Автоматизация обустройства наклонных и горизонтальных скважин большого диаметра и создания автопилотных систем управления горнопроходческого оборудования
Ю.В. Дмитрак1, В.И. Анищенко2
1 Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
2 SMP Engineering LLC, США
Горная Промышленность №5S/ 2025 стр. 31-35
Резюме: В ходе исследования проанализировано развитие автоматизации процесса обустройства наклонных и горизонтальных скважин большого диаметра и создание автопилотных систем управления горнопроходческого оборудования. В статье изложен принципиально новый подход к управлению тоннельными и буровыми комплексами. На примере разработанного авторами статьи виртуального симулятора работы тоннелепроходческого комплекса с гидропригрузом предложен алгоритм создания автопилотных систем управления горнопроходческим оборудованием. Приведен пример работы буровой установки для домкратного продавливания труб, работающей в полностью автоматическом режиме. Представленная автопилотная система позволяет программировать проходческие и буровые машины в двоичном коде и выводить условные зависимости на элементарном уровне. Дальнейшие исследования авторов будут направлены на решение проблемы вывода нескольких сотен зависимостей между параметрами машины и геологическими или иными условиями проходки. В предложении авторов проходческие и буровые машины должны будут сами определять тип грунта и исходя из совокупности характеристик бурения принимать решения. Оператор будет следить только за плавностью хода и в случае проблем переводить управление в ручной режим.
Ключевые слова: бурение скважин, схема контроля рабочими параметрами, проходческий комплекс, цифровая надстройка для роботизации процессов, искусственный интеллект, установка для продавливания труб, виртуальный симулятор, тоннелепроходческий комплекс
Для цитирования: Дмитрак Ю.В., Анищенко В.И. Автоматизация обустройства наклонных и горизонтальных скважин большого диаметра и создания автопилотных систем управления горнопроходческого оборудования. Горная промышленность. 2025;(5S):31–35. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-5S-31-35
Информация о статье
Поступила в редакцию: 25.08.2025
Поступила после рецензирования: 06.10.2025
Принята к публикации: 16.10.2025
Информация об авторах
Дмитрак Юрий Витальевич – доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, заведующий отделом моделирования и управления горнотехническими системами, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-1278-4845; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Анищенко Василий Иванович – кандидат технических наук, исполнительный директор, SMP Engineering LLC, США; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Dong Z., Ma D., Liu Q., Yue X. Motion control of valve-controlled hydraulic actuators with input saturation and modelling uncertainties. Advances in Mechanical Engineering. 2018;10(11):168781401881227. https://doi.org/10.1177/1687814018812273
2. Heikkilä M. Energy efficient boom actuation using a digital hydraulic power management system [Doctoral Dissertation]. Tampere: Tampere University of Technology; 2016.
3. Huova M., Aalto A., Linjama M., Huhtala K. Study of energy losses in digital hydraulic multi-pressure actuator. In: Proceedings of 15th Scandinavian International Conference on Fluid Power, Linköping, Sweden, June 7–9, 2017. Linköping; 2017, pp. 214–223. https://doi.org/10.3384/ecp17144214
4. Karvonen M. Energy efficient digital hydraulic power management of a multi actuator system [Doctoral Dissertation]. Tampere: Tampere University of Technology; 2016.
5. Quan Z., Quan L., Zhang J. Review of energy efficient direct pump controlled cylinder electro-hydraulic technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014;35:336-346. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.04.036
6. Huova M. Energy efficient digital hydraulic valve control [Doctoral Dissertation]. Tampere: Tampere University of Technology; 2015. 158 p.
7. Rydberg K.-E. Energy efficient hydraulics – System solutions for loss minimization. In: National Conference on Fluid Power, Linköping University, Linköping, Sweden, March 16–17, 2015. Linköping; 2015, pp. 1–9.
8. Scheidl R., Kogler H., Winkler B. Hydraulic switching control – objectives, concepts, challenges and potential applications. Magazine of Hydraulics, Pneumatics, Tribology, Ecology, Sensorics, Mechatronics. 2013;(1):7–17. Available at: https://hidraulica.fluidas.ro/2013/nr_1/7_18.pdf (accessed: 14.04.2025).
9. Du C., Plummer A.R., Johnston D.N. Performance analysis of an energy-efficient variable supply pressure electro-hydraulic motion control system. Control Engineering Practice. 2016;48:10–21. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2015.12.013
10. Linjama M., Vihtanen H.-P., Sipola A., Vilenius M. Secondary controlled multi-chamber hydraulic cylinder. In: The 11th Scandinavian International Conference on Fluid Power SICFP’09, Linköping, Sweden, June 2–4, 2009. Linköping; 2009. 15 p.
11. Huova M., Linjama M. Energy efficient digital hydraulic valve control utilizing pressurized tank line. In: Proceedings of the 8th International Fluid Power Conference, Dresden, Germany, 2012, pp. 111–122.
12. Huova M., Laamanen A., Linjama M. Energy efficiency of three-chamber cylinder with digital valve system. International Journal of Fluid Power. 2010;11(3):15–22. https://doi.org/10.1080/14399776.2010.10781011
