De Mediciones de Laboratorio a Perspectivas Impulsadas por IA: Predicción del Rendimiento de Cargas Formadas con Aprendizaje Automático Avanzado
Autores: Nashed, Samuel; Abdullah, Muhammad; Ejehu, Oluchi; Mohamed, Badr; Sedki, Norhan; Moghanloo, Rouzbeh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
De Mediciones de Laboratorio a Perspectivas Impulsadas por IA: Predicción del Rendimiento de Cargas Formadas con Aprendizaje Automático Avanzado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estimación precisa
Longitud de perforación
Flujo de fluidos
Gestión de cargas
Modelos de aprendizaje automático
Pruebas de superficie API 19B
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La estimación precisa de la longitud de perforación es muy vital para mejorar el flujo de fluidos así como la gestión de cargas. Los métodos tradicionales, incluidos los correlatos empíricos, los modelos analíticos y las pruebas de superficie API 19B, sufren de limitaciones significativas en su alcance, requieren recalibraciones frecuentes y no logran capturar la compleja física que rige la penetración de cargas moldeadas. Este estudio desarrolla y valida modelos de aprendizaje automático para la predicción de la longitud de perforación utilizando un conjunto de datos completo de 1648 pruebas estandarizadas API 19B que abarcan diversas configuraciones de armas, propiedades explosivas y parámetros de finalización. El conjunto de datos se dividió en 1318 pruebas para el entrenamiento del modelo y la optimización de hiperparámetros, reservando 330 pruebas independientes para la validación ciega. Se evaluaron sistemáticamente diez algoritmos de regresión, siendo XGBoost el que demostró un rendimiento superior, logrando un coeficiente R2 de 0.956 en la validación ciega. El análisis de importancia de características reveló que el peso del explosivo es el predictor dominante, seguido por la clasificación de temperatura. La aplicación de modelos de aprendizaje automático ofrece una forma de estimación precisa, más fácil, instantánea durante la planificación y el diseño de flujos de trabajo, y más económica en comparación con los métodos tradicionales.
Descripción
La estimación precisa de la longitud de perforación es muy vital para mejorar el flujo de fluidos así como la gestión de cargas. Los métodos tradicionales, incluidos los correlatos empíricos, los modelos analíticos y las pruebas de superficie API 19B, sufren de limitaciones significativas en su alcance, requieren recalibraciones frecuentes y no logran capturar la compleja física que rige la penetración de cargas moldeadas. Este estudio desarrolla y valida modelos de aprendizaje automático para la predicción de la longitud de perforación utilizando un conjunto de datos completo de 1648 pruebas estandarizadas API 19B que abarcan diversas configuraciones de armas, propiedades explosivas y parámetros de finalización. El conjunto de datos se dividió en 1318 pruebas para el entrenamiento del modelo y la optimización de hiperparámetros, reservando 330 pruebas independientes para la validación ciega. Se evaluaron sistemáticamente diez algoritmos de regresión, siendo XGBoost el que demostró un rendimiento superior, logrando un coeficiente R2 de 0.956 en la validación ciega. El análisis de importancia de características reveló que el peso del explosivo es el predictor dominante, seguido por la clasificación de temperatura. La aplicación de modelos de aprendizaje automático ofrece una forma de estimación precisa, más fácil, instantánea durante la planificación y el diseño de flujos de trabajo, y más económica en comparación con los métodos tradicionales.