Arıkan, Kutluk Bilge

Profile Picture
Profile URL
https://hdl.handle.net/20.500.14411/8140
Name Variants
K.B.Arikan
Kutluk Bilge, Arıkan
K., Arikan
Arıkan,K.B.
Arıkan, Kutluk Bilge
K.B.Arıkan
Kutluk Bilge, Arikan
Arikan, Kutluk Bilge
K.,Arıkan
A., Kutluk Bilge
Arikan,K.B.
A.,Kutluk Bilge
Arikan, K. B.
Job Title
Doktor Öğretim Üyesi
Email Address
kutluk.arikan@atilim.edu.tr
Main Affiliation
Department of Mechatronics Engineering
Status
Former Staff
Website
ORCID ID
Scopus Author ID
Turkish CoHE Profile ID
Google Scholar ID
WoS Researcher ID

Sustainable Development Goals

NO POVERTY1
NO POVERTY
1
Research Products
ZERO HUNGER2
ZERO HUNGER
0
Research Products
GOOD HEALTH AND WELL-BEING3
GOOD HEALTH AND WELL-BEING
1
Research Products
QUALITY EDUCATION4
QUALITY EDUCATION
0
Research Products
GENDER EQUALITY5
GENDER EQUALITY
0
Research Products
CLEAN WATER AND SANITATION6
CLEAN WATER AND SANITATION
0
Research Products
AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY7
AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY
0
Research Products
DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH8
DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH
0
Research Products
INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE9
INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE
1
Research Products
REDUCED INEQUALITIES10
REDUCED INEQUALITIES
0
Research Products
SUSTAINABLE CITIES AND COMMUNITIES11
SUSTAINABLE CITIES AND COMMUNITIES
1
Research Products
RESPONSIBLE CONSUMPTION AND PRODUCTION12
RESPONSIBLE CONSUMPTION AND PRODUCTION
0
Research Products
CLIMATE ACTION13
CLIMATE ACTION
0
Research Products
LIFE BELOW WATER14
LIFE BELOW WATER
0
Research Products
LIFE ON LAND15
LIFE ON LAND
0
Research Products
PEACE, JUSTICE AND STRONG INSTITUTIONS16
PEACE, JUSTICE AND STRONG INSTITUTIONS
0
Research Products
PARTNERSHIPS FOR THE GOALS17
PARTNERSHIPS FOR THE GOALS
0
Research Products
This researcher does not have a Scopus ID.
This researcher does not have a WoS ID.
Scholarly Output

38

Articles

11

Views / Downloads

226/2888

Supervised MSc Theses

14

Supervised PhD Theses

7

WoS Citation Count

158

Scopus Citation Count

206

Patents

0

Projects

0

WoS Citations per Publication

4.16

Scopus Citations per Publication

5.42

Open Access Source

3

Supervised Theses

21

JournalCount
Journal of Petroleum Science and Engineering2
20th Annual International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice, M2VIP 2013 -- 20th Annual International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice, M2VIP 2013 -- 20 September 2013 through 20 September 2013 -- Ankara -- 1022762
Adaptive Behavior1
AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference, 2016 -- AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference, 2016 -- 13 June 2016 through 17 June 2016 -- Washington -- 1764991
AIAA SciTech Forum - 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting -- 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting -- 9 January 2017 through 13 January 2017 -- Grapevine -- 1264231
Current Page: 1 / 3

