Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Расходомер РГР-7

Один из важнейших параметров режима промывки скважи­ны—расход бурового раствора. Контроль за ним в нагнета­тельной линии насосов и на выходе из скважины позволяет установить возникновение газонефтепроявлений или поглоще­ний, их интенсивность, момент окончания разбуривания погло­щающих и проявляющих пластов, оценить эффективность изо­ляционных работ, т. е. свести к минимуму технико-экономиче­ские потери, связанные с осложнениями при бурении скважин.

При турбинном способе расход бурового раствора характе­ризует режим бурения. Знание последнего необходимо дли оценки процесса разрушения горных пород в его взаимосвязи р энергетической характеристикой забойного двигателя. Дли измерения расхода разработаны различные устройства. Наибо­лее широко распространен индукционный расходомер РГР-7,. принцип действия которого основан на законе электромагнит­ной индукции.

Рис. 31. Блок-схема расходомера РГР-7

Расходомер (рис. 31) состоит из датчика и преобразователь­ного блока. Система магнитного возбуждения 1 создает пере­менное магнитное поле. В нем по ненамагниченной и изолиро­ванной изнутри трубе протекает электропроводная жидкость 2. Индуцируемая в ней э. д. с., пропорциональная средней скоро­сти потока жидкости, измеряется двумя электродами 3, введен­ными внутрь трубы и расположенными диаметрально противо­положно в одном ее сечении. Сигнал с электродов поступает на автокомпенсатор, включающий элемент сравнения 4, усили­тель 5, серводвигатель 6 и орган введения обратной связи 9. На выходе автокомпенсатора стоят сельсин-датчик 7, угол пово­рота которого пропорционален мгновенному расходу, и вторич­ный прибор 8.

Техническая характеристика РГР-7

TOC o "1-5" h z Пределы измерения, л/с………………………………………………………….. О—100

Класс точности…………………………………………………………………………………….. ±2,5

Дополнительная погрешность измерения при отклонении температуры от 20 до ±50 °С на каждые 10°С

(ГОСТ 14169—79), %……………………………………………………………………… ±1

Максимальное рабочее давление, МПа…………………………………………….. 20

Температура измеряемой среды, °С……………………………….. 2—80

Диаметр условного прохода, мм…………………………………………………………….. 100

Потребляемая мощность, В-А…………………………………………………………………. 600

Нижнее значение вероятности безотказной работы за

2000 ч при доверительной вероятности Р=0,8 … 0,8

Габариты, мм:

датчика………………………………………………………………………… 800 X 340 X 282

преобразовательного блока……………………………………………. 450X435x270

вторичного прибора…………………………………………………….. 305X158X 210

Масса, кг:

TOC o "1-5" h z датчика………………………………………………………………………………………… 90

преобразовательного блока…………………………………………………………… 20

вторичного прибора……………………………………………………………………… 7

Расходомеры в упаковке для перевозок должны выдержи­вать относительную влажность воздуха 95±3% при температуре 35±5°С.

Рабочая среда — буровой или тампонажный раствор на вод­ной основе с удельной электропроводностью от 10-3 до 10 Ом/м. Средний срок службы расходомера РГР-7 до списания 6 лет.

Срок службы между капитальными ремонтами 18 мес. Следует отметить, что надежность расходомера недостаточна. Внутрен­нее покрытие датчика должно быть стойким к химически актив­ным и абразивным средам и перепадам температур, причем не­обходимо, чтобы материал внутреннего покрытия обладал высо­кими электроизоляционными свойствами.

Аналогичную техническую характеристику имеет расходомер Р ГР-100.

Измеритель числа ходов поршня бурового насоса в единицу времени ИХН-1

В комплексе приборов Б-7 контроль за расходом раствора, закачиваемого в скважину, осуществляется по косвенному по­казателю — числу ходов поршня бурового насоса в единицу вре­мени. При этом имеется в виду, что геометрические размеры цилиндров бурового насоса и величина хода поршня известны, а коэффициент наполнения цилиндров стабилен.

