探頭滲透儀

MCC 118 MCC 134 與 Raspberry Pi® 一起使用

 

數據通過 WiFi 發送到遠程觸摸屏界面,
操作員可以在那裡實時查看氣體壓力、溫度和流量數據。

 

Probe Permeameter 機器使用 XY 控制系統對岩心樣品進行測量,

精度低於一毫米。Raspberry Pi 4 板是該解決方案的核心,

為機器視覺以及數據採集和控制功能提供足夠的處理能力。

 

簡介
RO Scientific 是一家小型工程公司,也是羅馬尼亞的 MCC 經銷商,專門提供定制 DAQ 解決方案。憑藉在系統設計和軟件開發方面的專業知識,當商用解決方案過於昂貴和/或不能完全滿足他們的需求時,客戶就會求助於他們。

一個這樣的客戶需要開發一種自動滲透儀。準確的岩石滲透率測量對於石油和天然氣行業至關重要,因為在特定地點鑽探的成本高昂的決定在很大程度上依賴於對預期岩心樣本進行的此類滲透率測量。

 

開發的產品是全自動、雙穩態/非穩態、二維預定義和任意測量模式的滲透儀。目的是設計一種能夠提供快速可靠的滲透率測量的設備,對大型岩心樣品具有前所未有的準確性和可重複性。

 

挑戰
測量岩心樣品滲透率的過程仍然更像是一門藝術,取決於執行測量的技術人員的才能和專業知識。整個過程是勞動密集型和耗時的。RO Scientific 的客戶希望將這個過程自動化,就好像它是由人類專家執行的一樣,並且在很短的時間內完成。

 

解決方案
RO Scientific 決定使用 Raspberry Pi 平台,因為他們需要盡可能小的東西,但能夠提供足夠的計算能力來執行一些基本的機器視覺,進行實時數據採集和處理,並通過 Wi-Fi 將結果傳輸到遠程界面。之所以選擇 MCC DAQ HAT,是因為它們能夠在高速下進行精確測量。

完整的機器由高分辨率相機、XY 工作台、控制器、Raspberry Pi 4 以及MCC 118MCC 134 DAQ HAT 組成。HAT 測量四個壓力傳感器、一個高精度溫度傳感器和兩個熱電偶,用於測量緩慢變化的溫度測量值,如環境溫度。

 

該系統是使用用於 Linux® 的開源 MCC 通用庫進行編程的。RO Scientific 完全控制軟件至關重要,這樣他們就可以在客戶需求發生變化時隨時提供更新。

 

操作
使用高分辨率相機,系統掃描測量台,確定岩石樣品的邊緣。然後氣動執行器將探針降低到樣品表面,並將氣體(通常是氮氣)注入岩石樣品中。在多個點測量壓力並記錄溫度數據。確定氣體粘度。一個快速響應的壓力傳感器以 10 kS/s 的速度進行測量,監測壓力衰減。根據該壓力衰減曲線,結合其他壓力和溫度測量,計算樣品滲透率。該過程在樣本內的多個位置重複進行。

 

結果
RO Scientific 使用了最新的滲透率測量研究並將決策過程轉換為代碼。結果是總測量時間減少了 90%,並且測量結果證明與人類專家執行時一樣準確,同樣重要的是,使整個過程具有可重複性。

 

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