Design, Implementation and Optimization of an Autonomous Miniature Rig for Directional Drilling

• Main Authors: Helgeland, Henrik, Solberg, Mikaela, Alvarez, Luis
• Other Authors: Pavlov, Alexey, Gjersvik, Tor Berge, Sangesland, Sigbjørn
• Format: Master Thesis
• Language: English
• Published: NTNU 2022
• Subjects: Alvarez; Helgeland; Solberg
• Online Access: https://hdl.handle.net/11250/3014812

Digitale løsninger og automatiserte prosesser revolusjonerer mange sektorer, inkludert olje- og gassindustrien. Siden 2016 har DSATS og SPE arrangert Drillbotics konkurransen for å engasjere studenter til å løse utfordringer innen boreautomatisering. I et tverrfaglig team oppfordres studentene til å finne løsninger på problemer som ikke er beskrevet i lærebøker. Hovedoppgaven er å designe, bygge og optimalisere en fullt autonom miniatyrborerigg som kan bore en avviksbrønn i en 30 x 60 x 60 cm steinprøve og treffe forhåndsbestemte punkter. Brønnbanen er begrenset av en maksimal inklinasjon på 30 grader og en asimut-endring på 15 grader. Konkurransen består av to faser, hvor fase 1 ble gjennomført høsten 2021 ved innlevering av rapporten “Design Report NTNU – Drillbotics 2022 Phase I”. Videre er fase 2 en forlengelse av fase 1, hvor målet er å implementere og teste miniatyrboreriggen. Denne masteroppgaven dekker fase 2 av konkurransen og presenterer arbeidet utført av Henrik Helgeland, Mikaela Solberg og Luis Alvarez i løpet av vårsemesteret 2022. Helse, miljø og sikkerhet har vært høyst prioritert gjennom hele prosjektet. Menneskelige faktorer har også vært et stort fokus for årets Drillbotics-konkurranse. Det er derfor gjennomført en grundig undersøkelse av disse temaene. Potensielle sikkerhetsfarer har blitt vurdert og det er iverksatt beskyttelsestiltak for å redusere risikoen for å sikre et trygt og sunt arbeidsmiljø. Lagets situasjonsforståelse er forbedret gjennom opplæring og rolletildeling. Tilsvarende har bow tie diagrammer blitt studert og brukt for å identifisere farlige hendelser og implementere forebyggings- og gjenopprettingsbarrierer for prosjektet. Miniatyrboreriggen består av flere sammenkoblede systemer. Heisesystemet bruker en heisemotor for å gi vertikal forskyvning av boresystemet. Som et resultat blir vekten på borekronen overført gjennom et aluminiumsborerør. Boresystemet overfører dreiemoment fra top drive motoren, langs en titanium stang og videre til borekronen. Fire forbedrede ...