Число ходов поршня бурового насоса в единицу времени из­меряется с помощью электрического тахометра, состоящего из датчика — тахогенератора и вторичного прибора — вольтметра. Вращение от редукторного вала бурового насоса к тахогенера — тору передается с помощью клиноременной передачи аналогич­но прибору ИСР-1.

Техническая характеристика

0—150 ±2,5 70 —40±+50

Диапазон измерения контролируемой величины, ход/мин.

Основная приведенная погрешность измерения, % • • •

Максимальное расстояние от датчика до показывающего при

бора, м…………………………………………………………………………..

Температура окружающей среды, °С………………………………………..

Расходомер ЭМР-2

В расходомере ЭМР-2 внутреннее покрытие изготовлено из полиэтилена. Конструктивно датчик расходомера (рис. 32) вы­полнен следующим образом. Контролируемая жидкость прохо­дит через трубопровод из немагнитной нержавеющей стали 2, футерованный внутри трубкой 5 и помещенный в поле электро­магнита переменного тока с сердечником 6 из листовой электро­технической стали и двумя последовательно соединенными ка­тушками 7. Электродвижущая сила, индуцируемая при проте­кании бурового раствора в поле электромагнита, снимается двумя электродами 4 из нержавеющей стали, изолированными втулками 3.

На корпусе 8 установлены два штепсельных разъема 1, на один из которых выведены катушки возбуждения, на другой — электроды. Выходные сигналы, обладающие значительным на-

Рис. 32. Датчик расходомера ЭМР-2

чальным фоном, подвержены влиянию электрических помех, особенно от токов, протекающих в земле и по трубопроводу. Для повышения помехозащищенности в расходомере ЭМР-2 применена специальная схема включения электродов и линии связи между датчиком и вторичным прибором. Сигнал от дат­чика подается на измерительный усилитель, выполненный в ви­де отдельного блока, который установлен в общем корпусе вторичного прибора. Усилитель соединен с остальной частью схемы через штепсельный разъем. Прибор питается от сети пе­ременного тока через феррорезонансный стабилизатор.

Техническая характеристика ЭМР-2

TOC o "1-5" h z Верхний предел измерения, дм3/мин………………………………………………………… 80

Основная погрешность измерения, %……………………………………………….. ±2,5

Напряжение питания, В……………………………………………………………………….. 220±15

Потребляемая мощность, Вт……………………………………………………………………. 40

Масса, кг……………………………………………………………………………………………….. 36

Габариты, мм…………………………………………………………………………………. 452X340X680

Прибор ЭМР-2 предназначен для непрерывного режима ра­боты и имеет вибростойкое, пыле- и брызгозащищенное исполне­ние. Индукционные расходомеры хорошо зарекомендовали себя при измерении расхода однородных проводящих жидкостей.

Преобразователь расхода выходящего бурового раствора ПРВ

Прибор ПРВ предназначен для преобразования количества выходящего из скважины бурового раствора в пропорциональ­ный выходной сигнал напряжением 0—10 В. Раствор, выходя­щий из скважины, отклоняет чувствительный элемент (лопасть) на угол, пропорциональный количеству проходящего раствора в единицу времени. Угол поворота входного вала преобразовыва­ется далее в пропорциональное перемещение плунжера диффе­ренциального трансформатора. Перемещение плунжера преоб­разовывается прибором ПДТ в напряжение 0—10 В, пропор­циональное расходу.

Конструкция ПРВ показана на рис. 33. Входной вал 4, свя­занный с лопастью 9, поворачивается на угол 0—60° и в зави­симости от расхода бурового раствора передает вращение по­средством конической и цилиндрической передачи фланцу 3, на котором закреплен профильный кулачок 2. Последний, вра­щаясь, перемещает двухплечевой рычаг 8, шарнирно связан­ный с плунжером 13, который двигается внутри катушки 11.

Для обеспечения перемещения плунжера 13 в зависимости от кривизны кулачка 2 применена пружина 10, которая, воз­действуя на плунжер, обеспечивает плотное прилегание рыча­га 8 к кулачку 2. Плунжер, перемещаясь, изменяет в катушке э. д. с., передаваемую на вход преобразователя дифференциаль­

ного трансформатора 1. Корпус преобразователя 7 отлит из алюминиевого сплава и имеет основание 6 для установки пре­образователя на желобе и две съемные крышки 5 и 12.

