Wired (drill) pipe เทคโนโลยีการส่งข้อมูลขึ้นมาจากก้นหลุมขณะขุด

• Facebook
• Twitter
• Line

Wired (drill) pipe เทคโนโลยีการส่งข้อมูลขึ้นมาจากก้นหลุมขณะขุด – ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่อะไรครับ มีมา 20+ ปีมาแล้วครับ (1997) แต่ไม่ค่อยได้ใช้กันอย่างกว้างขวางเท่าไร เพราะอะไร เราไปติดตามกันครับ

แต่ก่อนจะไปหาคำตอบว่า เพราะอะไรเราถึงไม่ใช้กัน มาตอบคำถามง่ายๆก่อน (สำหรับคนที่ยังไม่ทราบ) ว่ามันคืออะไร

การจะทราบว่ามันคืออะไร จะต้องขอเท้าความสั้นๆก่อนว่า ที่ปลายก้านเจาะของเรานั้น มีอุปกรณ์อิเลคทรอนิค และ เครื่องมือมากมาย อยู่ที่ BHA (Bottom Hole Assembly)

BHA links … รวม links เกี่ยวกับ BHA (Bottom Hole Assembly)

เครื่องมือเหล่านี้มีทั้งเครื่องมือที่ใช้วัดค่าต่างๆของหลุม และ ชั้นหิน แล้วส่งข้อมูลขึ้นมาที่ปากหลุม เช่น MWD LWD และ เครื่องมือที่รับชุดคำสั่งที่ถูกส่งจากปากหลุมลงไปที่เครื่องมือที่ปลายก้านเจาะ เช่น RSS

พูดง่ายๆมีทั้งรับ และ ส่ง ข้อมูล ว่างั้น …

เทคโนโลยีปัจจุบัน เราส่งข้อมูลขึ้นลงสื่อสารกับเครื่องมือต่างๆใน BHA ด้วย mud pulse และ electromagnetic wave รายละเอียดของเทคนิคทั้งสองแบบนี้ คลิ๊กอ่านเอาได้จากลิงค์ข้างล่างนี้ (อยู่ตอนท้ายๆ)

https://nongferndaddy.com/mwd/

สรปุง่ายๆ คือ mud pulse จะมีอัตราการส่งข้อมูลที่ช้า (เต่าเรียกพี่) แต่เสถียร ในขณะที่ electromagnetic wave จะมีอัตราการส่งข้อมูลที่เร็วจี๋ แต่ไม่สามารถส่งผ่านชั้นหินที่ลึกๆได้

(โถ … ขนาดคลื่นวิทยุ FM AM ปกติ ผ่านอากาศ ยังมีปัญหาพื้นที่อับสัญญานให้เห็นกันอยู่ทุกวัน ชั้นหินเรามีแร่ธาตุ โลหะ หนัก เพียบ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ชอบหรอกครับ)

wired pipe จึงเกิดมาเพื่อแก้ปัญหานี้

Wired (drill) pipe

เทคโนโลยีการส่งข้อมูลขึ้นมาจากก้นหลุมขณะขุด

พูดง่ายๆซื่อๆ ก็ตามชื่อมันนั่นแหละครับ คือ เอาสายไฟฟ้าไปสอดเอาไว้ในก้านเจาะ ก่อนอื่น ไปรู้จักก้านเจาะและส่วนประกอบกันก่อน (สำหรับคนที่ยังไม่คุ้นเคย) ตามลิงค์นี้ไปเลยครับ

Drill Pipe ท่อขุด ท่อเหล็กธรรมดาที่ไม่ธรรมดา ไม่ธรรมดาตรงไหน

Drill Pipe ท่อขุด ท่อเหล็กธรรมดาที่ไม่ธรรมดา ไม่ธรรมดาตรงไหน

ก้านเจาะ หน้าตามันแบบนี้อ่ะครับ เราก็เอาสายไฟฟ้าไปสอดเอาดื้อๆในก้านเจาะ

ปัญหามันอยู่ตรงที่จะให้มันลอดออกมาที่ pin กับ box อย่างไร แล้ว จะให้มันส่งสัญญาณผ่านจากก้านหนึ่งไปอีกก้านหนึ่งอย่างไร

วิธีให้ลอดออกมาที่ pin ก็เจาะ ฝั่งของ pin เอาดื้อๆเลยครับ

วงแหวนที่ปลายด้าน pin สีฟ้า/ดำ นั่น ก็คือ ขวดลวดเหนี่ยวนำเพื่อไปเหนี่ยวนำสัญญานต่อใน box ของก้านเจาะถัดไป

