234 research outputs found

    Data-Driven Numerical Simulation and Optimization Using Machine Learning, and Artificial Neural Networks Methods for Drilling Dysfunction Identification and Automation

    Get PDF
    Providing the necessary energy supply to a growing world and market is essential to support human social development in an environmentally friendly. The energy industry is undergoing a digital transformation and rapidly adopting advanced technologies to improve safety and productivity and reduce carbon emissions. Energy companies are convinced that applying data-driven and physics-based technologies is the economical way forward. In drilling engineering, automating components of the drilling process has seen remarkable milestones with considerable efficiency gains. However, more elegant solutions are needed to plan, simulate, and optimize the drilling process for traditional and renewable energy generation. This work contributes to such efforts, specifically in autonomous drilling optimization, real-time drilling simulation, and data-driven methods by developing: 1) a physics-based and data-driven drilling optimization and control methodologies to aid drilling operators in performing more effective decisions and optimizing the Rate of Penetration (ROP) while reducing drilling dysfunctions. 2) developing an integrated real-time drilling simulator, 3) using data-driven methodologies to identify drilling inefficiencies and improve performance. Initially, a novel drilling control systems algorithm using machine learning methods to maximize the performance of manually controlled drilling while advising was investigated. This study employs feasible non-linear control theory and data analysis to assist in data pre-analysis and evaluation. Further emphasis was spent on developing algorithms based on formation identification and Mechanical Specific Energy (MSE), simulation, and validation. Initial drilling tests were performed in a lab-scale drilling rig with improved ROP and dysfunction identification algorithms to validate the simulated performance. Ultimately, the miniaturized drilling machine was fully automated and improved with several systems to improve performance and study the dynamic behavior while drilling by designing and implementing new control algorithms to mitigate dysfunctions and optimize the rate of penetration (ROP). Secondly, to overcome some of the current limitations faced by the industry and the need for the integration of drilling simulation models and software, in which cross-domain physics are uni-fied within a single tool through the proposition and publication of an initial common open-source framework for drilling simulation and modeling. An open-source framework and platform that spans across technical drilling disciplines surpass what any single academic or commercial orga-nization can achieve. Subsequently, a complementary filter for downhole orientation estimation was investigated and developed using numerical modeling simulation methods. In addition, the prospective drilling simulator components previously discussed were used to validate, visualize, and benchmark the performance of the dynamic models using prerecorded high-frequency down-hole data from horizontal wells. Lastly, machine-learning techniques were analyzed using open, and proprietary recorded well logs to identify, derive, and train supervised learning algorithms to quickly identify ongoing or incipient vibration and loading patterns that can damage drill bits and slow the drilling process. Followed by the analysis and implementation feasibility of using these trained models into a con-tained downhole tool for both geothermal and oil drilling operations was analyzed. As such, the primary objectives of this interdisciplinary work build from the milestones mentioned above; in-corporating data-driven, probabilistic, and numerical simulation methods for improved drilling dysfunction identification, automation, and optimization

    Delay-Adaptive Control of First-order Hyperbolic PIDEs

    Full text link
    We develop a delay-adaptive controller for a class of first-order hyperbolic partial integro-differential equations (PIDEs) with an unknown input delay. By employing a transport PDE to represent delayed actuator states, the system is transformed into a transport partial differential equation (PDE) with unknown propagation speed cascaded with a PIDE. A parameter update law is designed using a Lyapunov argument and the infinite-dimensional backstepping technique to establish global stability results. Furthermore, the well-posedness of the closed-loop system is analyzed. Finally, the effectiveness of the proposed method was validated through numerical simulation

    Професійна технічна термінологія у галузі машинобудування

    Get PDF
    Рецензенти: Д. В. Криворучко – доктор технічних наук, доцент, професор кафедри технології машинобудування, верстатів та інструментів Сумського державного університету; В. І. Шатоха – доктор технічних наук, професор, проректор із науково-педагогічної роботи Національної металургійної академії України.Навчальний посібник є важливою формою міждисциплінарної та міжвузівської інтеграції, створений для зацікавлення студентів у якісному та поглибленому вивченні спеціальних дисциплін та професійної англійської мови, розвитку вмінь самостійної роботи і навичок при написанні та оформленні науково-дослідних робіт, активізації пізнавальної й дослідницької діяльності, стимулює наукові пошуки, обмін досвідом засобами англійської мови у галузі машинобудування. Навчальний посібник призначений для інженерно-технічних і науково-педагогічних працівників, аспірантів і студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів.Розроблено в рамках виконання проекту Темпус «Модернізація вищої інженерної освіти в Грузії, Україні та Узбекистані відповідно до технологічних викликів» (ENGITEC 530244-TEMPUS-1-2012-1-SE-TEMPUS-JPCR

    Професійна технічна термінологія у галузі машинобудування

    Get PDF
    Рецензенти: Д. В. Криворучко – доктор технічних наук, доцент, професор кафедри технології машинобудування, верстатів та інструментів Сумського державного університету; В. І. Шатоха – доктор технічних наук, професор, проректор із науково-педагогічної роботи Національної металургійної академії України.Навчальний посібник є важливою формою міждисциплінарної та міжвузівської інтеграції, створений для зацікавлення студентів у якісному та поглибленому вивченні спеціальних дисциплін та професійної англійської мови, розвитку вмінь самостійної роботи і навичок при написанні та оформленні науково-дослідних робіт, активізації пізнавальної й дослідницької діяльності, стимулює наукові пошуки, обмін досвідом засобами англійської мови у галузі машинобудування. Навчальний посібник призначений для інженерно-технічних і науково-педагогічних працівників, аспірантів і студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів.Розроблено в рамках виконання проекту Темпус «Модернізація вищої інженерної освіти в Грузії, Україні та Узбекистані відповідно до технологічних викликів» (ENGITEC 530244-TEMPUS-1-2012-1-SE-TEMPUS-JPCR

    Aeronautical Engineering: A continuing bibliography with indexes (supplement 177)

    Get PDF
    This bibliography lists 469 reports, articles and other documents introduced into the NASA scientific and technical information system in July 1984

    Aeronautical Engineering: A continuing bibliography with indexes, supplement 153, October 1982

    Get PDF
    This bibliography lists 535 reports, articles and other documents introduced into the NASA Scientific and Technical Information System in September 1982

    NASA Thesaurus. Volume 2: Access vocabulary

    Get PDF
    The NASA Thesaurus -- Volume 2, Access Vocabulary -- contains an alphabetical listing of all Thesaurus terms (postable and nonpostable) and permutations of all multiword and pseudo-multiword terms. Also included are Other Words (non-Thesaurus terms) consisting of abbreviations, chemical symbols, etc. The permutations and Other Words provide 'access' to the appropriate postable entries in the Thesaurus

    Aeronautical engineering: A continuing bibliography with indexes (supplement 203)

    Get PDF
    This bibliography lists 449 reports, articles and other documents introduced into the NASA scientific and technical information system in July 1986
    corecore