Petrol ve gaz endüstrisinde, bir çalışan robot sadece tek bir robot koluna veya kavramsal bir akıllı makineye atıfta bulunmaz;Kuyu operasyonlarını kapsayan entegre otomasyon birimi anlamına gelir.Düşük işgücü, uzaktan çalıştırma ve artan güvenlik talepleri artmaya devam ederken,sondaj robotları yardımcı ekipmanlardan otomatik sondaj sistemlerinin kritik bileşenlerine dönüşüyor, matkap parçası, aşağı delik araçları ve yüzey kontrol platformu arasındaki arayüz protokollerini doğrudan etkiler.
Şekil 1 Bir sondaj robotu ve otomatik sondaj sisteminin bileşiminin şematik şeması
Şekil 2: Bir sondaj robotu içeren Otomatik İşleme İş Akışı
Şekil 3: İnsansız bir kuyu alanındaki çok seviyeli işbirliği senaryolarının şeması
I. Borma robotları operasyonel sistemlerdir, tek başına çalışan ekipman parçaları değildir.
Fonksiyonel açıdan, sondaj robotları en az üç kategoriden oluşur: Birincisi, otomatik sondaj besleme sistemleri gibi yüzey otomatik ekipmanları,Otomatik makyaj ve ayrılma üniteleri, otomatik işleme sistemleri ve kuyu başı işletim modülleri; ikincisi, kontrol edilebilir yönlendirme araçları, kuyu kontrolü ve müdahale modülleri dahil olmak üzere aşağı delik aktüatörleri,ve sarmal tüp işlemleri için robot ekipmanları; ve üçüncüsü, bu iki kategorinin bütünleşmiş olduğu genel kontrol, güvenlik kilitleme ve durum izleme sistemleri.Yalnızca bu üç kategorinin koordineli kapalı döngü konfigürasyonunda çalışması ile robotun otomasyon yeteneği gerçekten platform zemininde değer sağlar..
Bu tanım, matkap üreticileri için son derece önemlidir. Geçmişte matkaplar, iplik şekli için spesifikasyonlara uyduğu sürece büyük ölçüde pasif aletler olarak görülürdü.BoyutlarıBununla birlikte, otomatik sondaj senaryolarında, bitlerin durum verileri, operasyonel kaplaması,ve alt delik montajı ile bağlantı özellikleri hepsi doğrudan ana kontrol sisteminin karar alma mantığını etkilerBaşka bir deyişle, gelecekteki matkaplar sadece fonksiyonel olmakla kalmamalı, aynı zamanda kolayca entegre edilebilir, kolayca tanımlanabilir ve sorunsuz işbirliği yapabilmelidir".
II. Otomatik sondaj sistemlerinin temel değeri, yüksek riskli insan maruziyetini azaltmaktır.
Kuyu bölgesindeki birçok kritik operasyon uzun süredir yoğun, insan yoğun izleme ve kontrol, örneğin tek boru taşımacılığı, kuyu başı operasyonları, sürekli parametreler izleme,ve anormal çalışma koşullarının belirlenmesiBu görevler yüksek basınçlı, yüksek yüklü ve çoklu süreçli eşzamanlı ortamlarda gerçekleştirildiğinde, kolayca güvenlik risklerine neden olurlar.Borma robotlarının ve otomasyon sistemlerinin temel değeri teknolojik gösterişçilikte değildir, ancak yüksek riskli, son derece tekrarlayıcı ve zaman kritik görevleri standartlaştırılmış ekipmanlara devretmek, böylece insan operatörlerinin rolünü yetkilendirme, denetim ve istisna işleme aktarmak.
Uluslararası petrol sahaları servis şirketlerinin otomatik yönlü sondajı, uzaktan operasyonları ve bağlantı kontrolünü sürekli olarak güçlendirmesinin nedeni de budur.Güvenlik sınırlarını güçlendirmeden verimliliği arttırmak için tek başına bir otomasyon sistemi, uzun vadede yaygın kabul görmesi için mücadele edecektirÖte yandan, planlanmamış duraklama süresini azaltabilir, maruz kalma risklerini azaltabilir ve operasyonel tutarlılığı artırabilirse,Petrol sahasında dijital dönüşümün önemli bir aracı olacak..
III. Yeraltı robotiklerinin temel zorlukları minyatürleşme, yüksek güvenilirlik ve geri kazanılabilirlik içindedir.
The most significant difference between downhole robots and surface robots is that the former operate within the constrained space of a wellbore and are exposed to far more severe environmental conditions than conventional industrial robotsYüksek sıcaklık ve basınç, çamur kirliliği, yoğun titreşim, aşırı mekansal sınırlamalar,ve geri alım zorluğu tüm güvenilirlik aşağı delik robotik için en önemli öncelik olması gerektirirGereksiz karmaşıklık, başarısızlık olasılığını hızla artıracaktır; bu nedenle, tasarım modülerlik, yedeklik ve arıza güvenliği ilkelerine öncelik vermelidir.
Yayınlanmış araştırmalara ve akademik literatürlere dayanarak, downhole robotları, yerelleştirilmiş yüksek değerli uygulamalarda, örneğin dal hatları operasyonlarında,hassas ölçüm, yerelleştirilmiş kontrol ve karmaşık kuyu kesimlerinde yardımcı olmak, başlangıçtan itibaren tüm sondaj kararlarını almak yerine.Aktifleştirme, güç kaynağı, iletişim ve kurtarma, robotların deneysel platformlardan dağıtılabilir saha ekipmanlarına geçişini aşağıya indirebilir.
