Page mise à jour le 21/11/2019 (Tous droits réservés - TECHNETEA)
RSS - Rotary Steerable System - un outil de fond intelligent -
Développements Electroniques
L'expérience de Technetea en instrumentation temps réel notamment dans le domaine pétrolier amène tout naturellement à des développements pour matériels très spécifiques nécessitant une bonne maîtrise de l'électronique haute température pouvant résister aux fortes vibrations et aux chocs.
Par exemple dans le cadre d'une application de type RSS, Technetea peut effectuer le développement de toute la partie électronique et du logiciel embarqué, afin d'assurer l'alimentation, l'instrumentation, le pilotage et la communication de l'équipement, mais également le développement de l'informatique pour l'exploitation et les tests intermédiaires.
Le matériel est développé en conformité avec les normes ATEX (Atmosphères Explosibles) IEC 60079-xx pour garantir une manipulation sûre au niveau du plancher.
Développer un RSS est un challenge bien plus important que pour tout autre outil de fond. Tous les ingrédients sont réunis pour que le projet s'embourbe dans les problèmes à cause des conditions sévères dans lesquelles l'outil doit fonctionner, c'est à dire une haute température, des vibrations et des chocs.
Vibrations et précision ne font généralement pas bon ménage, mais un RSS efficace doit être capable de réaliser des mesures lorsque la tête de forage est réellement en manoeuvre. Ce n'est pas le même contexte que pour les MWDs qui nécessitent souvent l'arrêt momentané du forage pour pouvoir faire de bonnes mesures, bien que le nom MVD signifie "Measurement While Drilling" !
Un RSS a besoin de cartes électroniques de haut niveau et de bons capteurs, mais les éléments les plus importants se trouvent cachée dans le logiciel embarqué. Le système électronique ne doit pas seulement fournir des données précises de manière à connaître parfaitement et en temps réel la direction du forage, il doit aussi toujours prendre la bonne décision pour correctement pointer la tête de forage quelle que soit la formation géologique rencontrée.. Il doit embarquer suffisamment d'intelligence pour minimiser les tortuosités du puits, pour ne pas dévier de la trajectoire programmée, et être suffisamment efficace pour réduire les coûts de forage.
Mais l'électronique et le logiciel embarquée ne seraient rien sans un bon principe mécanique; Un tel projet nécessite la réunion pleine de promesses des deux spécialités que sont l'électronique et la mécanique, chacune apportant son savoir-faire en termes de spécificités et de possibilités.
Lors du forage, un grand nombre de situations variées peuvent être rencontrées au fond du puits. Même si l'expérience provient toujours avant tout du terrain, à Technetea nous sommes pleinement convaincus qu'une grande partie du développement doit être faite en utilisant la simulation informatique. C'est la raison pour laquelle nous développons nos propres outils informatiques pour modéliser l'outil et simuler les conditions de fond comme les vibrations, les chocs, les forces radiales, la vitesse de rotation, etc ... Ainsi, des données environnementales similées sont injectées dans l'algorithme de traitement à la place des données brutes des capteurs, et les données filtrées issues de cette instrumentation virtuelle, de même que les paramètres calculés internes au RSS (résultats de calculs internes, données de commande, position des actuateurs, ...), peuvent être visualisés graphiquement en temps réel, tandis que l'outil virtuel s'efforce de rester sur la trajectoire programmée.
Analyser la réaction de l'outil au travers de la simulation informatique pendant qu'il actionne les commandes mécaniques pour maintenir ou corriger l'angle de forage, est un moyen pratique pour développer et améliorer l'algorithme de pilotage, car cela permet de rejouer très facilement toutes les séquences délicates. Cela accélère également la phase de développement, car la vitesse de forage peut être artificiellement accélérée, simplement en fonction de la puissance de l'ordinateur.
L'algorithme de traitement peut aussi être amélioré en rejouant à l'aide de la simulation informatique, certains parties des enregistrements de données réalisés pendant les tests sur le terrain. Il s'agit là d'un moyen facile d'analyser une phase pour voir si l'outil a correctement interprété la situation, et pour décider si une partie du logiciel embarqué doit éventuellement être modifié pour peut-être espérer une réaction plus adéquate de l'outil la prochaine fois.
Ci-dessous, la préparation d'une simulation informatique pour étudier le comportement du RSS au passage de couches géologiques de duretés différentes.
