Generering av Forstyrrelse i et Eksperimentelt Lab-oppsett for Managed Pressure Drilling

Abstract

Dette er et prosjekt på 30 studiepoeng utført siste semesteret på et toårig masterprogram. Prosjektet er en videreføring av prosjektet utført høsten 2012, i faget TTK4551 Teknisk kybernetikk, fordypningsprosjekt. Oppgaven er gitt av Institutt for Teknisk Kybernetikk (MTTK). Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet (NTNU) og Statoil har et samarbeidsprosjekt, hvor en sammen skal utarbeide en labmodell av en flytende plattform påvirket av hiv. Prosjektets mål var å rette på problemet som ble funnet under TTK4551 prosjektet, hvor Bottom Hole Assembly (BHA) ikke fulgte sinusreferansene som ble satt. Det var da ønskelig at problemet til den forhåndsinstallerte Lenze-kontrolleren ble løst slik at det var mulig å lage forskjellige typer referanser som BHA skulle følge. BHA lager forstyrrelsen som ventilen på toppen skal klare å redusere ved hjelp av mottrykkspumpen og et kontrollsystem. Det var behov for både enkle forstyrrelser og mer realistiske og kompliserte forstyrrelser. Det ble derfor utarbeidet forstyrrelser basert på vanlige sinuser, en bølgegenerator basert på Joint North Sea Wave Project (JONSWAP) spekter og til slutt en målt hivbevegelse fra en plattform i Nordsjøen. Dette ble utarbeidet i MATLAB Simulink, med målsetning om hurtighet og brukervennlighet.Laben er bygd opp slik at man setter en ønsket posisjonsreferanse i Simulink. Denne posisjonsreferansen blir sammenlignet med målt posisjon til BHA, og feilen blir sendt ut fra Simulink som en hastighetsreferanse til Lenze-kontrolleren.Rapporten inneholder en introduksjon med litt bakgrunnsinformasjon om Managed Pressure Drilling (MPD). Den har et kapittel om hvordan laben er satt opp og fungerer. Det blir også gitt informasjon om hvordan Lenze-kontrolleren er satt opp, og oppsettene til de forskjellige referanse metodene. Det blir vist forskjellige eksperiment gjort i lab for å vise funksjonen til referansemetodene. Til slutt er det en diskusjon og en konklusjon som slår fast at referansemetodene fungerer og at Simulink-programmet både er hurtig og brukervennlig.