Scopus Quartile Distribution

Competency Cloud

GCRIS Competency Cloud
End date: 2024Start date: 2020

Scholarly Output Search Results

Now showing 1 - 6 of 6
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 25
    Citation - Scopus: 34
    Modelling and Controlling of Drill String Stick Slip Vibrations in an Oil Well Drilling Rig
    (Elsevier, 2022) Sadeghi, Amir Noabahar; Arikan, Kutluk Bilge; Ozbek, Mehmet Efe; Noabahar Sadeghi, Amir
    Mitigating of drill string vibrations, plays a distinctive role in increase of rate of penetration and consequently decrease of the operation costs, prevent of severe damages to drill string and bit, increase of drilling operation quality and safety, and enhance the performances of the controllers. This study deals with modelling and controlling of drill string vibrations with focus on stick slip vibrations in vertical wells. The approach taken to subdivide the drill string into smaller torsional sections and model the complete system dynamically and employ the extracted torsional model to model the stick slip vibrations mathematically. To mitigate and or active control of stick slip vibrations, three architectures are developed and proposed, manipulation of the rotational speed, manipulation of the weight on bit, and increasing of the damping in the bottom of the drill string. The performance of each strategy is analysed individually as well as relative to each other, using a mathematical measure when the drill string length is divided into smaller torsional sections. By the aid of the simulations and mathematical measures, it is shown that manipulation of rotational speeds at the surface may not be an effective solution to reduce the stick slip vibrations, however manipulation of weight on bit and increasing of damping at the bottom of string can be two effective solutions to mitigate these kinds of vibrations. As a general conclusion, it is proved that the manipulation of bottom side drilling parameters is more effective than the manipulation of surface drilling parameters.
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Melez (çok Modlu) Bir Uçan Robot Sınıfının Kapalı Çevrim Dinamiği
    (2020) Battı, Mohamed Ismaıl; Arıkan, Kutluk Bilge; Alemdaroğlu, Hüseyin Nafiz
    Bu çalışmada, basit ve ileri seviyeden oluşan melez bir uçan robot sınıfı önerilmiştir. Her iki sistem için iki boyutlu uzayda doğrusal ve doğrusal olmayan modeller çıkarılmıştır. Doğrusal kuadratik regülatör temelli denetim sistemleri, askı durumu ve navigasyon senaryolarına yönelik olarak tasarlanmıştır. Benzetimlerde bozucu dış kuvvetler dikey kalkış, ileri uçuş ve iniş sırasında etki etmiştir. Senaryolar esnasında basit ve ileri seviye sistemlerin dinamik davranışlarının karşılaştırılmasının yanında her bir sistem için doğrusal ve doğrusal olmayan sistem cevapları da değerlendirilmiştir. Admitans tipi denetimcinin, zorlayıcı dış kuvvetlerin etki ettiği hallerde basit sisteminin kararlılığını sağladığı benzetimler ile sunulmuştur. Her iki sistem de kara-hava melez sistem olarak ve hava manipülatörü olarak kullanıma uygun olduğu sunulmuştur.
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 1
    Citation - Scopus: 1
    Performance Assessment of Tripping and Drilling Operations Controllers on an Experimental Drilling Rig Prototype
    (Elsevier, 2023) Nobahar, Amir; Arikan, Kutluk Bilge; Ozbek, Mehmet Efe; Naseri, Babek
    Oil well drilling towers have different operating modes during a real operation, each mode involves certain external disturbances and uncertainties. Performance evaluation of robust or adaptive Cascade PID, Active Disturbance Rejection, Loop Shaping, Feedback Error Learning, and Sliding Mode torque controllers, during the tripping and drilling operations, and their practical comparison are studied and evaluated by constructing a drilling rig prototype. The modeling of the experimental setup is extracted by mathematical modeling, and system identification. The practical performance of the controllers and their stabilities against the uncertain forces including the parametric uncertainties and the external disturbances are studied during the operations, by loading and unloading a disturbance weight. It has been shown