РОЗРОБЛЕННЯ ТА ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ ІМПУЛЬСНИХ ЕЛЕКТРОГІДРАВЛІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ПРИВИБІЙНІЙ ЗОНІ СВЕРДЛОВИН ВИДОБУТКУ ВУГЛЕВОДНІВ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.71(1).2026.361799Ключові слова:
п’єзоелектричні сенсори, ударно-хвильові збурення, сенсорний канал, амплітудно-часові характеристики, свердловинний моніторинг, метрологічна стабільністьАнотація
У статті розглянуто розроблення та теоретичне дослідження інформаційно-вимірювальної системи контролю імпульсних електрогідравлічних процесів у привибійній зоні свердловин видобутку вуглеводнів. Актуальність роботи зумовлена необхідністю підвищення ефективності дії на привибійну зону пласта, забезпечення стабільності режимів імпульсного електрогідравлічного впливу та отримання достовірної вимірювальної інформації про перебіг швидкоплинних процесів у складних умовах свердловинної експлуатації. Особливу увагу приділено п’єзоелектричним вимірювальним сенсорам, як одним з основних компонентів розроблюваної системи, оскільки саме вони забезпечують реєстрацію короткочасних змін тиску, хвильових збурень і динамічних навантажень, що виникають під час імпульсної дії. Обґрунтовано доцільність використання таких сенсорів з урахуванням їх високої швидкодії, достатньої чутливості, широкого частотного діапазону та придатності до роботи в умовах значних механічних і гідродинамічних впливів. Запропоновано структурний підхід до побудови інформаційно-вимірювальної системи, який передбачає застосування первинних п’єзоелектричних перетворювачів, вузлів підсилення та фільтрації сигналів, засобів аналого-цифрового перетворення, програмованого логічного контролера та програмно-аналітичного модуля оброблення результатів. У межах теоретичного дослідження проаналізовано вплив параметрів імпульсу, характеристик вимірювального каналу та властивостей контрольованого середовища на точність і інформативність реєстрованих сигналів. Показано, що застосування п’єзоелектричних сенсорів у складі такої системи створює передумови для підвищення на 18-22 % точності контролю амплітудно-часових характеристик процесу, розширення можливостей моніторингу технічного стану (збільшення діапазону вимірюваних тисків на 15-20 % та швидкості вимірювання – на 23-28 %) та подальшої реалізації адаптивного керування електрогідравлічним впливом у привибійній зоні свердловин.
Посилання
V. M. Slidenko, & V. O. But, (2024, October 2–4). “Electrohydraulic pulse system for influencing the bottom-hole zone of an oil well”, In Progressive Opportunities and Solutions of Modern Scientific Potential: XLI International scientific and practical conference (pp. 64–66). International Scientific Unity. DOI: 10.70286/ISU-02.10.2024.
E. Hedayati, M. Mohammadzadeh-Shirazi, A. Abbasi, & M. R. Malayeri, “Experimental investigation of the acid-oil emulsion stability influenced by operational conditions and oil properties” Journal of Molecular Liquids 390 (B): 123132, 2023. DOI: 10.1016/j.molliq.2023.123132
I. Raupov, M. Rogachev, & J. Sytnik, “Overview of Modern Methods and Technologies for the Well Production of High- and Extra-High-Viscous Oil”, Energies, 18(6): 1498, 2025. DOI: 10.3390/en18061498
L. Xu, D. Wang, L. Liu, C. Wang, H. Zhu, & X. Tang, “Review of Shale Oil and Gas Refracturing: Techniques and Field Applications”, Processes, 12(5): 965, 2024. DOI: 10.3390/pr12050965
V. M. Slidenko, S. P. Shevchuk, L. K. Listovshchyk, V. O. But, “Adaptive pulse system of influence from the surface to the bottomhole zone of an oil well”, Energy: Economics, Technologies, Ecology, No. 4, pp. 45-51, 2024. DOI 10.20535/1813-5420.4.2024.315569
Xin, Li, Huantong, Shi, Jinliang, Hu, Jian, Wu, Xingwen, Li, & Aici, Qiu “A numerical model for the electrical and shock wave characteristics of underwater pulsed spark discharge”, J. Appl. Phys. 135 (3): 033302, 2024. DOI: 10.1063/5.0187919.
