Naftos medienos ruošos gręžinių darbo sąlygos yra labai atšiaurios, o priežiūros išlaidos yra nepaprastai didelės. Savidiagnostikos funkcija reikalinga norint tiksliai nustatyti jutiklių gedimus ir signalų anomalijas, tačiau ją galima pritaikyti esant aukštai temperatūrai, stipriai vibracijai, elektromagnetiniams trukdžiams ir kitiems ekstremaliems veiksniams. Pritaikę trijų-dimensijų architektūrą, kurią sudaro aparatinės įrangos pertekliaus dizainas, skaitmeninio algoritmo tikrinimas ir protokolo ryšio grįžtamasis ryšys, kvarco kristalo slėgio jutikliai užtikrina patikimą savidiagnostiką{4}}visomis darbo sąlygomis, užtikrindami registruojamų duomenų autentiškumą ir galiojimą.
I. Aparatinės įrangos perteklius ir charakteristikų patvirtinimas: pagrindinės{1}}gedimo priežasties lokalizavimas
Remiantis būdingomis fizinėmis kvarco kristalų charakteristikomis ir dviguba{0}}rezonansinio pluošto diferencialine struktūra, sukuriamas aparatūros-lygmens savarankiškos-diagnozės pagrindas. Jutiklis turi du įmontuotus-kvarco rezonansinius pluoštus. Esant normalioms eksploatavimo sąlygoms, dviejų sijų dažnių pokyčiai veikiant slėgiui palaiko fiksuotą skirtumo santykį. Jei dėl kristalų senėjimo, sandariklio pažeidimo (pvz., gręžimo skysčio įsiskverbimo) arba grandinės gedimų atsiranda bet kurio pluošto veikimo anomalijų, skirtumo vertė nukryps nuo iš anksto nustatytos slenksčio, o jutiklis iš karto suaktyvins gedimo aliarmą.
Tuo tarpu integruotas specialus stebėjimo modulis realiu laiku tikrina pagrindinės grandinės parametrus, įskaitant maitinimo įtampos stabilumą ir dažnio signalo stiprinimo grandinių veikimo būseną. Esant įprastoms registravimo problemoms, tokioms kaip palaidi laidai ir pernelyg dideli elektromagnetiniai trukdžiai, gedimų taškai greitai nustatomi įvertinus aparatinės įrangos slenkstį, taip užkertant kelią duomenų perdavimo klaidoms, kurias sukelia grandinės gedimai.
Sujungtas su visiškai -metaliniu lazeriu-suvirinta sandaria konstrukcija, jutiklis taip pat gali netiesiogiai diagnozuoti sandariklio vientisumą, patikrindamas temperatūros ir slėgio atsakų nuoseklumą, taip užkertant kelią jutiklio veikimo pablogėjimui, kurį sukelia sulfidinė korozija.
II. Pažangi analizė naudojant skaitmeninius algoritmus: trukdžių filtravimas ir tiksli gedimų diagnostika
Remiantis visos -skaitmeninės servo uždarosios{1} kilpos grandine (panašiai į skaitmeninę kvarcinių akselerometrų optimizavimo technologiją), jutiklis aprūpintas savarankiškai-sukurtais intelektualiais algoritmais, kad būtų galima nuodugniai patikrinti signalus ir veikimo būseną.
Viena vertus, jis renka{0}}realaus laiko bazinius kvarco kristalo rezonansinio dažnio svyravimus. Palyginus duomenis su istoriniais įprastų veikimo sąlygų įrašais, nustatomi dažnio poslinkiai ir signalo virpesiai, kurie viršija leistiną diapazoną, išskiriant jutikliui būdingus -gedimus (pvz., kristalų įtrūkimus) ir laikinus svyravimus, kuriuos sukelia gręžinio virpesiai arba staigūs temperatūros pokyčiai, kad būtų išvengta klaidingos diagnozės.
Kita vertus, remiantis duobių signalų tikrinimo technologija, įtaisytas{0}}išmanusis „filtro“ algoritmas yra priimtas, kad pašalintų aukšto-dažnio ir mažos{2}}amplitudės trukdžių triukšmą ir tiksliai išgautų trikčių charakteristikas. Pavyzdžiui, kai jutiklis patiria rezonansinių charakteristikų anomalijas dėl smūgio, algoritmas gali nustatyti gedimo tipą atlikdamas dažnio harmonikų analizę.
Tuo tarpu algoritmas palaiko dinaminį slenksčio reguliavimą, kad atitiktų diagnostikos reikalavimus įvairiuose registravimo scenarijuose, pvz., registravimas gręžiant (LWD) ir slėgio padidėjimo bandymas.
III. Protokolo susiejimas ir uždaras{1}}duomenų ciklas: nuotolinis atsiliepimas ir supaprastintas veikimas bei priežiūra
Naudojant pramoninius protokolus, tokius kaip HART ir Profibus PA, sukuriama uždara{0}}diagnostikos duomenų kilpa{1}} tarp gręžinių jutiklių ir paviršiaus sistemų. Jutiklis sinchroniškai koduoja savidiagnostikos rezultatus (įprastą būseną / gedimo tipą / nenormalius parametrus) ir slėgio duomenis į skaitmeninius signalus, kad būtų galima perduoti, todėl paviršiaus sistema gali iššifruoti ir peržiūrėti duomenis realiuoju laiku. Tai leidžia operatoriams suvokti jutiklio būseną, nereikalaujant išjungti grąžto.
Esant nedideliems gedimams (pvz., nedideliam dažnio poslinkiui), jutiklis palaiko internetinį kalibravimą naudojant protokolo{2}} komandas, kurios automatiškai ištaiso nukrypimus. Esant kritiniams gedimams (pvz., kristalų gedimas, grandinės perdegimas), jis iš karto nutraukia neįprastų duomenų išvestį ir tuo pat metu pažymi gedimo kodą, nurodydamas tikslią -priežiūrą svetainėje.
Vykdant Juanbos dujų telkinio aukštos{0}temperatūros, aukšto-slėgio ir didelio-sieros registravimo projektą, šis mechanizmas sėkmingai iš anksto įspėjo apie tris sandariklio senėjimo gedimus, išvengdamas pasikartojančio gręžimo išjungimo dėl jutiklio gedimo ir žymiai sumažindamas eksploatavimo ir priežiūros išlaidas.
IV. Darbo sąlygų prisitaikymo patobulinimas: prisitaikymas prie ekstremalių registravimo sąlygų
Dėl didelio-tikslios temperatūros kompensavimo technologijos ir anti-trukdžių dizaino savaiminės-diagnostikos funkcija garantuojama, kad išliks veiksminga esant ekstremalioms darbo sąlygoms.
Plačiame temperatūrų diapazone nuo -55 laipsnių iki 200 laipsnių, algoritmas realiuoju laiku kompensuoja temperatūros poveikį kvarco kristalų charakteristikoms, neleidžiant nedideliems temperatūros pokyčiams klaidingai įvertinti kaip gedimą. Esant intensyvioms gręžimo vibracijoms (virš 20 g RMS), naudojamas vibracijos dažnio filtravimo algoritmas, leidžiantis atskirti normalias vibracijos reakcijas ir jutiklio struktūros atsipalaidavimo gedimus, o tai pagerina diagnostinį tikslumą.
Tuo tarpu sprogimui{0}}atspari konstrukcijos konstrukcija užtikrina saugų savidiagnostikos grandinės veikimą degioje ir sprogioje šulinio aplinkoje, pašalindama antrinę riziką, kurią sukelia gedimo plitimas.