Noble公司是油氣工業(yè)的鉆探服務(wù)供應(yīng)商,特別是針對(duì)海洋鉆探平臺(tái),。Noble公司已經(jīng)為它自己成功定位,,以適應(yīng)不斷變化的世界能源市場和滿足客戶的各種需求。
Noble工程發(fā)展有限公司(NED)是Noble公司內(nèi)部的一個(gè)工程機(jī)構(gòu),。NED的主要目標(biāo)是研究和發(fā)展實(shí)現(xiàn)鉆探最佳化作業(yè)的解決方法,。 Noble公司與 B&R 在OptiDrill項(xiàng)目上的伙伴關(guān)系開始于2002年后期,這正是這個(gè)項(xiàng)目遭遇嚴(yán)重技術(shù)難題的關(guān)鍵時(shí)期,。此時(shí),,Noble公司已經(jīng)花費(fèi)了大量的時(shí)間和努力投資了另一個(gè) HMI/PLC 控制系統(tǒng),但只取得有限的成功,。
1,、用伺服馬達(dá)實(shí)現(xiàn)最佳化鉆探步驟
OptiDrill 是未經(jīng)正式認(rèn)定專利的獨(dú)立電子鉆探最佳化系統(tǒng),換句話說,,它是一個(gè)箍帶剎車控制系統(tǒng),,能夠精確地控制轉(zhuǎn)輪速度、鉆頭重量和豎管壓力,。此外,,OptiDrill通過DrillSmart來操作,這是一種適用算法,,通過不斷尋找WOB(加在鉆頭上的實(shí)際重荷的縮寫),,以實(shí)現(xiàn)最佳的穿透率。
在Noble公司決定與 B&R一起開發(fā)鉆探系統(tǒng)后,,公司于2003年1月在一個(gè)模擬鉆探平臺(tái)上對(duì)一個(gè)原型系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場測試,。 B&R ACOPOS 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的 ROP (穿透率的縮寫,表示鉆探操作的進(jìn)行速度)示范顯示了對(duì)高和低穿透率的出色性能,。
“有了B&R公司的現(xiàn)場技術(shù)支持,, 2003年3月在工作鉆探平臺(tái)上對(duì)整套系統(tǒng)的現(xiàn)場測試中,我們能夠很快證明它具備所需要的性能,。從這次初步的現(xiàn)場測試中,,通過 8個(gè)現(xiàn)場工作單元的設(shè)計(jì)和實(shí)施以及第二代設(shè)計(jì)(隨后幾個(gè)月內(nèi)對(duì)軟硬件最佳化的結(jié)果),B&R已經(jīng)有了一部分技術(shù)設(shè)計(jì)和問題的解決方法,,”賈森·鮑威爾先生如此說,。
2、精確同步
鉆探系統(tǒng)的最關(guān)鍵的過程是由ROP 和WOB 串級(jí)控制的高速PID控制回路解決的,。這要求高分辨率的鼓式編碼器,,以及具有高同步通信的實(shí)時(shí)確定性高速控制器。為了實(shí)現(xiàn)這些要求, Noble OptiDrill鉆探解決方案是用Ethernet POWRELINK 實(shí)現(xiàn)的,,用高速 Ethernet POWRELINK與驅(qū)動(dòng)以及遠(yuǎn)方 I/O通信,,以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信和更快的周期。具有確定性周期的多任務(wù)操作系統(tǒng)也是需要的,。進(jìn)一步的應(yīng)用包括一臺(tái)運(yùn)行Automation Runtime105的工業(yè)PC,,它允許對(duì)現(xiàn)場和遠(yuǎn)方端子進(jìn)行監(jiān)視。對(duì)遠(yuǎn)方端子的通信是用PVI 通過有線和無線以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的,。另外,,系統(tǒng)還包括了B&R ACOPOS伺服驅(qū)動(dòng)以及B&R2003, POWRELINK I/O, 以及正弦、余弦鼓式編碼器和防爆角行程執(zhí)行器,。OptiDrill是 B&R 控制經(jīng)驗(yàn)與NED鉆探技術(shù)的成功結(jié)合,。
3、通過連續(xù)的進(jìn)鉆速率減少風(fēng)險(xiǎn)
