5(145)/2010maj

�

Ogólnie o systemieNa wielu urządzeniach wiertniczych w kraju

i za granicą powszechnie stosuje się systemy do monitorowania parametrów technologicznych całego procesu tzw. Rig Instrumentation. Na bieżąco, w czasie rzeczywistym monitorowane i wizualizowane są wszystkie sygnały odbiera-ne ze wszystkich czujników zainstalowanych na urządzeniu. Autorzy chcieli, krótko zaprezento-wać system monitorujący i rejestrujący o nazwie – Easy Rig. System ten umożliwia ciągłe zbieranie danych tj. wszystkich parametrów technologicz-nych wiercenia. Dane te są istotne dla potrzeb optymalizacji i bezpieczeństwa pracy podczas głę-bienia otworu. Zaletą Easy Rig jest to, że zebrane informacje mogą być przedstawione w postaci graficznej lub cyfrowej (zależnie od preferencji lub potrzeb pojedynczego użytkownika) na mo-nitorach komputerów znajdujących się w kajucie wiertacza (Obraz 1), kancelarii wiertni, biurze nad-zoru inwestorskiego czy geologa dozoru. Właści-wie, ilość stacji roboczych pracujących w systemie

ograniczona jest jedynie możliwościami systemu operacyjnego Windows. Atrakcyjną nowością i niewątpliwym atutem systemu jest możliwość przesyłania do siedziby firmy, danych nawet z od-ległych zakątków świata w czasie rzeczywistym. Taka możliwość technologiczna niewątpliwie uła-twia pracę menadżerów i inżynierów specjalistów wspomagając proces decyzyjny.

Zasadniczą zaletą opisywanej aparatury jest to, że rejestruje parametry niezależnie od standardowych urządzeń pomiarowych (np. ciężarowskaz) jak i od obecnych na urządze-niach wiertniczych zewnętrznych serwisów po-miarowych (Mud Logging). Taka sytuacja może umożliwiać korelacje otrzymanych wskazań pod kątem prawidłowości obserwowanych zjawisk, często dając niezbity dowód postępowania zgodnie z przyjętymi regułami, ale też takie dodatkowe wyposażenie w nowoczesny Rig In-strumantation System (oferowane w cenie urzą-dzenia) jest cenione przez inwestorów w myśl zasady „added value”.

Podstawowy system zainstalowany na urządzeniach wiertniczych składa się z jednostki centralnej odpowiedzialnej za wstępną obrób-kę sygnałów z czujników mierzących określone wielkości. Taki samodzielny system można rozbu-dować o odbiorniki peryferyjne, czyli komputery PC (także w wykonaniu Ex) na których, obsługa czy osoby dozoru mogą w czasie rzeczywistym śledzić pracę urządzenia wiertniczego.

Niezawodne sensoryZa pomocą czujników (zainstalowanych

w różnych częściach urządzenia wiertniczego) – przetworników wielkości nieelektytycznych na niskonapięciowe sygnały elektryczne, możliwe jest rejestrowanie parametrów wielu procesów technologicznych, nie tylko samego wiercenia. Wszystkie czujniki pracujące w strefie zagrożenia wybuchem mają wykonanie iskrobezpieczne. Nad bezpieczeństwem i prawidłowością pracy systemu czuwa zestaw separatorów, których za-daniem jest zabezpieczanie obwodów sygnało-wych wchodzących do strefy zagrożenia wybu-chowego przed przepięciem. Wszystkie zebrane sygnały elektryczne transmitowane z czujników są poddawane wstępnej obróbce w systemie zbierania danych DL-DAS umieszczonym poza strefą zagrożenia wybuchowego. Dobór i ilość czujników instalowanych w systemie zależy od wymagań inwestora i jest za każdym razem dobierana indywidualnie. Oferowany standar-dowo zestaw czujników pozwala na rejestrację szeregu parametrów takich jak: głębokość ot-woru, położenie świdra, ciężar na haku, obroty stołu wiertniczego (obroty Top Drive), moment obrotowy stołu wiertniczego i Top Drive (hy-drauliczny i elektryczny), ciśnienie zatłaczania płuczki, ciśnienie w przestrzeni pierścieniowej, skoki pompy płuczkowej, objętość płuczki w po-szczególnych zbiornikach płuczkowych, wypływ z otworu, temperatura płuczki wiertniczej. Zare-jestrowane dane pozwalają na automatyczną kalkulację np.: prędkości mechanicznej wier-cenia (postępu wiercenia), pozycje haka, czas pracy liny wielokrążkowej, sumy suwów pomp płuczkowych itd. Korelacja wartości wyliczonych za pomocą odrębnych aplikacji z wartościami mierzonymi podczas prowadzenia prac wiertni-czych i ich odpowiednia interpretacja umożliwia ocenę i stwierdzenie ewentualnych komplikacji (np. oberwanie przewodu, wypłukanie czy za-tkanie dyszy świdra).

