Control de Parámetros de Perforación Basado en la Identificación en Línea de la Perforabilidad y Optimización Multi-Objetivo
Autores: Dai, Jianbo; Yin, Xilu; Zhang, Yan; Si, Lei; Wei, Dong; Wang, Zhongbin; Zhao, Longmei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de Parámetros de Perforación Basado en la Identificación en Línea de la Perforabilidad y Optimización Multi-Objetivo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Parámetros de perforación
Identificación en línea
Perforabilidad
Optimización multiobjetivo
Velocidad de rotación
Par
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Con el objetivo de abordar el problema de que los parámetros de perforación son difíciles de ajustar a tiempo para el perforador debido al complejo entorno geológico en las minas de carbón subterráneas, se propone un método de control de parámetros de perforación basado en la identificación en línea de la perforabilidad y la optimización multiobjetivo de los parámetros de perforación. Se establece un modelo de identificación de grado de perforabilidad, con la velocidad de rotación y el par como parámetros de entrada, que puede identificar con precisión el estado actual de perforación. Se establece un modelo de optimización multiobjetivo de los parámetros de perforación óptimos con el modelo de predicción de energía específica mecánica y velocidad de perforación como funciones objetivo, y se utilizan el algoritmo NSGA-II y el algoritmo TOPSIS para soluciones y toma de decisiones. Se establece un controlador PID difuso. Para el control de los parámetros de velocidad de rotación y presión de perforación, se comparan las ventajas y desventajas del método de control PID difuso y el método de control PID tradicional a través de simulaciones y experimentos. Se establece un método de control basado en el modelo de identificación de perforabilidad y el modelo de optimización multiobjetivo. Según los diferentes grados de perforabilidad, se ajustan los parámetros de perforación a tiempo para garantizar el estado normal de perforación. Al acercarse constantemente a los parámetros óptimos a través de los parámetros de perforación, se mejora la eficiencia de perforación. A través de la verificación experimental, este método de control previene eficazmente la reducción de la velocidad de perforación y el atascamiento intermitente y puede ajustar los parámetros de perforación para optimizar continuamente.
Descripción
Con el objetivo de abordar el problema de que los parámetros de perforación son difíciles de ajustar a tiempo para el perforador debido al complejo entorno geológico en las minas de carbón subterráneas, se propone un método de control de parámetros de perforación basado en la identificación en línea de la perforabilidad y la optimización multiobjetivo de los parámetros de perforación. Se establece un modelo de identificación de grado de perforabilidad, con la velocidad de rotación y el par como parámetros de entrada, que puede identificar con precisión el estado actual de perforación. Se establece un modelo de optimización multiobjetivo de los parámetros de perforación óptimos con el modelo de predicción de energía específica mecánica y velocidad de perforación como funciones objetivo, y se utilizan el algoritmo NSGA-II y el algoritmo TOPSIS para soluciones y toma de decisiones. Se establece un controlador PID difuso. Para el control de los parámetros de velocidad de rotación y presión de perforación, se comparan las ventajas y desventajas del método de control PID difuso y el método de control PID tradicional a través de simulaciones y experimentos. Se establece un método de control basado en el modelo de identificación de perforabilidad y el modelo de optimización multiobjetivo. Según los diferentes grados de perforabilidad, se ajustan los parámetros de perforación a tiempo para garantizar el estado normal de perforación. Al acercarse constantemente a los parámetros óptimos a través de los parámetros de perforación, se mejora la eficiencia de perforación. A través de la verificación experimental, este método de control previene eficazmente la reducción de la velocidad de perforación y el atascamiento intermitente y puede ajustar los parámetros de perforación para optimizar continuamente.