Vil gjerne slippe kabler

Vil gjerne slippe kabler

Bilindustrien har gitt høyteknologiske målesensorer drahjelp. De skal helst kommunisere trådløst og få strøm av seg selv.

Sintef har siden 80-tallet, da gjennom Sentralinstituttet for industriell forskning, jobbet med såkalt instrumentering, det vil si utvikling av måleinstrumenter. Olje og gass har vært hovedfokus.

Det har ikke vært bare enkelt. Det har vært få masseproduserte deler tilgjengelig, man har måttet produsere det meste fra grunnen av selv. Problemet er å produsere utstyr som tåler den røffe behandlingen det kan bli utsatt for i olje/gass-bransjen. Skal utstyret ned i selve oljebrønnen må det tåle temperaturer på over 200 grader og et enormt trykk. Skal det være fastmontert nedi et rør, må det også holde ut over tid.

LES OGSÅ:

Sintef vil utvikle "prediksjonsmaskin"

Først i disse dager er det i ferd med å skje en endring på dette punktet. Biler som ruller ut av produksjon nå er proppfulle av måleinstrumenter. Disse kommer forskerne ved Sintef til gode.

- Markedet har vær ganske lite, halvlederfabrikantene har ikke vært interessert i å lage dyrt utstyr som kan fungere på over 200 grader. Men så har bilindustrien kommet på banen, og nå skjer det en liten revolusjon, sier Ole Christian Bendixen, forskningssjef for Sintef Ikt Instrumentering.

Pakkes godt inn

Bilindustrien øker volumet på etterspørselen etter hardføre deler av sensorer, som får fabrikantene på gli. Nå er håpet for Sintef-forskerne å få disse delene til å vare lenger. Man vil for enhver pris slippe å stenge ned brønnene for sensorreparasjon. Da flyr millionene avgårde skremmende fort. Sintef-forskerne ser blant annet på ulike måter å pakke sensorene på.

- Bilens sensorer kan også brukes i oljebrønner så lenge de pakkes inn for miljøet, sier seniorforsker Sverre Knudsen.

Det pleier nemlig ikke være selve sensorene som feiler først, det er heller innpakningen.

I Sintefs kjeller

Ettersom det er altfor dyrt og uhensiktsmessig å ta ut aktive brønner av drift for å forske på sensorene, har sensor-avdelingen i kjelleren flere laboratorier. I et av dem er det to kammere som er laget for å heve og senke temperaturen i spennet 50 minusgrader til 200 plussgrader.

I rommet ved siden av er det masse bokser som ser ut som safer, som er laget for langtidstesting av deler under varme forhold. I et par av boksene ligger det akkurat nå batterier til steking på 125 grader, som har ligget der i halvannet år.

I et tredje rom er det et rør som ligner på deler av dommedagsmaskinen hos Cern, bare i miniatyr. Det er et langt rør med en massiv dør.

Funksjonaliteten er trykkammer og vannkoker - inne i røret kan du varme opp vann til 200 grader og legge på trykk opptil 1000 bar. Der kan ulike instrumenter få testet sin utholdenhet under harde kår.

3D-printer

Instrumentene det jobbes med er dyrt å utvikle, og samtidig er det viktig at det ikke tar for lang tid å få produktene på markedet. Derfor brukes i tidligere faser gjerne simulering, modellering og «rapid prototyping», sistnevnte i betydning av produksjon av en litt mindre modell, skrevet ut i en salgs 3D-printer.

- Det korter ned tiden, forklarer Bendixen.

- Det er også mer kostnadseffektivt, påpeker Knudsen.

For tiden jobbes det med autonome, altså selvstyrende, enheter som produserer sin egen strøm og som kommuniserer trådløst, da naturligvis med lav båndbredde, for her skal data ofte sendes enorme distanser.

Tradisjonelt hentes loggedata fra brønner via sensorer som senkes ned i med wire, en såkalt wireline-operasjon.

På grunn av kostanden for å stenge ned brønnen gjøres dette hvert 3,5. år. Sintef-forskerne vil gjerne erstatte denne metoden med en fast logger som ligger i røret og kommuniserer med overflaten og med det til enhver tid gir mye bedre statusoppdatering. En slik enhet bør helst vare i 3,5 til 6 år, helst hele brønnens levetid, påpeker forskerne.

- I stedet for å logge data hvert 3,5. år kan du ta ut fra daglige data fra forskjellige deler av brønnen danne deg et bedre bilde, sier Bendixen.

Betydelig mer billig og kostnadseffektivt system, påpeker de.

Rør

Det jobbes også med sensorer for rør, helt fra dypt under vann og opp til land.

- Instrumenter for å sikre at det ikke er korrosjon eller sprekk, en salgs helsetilstand på «pipeline», sier Knudsen.

Rørene kan bli utsatt for voldsomme belastninger, og en løsning Sintef har sett på er å ha en tråløs sensor mellom hver 12. eller 24. meter som pusher data videre til neste enhet, for så å gi en statusoppdatering for ofte flere kilometer med rør, gjerne om både trykk, temperatur og belastning.

- Helheten nå er at alt blir mindre og mindre plattformbasert og mer og mer pipeline, påpeker Knudsen.

Ikke minst på selve plattformen er det sensorer. Sintef-spinoffselskapet Gassecure er blant produsentene av trådløse sensorer. I slutten av januar stod de for verdens første installasjon av trådløse, infrarøde gassdetektorer. Det fant sted på den Statoil-drevne Gullfaks C-plattformen.

Installasjon, integrasjon og igangkjøring ble gjort på en brøkdel av det som er vanlig for trådbundne systemer, og ytelsestester viser at sensoren har like god ytelse som sine trådbundne konkurrenter. Batteriet varier i to år. Statoil er fornøyde.

- Basert på erfaringene fra Gullfaks C, etter 2-3 ukers testing, er vi ii Statoil veldig fornøyd med de positive resultatene så langt, sier Senior SAS-ingeniør Jens Erik Tømte fra Statoil, i en pressemelding.

- De store besparelsene innenfor kost og tidsbruk, kombinert med økt fleksibilitet under installasjon, vil gi store fordeler i våre prosjekter og modifikasjoner.

Han påpeker at sikkerhetskravene er de samme for trådbundne og trådløse systemer i konsernet.

Les om:

Sikkerhet