Modelado de Procesos del Sistema de Perforación Geotérmica Usando Gemelo Digital para Monitoreo y Control en Tiempo Real
Autores: Osinde, Nahashon O.; Byiringiro, Jean B.; Gichane, Michael M.; Smajic, Hasan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Modelado de Procesos del Sistema de Perforación Geotérmica Usando Gemelo Digital para Monitoreo y Control en Tiempo Real
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Kenia
Demanda de energía
Geotérmica
Operaciones de perforación
Desgaste de herramientas
Modelo de gemelo digital
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Actualmente, Kenia satisface su demanda energética predominantemente a través de la energía hidroeléctrica, que fluctúa debido a la escasa y poco predecible lluvia en años particulares. Se propone la energía geotérmica como una fuente de energía limpia y confiable para satisfacer la creciente demanda energética de Kenia. Durante las operaciones de perforación geotérmica, las interrupciones debido al desgaste y las roturas de herramientas aumentan significativamente el costo de operación. Algunas de estas causas pueden ser mitigadas mediante el monitoreo en tiempo real de la cabeza de la herramienta durante las operaciones. Este documento presenta el diseño e implementación de un modelo de gemelo digital de una cabeza de perforación, representado como una sección de un sistema de ensamblaje mecatrónico. El sistema fue modelado en Siemens NX y programado a través del portal TIA utilizando PLC S7 1200. El modelo digital fue programado para coincidir exactamente con las operaciones del sistema físico utilizando estándares de OPC (comunicaciones de plataforma abierta). Estas operaciones fueron verificadas a través del estudio de movimiento mediante la ejecución simultánea del sistema de ensamblaje y el modelo de gemelo digital. Los resultados del estudio sustentan que un modelo de gemelo digital de una operación de perforación geotérmica puede imitar de cerca la operación física.
Descripción
Actualmente, Kenia satisface su demanda energética predominantemente a través de la energía hidroeléctrica, que fluctúa debido a la escasa y poco predecible lluvia en años particulares. Se propone la energía geotérmica como una fuente de energía limpia y confiable para satisfacer la creciente demanda energética de Kenia. Durante las operaciones de perforación geotérmica, las interrupciones debido al desgaste y las roturas de herramientas aumentan significativamente el costo de operación. Algunas de estas causas pueden ser mitigadas mediante el monitoreo en tiempo real de la cabeza de la herramienta durante las operaciones. Este documento presenta el diseño e implementación de un modelo de gemelo digital de una cabeza de perforación, representado como una sección de un sistema de ensamblaje mecatrónico. El sistema fue modelado en Siemens NX y programado a través del portal TIA utilizando PLC S7 1200. El modelo digital fue programado para coincidir exactamente con las operaciones del sistema físico utilizando estándares de OPC (comunicaciones de plataforma abierta). Estas operaciones fueron verificadas a través del estudio de movimiento mediante la ejecución simultánea del sistema de ensamblaje y el modelo de gemelo digital. Los resultados del estudio sustentan que un modelo de gemelo digital de una operación de perforación geotérmica puede imitar de cerca la operación física.