Control over gas-lift oil wells operation under parametric uncertainty condition

Abstract

Предложено решение задачи робастного управления процессом газлифтной эксплуатации нефтяных скважин в условиях параметрической неопределенно-сти, неизвестных начальных условий и необходимости измерения выходного сигнала (объемного расхода на выходе скважины). Модель процесса представ-лена обыкновенными дифференциальными уравнениями, полученными из уравнения Навье-Стокса с использованием метода прямых. Управляющим сигналом является изменение объемного расхода газа, подаваемого в скважину. Для синтеза алгоритма управления используется модифицированный алгоритм бэкстеппинга (алгоритм обратного обхода интегратора, итеративные процедуры синтеза). Достоинства предложенного алгоритма заключаются в применении всего одного фильтра состояния по сигналу управления и упрощенных законах управления, полученных с использованием реальных дифференцирующих звеньев, это позволяет существенно упростить расчет и реализацию системы управления. В качестве эталонного воздействия выбирается программная траек-тория, которая является решением линейно-квадратичной задачи. Приведены результаты моделирования, иллюстрирующие эффективность предложенного алгоритма. Ключевые слова: робастное управление, метод бэкстеппинга, процесс газлифтаВведение. Эффективным и универсальным способом механизированной добычи жид-кости из нефтяных скважин является газлифтный метод. В затрубное пространство через газ-лифтный клапан нагнетается газ, который, поступив в трубу, образует газожидкостную смесь, и в результате возникающего перепада давления жидкость поднимается по стволу за счет естественной энергии пласта. Существующие методы управления процессом газлифта осно-ваны на предположении полной определенности математической модели процесса. Следова-тельно, алгоритмы, представленные в работах [1-8], могут не обеспечивать достижение заданных целевых показателей качества.В настоящей статье предлагается использовать модифицированный метод бэкстеппинга для управления процессом газлифта с обеспечением заданного дебита скважины в условиях