Porausliettiheyden online-seuranta: virityshaarukan tiheysmittareiden materiaali-, alue- ja kalibrointiparametrien analyysi

Aikaisemmin otin kairaustyömaaprojektin, jossa asiakas halusi asentaa kaivonpäähän mudan paluuputkeen tiheysmittarin, joka seuraa reaaliaikaisesti palaavan lietteen tiheyden muutoksia. Työmaainsinööri oli aiemmin käyttänyt paine-erotyyppiä, mutta mudassa oli paljon pistoja, minkä vuoksi paineputket tukkeutuivat usein ja vaativat purkamista ja puhdistusta. Lisäksi signaali viivästyi, kun tiheys vaihteli, mikä sai poraajan tuntemaan olonsa epävarmaksi. Siksi tällä kertaa he halusivat vaihtaa instrumenttiin, joka voidaan työntää suoraan putkeen ilman tukkeutumista ja joka toimii sujuvasti.

Kysyin ensin mudan yksityiskohdista. Se oli vesi-pohjaista mutaa, jolla oli korkea kiintoainepitoisuus, huomattava viskositeetti ja joka sisälsi suoloja ja rikkiä, jotka saattoivat syövyttää tavallista ruostumatonta terästä. Suurin tiheys saattoi olla noin 2,8 ja paluulämpötila kaivonpäässä oli noin 70–80 astetta. Putkilinja oli DN80, paikka oli räjähdyssuojatulla vyöhykkeellä 2, virtalähde oli 24 V ja signaali tarvittiin suoraan poraushuoneen PLC:hen.

Nämä työolosuhteet huomioon ottaen suosittelin äänihaarukan tiheysmittaria. Siinä ei ole paineportteja tai liikkuvia osia, joten suuret pistokkaat eivät pääse juuttumaan, ja päivittäinen huolto vaatii vain satunnaista haarukan pinnan kuivuneen mudan puhdistamista. Materiaalien haarukan ja anturin on oltava 316 litraa pistekorroosionkestävyyden ja eroosionkestävyyden vuoksi; laippa voi olla 304, koska se ei kosketa suoraan virtaavaa mutaa. Asiakas hyväksyi.

Seuraavaksi määritimme tietyt parametrit. Liitäntäkoko DN80 laipan mukaan, kansallinen standardi. Anturin sisäänviennin pituuden on varmistettava, että haarukka on nesteen valtavirrassa välttäen putken seinämän vaikutusta, ja lopulta päätettävä anturin pituudesta 400 mm laipan alapuolella. Mittausalue on 0–3 g/cm³ ja se kattaa sekä kevyen että raskaan mudan. Lähtö on kaksi-johtimista 4–20 mA, jotka ovat suoraan yhteydessä PLC:hen. Asiakas vaati tarkkuutta todellisella toiminta-alueella 1,0–1,5 ja näissä kolmessa pisteessä lupasimme tehdaskalibroinnin vakionesteillä. 80 asteen mudan lämpötiloissa lämpötilan kompensointi oli tarpeen. Lisäksi korkean mudan viskositeetin ja lukemiin vaikuttavan materiaalin kerääntymisen vuoksi lisäsin instrumentin sisäistä viskositeettiparametria vähentääkseni herkkyyttä tärinätaajuuden viskoosisen voiman muutoksille, mikä johti vakaampaan näyttöön.

Lopullinen ratkaisu: DN80-laippa (304 materiaalia), anturin pituus 400mm (316L), alue 0-3, kaksi-johtimista 4-20mA, 24V virtalähde, paikallisnäytöllä, kalibrointipisteet 1,0/1,2/1,5, lämpötilakompensointi 80 astetta. Tuote on valmistettu tämän kokoonpanon mukaisesti. Asennus ja käyttöönotto paikan päällä sujui mutkattomasti. Yli kuukauden käytön jälkeen asiakas ilmoitti, että tiedot olivat oikea-aikaisia, hienoisia muutoksia mudan tiheydessä voitiin havaita, ja poiston jälkeen haarukassa oli vain ohut mutaa, joka oli helppo huuhdella, käytännössä huoleton. Tämä projekti sai minut ymmärtämään, että kun ymmärrät perusteellisesti työolosuhteet ja yhdistät instrumentin periaatteen paikan päällä oleviin kipupisteisiin, parametrien valinta ja tuotevalinta tulevat luonnollisesti selväksi.