Стукач Олег Владимирович

Make invisible visible: to the guaranteed signal averaging for the distributed fiber sensor

2020 · CHAPTER · en

Fiber-optic sensors are becoming wide spreading in many fields due to a lot of advantages such as high spatial resolution, small size, immunity to the electromagnetic disturbances and possibility of multiplexing. Many benefits are fundamentally unattainable for electrical sensors by the physical operation principles. The processing of signals received from the optical fiber temperature sensor is considered. Raman sensor provides high spatial resolution. The main problem of signal processing for the temperature calculating is a large noise arising from the low level of current received from opto-converter. A method for estimating the additive noise level is presented based on calculation of the standard deviation. Comments concern the multiplicative noise during the rise and fall of the signal are given. Possibilities of guaranteed identification of DTS signals based on experimental measurement of statistical characteristics and representation it as so-called potential characteristic is evaluated. The signal-to-noise ratio may be increased by averaging the potential characteristics.

Программный модуль для оценки вероятности отказов скважинных электроцентробежных насосов

2020 · ARTICLE · ru

Установки погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН) являются основным средством добычи нефти из-за высоких темпов разработки нефтяных месторождений. Повышение эффективности добычи с использованием УЭЦН является актуальной зада- чей для нефтедобывающей отрасли. Отказы установок вызваны многими факторами, одним из которых является образование солей. Содержащаяся в нефти вода перенасы- щается малорастворимыми солями, которые при неизбежном нагреве могут осаждаться в виде накипи. Это приводит к постепенному уменьшению диаметра насосной трубы и, следовательно, уменьшению объема добычи. При этом режим работы насоса может выйти из нормативного. Своевременная остановка насоса на текущий ремонт скважины до наступления отказа способна значительно снизить затраты, а также предотвратить критическую поломку всего оборудования. Но такой вид отказа, как отложение солей, трудно уловим, а последующий ремонт сопряжен с агрессивной кислотной промывкой. Встречается и обратная ситуация, когда разумно выработать ресурс оборудования до полной наработки на отказ. Поэтому операторам центров управления добычей важно иметь представление о вероятности отказа в тот или иной момент времени при опреде- лённых параметрах. В настоящее время данные по техническим режимам работы обо- рудования протоколируются специальными программными средствами цифровой платформы поддержки добычи, но расчета вероятностных характеристик нет. В статье предлагается на основе байесовских оценок получить значение вероятности отказа, чтобы осуществлять доказательный мониторинг работы скважин и вовремя принять меры при наступлении критической вероятности отказа.

ED/AP/MTT/COM/EMC Tomsk Chapter. Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies MWENT 2020

2020 · ARTICLE · en

ED/AP/MTT/COM/EMC Tomsk Chapter. Moscow Workshop

The Resolution Enhancement in the Distributed Temperature Sensor with the Extremal Filtration Method

2020 · CHAPTER · en

High resolution DTS research has sufficiently advanced. However further progress will be achieved due to mathematical techniques and algorithms. Novel mathematical algorithms can expand measurement traceability. Outcomes from discrete wavelet transformations are not sufficient for many practical applications. We propose the extremal filtration method as an analog of the empirical mode decomposition (EMD) approach. Advantage of the extremal filtration is the simplification of mathematical calculations. The essence of the method is finding the moving average value of extremums with the continued removing of the highest frequency components from the signal, smoothing of the curve, and subsequent transformations. Difference between the modeling reference signal and signal with Gaussian noise as error of the method is very small: most of the samples (90 %) are within an interval of ±0.003. It is an excellent result for the low signal-to-noise ratio (SNR). However, significant short-term splashes of error (which can reach the value of 0.038) occurred during the transition process.The method can filter low-SNR DTS signals. We expect that the extremal filtration of one target signal is much more effective than a simple averaging of many target OTDR pulses often used in practice. Also, this method can be customized for specific problems connected with subtracting the highfrequency components from the signal. This expands the field of use for the method.