that the effects of uncertain forces are successfully eliminated by the controllers. The Loop Shaping controller has the best performance among all the designed controllers, and all of them roughly consume the same control energy. A desired speed profile is designed to shape the vertical speed reference during the tripping operation, then its effect on the system behavior is analyzed to prevent the slackening problem in the drilling cable. Also, the behavior of control architectures in two modes of autonomous drilling is studied and analyzed. By analyzing and optimizing the performance efficiency in a controlled environment, along with enhancing the performances of the controllers, what we learn in this research could presumably be applicable in the field to have an accurate and safe operation.
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Manipulandumun Dinamik Çözümü, Empedans Kontrolcü Tasarımı ve Protatiplenmesi
    (2024) Yıldıran, Yaşar; Doruk, Reşat Özgür; Arıkan, Kutluk Bilge
    Bu tezde, insanın üst koluyla etkileşime giren manipulandumun dinamik çözümünü, kontrolcü tasarımını, model simülasyonunu ve simülasyon sonuçlarını açıklamaktadır. Bu alandaki manipulandum tasarımı, insanın motor öğrenme becerilerini anlamak için insan-makine etkileşimi deneylerinde kullanılmaktadır. Tıp alanında deney konusu ele alınırken, uygun manipulandum tasarımı mühendislik alanının konusudur. Bu makalede cihazın mühendislik özellikleri değerlendirilmiş, matematiksel modeli elde edilmiş, dinamik model simülasyonu yapılmış ve kontrol elemanları incelenmiş ancak bu cihazın tıp bilimine hizmet eden deneysel kullanımı bu bağlamda ele alınmamıştır. Manipulandum için konsept tasarım yapılmış ve buna göre kinematik model oluşturularak manipulandumun hareket parametreleri elde edilmiştir. Euler Lagrange Metodu (ELM) ile elde edilen dinamik model, Simulink ortamında Simulink Simscape Multibody (SSM) ile elde edilen sistem modeli ile karşılaştırılmış; Model parametrelerinin (sürtünme katsayıları, eylemsizlik momenti vb.) tutarlılığı karşılıklı olarak kontrol edilmiştir. İnsan-manipulandum etkileşimi için empedans kontrolcüsü tasarlanmıştır. Kontrolörcünün her iki dinamik model üzerindeki başarısı incelenerek sonuçlar değerlendirilmiştir.Anlamlı bir konum ve kuvvet kontrolü elde edebilmek için eyleyicilerin modele uyguladığı torklar ile uç efektöre uygulanan kuvvet arasında orantılı bir büyüklük ilişkisi olması gerektiği anlaşılmaktadır. Bu çalışma kapsamında manipulandum dinamik modelleri, empedans denetleyici ve bunların simülasyonlarının tamamlanmasının yanı sıra tez kapsamında manipulandum prototipi de gerçekleştirilmiştir. Prototipten beklentiler büyük ölçüde karşılanmıştır.
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 7
    Citation - Scopus: 7
    Torsional Model of the Drill String, and Real-Time Prediction of the Bit Rotational Speed and the Torque on Bit, in an Oil Well Drilling Tower
    (Elsevier, 2020) Sadeghi, Amir Noabahar; Arikan, Kutluk Bilge; Ozbek, Mehmet Efe
    In an oil well drilling tower, the Bottom Hole Assembly (BHA) data is needed to optimize the controllable variables such as weight on bit and bit rotational speed for obtaining the optimum drilling rate. In order to acquire the data of the BHA, a simple and low-cost method, can be predicting of these parameters. In this study, first the torsional modelling of the drill string is implemented by dividing its length to some equal sections, then the effects of dividing on the estimation accuracy are evaluated. Using an ADRC (Active Disturbance Rejection Controller) in the vertical and rotational motions dynamics, some proper observers to predict the bit rotational speed, rock stiffness and torque on bit, in real-time are designed and presented. Dividing the drill string length to more sections, leads to design high order observer, so the performance of the designed observers with different orders, are compared and analysed. Employing the integral square error analysis, it is revealed, dividing the drill string length to more sections, leads more accurate in the prediction of bit rotational speed, but not more effect on the estimated rock stiffness, and torque on bit. Also it is shown that increasing of the observer bandwidth, leads to more accurate in the estimation, but concludes the estimation be more sensitive to the sensor noise. Employing the presented observers in this study to estimate the BHA data, in addition to enhance the drill quality and safety, the controllable variables are optimized, and consequently the whole drilling process can be robustly controlled, with no needs to the expensive measurement systems at the BHA.
