B&R伺服馬達在智能鉆探中的應用

     Noble公司是油氣工業的鉆探服務供應商，特別是針對海洋鉆探平臺。Noble公司已經為它自己成功定位，以適應不斷變化的世界能源市場和滿足客戶的各種需求。
　　
    Noble工程發展有限公司（NED）是Noble公司內部的一個工程機構。NED的主要目標是研究和發展實現鉆探化作業的解決方法。 Noble公司與 B&R 在OptiDrill項目上的伙伴關系開始于2002年后期，這正是這個項目遭遇嚴重技術難題的關鍵時期。此時，Noble公司已經花費了大量的時間和努力投資了另一個 HMI/PLC 控制系統，但只取得有限的成功。

    1、用伺服馬達實現鉆探步驟
　　
    OptiDrill 是未經正式認定的獨立電子鉆探系統，換句話說，它是一個箍帶剎車控制系統，能夠較好地控制轉輪速度、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（加在鉆頭上的實際重荷的縮寫），以實現穿透率。
　　
    在Noble公司決定與 B&R一起開發鉆探系統后，公司于2003年1月在一個模擬鉆探平臺上對一個原型系統進行現場測試。 B&R ACOPOS 伺服驅動系統在實驗平臺上的 ROP （穿透率的縮寫，表示鉆探操作的進行速度）示范顯示了對高和低穿透率的出色性能。
　　
    “有了B&R公司的現場技術支持， 2003年3月在工作鉆探平臺上對整套系統的現場測試中，我們能夠很快證明它具備所需要的性能。從這次初步的現場測試中，通過 8個現場工作單元的設計和實施以及第二代設計（隨后幾個月內對軟硬件結果），B&R已經有了一部分技術設計和問題的解決方法，”賈森·鮑威爾先生如此說。

    2、穩定同步

    鉆探系統的關鍵的過程是由ROP 和WOB 串級控制的高速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時確定性高速控制器。為了實現這些要求， Noble OptiDrill鉆探解決方案是用Ethernet POWRELINK 實現的，用高速 Ethernet POWRELINK與驅動以及遠方 I/O通信，以實現實時通信和較快的周期。具有確定性周期的多任務操作系統也是需要的。進一步的應用包括一臺運行Automation Runtime105的工業PC，它允許對現場和遠方端子進行監視。對遠方端子的通信是用PVI 通過有線和無線以太網實現的。另外，系統還包括了B&R ACOPOS伺服驅動以及B&R2003, POWRELINK I/O, 以及正弦、余弦鼓式編碼器和防爆角行程執行器。OptiDrill是 B&R 控制經驗與NED鉆探技術的成功結合。

    3、通過連續的進鉆速率減少風險
　　
    使用 B&R 新開發的系統，Noble OptiDrill 鉆探解決方案的得益可以描述如下：OptiDrill提供均勻的進鉆速率。這樣可以改進鉆探速率，并減少向下鉆孔損壞設備的風險。由于PC 控制的操作比手動操作有快的穿透率（ROP），可以有規律地觀察到鉆探性能改善了 10%。系統安裝容易，重量輕，因而方便了運輸和設置。然而重要的好處在于OptiDrill系統可以很容易地安裝，能以少的投資對現有平臺實現技術改造。Noble公司的競爭商提供的系統需要用戶換整套剎車系統，從而增加了成本和平臺停機時間。這允許Noble公司以其OptiDrill系統迅速擴展市場，因為投資很快就能盈利，并使得運行成本降低。
　　
    鮑威爾先生說：“所用的設備都是根據產品樣本上技術規格選擇的，并且針對我們的需要加以選擇。唯一需要考慮的是，對于一種未經市場檢驗的非常新的產品如何提升其性能（即嵌入式Windows操作環境）。針對這一點，我們用其它設備運行 Windows的任務。”

    4、光明的前景
　　
    鉆探設備是由NED 向 Canrig 外購的。Canrig 是一家機器制造商，它為 Noble 公司和Nabors工業有限公司兩家制造鉆探設備。Nabors公司是Noble 公司的一個客戶，后者許可它在全世界自己的平臺上使用OptiDrill技術。在成功地完成現場前40個系統后，Nabors 工業有限公司計劃用OptiDrill技術裝備大多數陸地鉆架。Nabors工業有限公司主席和CEO 杰尼·埃森伯格先生說：“我們正在加速實施自動化鉆井系統，并且已經完成了在我們鉆井群范圍內的因特網數據傳輸。”
　　
    經濟前景一片光明。貝克·休士鉆探平臺統計顯示，到2004年2月，全世界有2,477個正在工作的鉆探平臺。估計大約有三分之一鉆探平臺可以從OptiDrill 技術中獲益。這表示OptiDrill技術有著很大的市場潛力。
　　
    “我們正承受設備局限性問題和賣主的技術支持問題。B&R 做出了承諾，硬件局限性可以解決，而技術支持可以根據需要通過亞特蘭大或奧地利獲得。”
　　
    B&R 在商業領域里顯示了巨大的靈活性，而在技術領域里也表現了與其的合作關系。此外，B&R 的產品具有極高的品質和很好的靈活性。通過開發OptiDrill試圖實現的基本目標就是在市場上以極高的系統性能價格比為客戶提供合理的價格和便于安裝的低端自動化鉆探系統，這些系統過去往往需要10倍多的價格，以及多的安裝成本和時間。這是用B&R的硬件以及B&R 與Noble 聯合團隊的智慧實現的。
　　
    B&R之所以被選中是由于它能按照允諾，以一定的產品性能等級供貨，以及在現場調試階段所給予的支持。設備也十分靈活和便于實施，這也正是從項目成員再培訓以及設備換觀點出發所需要的。B&R的產品支持在整個產品開發期間是很突出的，即使對于很小的用戶也一樣。這個價值再強調也不會言過其實，因為這種支持是不能從大的供貨商那里獲得，他們瞄向的是大的客戶。