Бизнес-декон 0.9.15» была построена модель «Оценка рисков применения телеметрических систем в роторно-управляемых системах», при этом была выбрана предметная область «Риски испытаний горизонтальных РУС с телеметрическими системами» (см. рис. 1).

Минимизировать риски можно при помощи стендовых испытаний, которые проводит производитель. Машиностроительные предприятия активно применяют стендовые испытания, но, целесообразно отметить, что стендовое оборудование нуждается в постоянном совершенствовании. Российские учёные патентуют изобретения и в этой области, ниже представим патентный обзор данных изобретений (см. табл. 3).

Рис. 1. Результаты характеристик рисков испытаний горизонтальных РУС с телеметрическими системами [Источник: составлено автором с помощью программного продукта «Бизнес-декон 0.9.15»]

Рис. 2. Результаты ранжирования характеристик рисков работы телеметрических систем в РУС [Источник: составлено автором с помощью программного продукта «Бизнес-декон 0.9.15»]

Рис. 3. Квантирование характеристик рисков работы телеметрии в роторно-управляемых системах [Источник: составлено автором с помощью программного продукта «Бизнес-декон 0.9.15»]

Рис. 4. Результаты моделирования объектов предметной области [Источник: составлено автором с помощью программного продукта «Бизнес-декон 0.9.15»]

Таблица 3

Обзор патентов на изобретения стендов для испытания роторно-управляемых систем с телеметрической составляющей и СУБД [Источник: составлена авторами]

Из таблицы 3 следует, что стенды на испытания телеметрических систем имеют закрытый характер, практически отсутствуют в открытом доступе.

Заключение

В данной научной статье была представлена сравнительная характеристика телеметрических систем для роторно-управляемых машин горизонтального бурения. Авторы моделировали процессы оценки рисков применения телеметрических систем в роторно-управляемых системах, а в частности климатический риск; риск отказа генератора питания; риск отказа скважинного прибора телеметрической системы; риск отказа передачи данных пользователям информации; риск потери и повреждения телеметрии в процессе эксплуатации роторно-управляемой системы. Моделирование проводилось с помощью программного продукта «Бизнес-декон 0.9.15», так авторами была построена модель «Оценка рисков применения телеметрических систем в роторно-управляемых системах», при этом была выбрана предметная область «Риски испытаний горизонтальных РУС с телеметрическими системами». Перспективы своих исследований авторы связывают с моделированием компоновки для роторно-управляемых систем с горизонтальным бурением. В частности будут рассмотрены: модуль электроники и батарей (контроллер); модуль механики; наддолотный калибратор.