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Mud Pulse Telemetry: trasmettere i dati MWD con i sensori di pressione - Switzerland (IT)
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Per trasmettere i dati idraulici servono sensori di pressione che siano sensibili e, allo stesso tempo, in grado di resistere alle alte pressioni. Questo vale soprattutto per le applicazioni MWD (dall’inglese “Measurement While Drilling”).

Con le applicazioni MWD i dati vengono rilevati durante le operazioni di scavo. Il sistema MWD è diventato un’applicazione standard soprattutto per il “directional drilling offshore”. La raccolta dei dati in tempo reale è essenziale affinché l’operatore della trivella possa guidare lo strumento nel punto giusto. A tale scopo sulla testa della trivella vengono installati diversi sensori che servono a fornire in tempo reale informazioni sull’area di perforazione. I sensori utilizzati sono sensori di inclinazione, temperatura, ultrasuoni e radiazioni. Tutti questi diversi sensori sono collegati tra loro in modo fisico o digitale e sono connessi ad una unità logica che trasforma le informazioni in cifre binarie. I dati raccolti dal foro di perforazione vengono quindi trasmessi in superficie tramite Mud Pulse Telemetry (telemeria a impulsi di fango). Oltre a servire per controllare e guidare le operazioni di scavo, questi dati vengono utilizzati anche per altri aspetti, tra cui: 

  • informazioni sulle condizioni della punta della trivella
  • registrazione della natura geologica degli strati di terra penetrati
  • realizzazione di statistiche di rendimento per indentificare eventuali miglioramenti
  • analisi dei rischi per le future trivellazioni

Il Mud Pulse Telemetry è un sistema binario di trasmissione di codifica utilizzato con i liquidi. Questo sistema si basa su una valvola che fa variare la pressione del fango di perforazione all’interno della stringa di perforazione, convertendo le registrazioni dei sensori installati sulla testa della trivella in impulsi di pressione. Attraverso il fango di perforazione queste pulsazioni raggiungono la superficie esterna. In superficie, gli impulsi di pressione vengono misurati da un trasmettitore di pressione e trasformati in segnale elettrico. Questo segnale viene poi trasmesso a uno strumento di lettura che lo digitalizza. Grazie ai computer è possibile così ricostruire le informazioni trasmesse. 

La STS mette a disposizione degli utenti del directional drilling offshore i trasmettitori di pressione analogici utilizzati nel Mud Pulse Telemetry. I requisiti che devono avere questi sensori sono elevati: devono essere estremamente sensibili per poter registrare in modo affidabile anche le minime differenze di pressione.Allo stesso tempo, devono resistere a pressioni fino a 1000 bar, dal momento in cui,a profondità molto basse, per azionare la testa della trivella occorrono pressioni molto elevate. Anche i sensori di pressione impiegati in superficie nel Mud Pulse Telemetry sono esposti a tali forze.

Immagine 1: trasmettitore di pressione analogico per l’impiego nel Mud Pulse Telemetry

Oltre all’elevata sensibilità sono richiesti anche tempi di reazione molto veloci al fine di garantire una buona comunicazione dei dati in tempo reale. Inoltre, lo strumento di misura dovrebbe essere il più possibile a basso rumore per escludere al massimo risultati di misurazione falsati. Nelle operazioni di trivellazione soprattutto le polpe da fango causano la maggior parte dei segnali rumore. Anche la trivellazione in sé è una fonte di interferenze. Per questo motivo, i sensori analogici con un segnale di uscita 4 … 20 mA, rappresentano la migliore soluzione per il Mud Pulse Telemetry.

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