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Petrol Kuyu Sondaj Kulesı Modelleme ve Kontrolü
    (2020) Nam, Amır Nobahar Sadeghı; Özbek, Mehmet Efe; Özbek, Mehmet Efe; Özbek, Mehmet Efe; Arıkan, Kutluk Bilge; Department of Electrical & Electronics Engineering; Department of Electrical & Electronics Engineering
    Petrol kuyusu sondaj kuleleri, delme, manevra ve raybalama gibi gerçek bir işlem sırasında farklı çalışma modlarına sahiptir. Her mod bazı belirli dış bozunumlar ve bazı belirsizlikler içerir. Bu çalışmada, sondaj kulesinin ana ekipmanı matematiksel olarak modellenmiş ve matkap dizini (string) ve matkap ucunun, dikey ve dönüşsel hareketlerinin dinamikleri türetilmiştir. Delme hızının, delme işleminde ekonomik bir parametre olarak, optimum değerleri bulunmuş ve matkap ucunu etkı eden kuvvet çıkartılmıştır. Ardından, yukarı çekme ve aşağı indirme işlemleri sırasında, hız profili, aynı zamanda hızlanma ve yavaşlama profilleri çıkartılmıştır. Operasyon modları için doğrusal olmayan model kullanılarak, gürbüz ve adaptif kontrol sistemleri tasarlanmıştır. Bu kontrol stratejileri beş tip kontrolcu içermektedir; Kaskat PID kontrolcusu, Aktif Bozunma Girdisi Reddetme kontrolcusu, Loop Şekillendirme kontrolcusu, Geribesleme Hatası ile Öğrenme kontrolcusu ve Kayan Kipli kontrolcusu. Çalışma, bu kontrolculerin tasarım sürecini sunar ve önerilen kontrol sistemlerinin, referans sinyalini takip performansını ve aynı zamanda parametrik belirsizlikler ve dış bozunum girdileri karşısındaki performansını değerlendirir. Bu karşılaştırma matematiksel performans ölçütlerine ve enerji tüketimine dayanmaktadır. Sahadaki gerçekçi koşullara, kısıtlamalara ve optimum değerlere dayanarak, delme işlemi sırasında, matkap ucuna etki eden kuvveti kontrol etmek amacıyla bazı mimariler sunulmuştur. Son olarak, otonom sondaj işlemi, delme hızının yönetmesiyle, ROP modu, WOB modu, Delta P modu ve Tork modu olmak üzere dört moda denetleyerek incelenmiştir. Kuyu dibi dizisi parametrelerinin ölçülmesi veya tahmin edilmesi araştırılmış ve incelenmiştir. Matkap dizisinin burulma modellenmesi, uzunluğunu eşit bölümlere bölmesiyle gerçekleştirilmiş, ardından Aktif Bozunma Girdisi Reddetme kontrolcu ünitesini hem dikey hem de dairesel hareketlerinde kullanarak, matkap ucu dönme hızını, kaya sertliğini ve matkap ucu üzerindeki torku gerçek zamanlı tahmin etmek için bazı gözlemciler tasarlanıp sunulmuştur. Tutma-bırakma titreşimleri, modelleme ve kontrol için incelenmiştir. Matkap ucu üzerine etki eden kuvvetin manipülasyonu ve kuyu dibi dizisinde sönümlenmenin arttırılması , bu tür titreşimlerin aktif olarak kontrolu için, önerilen iki çözümdür. Bu iki stratejiyi kullanarak, matkap ucu üzerindeki tutma fazı, geçici tutma bırakma ve bırakma fazı türetilmiş ve analiz edilmiştir. Manevra ve sondaj işlemleri sırasında tasarlanan Kaskat PID, Aktif Bozunma Girdisi Reddetme, Loop Şekillendirme, Geribesleme Hatası ile Öğrenme ve Kayan Kipli kontrolculerin, pratik karşılaştırılması ve fiziksel bir kule performansına katkısı incelenmiştir. Bu amaç, deneysel bir sondaj düzeneğinin tasarımı ve kurulumu ile fiziksel ortamda gerçekleşmıştır. Prototip düzeneği matematiksel olarak modellenmiş ve daha sonra uygun doğrusal ve doğrusal olmayan modelleri, sistem tanımlamasıyla çıkartılmıştır. Kontrolculerin davranışı ve kararlılığı, manevra modunda, ve bir bozunum ağırlığı yükleyerek ve boşaltarak incelenmiştir. Girdi şekillendirmenin, sistem davranışı üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Öte yandan, kontrolculerin sondaj işlemi sırasındaki davranışını incelemek için prototip kurulumuna bir matkap eklenmiştir. Son olarak otonomom sondajda, tasarlanan ROP ve WOB modlarının davranışı, fiziksel deney düzeneği üzerinde analiz edip incelenmiştir.