Opla Energy表示，PMD可以通過使用機器學習模型來調整節流歧管，并考慮壓力變化，從而實現MPD操作的完全自動化。該公司表示，該設備最近被部署在俄克拉荷馬州，完成了完全遠程、自動化的MPD起下鉆作業。
 
MPD作業自動化并不新鮮，多年來，作業者和服務公司一直在利用技術和軟件實現MPD系統各個組件的自動化。最近，Opla Energy公司表示，他們正在通過壓力管理設備(PMD)實現全自動MPD系統的目標，該系統無需人工干預。
 
該設備安裝在防噴器上方，旨在取代陸地和海上鉆井平臺上的傳統MPD系統。它連接到鉆機的控制系統，并利用專有的機器學習模型來處理鉆機數據，如流量、泥漿重量、壓力和流變性。在用戶輸入所需的井下壓力后，該設備會自動調整節流器的位置，節流器連接到一個非線性閉環控制器，該控制器安裝了額外的專有機器學習算法，以考慮由于管道運動和流量變化引起的壓力變化。
 
安裝在設備中的機器學習模型還可以訓練設備預測未來潛在的壓力變化，有助于在整個鉆井作業過程中保持穩定的井下壓力。
 
“在傳統的MPD系統中，為了計算維持壓力剖面所需的液壓模型，通常需要將測量結果、BHA、泥漿特性等數據反饋到現場系統中。我們已經放棄了這種做法，”Opla能源公司總裁Elvin Mammadov說。“這個設備實際上是一個雙向的數據流。它可以實時查看來自井下和地面的數據，我們可以根據需要控制和更改設置。”
 
PMD的開發始于2019年，Opla于2021年9月在Midland盆地的Wolfcamp D頁巖對其母公司Citadel Drilling的陸地鉆機進行了現場試驗。Citadel首席執行官Dan Hoffarth表示，在測試過程中，承包商使用PMD在8天內就能鉆完一口井，而使用傳統MPD系統鉆同一油田的其他井平均需要16天。
 
該裝置還減少了安裝過程中的NPT。使用PMD的鉆機平均安裝時間約為2.5小時。相比之下，使用Opla常規MPD套件的鉆機平均安裝時間為8-10小時。這是因為PMD比傳統的MPD系統使用的管道要少得多，因此PMD的物理占地面積要小得多——該公司表示，PMD的大小約為一張咖啡桌。
 
Hoffarth表示:“作為鉆井承包商，我們歷史上從未對NPT進行過如此嚴格的審查，因此我們確實需要能夠到達一個地點并以簡單的方式進行安裝的系統。”“我們也消除了很多風險，無論是從操作的角度還是從節省時間的角度來看，因為我們沒有建立所有的管道。”
 
該設備于2022年9月投入商業使用后，加拿大一家運營商于12月在俄克拉荷馬州Anadarko盆地的一口井中使用該設備完成了第一次完全遠程自動化MPD起下鉆作業。根據Opla的說法，由于機器學習算法的效率和速度，大大節省了時間;他們取代了通常在現場工作的MPD人員。
 
在Anadarko作業中，Opla報告縮短了鉆桿連接時間——與使用傳統MPD系統的鉆機相比，使用PMD的鉆機每次連接時間縮短了約3分鐘。這為該井節省了約5.5-6小時的時間。根據Opla的說法，作業公司在更換軸承總成的作業中也有了顯著的改進，將傳統MPD系統更換一次軸承總成所需的時間從大約30分鐘縮短到5分鐘。
 
Opla Energy直接與運營商簽訂PMD合同，但它與鉆井承包商合作在鉆機上安裝該設備。該設備目前安裝在12個陸地鉆井平臺上，其中包括一個由Citadel擁有的鉆井平臺，分布在Permian、Eagle Ford、Anadarko、Haynesville和加拿大的Montney Shale。
 
Mammadov先生表示，對于未來，Opla正在尋求對機器學習算法進行潛在的增強，例如ROP優化。“我們正在探索非生產時間的原因，看看還有什么其他方法可以幫助鉆井速度更快。也許這意味著玩家可以通過推送通知等方式給出建議。”
 
此外，PMD已經適用于陸地和淺水鉆井，因為該設備的軸承組件碗被設計用來取代上面的張力環旋轉控制裝置(RCD)，它也可以在深水中進行改進。在這些應用中，如果防噴器和RCD安裝在水下，則可以拆卸軸承組件，并替換為一個四向端口塊，該端口塊可與低于張力的環形RCD一起使用。