Wireline Tool Calibration EP5 – Formation tester gauge

• Facebook
• Twitter
• Line

Wireline Tool Calibration EP5 – Formation tester gauge – น่าจะตอนสุดท้ายแล้วครับ เพราะคิดไม่ออกแล้วว่ามีเครื่องมืออะไรต้องปรับเทียบอีก

formation tester คือ อะไร ทำงานอย่างไร หน้าตาเป้นไง มือใหม่ อ่านนี่ก่อนเลยครับ

Wireline Logging ตอน วัดความดัน และ เก็บตัวอย่างของเหลว (RFT)

หัวใจการวัดของมัน คือ pressure gauge ซึ่งก็คือ ตัววัด pressure กับ อุณหภูมิ หรือ ที่เรียกสั้นๆว่า pressure gauge

pressure gauge เป็น เครื่องวัดที่ค่อนข้างเก่าแก่มากในหลายวงการอุตสาหกรรม และ มีหลายประเภทมากมาย แต่มี 2 ประเภทใหญ่ๆ ที่เราใช้อยู่ในเครื่องมือ formation tester ของเรา

1. Strain gauge เป็นชนิดที่เก่าแก่มาก เป็นความต้านทาน แปะไว้บนผิวที่ยืดหยุ่นได้ (นึกถึงเอาความต้านทานไปแปะไว้ที่ผิวลูกโป่ง) พอผิวที่ยืดหยุ่น ยืด หรือ หด ความต้านทานก็จะเปลี่ยน แล้วเราเอาวงจรไฟฟ้าไปต่อกับความต้านทานนั้น ปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไป ก็จะได้ตามต่างศักดิ์ที่วัดได้แปรผันกับการยืด หด ของผิวนั้น ซึ่งก็แปรผันกับความดันที่ผิวนั้นเกาะอยู่ (เช่น ผิวถังก๊าซ) ข้อดีคือ ไม่มีผลของอุณหภูมิมากนักเมื่อเทียบกับอีกแบบหนึ่งที่จะกล่าวต่อไป ข้อจำกัด คือ ความแม่นยำน้อยกว่า อีกแบบหนึ่งที่จะกล่าวต่อไปอีกเช่นกัน
2. ควอตซ์ เกจ (quartz gauge) ผลึกบางประเภท ให้ความถี่ธรรมชาติออกมาแปรผันกับความดันที่กดมันอยู่ เราก็สร้างวงจรไฟฟ้าขึ้นมาตรวจจับความถี่นั่น (เหมือนนาฬิกาควอตซ์น่ะ) เราก็จะได้สัญญาไฟฟ้าที่แปรผันกับความดัน ข้อดีคือ แม่นยำ แต่ข้อจำกัด คือ อ่อนไหวกับอุณหภูมิมาก

ไม่ว่าจะเป็นตัววัดแบบใด ก็มีสิทธิ์เพี้ยนได้ เมื่อเวลาผ่านไป อายุ การใช้งาน และ อื่นๆ (มีปัจจัยมากมายที่ทำให้เครื่องวัดหนึ่งๆเพี้ยน) ดังนั้น เครื่องวัดทั้งสองแบบ ต้องการการปรับเทียบ ทั้งคู่

ข้อดี และ ข้อจำกัด ของตัววัดทั้งสองประเภทนั้นมีผลโดยตรงกับวิธีการ และ ความถี่ ในการปรับเทียบ ซึ่งจะเล่าต่อไป

Wireline Tool Calibration EP5

Formation tester gauge

ก่อนอื่น เรามาดูมาตราฐานกันก่อนว่าเราใช้อะไร เนื่องจาก ตัววัดความดัน เป็นอะไรที่เก่าแก่มาก เราไม่ต้องคิดอะไรใหม่ให้เมื่อยตุ้ม เราก็ยืม มาตราฐานอุตสาหกรรมมาใช้เลย นั่นคือ dead weight tester

https://en.wikipedia.org/wiki/Deadweight_tester

หน้าตาก็พิกลๆแบบข้างล่างนี้ ใช้งานยากชมัด พูดเลย

ขนาดหลักการย่อๆก็ยุ่งพิลึก – ต่อสายไฮดรอลิกเข้ากับ gauge หมุดปิดวาว์ว หมุนมืออัดน้ำมันไฮดรอลิกส์ ให้แกนที่ยกน้ำหนัก สูงขึ้น แล้วเอามือหมุนแผ่นน้ำหนักมาตราฐานที่วางลงทีล่ะแผ่น (เพื่อลดแรงเสียดทาน)

