《電子技術(shù)應(yīng)用》
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開發(fā)用于深海鉆井船的立管管理系統(tǒng)

2011-04-25
作者:Rodrigue Akkari

The Challenge:
  分析各種運(yùn)行模式下海底鉆探立管所受的壓力,,從而提供最優(yōu)的艦船方位來增強(qiáng)立管運(yùn)行的安全性,。
 
The Solution:
  使用NI CompactRIO創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的單元,,從鉆井立管收集,,處理,并傳送數(shù)據(jù),,然后使用NI LabVIEW來評(píng)估壓力,,推薦方位,并為操作員設(shè)定修正方案,。
 
Author(s):
  Rodrigue Akkari - BPP-TECH
 
  隨著當(dāng)今深海油井接近3,000米深,,以及墨西哥灣的深水地平線(Deepwater Horizon)號(hào)鉆井平臺(tái)原油泄露災(zāi)難所引發(fā)的重大關(guān)注,對(duì)檢測立管性能的可靠系統(tǒng)的需求變得至關(guān)重要,。立管是鉆井運(yùn)行中必不可少的,,因?yàn)殂@柱以及其它工具都要通過它們來進(jìn)入油井。
 
  我們開發(fā)了一種隨船攜帶的立管管理系統(tǒng)(RMS),,它能為執(zhí)行正常強(qiáng)度的鉆井或結(jié)束提供實(shí)時(shí)指導(dǎo),,并能在艦船現(xiàn)場檢查立管運(yùn)行狀態(tài),。系統(tǒng)具有兩個(gè)主要部分:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與主控制臺(tái)顯示系統(tǒng),。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含NI cRIO-9012實(shí)時(shí)控制器以及三個(gè)NI 9871 C系列模塊。主控制臺(tái)是使用LabVIEW自主開發(fā)的,,在Windows PC上運(yùn)行的軟件,。
 
  我們使用LabVIEW 中的 LabVIEW MathScript RT模塊來編寫RMS軟件,該軟件在放置于艦船艦橋上的專用控制臺(tái)上運(yùn)行,。數(shù)據(jù)采集硬件通過采集各種數(shù)據(jù)流,,并將其轉(zhuǎn)換成可由以太網(wǎng)接收的單數(shù)據(jù)串,,從而減少了對(duì)特殊接口硬件的需求。
 
  我們使用LabVIEW為立管建模,,并應(yīng)用了各種環(huán)境狀況,,例如三維的流體速度以及海浪的周期與高度。我們也涵蓋了頂部與底部的立管角度,,用于標(biāo)示與井口防噴器組之間的離去角,,以及與鉆井船撓性連接的接近角。然后,,我們分析數(shù)據(jù)并以此來計(jì)算立管的壓力,。這種方法連同采集及導(dǎo)出的數(shù)據(jù)一道,構(gòu)成了RMS的基礎(chǔ),。
 
  使用LabVIEW MathScript與公式節(jié)點(diǎn)(formula nodes),,我們包含了軟件中預(yù)先存在的基于文本式語言的IP核,它們是為更有效的代碼復(fù)用而開發(fā)的,。我們使用內(nèi)置的LabVIEW 數(shù)學(xué)與線性代數(shù) VIs來進(jìn)行矩陣運(yùn)算以及要求執(zhí)行有限元建模的計(jì)算,。此外,我們根據(jù)LabVIEW固有的并行性來充分利用主機(jī)計(jì)算機(jī)的多核處理能力,。

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