หน้าตาของฝั่ง box ก็จะประมาณนี้ ดูวงแหวนหมายเลข 40 กับ สายไฟหมายเลข 22 ในรูปข้างล่างนะครับ ลองมโนดู เวลาเอา pin จิ้ม แล้วขันก้านเจาะเข้าด้วยกัน วงแหวนสองวงจะประกบชิดกัน มันก็คือ หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแกนเป็นอากาศดีๆนี่เองครับ

ถ้าผ่าฝั่ง box ออกมาก็จะเห็นเป็นรูปนี้ครับ

เป็นไงครับ เจ๋งไหม ไอเดียเริ่ด เท่านี้ก็สามารถส่งผ่านพลังงาน และ สัญาณไฟฟ้า (data) ไปมาระหว่างอุปกรณ์ที่ปากหลุมกับ BHA เราได้แล้ว

หน้าตาระบบคร่าวๆก็จะราวๆนี้ครับ

repeater ตรงกลางนั้นเอาๆไว้ขยายสัญญาณเป็นระยะๆ เพราะว่าวงแหวนประกบกันเป็นหม้อแปลงแกนอากาศนั่น ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพเท่าไร ถ้าต่อกันเยอะๆเข้าสัญญาณมันอ่อนลงไปเรื่อยๆ ก็ต้องมีแหล่งพลังงานขยายสัญญาณระหว่างทาง อารมณ์เหมือนติดแอมป์เครื่องเสียงนั่นแหละครับ

แอมป์เครื่องขยายเสียงมีปลั๊กให้เสียบ เพราะต้องการพลังงานเสริมจากภายนอก แต่ repeater ที่ผมเห็นในรูปข้างบน ไม่มีปลั๊กเสียบที่ไหน ผมเดาเอาว่า งั้นก็ต้องมีแบตเตอรี่อยู่ในนั้น ถ้ามีแบตฯ ก็แปลว่า มีโอกาสแบตฯหมด 555

ถ้าไม่มีแบตฯก็ต้องมีแหล่งกำเนิดพลังงาน ก็หนีไม่พ้น turbine (กังหัน) alternator นั่นแปลว่า ถ้าหยุดปั๊มน้ำโคลน ก็ไม่มีพลังงานไฟฟ้า … (เดาไปเรื่อย)

ที่ปลายด้านล่างสุดก็ต้องมี interface sub ตัวแปลภาษา (สัญญาน) ให้กับ MWD เพื่อที่จะคุยกับ อุปกรณ์ต่างๆที่อยู่ข้างล่างต่อไป เช่น LWD RSS เป็นต้น

ส่วนด้านบนก็มีตัวดึงสัญญานอยู่ที่ top drive ตามรูปข้างบนเลย

ความเร็วในการส่งข้อมูล

ความเร็วในการส่งสัญญาณของ mud pulse อยู่ที่ราวๆ 5 – 8 bps (bit per second) แล้วมันเร็วขนาดไหนเนี้ย

ผมไม่บอกว่าผมแฟนค่ายสีไหน แต่เอาเร็วๆกูเกิลได้ค่ายสีเขียวมาตามนี้ครับ

เน็ทบ้าน ความเร็วราวๆ 50 – 300 Mbps หรือ 50,000,000 – 300,000,000 bps !!! เทคโนโลยี mud pulse เรา อยู่ที่ 5 – 8 bps โอ้ววว แม่เจ้า …

ส่วน wired pipe เรา อัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลอยู่ที่ 150,000 – 500,000 bps ขึ้นกับ โหมด ขนาดท่อ ยี่ห้อ และ ผู้ผลิต

เอาล่ะ … ถึงจะไม่เท่าเน็ทบ้าน แต่ก็หรูล่ะ เมื่อเทียบกับ mud pulse 🙂

งั้นทำไมไม่เป็นที่นิยม

cost vs. benefit

แหม … ของขนาดนี้ ก็ต้องมากับราคาที่ต้องจ่าย จริงไหมครับ ก้านเจาะชนิดและขนาดมาตราฐานเนี้ย ถือเป็นอุปกรณ์ที่ติดมากับแท่นเจาะฯ ดังนั้นราคาค่าเช่าก้านเจาะชนิดและขนาดมาตราฐานจะรวมอยู่กับค่าเช่าแท่นเจาะ

บ.น้ำมันอยากใช้ก็ต้องจ่ายดิ อาจจะเช่าเองต่างหากจากผู้ผลิต wired pipe หรือ ให้เช่าผ่านบ.แท่น แล้วจ่ายค่าเช่าผ่านค่าเช่าแท่นเจาะฯอีกที