IV. İnsansız operasyonlara yönelik eğilim, insan katılımının tamamen ortadan kaldırılması anlamına gelmez, daha ziyade, uzaktan devralımla birleştirilen minimum yerleşik personel anlamına gelir.
İnsansız kuyu yastıkları için pratik yol haritası genellikle üç aşamada gerçekleşir.Bireysel ekipman parçalarının önceden programlanmış diziye göre standartlaştırılmış işlemleri gerçekleştirdiği durumlardaİkinci aşama, çoklu cihazların birleşik bir görevi yerine getirmek için koordine edildiği süreç otomasyonudur.Merkezi bir ana kontrol uygulayarak, uzaktan operasyon merkezleri ve anormalliklerle başa çıkmak için standart prosedürler, böylece yerinde personelin mutlak asgariye indirgenmesi.Endüstrideki çoğu proje ikinci aşamadan üçüncü aşamaya geçiyor.
matkap ve delik alet üreticileri için,Bu, gelecekteki ürünlerin sadece mekanik performans gereksinimlerini karşılamakla kalmamalı, aynı zamanda otomatik sistemlerin tanımlama ve çağrı yeteneklerini de desteklemesi gerektiği anlamına gelir.Örneğin, ürün parametreleri sınırları açıkça tanımlanmalı, anormal çalışma koşulları standartlaştırılmalı, operasyon kayıtları izlenebilir olmalıdır,ve önerme arayüzleri makine okuyabilir olmalıdırBu standartlaştırma çabalarını ilk tamamlayan şirket, araçlarını otomatik sondaj platformları için araç envanterine eklemek için daha iyi bir konuma sahip olacaktır.
V. Otomasyon sistemi ile matkap tasarımı arasındaki doğrudan bağlantı
Birçok insan sondaj robotlarını yüksek düzeyde bir kontrol problemi olarak görüyor, ancak gerçekte, performansları sondaj bit tasarımına yakından bağlıdır.Otomatik yönlü sondaj ve aşağı delik kontrol sistemleri, alet tepkisinin istikrarına çok duyarlıdır.- Eğer matkap, belirli çalışma koşullarında şiddetli kayma, yan dönme veya direksiyon gecikmesi eğilimindedirse,Otomasyon sistemi koruyucu müdahalelerin ve düzeltici ayarlamaların sıklığını arttırmalıdır.Sonuç olarak, sadece verimlilik azaltılmakla kalmaz, aynı zamanda sistem istikrarı da tehlikeye girer.
Bu nedenle, otomatik sondaj için matkap tasarımı, geleneksel uygulamalara göre tutarlı yanıt, istikrarlı bir çalışma penceresi ve öngörülebilir arıza modlarına daha fazla önem vermelidir.El ile çalıştırıldığında hala zayıf bir performans gösterebilen bir alet, aşırı derecede düzensiz bir yanıt nedeniyle otomatik bir sistemde tamamen reddedilebilir.Başka bir deyişle, insansız operasyonlara yönelik eğilim, matkap ürünlerinin deneyime dayalı olmaktan standartlara dayalı olmaya geçmesini sağlıyor.
VI. Xingtong için öneriler: Araç ürününün değer önerisini otomatik işbirliği yetenekleri etrafında yeniden tanımlamak.
Xingtong için, sondaj robotları ve otomatik sondaj uzak kavramlar değiller, gelecekteki araç ürünlerini tanımlamak için kritik sınırı temsil ediyorlar.İlk olarak, otomatik sondajla uyumlu ürün arayüzlerinin kapsamlı bir listesini geliştirmek, BHA uyumluluğunu, parametreler sınırlarını ve anomalileri ele almak için operasyon pencerelerini açıkça belirtmek;,Birebir alet tepkisi üzerine araştırmayı güçlendirmek için titreşim azaltımını, yörüngenin dengelenmesini ve alet ömrünün değerlendirilmesini sistem erişilebilir ölçümlere dönüştürerek; ve üçüncüsü,Tipik kuyu bölümlerinin çevresinde işbirliği yaparak robotlaştırılmış otomatik sondaj kullanım durumları oluşturmak, şirketin çevrimiçi içeriğini ürünün tanıtımından senaryo tabanlı çözümlere yükseltmektedir.
Sadece bir şirket, matkaplarının daha az çalışanlı kuyu tesislerini nasıl desteklediğini açıkça gösterebildiği zaman, otomatik yönlü sondaj,ve uzaktan operasyon sistemleri kurumsal web sitesindeki teknik mesajları gerçekten endüstrinin en son teknolojiyle uyumlu hale getirecek.Aksi takdirde, ürünlerin kendileri mükemmel olsa bile, gelecekteki insansız operasyonlara yönelik eğilim karşısında seslerini kaybedeceklerdir.
Referanslar
- Liu Qingyou: "Dünyaaltı robotlarının araştırma ilerlemesi ve uygulama beklentileri".
- Liu Qingyou'nun ekibi: Akıllı sondaj ve sondaj için aşama özel araştırma malzemeleri.
- Baker Hughes: i-Trak otomatik yönlü sondaj gibi otomatik sondaj teknolojileri hakkında halka açık bilgiler.
- SLB: Otomatik yönlendirme ve akıllı sondaj sistemleri hakkında halka açık bilgiler.