Il fluido di perforazione, comunemente noto come "fango", è fondamentale per il successo o il fallimento del sistema di circolazione del fango. Tipicamente immagazzinati in serbatoi di fango su piattaforme di perforazione onshore e offshore, questi serbatoi fungono da fulcro del sistema di circolazione del fango, e i loro livelli di fluido influiscono direttamente sulla sicurezza, l'efficienza e i costi del sistema.
Il sistema pompa il fluido di perforazione attraverso la canna di perforazione per raffreddare e lubrificare la punta di perforazione. Successivamente, il fango rifluisce in superficie, trasportando i detriti di formazione. Il livello del fluido in questi serbatoi di fango viene misurato dain lineasensori di livelloOtrasmettitori di livello in linea, che forniscono dati critici per le operazioni di perforazione. Il sistema monitora il volume totale del fango per individuare guadagni o perdite nette. Qualsiasi aumento del fluido di perforazione indica l'afflusso di sostanze esterne come petrolio, acqua o gas nel processo di perforazione, mentre una diminuzione suggerisce perdite nella formazione. Entrambi gli scenari sono estremamente pericolosi e potrebbero portare a un'esplosione.
1. Svantaggi del monitoraggio tradizionale del livello del fluido
La misurazione tradizionale del livello dei fluidi di perforazione si scontra con sfide in termini di sicurezza del personale, ritardi nelle risposte e costi nascosti. Analizziamo questi tre effetti negativi.
Safetehazardsrappresentano lo svantaggio fatale del monitoraggio manuale del livello nelle operazioni di perforazione continua. I serbatoi di fango sono generalmente alti dai 3 ai 5 metri e gli osservatori devono arrampicarsi sulla parte superiore scivolosa o ventosa dei serbatoi, il che può causare cadute dovute a superfici scivolose o forti venti. Inoltre, i portelli di osservazione aperti possono rilasciare gas pericolosi come acido solfidrico (H₂S) o metano (CH₄), rappresentando rischi per la salute del personale.
LimitatoMonitorinog frechency(1-2 volte/ora) edelayed respuna voltaSono due le cause di negligenza in caso di improvvise variazioni di livello, come rapidi aumenti o cali dovuti a perdite di circolazione o a scuotimenti del pozzo. Si stima che il monitoraggio manuale del livello durante la perforazione di un singolo pozzo richieda oltre 50 ore, equivalenti a 2-3 giorni di tempo operativo effettivo sprecato. Inoltre, un feedback al perforatore dopo 5-10 minuti può causare traboccamenti di fango o cavitazione della pompa nel caso in cui i livelli di fango si avvicinino ai limiti superiori o inferiori.
Un controllo manuale impreciso può causareSopraflorainciammaccaturas, in cui decine di metri cubi di fluido di perforazione possono essere sprecati in un singolo evento. Livelli di fluido estremamente bassi possono causare il funzionamento a vuoto delle pompe e ulteriori costi di manutenzione per l'usura delle attrezzature.
2. RecologicommendedSolutionifor Monitoraggio del livello del fluido in linea
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(1) Sensori di livello radar (senza contatto)
Radarlvigilial trancolpireters Sono abitocapace for fluidi di perforazione ad alta viscosità e tendenti alla schiuma (ad esempio fango a base di olio), non influenzati dalle fluttuazioni del mezzo.They mesicurezzadel livello del fluido emettendo onde elettromagnetiche ad alta frequenza e calcolando la differenza temporale dei segnali riflessi.
Nei gruppi di serbatoi di fango delle piattaforme di perforazione profonda, i sensori radar penetrano nel vapore e nella nebbia per monitorare i livelli dei serbatoi in tempo reale, integrandosi con le pompe di fango per regolare automaticamente la portata. Design antideflagrante (conforme agli standard ATEX e IECEx), ideale per ambienti ad alto rischio come pozzi di petrolio e gas contenenti zolfo.
(2) Sensori di livello a ultrasuoni (senza contatto)
I trasmettitori di livello a ultrasuoni sono la soluzione ideale per squadre di perforazione di piccole e medie dimensioni, a un costo relativamente basso. Misurano il livello del fluido emettendo onde ultrasoniche e calcolando i tempi di ritorno dell'eco. Sono facili da installare tramite attacco filettato o flangiato e non richiedono manutenzione per un periodo fino a 12 mesi. Sono sensibili alle interferenze di vapore o polvere, quindi sono particolarmente adatti per vasche di fanghi a base d'acqua, più pulite.
3. Monitoraggio intelligente e collaborativo
Combinandoiin lineasensori di livelloconiin linea misuratori di densitàEtrasmettitori di temperatura in lineaPer creare un sistema completo di monitoraggio delle prestazioni del fango. Ad esempio, un calo improvviso del livello combinato con un picco di densità attiva l'identificazione automatica della perdita di circolazione, avviando le procedure di sigillatura di emergenza.
Edge Computing e previsione dell'intelligenza artificiale:
L'apprendimento automatico analizza i dati storici sui livelli per prevedere le tendenze del consumo di fango (ad esempio, cali di livello accelerati durante la perforazione in formazioni specifiche), consentendo una pianificazione proattiva delle riserve di fango per ridurre i rischi di tempi di inattività.
Operazioni a distanza:
La sede centrale dei giacimenti petroliferi può monitorare i livelli dei serbatoi di fango in più siti di pozzi in tempo reale tramite piattaforme cloud, consentendo un'allocazione unificata delle risorse e una "gestione collaborativa multi-pozzo", in particolare per lo sviluppo di pozzi in cluster.
Il monitoraggio del livello dei serbatoi di fanghi si è evoluto da un'attività ad alta intensità di manodopera a un'attività ad alta intensità tecnologica, guidata dalla tecnologia IoT industriale che sta rimodellando le operazioni tradizionali. I sensori di livello in linea non sono semplici strumenti di misurazione, ma nodi critici che collegano sicurezza, efficienza e costi di perforazione. Per le compagnie petrolifere che perseguono uno sviluppo di alta qualità, l'adozione di soluzioni di monitoraggio intelligenti è sia un'esigenza fondamentale per ridurre i rischi per la sicurezza, sia un investimento strategico per migliorare la competitività in un periodo di crisi del settore.
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Data di pubblicazione: 05-06-2025
