Die Bohrflüssigkeit, allgemein als „Bohrschlamm“ bekannt, ist entscheidend für den Erfolg oder Misserfolg des Spülungskreislaufsystems. Sie wird typischerweise in Spülungstanks auf Onshore- und Offshore-Bohrplattformen gelagert. Diese Tanks bilden das Herzstück des Spülungskreislaufsystems, wobei der Flüssigkeitsstand direkten Einfluss auf die Sicherheit, Effizienz und Kosten des Systems hat.
Das System pumpt Bohrflüssigkeit durch das Bohrgestänge, um den Bohrmeißel zu kühlen und zu schmieren. Anschließend fließt der Bohrschlamm zurück an die Oberfläche und transportiert dabei das Bohrklein. Der Flüssigkeitsstand in diesen Schlammtanks wird gemessen durchim EinklangFüllstandssensorenoderInline-FüllstandsmessumformerDas System liefert wichtige Daten für Bohrarbeiten. Es überwacht das Gesamtvolumen der Bohrspülung, um Nettogewinne oder -verluste zu ermitteln. Jede Zunahme der Spülungsflüssigkeit deutet auf das Eindringen von Fremdstoffen wie Öl, Wasser oder Gas in den Bohrprozess hin, während eine Abnahme auf Verluste in die Formation schließen lässt. Beide Szenarien sind extrem gefährlich und können zu einem Blowout führen.
1. Nachteile der herkömmlichen Flüssigkeitsstandüberwachung
Die herkömmliche Füllstandsmessung von Bohrflüssigkeiten stößt auf Herausforderungen hinsichtlich der Personensicherheit, verzögerter Reaktionszeiten und versteckter Kosten. Betrachten wir diese drei negativen Auswirkungen genauer.
SafetyhazardsDies stellt einen entscheidenden Nachteil der manuellen Füllstandsüberwachung bei kontinuierlichen Bohrarbeiten dar. Schlammtanks sind in der Regel 3 bis 5 Meter hoch, und die Beobachter müssen auf die rutschigen oder windigen Tankoberseiten klettern, was aufgrund der glatten Oberflächen oder des starken Windes zu Stürzen führen kann. Darüber hinaus können offene Beobachtungsöffnungen gefährliche Gase wie Schwefelwasserstoff (H₂S) oder Methan (CH₄) freisetzen und somit ein Gesundheitsrisiko für das Personal darstellen.
LimitedmoniToring frequency(1-2 Mal/h) unddelayed responseZwei Gründe für die Vernachlässigung plötzlicher Füllstandsänderungen, wie etwa rascher Anstieg oder Abfall bei Spülungsverlusten oder Bohrlochkicks, sind die unzureichende Überwachung des Füllstands. Schätzungen zufolge beansprucht die manuelle Füllstandsüberwachung während der Bohrung eines einzelnen Bohrlochs über 50 Stunden, was einem Verlust von 2–3 Tagen effektiver Betriebszeit entspricht. Darüber hinaus kann eine 5–10 Minuten verzögerte Rückmeldung an den Bohrmeister bei Füllstandsspitzen nahe der oberen oder unteren Grenzwerte zu Schlammüberlauf oder Pumpenkavitation führen.
Ungenaue manuelle Steuerung ist anfällig fürüberfljetztinciDellesDabei können Dutzende Kubikmeter Bohrflüssigkeit bei einem einzigen Ereignis verschwendet werden. Extrem niedrige Flüssigkeitsstände können zum Leerlauf der Pumpen und zu weiteren Wartungskosten aufgrund von Verschleiß der Ausrüstung führen.
2. RÖkommentedSolutIonenfor Inline-Flüssigkeitsstandsüberwachung
Modern inerzählenigent auTomateIonsystems for real-TimelVorabendl monitoRing comMülleimeres Technikhnologie upAbsolventes with aggregaß moniToring syStängels. FreeDatenbeiliefsmission through cables Und wireweniger Mode to end monitor enablesreal-tZeit moniToring through Curve graphic ausluidlevels UndAlarms für high & low limes ist. Für example, red flashing is Die Reminder of fluid level über 90% or lHerrscher than 10%.
