想象设计和构建一个机器执行任务不能看到它的,只有感觉。你必须计划来解决问题,调整自己的速度和进度,以避免危险情况和失败。一旦开始你的机器,你必须相信它所有的功能。
三个研究生,泰利尔坎宁安,易卜拉欣El-Sayed恩里克Zarate Losoya,哈罗德·万斯的德州农工大学石油工程系获得了2017年Drillbotics竞争这个夏天这么做的。他们设计和建造一个小型自动化钻机使用传感器和计算机物流钻垂直在一个测试未知成分的形成没有任何人工干预。
农科大学生Drillbotics团队(左到右):泰利尔坎宁安,恩里克Zarate Losoya和易卜拉欣El-Sayed
Drillbotics是什么?
年度Drillbotics竞争是当几个石油工程协会成员建立了钻井系统自动化技术部分(DSATS)加快自动化钻井行业的使用。DSATS的目标是连接表面机器井下机器,工具和测量系统创建一个自动化系统,提高钻井安全和效率。该集团认为学生比赛是完美的方式引入主题。
DSATS联系了几所大学,看看他们的学生可以创建和管理所需的多学科团队成功。自信的想法,DSATS第一Drillbotics比赛举行,2015年Aggies从一开始就一直存在。
农科大学生团队
团队来自德克萨斯州A&M大学的前两年比赛中名列第二。今年,当更多的团队进入和Drillbotics加大了难度,Aggies使出了浑身解数,把第一次的地方。
团队的平台是如此令人印象深刻的它已经被两个国家科学基金会资助的本科生在今年夏天对井筒进行研究钻井参数和振动模式及其影响钻井障碍。
“提尔,易卜拉欣,恩里克在大量的工作显示,“团队顾问Sam Noynaert博士说,助理教授。“他们学校最大的竞争对手。他们能够完成的事情在传感器方面,加工和设计非常令人印象深刻。表示他们对法官非常好,可能是一个关键原因赢了。”
大多数团队是由来自多个工程学科的学生。这是第一年所有农科大学生成员是石油工程专业,但是因为他们熟悉机械、计算机和石油工程学科,他们成功了。
自动化钻机
制作一个自动两米高、钻井平台是一个不小的壮举。学生有两个学期,秋季和春季,来完成这个任务。在秋季学期学生必须研究自动化钻井和起草他们的设计。在春季学期团队构建他们的机器和处理故意引入类似行业工程师遇到的挑战。
“设计阶段面临的主要挑战是真的之后,在转会从设计到实现,“Noynaert说。“他们遇到问题与控制算法,数据处理、传感器和传感器通信,和需要大量的定制加工和制造。”
由于成本和时间的限制,以及他们需要高度专业化的本质,研究小组加工各种自定义顶部驱动部分。部门工作人员约翰Maldonado花时间与学生,提供建议和耐心。
“这些部分有必要允许有线井下传感器发送高振动数据表面钻探时,所有钻旋转时超过1500每分钟转速(转/分钟),“Noynaert说。“他们能够解决每个问题在时间和预算。”
团队有意限制在设备在某些地区,特别是钻杆。
“管是故意薄壁和弱,很难转移重量和rpm管位不打破,“Noynaert说。“这使得控制系统的识别和应对钻井障碍至关重要因为一个不正确的反应设备故障可能导致灾难性的。”
竞争的加剧
法官从DSATS访问每个大学春季学期结束后,评分小组报告和观察每个钻机的性能。他们给每个小组提供一个“形成”钻机钻,一块密封用混凝土包含未知成分,包括一个或多个钻探风险。
“今年的样本有不同优势的形成,从砂岩甚至一层橡胶沥青,所有旨在引起钻井障碍会导致设备故障或显著降低钻井,“Noynaert说。“今年他们必须克服严重的旋转(井下钻头和钻振动)和一些粘滑运动(扭矩和转速的变化)。”
团队可以仅使用两个按钮在比赛中:启动和停止。平台必须做的一切。
“这是一个自动装置,这意味着没有手工修复一个问题或让一个人做出实时决策平台,“Noynaert说。“必须做到的,这意味着任何故障在任何系统的结果在整个失败在最后的测试。”
钻机在钻分级速度和钻孔平直度和质量。球队得分能力现在和解释他们的工作,包括安全措施、预算和设计选择。法官正在寻找创意、创新和可靠性。
结果
十所大学提交设计为2017年竞争和七个发展到总决赛。德州农工大学了,挪威科技大学的第二,斯塔万格大学和俄克拉荷马大学并列第三。
“通过两个学期你所学到的东西不是教科书,”弗雷德弗洛伦斯写道,DSATS Drillbotics委员会主席,参与者。“你有经验的刺激发明之后,强烈的工作需要创新发展成一个工作原型。大家有经验的时候,事情并没有按计划进行,但你找到了继续前进的方式。祝贺你们所有的人。”
虽然团队提供了由部门和三个教师顾问和一个工作人员指导,Noynaert很快指出,坎宁安,El-Sayed和萨拉特Losoya做大多数的工作没有帮助。他们花了无数个小时和晚挑战,获得信贷只有三个小时的类。
“他们不仅仅是完成惊人的相对于什么人会期望从一个学生,但实际上可比,甚至比一组练习工程师行业将产生“Noynaert说。“他们和其他学校的团队所做的会对行业产生影响。”