ЦИФРОВІ ТА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ ТЕХНОЛОГІЇ ВІРТУАЛІЗАЦІЇ ТА ВІЗУАЛІЗАЦІЇ ПРОЦЕСІВ БУРІННЯ НАФТОВИХ І ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН

Автор(и)

  • С. О. Дмитренок Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна
  • Х. І. Кіршак Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9981-2025-1(54)-179-189

Ключові слова:

цифровий двійник, віртуалізація, тривимірна візуалізація, доповнена реальність, буріння; великі мовні моделі; штучний інтелект; багатоагентні системи; оптимізація.

Анотація

У статті розглядаються сучасні цифрові та інтелектуальні технології, що трансформують підходи до віртуалізації та візуалізації процесів буріння нафтових і газових свердловин. Проаналізовано ключові обмеження традиційних 2D-систем моніторингу (високе когнітивне навантаження операторів, затримки реакції, людський чинник) та показано, як новітні рішення долають ці проблеми. Зокрема, окреслено застосування тривимірної візуалізації та доповненої реальності (AR) для створення інтерактивних інтерфейсів, що інтегрують дані сенсорів у реальному часі і підвищують ситуаційну обізнаність персоналу. Висвітлено концепцію цифрового двійника бурового процесу як інтегрованого середовища, що об’єднує фізичні сенсори, механістичні моделі, AI-модулі та 3D/AR-візуалізацію. Показано, як цифровий двійник моделює гідродинаміку, навантаження на долото та властивості порід, а машинні алгоритми прогнозують аномалії для проактивного запобігання аваріям. Наведено приклади впровадження: скорочення часу реакції операторів на 25-40%, зменшення кількості помилок та простоїв, економія ресурсів завдяки попередженню аварій. Окремо продемонстровано підвищення безпеки буріння за рахунок AR-підказок для польових бригад і використання VR-тренажерів для навчання операторів. За рахунок інтерактивних 3D-сцен і AR-модулів досягається зниження когнітивного навантаження операторів на 15-30%. У статті також запропоновано рекомендації щодо розвитку відповідних систем: удосконалення мережевої інфраструктури для мінімізації затримки, стандартизація форматів даних, оптимізація AI-моделей та ергономічне покращення AR/VR-пристроїв. Ключовий висновок – комплексна інтеграція цифрових двійників та іммерсивних технологій дозволяє суттєво підвищити ефективність і безпеку процесів буріння у нафтогазовій промисловості.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Jiangang W., Lei S., Ding F. et al. A digital twin modeling and application for gear rack drilling rigs lifting system. Scientific Reports. 2024. Vol. 14. 23711. doi: 10.1038/s41598-024-73954-z

Vieira dos Santos M., Rosa R. M. D., Oliveira L. A. et al. Development and Deployment of Digital Twin for Production and Well Integrity." Paper presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, Texas, USA. 2022. doi: https://doi.org/10.2118/210260-MS

Sattler J. Virtual, augmented reality adoption on the horizon for drilling industry. Drilling Contractor. 2017. URL: https://drillingcontractor.org/virtual-augmented-reality-adoption-on-the-horizon-for-drilling-industry-44745

Pallanich J. Virtual Reality Streamlines Training, Boosts Skills. JPT Society of Petroleum Engineers. 2024. Режим доступу: URL:https://jpt.spe.org/virtual-reality-streamlines-training-boosts-skills

Siatras V., Bakopoulos E., Mavrothalassitis P. et al. Production Scheduling Based on a Multi-Agent System and Digital Twin: A Bicycle Industry Case. Information. 2024. Vol.15 Issue 6. doi: 10.3390/info15060337

Lim J., Vogel-Heuser B., Kovalenko I. Large Language Model-Enabled Multi-Agent Manufacturing Systems. arXiv preprint. 2024. 15 p. doi: 10.48550/arXiv.2406.01893

Wan Y., Chen Z., Liu Y. et al. Empowering LLMs by hybrid RAG for domain-centric Q&A in smart manufacturing. Advanced Engineering Informatics. 2025. Vol. 65, 103212. doi: 10.1016/j.aei.2025.103212

Ochkasov, O. B. Implementation of Industry 4.0 technologies in locomotive facilities. Proc. of 2nd Int. Sci-Tech Conf. “Progressive Technologies of Transport Means”, Kharkiv, Ukraine, 2024. P. 9-10. [in Ukrainian]

Atamaniuk, O. I., Legeza, V. P. Method of building a digital twin of a vibration protection process. Systemni Tekhnologii (System Technologies). No. 4(147). 2023. pp. 36–43. doi: 10.34185/1562-9945-4-147-2023-06 [in Ukrainian]

Shcheglov, V. R., Morozova, O. I. Methods and technologies for developing digital twins for fail-safe IIoT systems. Control, Navigation and Communication Systems. No. 4(70). 2022. pp. 127–134. doi: 10.26906/SUNZ.2022.4.127 [in Ukrainian]

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-27

Як цитувати

Дмитренок, С. О., & Кіршак, Х. І. (2025). ЦИФРОВІ ТА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ ТЕХНОЛОГІЇ ВІРТУАЛІЗАЦІЇ ТА ВІЗУАЛІЗАЦІЇ ПРОЦЕСІВ БУРІННЯ НАФТОВИХ І ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН. Методи та прилади контролю якості, (1(54), 179–189. https://doi.org/10.31471/1993-9981-2025-1(54)-179-189

Номер

Розділ

КОМП'ЮТЕРНІ ТЕХНОЛОГІЇ ТА СИСТЕМИ