A rational, theoretically proved and empirically verified control system is a condition for optimal management of the drilling process in compliance with the criteria for minimizing the cost of time and material resources. A new generation of rock-cutting tools using PDC cutters (polycrystalline diamante cutters), which are extremely effective when drilling wells for various purposes in medium-hard rocks, dictates the need to develop methods and criteria for optimal control of the drilling process using this tool. The paper presents an analysis of the force interaction between rock-cutting elements, face rock, and drilling mud saturated with slam, highlights the influencing factors and provides dependencies for determining the parameters of rock failure. Empirical verification of the theoretical propositions was carried out based on the data analysis from experimental bit drilling of marble with PDC cutters with a diameter of 76.2 mm, processed using the method of full factor experiment to obtain mathematical models of factors and their graphical interpretation. The method of controlling the drilling process based on the optimal ratio of the tool rotation frequency, axial weight and deepening per one turnover is considered, which allows determining the rock failure mode at the well bottom by indirect signs and choose the optimal values of the drilling mode parameters that correspond to the most optimal conditions in terms of achieving the maximum mechanical drilling speed in conjunction with the rational mode of rock-cutting tool operation. A scheme is presented that contains possible variants of the bit run mode and ways to recognize them by the ratio of the deepening per turnover and the rotation frequency of the rock-cutting tool. Рациональная, теоретически обоснованная и эмпирически верифицированная система управления является условием оптимального управления процессом бурения с соблюдением критериев минимизации затрат временных и материальных ресурсов. Новое поколение породоразрушающего инструмента с применением резцов PDC (polycrystalline diamante cutters), крайне эффективных при бурении скважин различного целевого назначения в горных породах средней твердости, диктует необходимость разработки методики и критериев оптимального управления процессом бурения с использованием данного инструмента. В работе представлен аналитический анализ силового взаимодействия породоразрушающих элементов, горной породы, вмещающей забой, и бурового раствора, насыщенного шламом, выделены влияющие факторы, приведены зависимости для определения параметров разрушения горных пород. Эмпирическая верификация теоретических положений проведена на основе анализа данных экспериментального бурения мрамора коронкой с резцами PDC диаметром 76,2 мм, обработанных с применением метода полного факторного эксперимента с получением математических моделей факторов и их графической интерпретации. Рассмотрена методика управления процессом бурения, основанная на оптимальном соотношении частоты вращения инструмента, осевой нагрузки и углубления за один оборот, позволяющая определить по косвенным признакам режим разрушения горной породы на забое скважины и выбрать оптимальные значения параметров режима бурения, которые соответствуют наиболее оптимальным условиям с точки зрения достижения максимальной механической скорости бурения в совокупности с рациональным режимом работы породоразрушающего инструмента. Представлена схема, содержащая возможные варианты режима отработки долота и способы их распознавания по соотношению углубления за один оборот и частоты вращения породоразрушающего инструмента.

Interferometric fiber-optic sensors provide very high measurement accuracy and come with many other benefits. As such, the study of signal processing techniques for fiber-optic interferometers in order to extract information about external perturbation is an important area of research. In this work, the method of Fourier analysis was applied to extract information from the output signals of an intermodal fiber interferometer with spectral interrogation. It is shown that the external perturbation can be measured by obtaining the phase spectrum of the spectral transfer function of an intermodal fiber interferometer and determining the phase difference of a certain pair of mode groups. A mathematical model of this approach was developed, taking into account the parameters of the laser and the optical fiber, the number of excited mode groups, and the parameters of external perturbation. The theoretically considered method of Fourier analysis was experimentally verified, and it was proved to provide a linear response to external perturbation in a wide dynamic range.