Laboratoriemodell av boreprosess. Bygging, instrumentering, igangkjøring og regulering.

Abstract

Denne rapporten dokumenterer arbeidet utført i forbindelse med oppbygging, instrumentering, modellering og regulering av en boreprosessmodell. Prosjektet er et samarbeid mellom Universitetet i Stavanger og IRIS, og har gått ut på å prosjektere og bygge en boreriggmodell som har alle nødvendige funksjoner som inngår, for å kunne småskalateste trykkbalansert brønnboring. Fordi dagens boreprosess baserer seg på at operatøren manuelt leser av prosessdata og foretar reguleringer basert på dataene. Behovet er derfor stort for å automatisere steg i boreprosessen. Boreprosessen blir da mer effektiv og automatiseringen gjør den sikrere, enn ved manuell regulering. Oppgavene i prosjektet har bestått av tre deler.

Den første og mest tidkrevende delen, har gått på å bygge opp riggmodellen, samt montering av prosess- og instrumenteringutstyr. Andre del har vært å få til kommunikasjon og signalkonvertering mellom instrumentering og PC. Tredje og siste del var å sette opp styring for riggmodellen ved hjelp av en PC med Matlab og Simulink. Dette utgjør kontrollsystemet for prosessen. Matlab har blitt brukt til å lage sprang-responser i åpen sløyfe, for å finne lineare prosessmodeller som igjen kan danne grunnlag for å finne regulatorparametre. Deretter ble noen av regulatorparametrene brukt til å regulere prosessen i lukket sløyfe.Resultatet fra reguleringen ga en pekepinn på hvordan trykket i prosessen forandrer seg ved ulike sprangresponser på pumpe og reguleringsventil. Og resultatet viste hvor stor treghet systemet har med hensyn trykkforandringer når pådrag fra pumpe og ventil endres. For å forstå prinsipper for hvordan bestanddeler på riggen skulle fungere sammen, ble det gjort et litteraturstudie om boreprosess og offshore teknologi. Teorien fra dette er gjengitt i innledningen av rapporten.