แต่คำถามคือ มันจำเป็นไหม mud pulse ที่ว่าเต่าเรียกพี่นั้นน่ะ ตอบโจทย์ทุกวันนี้ไหม คำตอบคือ มันก็โอเคแหละ ไม่เริ่ดหรู แต่ก็พออยู่พอคบกันไปได้ สรุปว่า เรื่องของเรื่องมันก็ cost vs. benefit กับ must have vs. nice to have นั่นแหละครับ

ก้านติด fishing

มิหนำซ้ำ ถ้าก้านติดต้องกู้ขึ้นมา (fishing) โอ้ววว แม่เจ้า ไม่อยากนึกเลย แค่ BHA (MWD LWD PDM บลาๆ) ก็อ่วมอรทัยแล้ว แล้ว wired pipe ก้านนึงเท่าไรเนี้ย (lost in hole price) ไหนจะ repeater (amplifier) ไหนจะ interface อีกล่ะ …

เผลอๆนะ ให้ผมใช้ฟรียังต้องคิด 10 ตลบ เลยครับ เพราะถ้าก้านติด ต้องสละทิ้ง กู้ไม่ขึ้น ก็ต้องควักหอยควักเบี้ยจ่ายอีก

Fishing Economic เศรษฐศาสตร์ของการตกปลา (เกี่ยวไรกับเราเนี้ย)

Modification of others

อุปกรณ์อื่น ก็ต้องร้อยสายด้วย จริงไหมครับ

ย้อนไปดูรูปเดิมอีกทีจะสังเกตุเห็นว่า ตั้งแต่ก้านเจาะก้านแรกที่ปากหลุม ไปจนถึง interface sub เนี้ย ทุกก้านทุกชิ้น จะต้องร้อยสายหมด นั่นแหละว่า อุปกรณ์อื่นๆ (ถ้าต้องใช้ต้องมี) เช่น jar, circulating sub, HWDP (Heavy Weight Drill PIpe), centralizer, NMDC (Non Magnetic Drill Collar), Agitator, บลาๆ ก็ต้องเอามา(จ้าง)บ.ผู้ผลิต wire piped จับร้อยสายให้หมด ไม่ก็เช่า หรือ ซื้อใหม่ ทั้งชุด

(ถ้าจับร้อยสายไม่ได้ ก็ทำให้การขุดเจาะใช้อุปกรณ์นั้นไม่ได้ ก็ต้องไปหาวิธีอื่นในการแก้ปัญหาที่ใช้อุปกรณ์นั้นๆไม่ได้ต่อไป)

งั้นมันต้องจำเป็นจริงจริ๊งจริงๆ (ทำเสียงสูงมาก) บ.น้ำมันถึงจะควักตังค์ไปเช่ามาใช้

… แล้วกรณีไหนบ้างล่ะ

เท่าที่ผมนึกออก และ มโนได้นะ ก็มีกรณีเพื่อนพี่น้องนักธรณีต้องการข้อมูลแบบด่วยจี๋ไลฟ์สด real time ข้อมูลปริมาณมากๆขณะเจาะ อาจจะจาก LWD ตระกูล imaging tools (พวกถ่ายภาพด้วยไฟฟ้าน่ะ) หรือ Seismic เพื่อประกอบการตัดสินใจเร่งด่วนแบบ real time อีก (เพราะป่วยการที่เอาข้อมูลแบบไลฟ์สดแต่ตัดสินใจแบบแห้ง คือ กอดข้อมูลให้อุ่นใจคืนนุงแล้วพรุ่งนี้เช้าค่อยบอกว่าพวกผมจะเอาไง 555)

ต้องขนาดนั้นนั่นแหละครับ ถึงต้องใช้ wired pipe เพราะข้อมูลขนาดนั้น mud pulse เอาไม่อยู่แน่นวล

อีกกรณีก็ขุดแบบไม่มีน้ำโคลน เพราะไม่มีน้ำโคลน mud pulse ก็ใช้ไม่ได้

ขุดแบบไหน(ฟ่ะ)ไม่ใช้น้ำโคลน ก็ขุดแบบใช้อากาศ หรือ โฟม แทนน้ำโคลน (air/form drilling) ไงครับ

ข้างล่างนี้ผมก๊อปมาจาก https://en.wikipedia.org/wiki/IntelliServ

Applications

The IntelliServ networked drillstrings have been used in well construction projects in five continents for the following:

• Deepwater drilling: Operating in a narrow pore and fracture pressure window in deepwater drilling operations to determine the safe drilling margin, as well as for early kick detection and well control using downhole measurements independent from surface data.
• Extended Reach Drilling: Identification of wellbore instability and removal of cuttings, which is made possible by high-resolution downhole information and the annular pressure measurements along the deviated and horizontal wellbores.
• Managed Pressure Drilling: High-frequency downhole data allows for closed-loop control of surface equipment such as back pressure pumps and chokes to operate within the desired pressure envelope.
• Well Placement: Wellbores can be positioned and steered in thin formations that can be intersected with fractures to increase the reservoir contact and promote higher recovery and production rates.
• Minimizing Fluid Losses: Reduce fluid losses through the use of high concentrations of loss-circulating material without the risk for plugging downhole tools due to the absence of the mud pulser.
• Seismic while drilling: Makes downhole data immediately available after the measurement.
• Rig Automation: A live feed of downhole applied weight, torque and rotary speed allows for automated control of surface machinery.
• Completions: Downhole information can supplement surface data during gravel and frac pack installations.