„Easyrig” monitorowanie i rejestracja parametrów wiertniczych – system wspomagania decyzji

Piotr Marchel Paweł Georgiczuk

Obraz 1. Monitor dotykowy na stanowisku wiertacza

�5(145)/2010

maj

Przyjazna aplikacjaWszystkie wymienione wartości mierzone

można przedstawić i dowolnie komponować na ekranach komputerów zarówno w postaci cyfro-wej jak i graficznej (Obraz 2).

Ilość odbiorników zależy od potrzeb zlece-niodawcy. W celu ułatwienia montażu systemu, w komunikacji pomiędzy komputerami a syste-mem stosuje się sieć bezprzewodową o para-metrach pozwalających na pracę w warunkach generujących zakłócenia sieci (wysokie ładunki samochodów ciężarowych, poruszające się ra-miona dźwigów itp.)

Pracując z aplikacją, dokonuje się wyboru parametrów, które w danej chwili są niezbędne do właściwej oceny sytuacji podczas nadzoro-wania procesu głębienia otworu. Właściwie skomponowane ekrany tak, by odpowiadały fazie aktualnie prowadzonych robót można zapisać na dysku komputera a gdy zmienia się rodzaj prac (np.: z wiercenia na marszowanie) w łatwy i intuicyjny sposób dokonać wyboru i wyświetlenia żądanych parametrów zarówno rejestrowanych jak i kalkulowanych.

Parametry na ekranie komputera można dowolnie eksponować w różnych formach (nu-meryczny, wykres, zegar itp. (Obraz 2)) dostęp-nych w menu systemu. Dla każdego wskazania można ustawić odpowiedni przedział wartości po przekroczeniu, którego pojawia się sygnał dźwiękowy i wizualny. Dane zapisywane są w skali czasu, każdy dzień pracy systemu two-rzy oddzielny pliku. Istnieje możliwość przepro-wadzania dowolnej analizy danych, nie tylko w czasie rzeczywistym, ale według potrzeby, korzystając z danych zapisanych w archiwum. Wychodząc naprzeciw wymaganiom każde-go użytkownika dane wyjściowe są dostępne w różnych systemach jednostek (SI, API, brytyj-skie, kanadyjskie itp.) zamiana i wybór jednostki jest możliwa w jakimkolwiek momencie pracy programu.

System zapewnia możliwość przesyłania danych w czasie rzeczywistym do dowolnego komputera z dostępem do sieci internetowej. Warunkiem jest zainstalowanie odpowiedniej wersji programu na komputerze odbierającym dane. Warto dodać, że możliwości programu pozwalają na kontrolę kilku wiertni jednocześ-nie używając tylko jednego komputera.

Dostęp do archiwizowanych danych jest intuicyjnie prosty i daje możliwości wyboru konkretnego interwału czasowego; potem jego zapisu zarówno w formie cyfrowej jak i graficz-nej z różnym krokiem czasowym. Dostępny jest eksport danych liczbowych do pliku w formacie .xls, a graficznych do pliku .pdf. Tak przygoto-wane dane są gotowe do przesłania dowol-nemu użytkownikowi bez dostępu do systemu

Easy Rig w czasie rzeczywistym. Dane cyfrowe jak i graficzne można uzupełniać według uzna-nia poprzez dodawanie dowolnych komentarzy np. prostych haseł jak: „płukanie”, „opróbowa-nie otworu” itp. Dzięki temu osoba dozoru może dostać materiały po przejściu wstępnej „obrób-ki”, co staje się czytelniejsze a interpretacja da-nych jest dużo łatwiejsza i mniej czasochłonna. Zadanie funkcjonalności jest spełnione, możli-wość podglądu odpowiedniej ilości danych jest na tyle wystarczająca, aby odpowiedni specjali-ści w odległych od miejsca wiercenia centralach firmy, bez konieczności sięgania po dodatkowe informacje mieli pełny obraz tego, co aktualnie dzieje się na odwiercie.