(1) Radar-Füllstandssensoren (berührungslos)
RadarlVorabendl transmitters Sind Anzugfähig for Hochviskose, schaumanfällige Bohrflüssigkeiten (z. B. ölbasierte Bohrspülungen), die von Schwankungen im Medium unbeeinflusst bleiben.They measureDer Flüssigkeitsstand wird durch Aussendung hochfrequenter elektromagnetischer Wellen und Berechnung der Zeitdifferenz der reflektierten Signale ermittelt.
In Schlammtankgruppen auf Tiefbohrplattformen durchdringen Radarsensoren Dampf und Nebel, um die Tankfüllstände in Echtzeit zu überwachen und die Durchflussraten in Verbindung mit den Schlammpumpen automatisch anzupassen. Die explosionsgeschützte Ausführung (entspricht den ATEX- und IECEx-Normen) ist ideal für Hochrisikoumgebungen wie schwefelhaltige Öl- und Gasbohrungen.
(2) Ultraschall-Füllstandssensoren (berührungslos)
Ultraschall-Füllstandsmessgeräte sind aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Kosten eine ideale Lösung für kleine bis mittlere Bohrteams. Sie messen den Flüssigkeitsstand durch Aussenden von Ultraschallwellen und Berechnung der Echo-Rücklaufzeiten. Die Installation erfolgt einfach per Gewinde- oder Flanschanschluss. Die Geräte sind bis zu 12 Monate wartungsfrei. Sie sind anfällig für Störungen durch Dampf oder Staub und eignen sich daher am besten für saubere, wasserbasierte Spülungstanks.
3. Intelligente und kollaborative Überwachung
KombinationiOnlineFüllstandssensorenmitiOnline DichtemessgeräteUndInline-TemperaturtransmitterZiel ist die Entwicklung eines umfassenden Systems zur Überwachung der Spülungsleistung. Beispielsweise löst ein plötzlicher Pegelabfall in Verbindung mit einem Dichteanstieg die automatische Erkennung von Spülungsverlusten aus und leitet Notfallabdichtungsmaßnahmen ein.
Edge Computing und KI-Vorhersage:
Maschinelles Lernen analysiert historische Füllstandsdaten, um Trends beim Spülungsverbrauch vorherzusagen (z. B. beschleunigte Füllstandsabfälle beim Bohren in bestimmte Formationen), wodurch eine proaktive Planung der Spülungsreserven ermöglicht und Ausfallrisiken reduziert werden können.
Fernbetrieb:
Die Ölfeldzentrale kann über Cloud-Plattformen in Echtzeit die Füllstände von Schlammtanks an mehreren Bohrstellen überwachen. Dies ermöglicht eine einheitliche Ressourcenzuweisung und ein „kollaboratives Management mehrerer Bohrlöcher“, insbesondere bei der Entwicklung von Bohrclustern.
Die Überwachung des Füllstands in Schlammtanks hat sich von einer arbeitsintensiven zu einer technologieintensiven Aufgabe entwickelt, die durch das industrielle Internet der Dinge (IoT) revolutioniert wird und traditionelle Betriebsabläufe grundlegend verändert. Inline-Füllstandssensoren sind nicht nur Messgeräte, sondern entscheidende Knotenpunkte, die Bohrsicherheit, Effizienz und Kosten miteinander verbinden. Für Ölkonzerne, die eine qualitativ hochwertige Erschließung anstreben, ist die Einführung intelligenter Überwachungslösungen sowohl unerlässlich zur Reduzierung von Sicherheitsrisiken als auch eine strategische Investition zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit in einem wirtschaftlichen Abschwung.
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Veröffentlichungsdatum: 05.06.2025