S. T. Nguyen, M. E.-S. El-Tayeb, M. Adel Gabry, & M. Y. Soliman, “Pulsed Power Plasma Stimulation: A Comprehensive Review and Field In-sights”, Energies, 18(13), 3334, 2025. DOI: 10.3390/en18133334.
V. M. Slidenko, V. O. But, A. O. Novykov, “Analysis of the Efficiency of Adaptive Pulse System Functioning by the Method of Stochastic Characteristics”, Visnyk Vinnytsʹkoho politekhnichnoho instytutu, № 1, pp. 72 – 78, 2025. DOI: 10.31649/1997-9266-2025-178-1-72-78.
M. Y. Soliman, Ali Rezaei, M. Khalaf, P. Gordon, & C. Cipolla, “Pulse power plasma stimulation: A technique for waterless fracturing, enhancing the near wellbore permeability, and increasing the EUR of unconventional reservoirs”, Gas Science and Engineering, 122: 205201, 2024. DOI: 10.1016/j.jgsce.2023.205201.
X. Zhu, L. He, W. Liu, & Y. Luo, “Rock breaking mechanism of electrode bit in heterogeneous granite formation and its optimization”, Geothermics, 109: 102660, 2023. DOI: 10.1016/j.geothermics.2023.102660.
Zhang Zhehao, Nie Baisheng, & Hou Yanan, “Investigation on energy characteristics of shock wave in rock-breaking tests of high voltage electric pulse based on Hilbert-Huang trans-form”, Energy, 282: 128871, 2023. DOI: 10.1016/j.energy.2023.128871
S. D. C. Walsh, & D. Vogler, “Simulating electropulse fracture of granitic rock. International”, Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 128: 104238, 2020. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2020.104238.
Q. Liu, Y. Wang, F. Zhao, C. Zheng, & J. Xie, “A Review of the Research Progress of Sensor Monitoring Technology in Harsh Engineering Environments”, Sensors, 25 (20): 6308, 2025. DOI: 10.3390/s25206308.
J. Wu, S. Ye, Z. Wang, & D. Yang, “Application and Automatic Monitoring and Analysis of Hybrid Support Structure in Ultra-DEEP Foundation Pit Engineering in the Lanzhou Area under Complex Environmental Conditions”, Water 15 (7): 1335, 2023. DOI: 10.3390/w15071335.
A. Sivasuriyan, D. S. Vijayan, P. Devarajan, A. Stefańska, S. Dixit, A. Podlasek, W. Sitek, & E. Koda, “Emerging Trends in the Integration of Smart Sensor Technologies in Structural Health Monitoring: A Contemporary Perspective”, Sensors, 24(24), 8161, 2024. DOI: 10.3390/s24248161.
Y. Peng, Z. Kou, J. Wu, J. Luo, H. Liu, & B. Zhang, “Research on a Pressure Control Method for a Liquid Supply System Based on Online Updating of a Radial Basis Function Neural Network”, Processes, 12(1): 57, 2024. DOI: 10.3390/pr12010057.
Peng Xiwei, Yu Haiyang, Zhu Xiangjie, & Li Yiran, “Electro-Hydraulic Proportional Position Control Using Auto Disturbance Rejection Based on RBF Neural Network”, Journal of Beijing Institute of Technology, 30 (zk): 121-128, 2021. DOI: 10.15918/j.jbit1004-0579.20098.
Knyazyev, M., Holzmüller, M., & Homberg, W. “Investigation of Pressure Fields Generated by Two Simultaneous Discharges in Liquid Initiated by Wires”, Journal of Manufacturing and Materials Processing 7(1): 40, 2023. DOI: 10.3390/jmmp7010040.
Hou, T., Tong, J., Wang, Y., Cui, M., Yan, Y., & Xin, Y. “An overpressure monitoring system based on PVDF integrated Electronic sensor with enhanced noise attenuation capability”, Measurement, 228: 114297, 2024. DOI: 10.1016/j.measurement.2024.114297.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Бут В. О., Туз В. В.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
