開發用于深海鉆井船的立管管理系統

　　"CompactRIO 實時操作系統(OS)與硬件的堅固可靠特性使其成為海洋環境下的一種理想選擇。使用 NI 軟硬件套件，所有模塊之間的集成與通信都非常簡單，因此可以在減少開發時間的同時確保功能與性能。"

　　– Rodrigue Akkari, BPP-TECH

　　The Challenge:

　　分析各種運行模式下海底鉆探立管所受的壓力，從而提供最優的艦船方位來增強立管運行的安全性。

　　The Solution:

　　使用NI CompactRIO創建一個獨立運行的單元，從鉆井立管收集，處理，并傳送數據，然后使用NI LabVIEW來評估壓力，推薦方位，并為操作員設定修正方案。

　　Author(s):Rodrigue Akkari - BPP-TECH

　　隨著當今深海油井接近3,000米深，以及墨西哥灣的深水地平線(Deepwater Horizon)號鉆井平臺原油泄露災難所引發的重大關注，對檢測立管性能的可靠系統的需求變得至關重要。立管是鉆井運行中必不可少的，因為鉆柱以及其它工具都要通過它們來進入油井。

　　我們開發了一種隨船攜帶的立管管理系統(RMS)，它能為執行正常強度的鉆井或結束提供實時指導，并能在艦船現場檢查立管運行狀態。系統具有兩個主要部分：數據采集系統與主控制臺顯示系統。數據采集系統包含NI cRIO-9012實時控制器以及三個NI 9871 C系列模塊。主控制臺是使用LabVIEW自主開發的，在Windows PC上運行的軟件。

　　我們使用LabVIEW 中的 LabVIEW MathScript RT模塊來編寫RMS軟件，該軟件在放置于艦船艦橋上的專用控制臺上運行。數據采集硬件通過采集各種數據流，并將其轉換成可由以太網接收的單數據串，從而減少了對特殊接口硬件的需求。

　　我們使用LabVIEW為立管建模，并應用了各種環境狀況，例如三維的流體速度以及海浪的周期與高度。我們也涵蓋了頂部與底部的立管角度，用于標示與井口防噴器組之間的離去角，以及與鉆井船撓性連接的接近角。然后，我們分析數據并以此來計算立管的壓力。這種方法連同采集及導出的數據一道，構成了RMS的基礎。

　　使用LabVIEW MathScript與公式節點(formula nodes)，我們包含了軟件中預先存在的基于文本式語言的IP核，它們是為更有效的代碼復用而開發的。我們使用內置的LabVIEW 數學與線性代數 VIs來進行矩陣運算以及要求執行有限元建模的計算。此外，我們根據LabVIEW固有的并行性來充分利用主機計算機的多核處理能力。