ผมจะบอกว่า ผมเห็นด้วยแค่ 2 ข้อ คือ Seismic while drilling ที่ให้เหตุผลไปแล้ว และ เห็นด้วยกับ Rig Automation เพราะต้องมีการวัดค่า weight on bit, torque และ rpm ณ.หัวเจาะจริงๆ (มีอุปกรณ์วัดพิเศษติดอยู่ใกล้ๆหรือในหัวเจาะ) แล้วส่งขึ้นไปอย่างเร็ว เพื่อคำนวน real time แล้วปรับการเจาะแบบออโต้ (closed loop feed back control) การทำแบบนี้ต้องใช้ความเร็วในการส่งข้อมูลเร็วจี๋จริงๆถึงจะเอาอยู่ (แต่ปกติเราก็ไม่ได้ขุดกันออโต้แบบนี้หรอกครับ)

ส่วนข้อที่เหลือผมไม่ค่อยเห็นด้วยเท่าไรครับ เทคโนโลยีปัจจุบัน พอกล้อมแกล้มๆถูไถไปได้อยู่ ไม่เข้าข่ายของมันต้องมี (must have) เท่าไร

สรุป

บ้อจี๊ … แพงอ่ะ 🙂

ส่งท้ายเล็กน้อย

เท่าที่ผมทราบ มี 2 ยี่ห้อ ที่ผลิตออกมาให้ใช้กัน

1. IntelliServ ของ NOV (National Oilwell Varco)
   https://www.nov.com/products/intelliserv-wired-drill-pipe
2. PDS (Power Drill String) ของ TDE (https://www.tde-group.com/) https://www.pds-digitaldrilling.com/details.php

รักใครชอบใครก็ไปตามอ่านรายละเอียดตามลิงค์ที่ให้ไว้ได้เลยครับ

ถ้าจะกูเกิลหาข้อมูลต่อ ใช้ keyword “wired pipe” นะครับ

---

recta sapere

Marian Anderson (February 27, 1897 – April 8, 1993) นักร้องผิวสีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคนหนึ่งในศตวรรษที่ 20 ถูกถามคำถามนี้

Anderson in 1920

ช่วงเวลาที่นจดจำที่สุดของคุณคือช่วงเวลาไหน ตอนที่เธอตอบคำถามนี้เธอไม่เอ๋ยถึงเวลาที่เธอร้องเพลงต่อหนประธานาธิบดี ไม่เอ๋ยถึงเวลาที่ได้รับเชิญไปร้องเพลงต่อพระพักตร์กษัตริย์และรชินีแห่งอังกฤษ ไม่เอ๋ยถึงเวลาที่เธอร้องเพลงต่อหน้าคนถึง 76000 คนในวันอีสเตอร์ที่ วอชิงตัน ดี ซี

Anderson in her 1939 concert at the Lincoln Memorial

เธอพูดว่าช่วงเวลาที่น่าจดจำที่สุดในชีวิตของฉันก็คือ ตอนที่ฉันกลับไปบ้าน ไปทาแม่ ฉันพูดกับแม่ว่า แม่ แม่ไม่ต้องซักเสื้อผ้อีกต่อไปแล้วนะแม่

นี่แหละช่วงเวลาที่ฉันจดจำไว้เสมอ ไม่ว่าคุณจะประสบความสำเร็จในชีวิตเพียงใด บุคคลที่อยู่เบื้องหลังคือแม่ของคุณ พ่อของคุณ แม้เวลาที่คุณล้มเหลวเพียงใดในชีวิต ผู้ที่ยืนเคียงข้างคุณสมอก็คือแม่และพ่อของคุณ

ทุกช่วงขณะของชีวิต อย่าลืมพวกท่านเลยนะครับ กลับบ้านไปหาแม่คุณบ้าง ทำอะไรให้แม่คุณบ้างนะครับ

เรื่องสั้นจาก Facebook คุณพ่อสุรชัย ชุ่มศรีพันธุ์

• Facebook
• Twitter
• Line