Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Результаты исследований характера зависимости между слу­чайными отклонениями значений контролируемых параметров и их вероятностями позволили разработать методику обоснова­ния допустимой погрешности измерений при контроле техноло­гических параметров.

Методика включает следующие этапы:

исследование статистической зависимости между значения­ми технологического параметра и вероятностями их реализации при бурении скважин;

экспериментальное исследование статистической зависимос­ти между погрешностями измерительных средств и вероятностя­ми их реализации;

определение статистических характеристик распределений контролируемых величин;

вычисление отношения половины поля допуска на контро­лируемый параметр к среднеквадратическому отклонению от среднего значения этого параметра;

оценка допустимой вероятности ошибок контроля технологи­ческих параметров;

определение коэффициента точности по допустимой вероят­ности ошибок контроля технологических параметров и величине отношения половины поля допуска технологического параметра к среднеквадратическому отклонению от среднего значения это­го параметра при известных законах распределений контроли­руемых величин и погрешностей измерений;

вычисление по коэффициенту точности и величине половины поля допуска значения допустимой абсолютной погрешности измерений технологического параметра.

Рассмотрим примеры использования методики для определе­ния технологических требований к метрологическим характе­ристикам измерений.

Пример 1. В результате обработки данных экспериментальных исследо­ваний установлено, что законы распределений плотности бурового раствора и погрешности измерений нормальные. Центр группирования контролируемых величин совпадает с серединой поля допуска.

Отношение половины поля допуска (6=0,02 г/см3) к среднеквадратическо­му отклонению равно 1,25. По суммарному минимуму экономических потерь от замены плотномера, его эксплуатации и уменьшения технико-экономических потерь в процессе бурения скважин при использовании нового плотномера определено, что уровень вероятностей ошибок контроля первого рода необхо­димо уменьшить на Дос=0,01, т. е. он не должен превышать значения а=0,058, а ошибок второго рода [5=0,036.

Тогда по табл. 1П и 2П можно найти коэффициенты точности Аа=Лр= = 0,775, по которым определяется абсолютное значение наибольшей допусти­мой погрешности измерений:

д = AJ = 0,775-0,02 = ±0,015 г/см3.

Пример 2. Рассмотрим случай для данных, приведенных в примере 1, когда центр группирования технологического рассеивания смещен относитель­но середины поля допуска.

Значения коэффициентов точности также могут быть найдены по табл. 1П и 2П, но с учетом имеющегося смещения. При этом следует учесть, что наличие смещения центра группирования относительно середины поля допуска приво­дит к неравенству значений возможного выхода за каждую границу допуска. Поэтому вероятности ошибок контроля первого и второго рода определяют отдельно по каждой границе поля допуска.

Допустим, что центр группирования смещен к верхней границе поля до­пуска на величину Q=0,01 г/см3. Для верхней границы технологического до­пуска, т. е. б—Q=0,01 г/см3, и для уровня вероятности ошибок контроля а=0,058 и [1=0,036 находят по табл. 1П и 2П коэффициенты точности Ла’= = 1,05 и Лр’=0,751. Причем Аа’ и Лр’ находят при 6/о*=0,625 путем интерпо­ляции соседних значений данных таблиц.

Абсолютные погрешности измерений:

л« = = 1,05-0,01 = 0,01 г/см3;

Др= А’з = О,751-0,01 = 0,0075 г/см3.

Таким же образом находят для нижней границы технологического допу­ска, т. е. —б+а=0,03 г/см3 для тех же уровней вероятности ошибок контроля при 6/а*= 1,875 коэффициенты точности а=0,895 и Лр’>1,5 и соответствующие им допустимые абсолютные погрешности измерений

А = А’а5 = 0,895-0,03 = 0,027 г/см3.

Для обеспечения найденных погрешностей измерений при контроле техно­логических параметров выбирают средства измерений.

Пример 3. Показатель стабильности бурового раствора на нефтяной ос­нове, косвенно характеризующийся напряжением электропробоя, при бурении скважин имеет треугольное распределение. Погрешность измерений напряже­ния электропробоя с помощью специальной установки имеет равномерное рас­пределение.

Необходимо определить допустимую погрешность измерений при контроле напряжения электропробоя бурового раствора на нефтяной основе, если гра­ницы допуска равны 350 и 370 В, отношение 6/0*= 1, уровень вероятностей ошибок первого рода а=0,098, второго рода [5=0,09.

По табл. 8П определим коэффициент точности Ла=0,82, а по табл. 9П — А?=0,65.

Допустимая погрешность измерений не должна превышать величины Д = Ар3 = 0,65-10 = 6,5В.

Следовательно, приведенная относительная погрешность измерительного средства, если диапазон измерений равен 500 В, не должна превышать 1,3%.

Рассмотренный методический подход к обоснованию точности контроля не зависит от физической природы технологических параметров и принципов действия средства измерения, т. е. имеет обобщенный характер. Он позволяет дать экономическое обоснование целесообразности контроля с заданной точ­ностью в том или ином случае, найти влияние различных факторов на ошибки контроля первого и второго рода, выделить влияние наиболее существенных из них.

Методика предназначена для обоснования допустимых погрешностей изме­рений при контроле технологических параметров бурения скважин и, следова­тельно, для обоснования исходных технических требований к метрологическим характеристикам разрабатываемых средств измерений.

Комментарии запрещены.