Замятин М.В.
РАЗРАБОТКА ЦИФРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ МОДУЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ *
Аннотация:
в статье рассматривается разработка цифровой платформы, предназначенной для оценки качества технологических жидкостей, применяемых при бурении скважин. Обоснована необходимость комплексной многокритериальной оценки буровых растворов на основе квалиметрического подхода, а также представлена структура разработанного программного обеспечения, реализованного на языке Python. Система включает модули экспертной оценки, расчёта интегрального показателя качества и визуализации результатов.
Ключевые слова:
квалиметрия, буровые промывочные жидкости, комплексный показатель качества, бурение, оценка качества
Качество буровых промывочных жидкостей является одним из ключевых факторов, определяющих эффективность и безопасность строительства скважин. Однако традиционные подходы к оценке качества, основанные на анализе отдельных показателей, не обеспечивают комплексного представления о состоянии технологической жидкости. Это снижает точность инженерных решений и может приводить к осложнениям в процессе бурения глубоких скважин на нефть и газ. В связи с этим актуальной задачей является разработка цифровой платформы, способной проводить интегральную оценку качества буровых растворов с учётом множества параметров, их весомости и взаимовлияния [1].Разработка цифровой платформы для оценки качества технологических жидкостей представляет собой сложный и многоэтапный процесс [2-4]. Для реализации платформы необходимо определить структуру системы, спроектировать базу данных и знаний, реализовать ключевые алгоритмы, а также разработать удобный пользовательский интерфейс. Кроме того, ключевым моментов является тестирование и подготовка сопровождающей документации. Ниже представлена таблица 1, в которой отражены основные этапы проектирования и реализации платформы.Таблица 1. Основные этапы проектирования и реализации платформы.Представленная структура разработки позволяет организовать процесс создания цифровой платформы последовательно. Чёткое разделение этапов способствует эффективному планированию, распределению задач и контролю над реализацией каждого модуля. Такой подход обеспечивает гибкость при масштабировании системы, возможность адаптации платформы.Далее определим технологический стек:Язык → Python 3.10+БД → SQLite (простая, встроенная, идеальна для desktop expert system)GUI → PyQt5 или PyQt6Алгоритмы и логика → Python (модули + правила)Формат программы → Windows/Linux standalone desktopРассмотрим файловую структуру программного обеспечения, представленную на рисунке 1. Каждый каталог соответствует отдельному функциональному модулю: «gui/» отвечает за графический интерфейс пользователя, «database/» содержит логику работы с базой данных SQLite, «knowledge_base/» реализует продукционные правила, а «calculations/» — алгоритмы подбора бурового раствора и оценки его качества. Модули «reports/» и «tests/» обеспечивают генерацию отчётов и тестирование системы соответственно. Файл «main.py» служит точкой входа в приложение.Рисунок 1. Файловая структура цифровой платформы для поддержки модуля оценки качества технологических жидкостей.Запуск разработанной цифровой платформы осуществляется через основной модуль «main.py», который связывает между собой все компоненты системы. После запуска открывается графический интерфейс, созданный с использованием библиотеки PyQt, через который пользователь вводит исходные данные по интервалу бурения, запускает расчёты и получает результаты в удобной форме. На этапе запуска система автоматически подключает базу данных, активирует базу знаний с правилами и расчётные алгоритмы.Рисунок 2. Интерфейс цифровой платформы.Интерфейс цифровой платформы структурирован интуитивно (рисунок 2). Пользователь выбирает литологию проблемного участка, указывает интервал, дает название каждого участка. Программа автоматически, исходя из базы данных, осуществляет подбор технологической жидкости.Модуль оценки качества в цифровой платформе можно применить следующим образом:выбираем количество интервалов, в которых нам надо провести оценку качества технологических жидкостей,вводим значение интервалов,ставим галочку к каким интервалам будем производить оценку,нажимаем кнопку «применить к выбранным»,в открывшемся окне вводим нужные параметры (рисунок 3),производим расчёт.Рисунок 3. Процедура ввода данных в разработанном ПО.На рисунке 4 показан результат расчета в ПО в виде диаграммы, где вертикальная шкала выражена в значениях интегральной оценки (функции принадлежности). По диаграмме можно сделать вывод, что наиболее подходящим раствором для выбранных условий является буровой раствор ПГК с рецептурой №1.Рисунок 4. Итоговый результат оценки качества буровых растворов.В данной работе обоснована необходимость перехода от анализа отдельных характеристик раствора к интегральной многокритериальной оценке, основанной на принципах квалиметрии. Это обеспечивает повышение объективности инженерных решений и минимизацию рисков осложнений при строительстве скважин [5]. Результаты расчётов в созданном ПО для оценки качества бурового раствора наглядно визуализируются, что позволяет оперативно принять оптимальное решение по выбору бурового раствора.Представленная цифровая платформа демонстрирует высокую прикладную ценность и в первую очередь она необходима для обработка большого массива данных, например при анализе более 50-100 рецептур буровых растворов для осложненных интервалов.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 1
Ссылка для цитирования:
Замятин М.В. РАЗРАБОТКА ЦИФРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ МОДУЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ // Вестник науки №6 (87) том 1. С. 1928 - 1935. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23812 (дата обращения: 17.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+