使用 B&R 新開發(fā)的系統(tǒng),,Noble OptiDrill 鉆探解決方案的得益可以描述如下:OptiDrill提供更均勻的進(jìn)鉆速率,。這樣可以改進(jìn)鉆探速率,并減少向下鉆孔損壞設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn),。由于PC 控制的操作比手動(dòng)操作有更快的穿透率(ROP),,可以有規(guī)律地觀察到鉆探性能改善了 10%。系統(tǒng)安裝容易,,重量輕,,因而方便了運(yùn)輸和設(shè)置。然而最重要的好處在于OptiDrill系統(tǒng)可以很容易地安裝,,能以最少的投資對(duì)現(xiàn)有平臺(tái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造,。Noble公司的競爭商提供的系統(tǒng)需要用戶更換整套剎車系統(tǒng),從而增加了成本和平臺(tái)停機(jī)時(shí)間,。這允許Noble公司以其OptiDrill系統(tǒng)迅速擴(kuò)展市場,,因?yàn)橥顿Y很快就能盈利,并使得運(yùn)行成本降低,。
鮑威爾先生說:“所用的設(shè)備都是根據(jù)產(chǎn)品樣本上技術(shù)規(guī)格選擇的,,并且針對(duì)我們的需要加以精選。唯一需要考慮的是,,對(duì)于一種未經(jīng)市場檢驗(yàn)的非常新的產(chǎn)品如何提升其性能(即嵌入式Windows操作環(huán)境),。針對(duì)這一點(diǎn),,我們用其它設(shè)備運(yùn)行 Windows的任務(wù),。”
4、光明的前景
鉆探設(shè)備是由NED 向 Canrig 外購的,。Canrig 是一家機(jī)器制造商,,它為 Noble 公司和Nabors工業(yè)有限公司兩家制造鉆探設(shè)備。Nabors公司是Noble 公司的一個(gè)客戶,后者許可它在全世界自己的平臺(tái)上使用OptiDrill技術(shù),。在成功地完成現(xiàn)場前40個(gè)系統(tǒng)后,,Nabors 工業(yè)有限公司計(jì)劃用OptiDrill技術(shù)裝備大多數(shù)陸地鉆架。Nabors工業(yè)有限公司主席和CEO 杰尼·埃森伯格先生說:“我們正在加速實(shí)施自動(dòng)化鉆井系統(tǒng),,并且已經(jīng)完成了在我們鉆井群范圍內(nèi)的因特網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸,。”
經(jīng)濟(jì)前景一片光明。貝克·休士鉆探平臺(tái)統(tǒng)計(jì)顯示,,到2004年2月,,全世界有2,477個(gè)正在工作的鉆探平臺(tái)。估計(jì)大約有三分之一鉆探平臺(tái)可以從OptiDrill 技術(shù)中獲益,。這表示OptiDrill技術(shù)有著很大的市場潛力,。
“我們正承受設(shè)備局限性問題和賣主的技術(shù)支持問題。B&R 做出了承諾,,硬件局限性可以解決,,而技術(shù)支持可以根據(jù)需要通過亞特蘭大或奧地利獲得。”
B&R 在商業(yè)領(lǐng)域里顯示了巨大的靈活性,,而在技術(shù)領(lǐng)域里也表現(xiàn)了與其的合作關(guān)系,。此外,B&R 的產(chǎn)品具有極高的品質(zhì)和很好的靈活性,。通過開發(fā)OptiDrill試圖實(shí)現(xiàn)的基本目標(biāo)就是在市場上以極高的系統(tǒng)性能價(jià)格比為客戶提供合理的價(jià)格和便于安裝的低端自動(dòng)化鉆探系統(tǒng),,這些系統(tǒng)過去往往需要10倍多的價(jià)格,以及更多的安裝成本和時(shí)間,。這是用B&R的硬件以及B&R 與Noble 聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的智慧實(shí)現(xiàn)的,。
B&R之所以被選中是由于它能按照允諾,以一定的產(chǎn)品性能等級(jí)供貨,,以及在現(xiàn)場調(diào)試階段所給予的支持,。設(shè)備也十分靈活和便于實(shí)施,這也正是從項(xiàng)目成員再培訓(xùn)以及設(shè)備更換觀點(diǎn)出發(fā)所需要的,。B&R的產(chǎn)品支持在整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)期間是很突出的,,即使對(duì)于很小的用戶也一樣。這個(gè)價(jià)值再強(qiáng)調(diào)也不會(huì)言過其實(shí),,因?yàn)檫@種支持是不能從更大的供貨商那里獲得,,他們瞄準(zhǔn)的是更大的客戶。