ภาพที่เห็นตอนนี้ คือ แผ่นน้ำหนักจะหมุนช้าๆ ขยับขึ้นลงๆ รอจนมันหยุดขยับขึ้นลง แต่ยังคงหมุนอยู่ แล้วจึงให้เครื่องมือวัดเราอ่านค่า (ส่วนเกจที่ติดอยู่กับ dead weight tester มีไว้เพื่ออย่างอื่น จะไม่กล่าวถึง เดี๋ยวงง) ความดันมาตราฐาน ก็คือ แผ่นน้ำหนักที่เราวางลงบนแกนหมุนนั่นแหละ

หลักการก็เหมือนตาชั่ง สองแขน สมัยโบราณน่ะ ที่เรามีตุ้ม นน. มาตราฐาน ข้างหนึ่ง กับ สินค้าที่ต้องการวัดอยู่อีกข้างหนึ่ง เพียงแต่ dead weight tester นี่ ใช้หลักการของ ปู่ปาสคาล ถ่ายเทความดันผ่านของเหลวแทนระบบคานแบบดั้งเดิม

เนื่องจาก เกจ ทั้ง 2 แบบ นั่น แปรปรวน กับอุณหภูมิทั้งคู่ เราจึงต้องเอาเครื่องมือ เอาทั้ง sonde ลงเตาอบไฟฟ้าขนาดใหญ่ เพื่อปรับเทียบความดันไปพร้อมๆกับการวัดอุณหภูมิ ณ.ความดันนั้นๆ

ที่เหลือ ก็พอเดาได้ใช่ไหมครับ ว่าเราจะหา f(x) แต่ในที่นี้ ไม่ใช่ แค่ x แต่เป็น f(x1, x2) เพราะเรามีอุณหภูมิมาเกี่ยวด้วย

สมัยก่อนยุดดิจิตอล วิศวกรไดโนเสาร์อานาล็อกรุ่นผมต้องพล๊อดกราฟข้างล่างนี้เองครับ มันก็ คือ f(x1, x2) นั่นแหละ แต่มันเป็นแบบกราฟ

อ้อ จริงๆกราฟมันไม่ตรงแป๊ะ ขนานกัน อุณหภูมิไล่จากมากไปน้อย บนลงล่าง แบบนี้นะครับ ผมแค่ร่างเร็วๆให้เห็นแนวคิดเท่านั้น

พูดง่ายๆ คือ กราฟ ทั้งคู่นี้จะเป็น ลายเซ็นต์ (signature) ของเครื่องมือชุดนั้น (รวมทั้งตัว sonde ที่เราแช่ในเตาอบ) นั้นหมายความว่า จะเอากราฟไปใช้ได้ เราต้องเอาเกจใช้คู่กับ sonde ทั้งชุด ถ้าแยกกันใช้ จะต้องเอาไปปรับเทียบใหม่ (พอเห็นความยุ่งยากไหมล่ะครับ หุหุ)

ส่วนมาตราฐานอุณหภูมิ เราใช้เครื่องมือวัดในตลาด ที่โรงงาน เกจ หรือ บ. เราเอง ระบุ ยี่ห้อ และ รุ่น ที่กำหนดไว้ มีเยอะครับ หน้าตาก็แบบข้างล่างนี้เป็นต้น

ข้อพิจารณา

ความถี่บ่อยในการปรับเทียบ – อันนี้ไม่ยาก เปิดดูคู่มือของ บ. (ซึ่งก็คงอ้างอิง โรงงาน + safety period กันเหนียว นั่นแหละ)

strain gauge มักจะต้องปรับเทียบบ่อยกว่า quartz gauge เพราะ stain gauge มันเป็น mechanic มันมีแผ่นยืดหยุ่นแปะอยู่ที่ผิวภาชนะ มันมี moving part แม้จะน้อยนิดก็ตาม แต่ quartz gauge มันไม่มีอะไรเคลื่อนไหว มัน static กว่า แค่ก้อนผลึก อยู่นิ่งๆ

ช่วงอุณหภูมิ และ ความดัน ที่ปรับเทียบ – ข้อนี้ก็ว่าไปตามความคาดหมายของงานที่จะต้องเอาไปเครื่องมือไปใช้ในรอบเวลาก่อนจะปรับเทียบครั้งต่อไป

เช่น ครั้งต่อไปที่จะต้องปรับเทียบ คือ 6 เดือน เราก็ไปดูว่า งานในช่วง 6 เดือนนี้ ความดัน และ อุณหภูมิ สูงสุด ต่ำสุด เท่าไร ก็ บวก ลบ ตาม นโยบาย บ. แล้ว ก็ปรับเทียบตามนั้น เหตุผลง่ายๆ คือ ก็ใช้งานแค่นั้น จะไปอะไรมากมายเกินกว่านั้น เสียเวลา 555