The Wavelet Filtration Denoising in the Raman Distributed Temperature Sensing

2020 · CHAPTER · en

Up to now a Distributed optical fiber Temperature Sensor (DTS) based on the Raman scattering exhibits a relatively low characteristic causes sharp temperature changes to be improved. Modeling metrological characteristics has a long history but essential progress did not achieved. This paper presents a novel technique of the extremal filtration developed to improve the DTS temperature and partially spatial resolution. The algorithm is based on wavelet transformation of backscattered anti-Stokes and Stokes signals and deconvolution on high-frequency components with total regularization of variations. Experimental results correctly agree with real modeling values with denoising ones. The advantage is the ability to reconstruct temperature with 0.01 degree accuracy at fixed spatial resolution. We present a lot of simulations and figures demonstrated the efficacy of the proposed technique.

Reverse Overshoot Suppression in a Managed Pressure Drilling Control System

2020 · CHAPTER · en

Automatic feedback control systems provide the highest control accuracy in all engineering and technology fields. It applies both to static and dynamic accuracy. If the object is prone to oscillations and also contains a significant delay, then it may be an initial movement in the opposite direction in the transition process. Here the output changes in the opposite direction to the required. Such behavior of the transition process may be unacceptable in many tasks, although the final movement can be achieved in the right direction and by the desired increment. It means the static error can be made negligible. There are many objects prone to oscillations in nature and technology. These are actuators on string suspensions, an inverted pendulum, especially with many plants, the robotic vehicles, etc. Among the many practical problems in the paper we consider the class of Managed Pressure Drilling Control System and logging during drilling, where is a strong tendency to fluctuations. But this is also a characteristic feature of many technological processes. Unfortunately, attention is rarely paid to eliminate a reverse overshoot among indicators of dynamic accuracy in these systems. Many textbooks for a regulator design even do not mention this characteristic due to rare appearances. However, reverse overshoot is one of the most critical indicators of dynamic accuracy. This paper solves the problem of the reverse overshoot suppressing for control of the most complex dynamic objects based on analysis of the various methods of controller design and method of numerical optimization. Additional techniques have been found that allow the most effective solution. It has been tested by simulation modeling corresponding to the tasks of managed well drilling.

Международная IEEE-Сибирская конференция по управлению и связи SIBCON-2021 и будущее конференций по автоматике

2020 · ARTICLE · ru

В 2020 году научное сообщество обрело уникальный опыт организации и проведения конференций в условиях пандемии. Опубликовано немало работ, в которых с разных сторон рассмотрено, как пандемия повлияла на научные встречи. У экспертов нет единого мнения на счёт того, вернется ли проведение научных мероприятий к состоянию до 2020 года или виртуальные конференции станут доминирующими. Автор уверен, что количество международных мероприятий с публикацией трудов в международных базах будет увеличиваться несмотря на все преимущества виртуальных встреч и приглашает на IEEE-Сибирскую конференцию по управлению и связи SIBCON-2021.

Анализ влияния погодных условий на динамику тепловой энергии в жилом фонде города Томск

2020 · CHAPTER · ru

Повышение пространственного разрешения метода экстремальной фильтрации

2020 · CHAPTER · ru

В данной статье представлен результат обработки данных с реального оптоволоконного датчика температуры методом экстремальной фильтрации. Приведено сравнение данного метода с фильтрацией на основе вейвлет-преобразования, методом EMD и обычным усреднением множества реализаций. Основным преимуществом экстремальной фильтрации является простой и понятный алгоритм, не требующий анализа сигнала для подбора параметров, как в случае с вейвлет-преобразованием. В отличие от метода EMD, в нём использованы только простые формулы, что значительно повышает быстродействие.

Применение методов геостатистики в факторно-регрессионном прогнозировании пористости коллекторов по сейсмическим атрибутам

2019 · CHAPTER · ru

Современная геостатистика – это широкий спектр статистических моделей и инструментов для представления, обработки и анализа простран- ственно распределённой информации [1]. Прогноз фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) коллекторов нефти и газа по анализу сей- смических атрибутов – это сложный технологиче- ский процесс. Он разбивается на три этапа: на пер- вом проводится извлечение значений сейсмиче- ских атрибутов в точках скважин; на втором – по- иск корреляционных связей между извлечёнными значениями и скважинными параметрами; на тре- тьем – получение и анализ карт, показавших луч- шие статистические связи с искомыми геологиче- скими параметрами. Очевидно, что самыми трудо- ёмкими этапами, представляющими собой боль- шей частью однотипные, но многочисленные опе- рации, являются первые два, которые и необхо- димо оптимизировать за счёт автоматизации. И только третий этап требует максимальной задей- ствованности непосредственно самого интерпрета- тора.