Efekt i możliwościInformacje zebrane z odwierconych otwo-

rów tworzą po jakimś czasie obszerną bazę danych. Te informacje są cenne dla opraco-wywania kolejnych otworów planowanych do realizacji w sąsiedztwie. Analizując dane z systemu EasyRig wzbogacone o podstawowe informacje geologiczne z otworów znajdują-

cych się w obszarze działalności firmy można z dużą dokładnością przewidzieć potencjalne trudności czy zagrożenia i już na etapie kon-strukcji otworu przeciwdziałać takim faktom, dobierając odpowiednią technologię wiercenia czy sprzęt. Innym praktycznym wykorzystaniem systemu może być pomiar i rejestracja ciśnień podczas przeprowadzania prób ciśnieniowych zabezpieczenia przeciwerupcyjnego wylotu ot-woru czy kompletu wszystkich zasuw (Obraz 3). Dokładny pomiar ciśnienia nie jest zależny od stosowanego medium podczas próby, gdyż za-instalowany czujnik przystosowany jest zarów-no do pracy z użyciem wody jak i sprężonego powietrza.

Umożliwia to dokładny pomiar ciśnienia podczas próby a późniejsza, właściwa ich inter-pretacja pozwala stwierdzić na przykład ewen-tualną przyczynę nieszczelności. Dodać można, że takie zastosowanie systemu do testów ciś-nieniowych możliwe jest do wykonania w każ-dej chwili i nie wymaga zakupu dodatkowego, specjalnego czujnika. Dogodność opracowania danych ich estetyka i dokładność wykonane-

Obraz 2. Przykład wizualizacji mierzonych parametrów na ekranie monitora

Obraz 2b. Przykład wizualizacji mierzonych parametrów na ekranie monitora graficznie

5(145)/2010maj

10

go pomiaru znacznie przewyższa tradycyjne metody wykonywania prób ciśnieniowych. Z systemem EasyRig można wyeliminować konieczność stosowania tradycyjnej jednostki testującej („tester unitu”) z manometrem – wy-starczy jedynie zwykła pompka generująca wy-sokie ciśnienie. Bardzo duża dokładność pomia-ru umożliwia zarejestrowanie ciśnienia próby szczelności prewentera z zamknięciem pełnym,

Obraz 3. Wykres z przeprowadzonej próby ciśnieniowej zabezpieczenia przeciwerupcyjnego otworu

przy użyciu powietrza a co najważniejsze bez użycia „plug testera”. Zarejestrowane ciśnienia podczas prób prewenterów można analizować wraz z dodanym dodatkowym i istotnym para-metrem, jakim jest ciężar na haku. Taki wykres testu można przechowywać w bazie danych odpowiednio opisany i może zarazem stanowić dokument, dowód na prawidłowość przepro-wadzonych prób.

…a we wnioskach zalety…Szeroki wachlarz funkcji systemu daje moż-

liwości wizualizacji, bezpośredniej kontroli i za-pisu danych do archiwum podczas prowadzenia prac wiertniczych. Można pokusić się o stwier-dzenie, że pośrednio zapewnia bezpieczną i bezawaryjną pracę urządzenia wiertniczego. Faktem jest, że system pomiarowo-rejestrujący Easy Rig dzięki znacznej ilości rejestrowanych parametrów staje się narzędziem wspomagają-cym podejmowanie decyzji. Nie bez znaczenia zaletą systemu jest prostota i łatwość obsługi niewymagająca od użytkownika stałych kon-sultacji ze specjalistami, przedstawicielami pro-ducenta czy też studiowania wielotomowych instrukcji obsługi. Do codziennego, bezawa-ryjnego używania systemu wystarczy jedynie kilkugodzinne szkolenie. Nie od dziś wiadomo, że niezależny system monitorowania parame-trów wiercenia jest dobrą inwestycją dla firm prowadzących wiercenia. Dla osób dozoru ca-łym procesem ruchu zakładu, jest doskonałym i nowoczesnym instrumentem pomocniczym we właściwej interpretacji zjawisk zachodzących podczas prowadzenia prac wiertniczych.

Powszechnie wiadomo, że lepszą inwestycją jest profilaktyka i zapobieganie awarii niż usuwa-nie jej skutków. Firma Drill-Lab dzięki swojemu no-wemu systemowi Easy Rig stworzyła nową jakość zbierania i wizualizacji parametrów wiertniczych.

Piotr MarchelPaweł Georgiczuk