ความละเอียดในการปรับเทียบ – พูดง่ายๆคือ ความละเอียดในการเก็บข้อมูลมาพล๊อตกราฟ เช่น ทุกๆ 50 psi ทุกๆ 10 ดีกรี ซี หรือ ทุกๆ 25 psi ทุกๆ 5 ดีกรี ซี … เปิดดูคู่มือของ บ. (ซึ่งก็คงอ้างอิง โรงงาน + safety นิดหน่อย กันเหนียว นั่นแหละ) โดยมาก quartz gauge จะเรื่องเยอะ (ถี่ + ละเอียด) กว่า stain gauge

จะเห็นว่า stain gauge กับ quartz gauge มี ข้อดี ข้อจำกัด แตกต่างกัน เราจะใช้อะไร? ไม่ได้ขึ้นกับ บ. service แต่ ขึ้นกับ ลูกค้า คือ บ. น้ำมัน

strain gauge ค่าเช่าใช้ถูกกว่า quartz gauge ให้ลูกค้าไปชั่งนน.เอา อิอิ

ตอนผมอยู่ฝั่ง service company ผมสงสัยมากว่า 1000 psi กับ 1000.45 psi มันจะอะไรหนักหนา เมื่อเปรียบเทียบกับ 108 1009 ปัจจัย ที่มีผลต่อความคลาดเคลื่อนในการวัดเนื่องปัจจัยอื่นๆที่ควบคุมไม่ได้

ตอนนี้ มาทำงานด้านขุดเจาะ ไม่เกี่ยวกับการใช้ข้อมูลนี้โดยตรง ในแง่การขุดเจาะ 1000.00 กับ 1000.45 psi ไม่ทำให้งานในทางปฏิบัติต่างกัน แต่ในแง่วิศวกรรมแหล่งกักเก็บ ซึ่งใช้งานตัวเลขพวกนี้โดยตรง อาจจะมีผลก็ได้

แต่ผมก็อดแย้งไม่ได้อยู่ดีว่า จะเอาแม่นยำระดับ quartz ไปทำไม เพราะถ้าจ่ายแพงใช้ quartz แล้วได้ผลลัพธ์ ก็มักไป +/- 10 – 15% ในขั้นสุดท้ายอีกที ซึ่งมันก็เบลอความละเอียดของเครื่องวัดที่เราอุตส่าห์จ่ายแพง

เช่น จ่ายค่าเก็บข้อมูลแพง + คำนวนแทบตาย ได้ผลว่า มีน้ำมันอยู่ใต้ดิน 100 ถัง (งานวิศวกรแหล่งกักเก็บ) แต่ตอนเอาไปใช้ต่อเช่น งานวิศวกรรผลิต (production engineering) งานตัวแบบเศรฐศาสตร์ งานทำสัญญาซื้อขาย เราก็ +/- 10% (90 – 110 ใช้ ค่าน้อย หรือ ค่ามาก ขึ้นกับจุดประสงค์ของการนำไปใช้) ซึ่ง +/- 10% (แม้แต่ 5% ก็เถอะ) ก็เกินความคลาดเคลื่อนของ quartz ไปบานเลย

ใช้ strain gauge ก็ได้ผลมาอาจจะ ไม่ 100 แป๊ะ อาจจะ 100.5 หรือ 100.75 แต่พอ +/- 10% ในขั้นสุดท้าย มันก็เอาไปใช้ในทางปฏิบัติได้ไม่ต่างกัน

บ.service ก็มักจะเอาความละเอียดแบบเว่อร์ๆ ไป(หลอก)ขาย บ.น้ำมัน ไม่ต่างกับเรา(ผู้ชาย)ชอบซื้อรถแรงๆ เช่น ความเร็วสูงสุดเยอะๆไว้ก่อน (แพง) แต่ใช้จริง เหยียบอย่างเก่ง 120 ก็ป๊อดแล้ว (ผมเป็นต้น) ตลอดอายุการใช้งาน (ฮ่า)

แต่นั่นแหละ ผมไม่ใช่คนตัดสินใจ ไม่ใช่เงินผม … 555

เกร็ดเล็กๆน้อย

เวลารออ่านค่า – เนื่องจาก แผ่น นน.มาตราฐานมันหมุนๆอยู่ และ อุณหภูมิ ที่ sonde อยู่ในเตาอบ มันไม่นิ่งแป๊ะ ค่าที่อ่านได้จากการวัดจริง มันไหวๆตลอด ไม่ 1045.7865 psi นิ่งๆ

ตรงนี้แหละ ที่ปวดตับพวกเรามากที่สุด กรณี strain gauge คู่มือบอกว่า จะต้องรอให้ค่า ทศนิยม 2 ตำแหน่ง นิ่ง เป็นเวลา x วินาทีๆ ถึงจะอ่านค่าได้ ส่วน quartz gauge ต้องรอให้ค่า ทศนิยม 4 ตำแหน่ง นิ่ง เป็นเวลา y วินาที ถึงจะอ่านค่าได้ … ผมจำค่า x y ไม่ได้ แต่รู้ว่า ราวๆ 10 วินาที และ y > x คือ quartz gauge ต้อง รอทศนิยม 4 ตำแหน่ง และ รอนานกว่า แถม ทำช่วงถี่ ละเอียดกว่า … ยาก และ ใช้เวลานานมากครับ

