Le applicazioni industriali come la realizzazione di fori per petrolio e gas rappresentano alcuni degli ambienti più difficili per gli utensili meccanici. Una sfida per le aziende che
si occupano di trivellazione è la necessità di utilizzare apparecchiature elettroniche sofisticate a profondità di pozzo significative e a temperature elevate. È fondamentale
mantenere l’affidabilità di tali componenti elettronici per minimizzare i tempi di inattività.
La maggior parte delle apparecchiature elettroniche per pozzi profondi utilizza circuiti integrati a semiconduttore classificati per un intervallo di temperatura industriale da -40
a +85 ºC, o per un intervallo di temperatura militare da -55 a +125 ºC. Se i componenti operano al di fuori di questi limiti di specifica, può verificarsi un degrado delle prestazioni
fino al guasto. Nelle applicazioni di trivellazione profonda, i pozzi possono raggiungere profondità di 5 km e oltre; per mancanza di flussi d’aria e altri materiali di raffreddamento, le temperature medie possono facilmente raggiungere o superare i 200ºC.
Uno dei principali fornitori mondiali di attrezzature per la trivellazione a fondo ha subito perdite significative di rendimento delle attrezzature e necessitava dell’assistenza ingegneristica di Rochester per identificare la causa principale dei guasti e migliorare le prestazioni del sistema.
La soluzione di Rochester
Rochester Electronics ha una vasta esperienza nella classificazione di dispositivi a semiconduttori e nell’ingegneria dei test che ci permette di lavorare a stretto contatto con i nostri clienti per identificare i problemi delle prestazioni chiave e proporre soluzioni. Per l’applicazione di questo cliente, il Real Time Clock (RTC) fornito da Rochester doveva funzionare a temperature fino a +175ºC e mantenere comunque la precisione delle tempistiche.
Il team di ingegneri di Rochester ha valutato i campioni dei dispositivi, alcuni che hanno fallito e altri che hanno superato il test. È stato quindi sviluppato e configurato un hardware di prova speciale per resistere alle temperature estreme. Inoltre, sono stati scritti programmi di test per l’ATE (Automated Test Equipment) di Rochester, che caratterizzano le prestazioni del dispositivo oltre le specifiche della scheda tecnica.
Nella fase 1 del progetto, il team di ingegneri di Rochester ha fornito la prova che i dispositivi di clock in tempo reale funzionavano ancora fino a una temperatura di +175ºC e che non ci sono stati problemi di “run-away” termico parametrico che a temperature elevate avrebbero potuto causare un guasto immediato del dispositivo o del sistema. Questo ha portato il nostro team di ingegneri a valutare i parametri di sistema che alimentano l’RTC.
Nella fase 2 del progetto, gli ingegneri di Rochester hanno sviluppato un modello simulato della circuiteria di sistema del cliente, caratterizzato dalle alte temperature per tutti i componenti. Il team di ingegneri è stato in grado di replicare i guasti avvenuti alle alte temperature. Il team di Rochester ha lavorato con il cliente e insieme sono stati in grado di prevedere con precisione la causa principale. Ciò ha permesso a Rochester di suggerire importanti modifiche ai circuiti stampati, riducendo al minimo la modalità di guasto e migliorando significativamente il rendimento