Como socio de NI Embedded Specialty en la NI Week, Erdos Miller fue invitado a mostrar el poder de nuestras soluciones de prototipado que ofrecen una plataforma de hardware flexible para simular y probar equipos complejos antes de construir una solución embebida.
En nuestra demostración acústica, utilizamos una herramienta de fondo de pozo de alta temperatura y alto impacto, para sondear la inclinación, el azimut y la cara de la herramienta. El sistema incluye un receptor basado en LabVIEW y NI-hardware que decodifica una forma de onda acústica y la muestra en una pantalla.
A continuación, la información de orientación de la herramienta de fondo de pozo se codifica en paquetes de impulsos; estos paquetes accionan el transductor piezoeléctrico. El sonido del transductor piezoeléctrico desciende por el tubo metálico y es medido por un acelerómetro.
La figura 1 muestra el soporte acústico de demostración; el transductor piezoeléctrico está a la derecha y el acelerómetro a la izquierda. El tubo metálico entre ambos es el medio de transmisión.
Figura 1: Demo acústica
¿Por qué lo hacemos?
Los perforistas utilizan datos de medición durante la perforación (MWD) en tiempo real para tomar decisiones mientras perforan en el fondo del pozo. Cuanto más cerca estén los sensores de la broca, más precisas serán las mediciones y más productiva podrá ser la perforación. Como parte de una sarta de perforación típica, el MWD proporciona telemetría de perforación a la superficie. Los sensores que forman parte del MWD adquieren y transmiten datos a la unidad de microprocesamiento (MPU) a través de un bus de comunicación serie dentro de las herramientas de fondo de pozo. Sin embargo, el MWD puede estar a más de 30 pies de la broca y a menudo no puede colocarse más cerca debido a las limitaciones físicas de la sarta de perforación y del sistema MWD. Para obtener mediciones más precisas de las herramientas de fondo de pozo sería necesario colocar sensores más cerca de la broca. Una opción alternativa es colocar un paquete compacto de sensores cerca de la broca y utilizar la transmisión acústica para enviar los datos de los sensores al MWD, de modo que puedan telemedirse a la superficie.
Cómo funciona.
El software del transmisor acústico para la comunicación de herramientas de fondo de pozo fue desarrollado en LabVIEW por el equipo de Erdos Miller y traduce la información de orientación de la herramienta de fondo de pozo en paquetes de impulsos. Estos paquetes se envían a un módulo de salida analógica que proporciona la señal de conducción que acciona el transductor piezoeléctrico.
Figura 2: Interfaz de usuario del transmisor acústico
El software del receptor acústico adquiere la señal del acelerómetro, filtra y decodifica los paquetes de impulsos para mostrar la información de orientación de la herramienta de fondo de pozo en la interfaz de usuario. La figura 3 muestra la interfaz de usuario del receptor acústico, que muestra la inclinación recibida, el acimut, la cara de la herramienta y una imagen de la herramienta.
Figura 3: Interfaz de Usuario del Receptor Acústico
¿Por qué usamos NI LabVIEW y hardware de NI?
El desarrollo de sistemas embebidos puede tardar hasta años en diseñarse y validarse. Al usar LabVIEW y hardware de NI, podemos desarrollar y probar rápidamente técnicas de codificación y modulación de datos sin tener que diseñar ningún hardware de fondo de pozo o de prueba. Esto nos permite permanecer flexibles en nuestra fase de viabilidad y pruebas.
Usamos LabVIEW y Hardware de NI para generar señales de transmisión, adquirir la onda acústica, analizar los datos adquiridos y registrar los resultados, todo mientras ejecutamos la prueba en un ambiente de alta temperatura y alto impacto como el que se usa en la perforación de pozos. Tenemos la capacidad de cambiar los parámetros de prueba sobre la marcha, cambiar la frecuencia de los datos que se transmiten, probar varios esquemas de modulación, ejecutar varios algoritmos de análisis en los datos que se adquieren en tiempo real y mostrar los resultados en pantalla. A partir de los resultados del análisis, pudimos determinar rápidamente la viabilidad de la transmisión acústica cerca de la broca.
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