เวลา และ ความปลอดภัย ในการใช้เตาอบไฟฟ้า – เตาอบไฟฟ้า ขนาดที่เอางูหลามขนาดต้นขาผู้ใหญ่ ยาว 2.5 เมตร ใส่ได้เนี้ย ไม่ธรรมดาครับ ไม่เหมือนเตาอบขนมปังขนาด 2 ลิตร นิ กว่าจะอุ่นเครื่องจนร้อน กว่าจะได้อุณหภูมิที่คงที ปรับอุณหภมิขึ้นทีนึง ก็ต้องรออุณหภูมินิ่ง ทีนึง ปรับเทียบเจ้า formation tester นี้คืองานทั้งวันใน workshop ครับ ทำกันตั้งแต่เช้าจนค่ำ (ไม่ใช่จรดเย็นนะ)

warm up ก็เป็นชม. ทำเสร็จแล้ว รอเตาอบเย็น warm down อีก เป็น ชม.ๆ ไม่ใช่ ปิดสวิทซ์ แล้วบิดมอเตอร์ไซด์ไปสั่งวิสกี้โซดาหาน้องหนูในเมืองได้เลยเมื่อไร เช้ามาไฟไหม้ workshop ก็ติดคุกหัวโตอะดิ

ไหนจะเรื่องความปลอดภัย ต้องกันเชือก ต้องประกาศให้รู้ทั่ว workshop (บาง workshop ต้องทำ permit หรือ ใบขออนณุญาติทำงานล่วงหน้าด้วย) ต้องเตรียมข้าวเที่ยงมากิน เพราะ ออกไปไหนไม่ได้ ต้องนั่งเฝ้า ซึ่ง ชัวร์ครับ trainee ต้องมาเป็น บ่าวให้ใช้งาน อิอิ

ไม่ทุก workshop จะมีเตาอบงูหลาม – บ่อยครั้ง ที่ workshop ย่อยๆ เล็กๆ ต้องส่งเครื่องมือไป workshop ที่ใหญ่กว่า ใกล้ๆ แน่นอน วิศวกรต้องไปด้วย งานแบบนี้ ไม่มีใครที่ workshop ใหญ่ อยากทำให้หรอก หุหุ

ยุคดิจิตอล – เราไม่ต้องพล๊อตการฟอีกแล้ว แค่กรอกค่าที่อ่านได้เข้าซอฟแวร์ แล้วที่เหลือคอมฯจัดการให้เสร็จ แต่การลงมือทำ การอ่านค่า งานใช้แรง บลาๆ ยังเหมือนเดิมเดี๊ยะ

สรุป

caliper resistivity conductivity จัดท่าปุ๊บ อ่านค่าปั๊บ

Gamma Ray, Litho – Density, Neuron รอเวลาหน่อย เครื่องวัดต้องอ่านซ้ำๆ เพื่อลดความคลาดเคลื่อนทางสถิติเนื่องจากการวัดกัมมันตรังสี (เหมือน MRI น่ะ ที่ต้องนอนนิ่งๆในอุโมค์ให้เครื่องอ่านค่าแต่ล่ะจุดนานหน่อย) แต่ก็ไม่ได้มากมายอะไร วัดทีนึง รอสัก 3 นาที และ ไม่หลายจุด จุดเดียวก็จบ (อธิบายไปแล้วใน EP4 ว่าทำไมแค่จุดเดียว)

ส่วนเจ้านี่ ตัวสุดท้าย มัน PIA ไม่ใช่ ปากีสถานแอร์ไลน์นะครับ PIA คือ Pain In the Ass ครับ 555

จัดท่าทาง เอางูหลามใส่เตาอบก็ยาก วัดเทียบค่าค่าก็หลายจุด รออุณหภูมิ รอค่าที่อ่านให้นิ่งก็นาน ไหนจะรอเก็บของอีก สรุป เยอะ ยุ่ง นาน อันตราย เหนื่อย บลาๆ

ดังนั้น วิศวกรใหม่ กับ วิศวกรฝึกงาน จะเป็นเป้าหมายโดนวิศวกรอาวุโสจองตัวล่วงหน้าสำหรับงานนี้เมื่อกลับมาพัก ทำงานในฐานปฏิบัติการที่มี workshop 555

จบซีรี่ย์แล้วครับ … ใครมีอะไรสงสัยก็ nongferndaddy@hotmail.com หรือ ในเพจ ก็ได้ครับ

• Facebook
• Twitter
• Line