Техническая характеристика ПРВ

TOC o "1-5" h z Верхний предел индикации, % ………………………………………………………… ^

Погрешность сигнализации, %………………………………………………………… ±4

Температура окружающей среды, °С………………………………………… —50н-+ё()

Масса, кг. . ……………………………………………………………………………. 14,5

Габариты, мм…………………………………………………………………………………. 455x360x420

Сигнализатор потока промывочной жидкости СПЖ-1

Сигнализатор СПЖ-1 предназначен для непрерывного конт­роля изменения потока промывочной жидкости в циркуляцион­ной системе на выходе из скважины в процессе бурения. Он мо­жет входить в состав комплекса приборов контроля параметров промывочной жидкости, долива скважины и прогнозирования флюидопроявления. Принцип работы СПЖ-1 основан на преоб­разовании угла поворота валика первичного преобразователя в пневматический аналоговый сигнал. Прибор СПЖ-1 разработан в Андижанском СПКБ.

Рис. 34. Сигнализатор потока промывочной жидкости СПЖ-1 68

СПЖ-1 (рис. 34) состоит из преобразователя 1, блока инди­кации 4, пневматических трубок 2 и 3. Под действием потока промывочной жидкости лопатка преобразователя поворачивает­ся. В результате преобразователь выдает аналоговый сигнал, который поступает в блок индикации. Последний предназначен для обработки пневматического сигнала, поступающего с преоб­разователя, передачи информации на показывающий прибор, проградуированный в процентах, а также для световой сигна­лизации.

Блок индикации состоит из корпуса и панели. На лицевой стороне панели расположены органы управления СПЖ-1: тумб­леры («Сирена», «Питание», «Настройка»), реле сигнализации, задатчик управления, индикаторы и манометр. На обратной сто­роне панели расположены две пневмопанели, на которых нахо­дятся универсальное пневматическое реле РУП ГМ-1 и пере­кидной клапан КП2-1. При верхнем положении тумблера «На­стройка» сигнал через реле попадает на реле сигнализации, с помощью которых настраивается диапазон контроля потока промывочной жидкости. При нижнем положении тумблера «На­стройка» сигнал через тумблер поступает в реле, где сравни­вается с заданными значениями и в случае выхода сигнала за установленные пределы включает один из индикаторов «Мини­мально» или «Максимально».

Преобразователь предназначен для преобразования угла по­ворота лопатки в аналоговый пневматический сигнал. Он со­стоит из пневмопреобразователя угла поворота, пневмовыклю­чателя, пневматического реле, лопатки, рычага, диска, вала, крышки, противовеса. Лопатка с помощью зажима крепится к рычагу. На одном конце вала закрепляется рычаг, на другом — толкатель. На валике пневмопреобразователя закреплен с по­мощью двух винтов поводок. Под напором промывочной жидко­сти лопатка и соединенные с ней вал и валик пневмопреобразо­вателя поворачиваются на угол, пропорциональный изменению потока промывочной жидкости.

В пневмопреобразователе угол поворота валика преобразует­ся в пневматический аналоговый сигнал и через пневматическое реле передается в блок индикации. При повороте лопатки на угол 7° кулачок через рычаг действует на шток пневмовыклю­чателя. Последний срабатывает и выдает сигнал, который через штуцер поступает в пневмолинию.

Техническая характеристика СПЖ-1

0—100 5—100 ±2,5 0,02-0,1

Диапазон индикации изменения потока промывочной жид­кости, %

Диапазон сигнализации, настраиваемый по шкале, % • ■

Порог чувствительности сигнализатора при изменении по­тока к максимальному значению, %

Диапазон изменения выходных аналоговых сигналов, МПа

Расход воздуха при температуре 20 °С и давлении 0,1 МПа

в установившемся режиме, м3/с, не более…. 4,16-Ю-4

Габариты, мм:

преобразователя…………………………………………………………… 295 x 360X 540

блока индикации………………………………………………………….. 220X170 x 340

TOC o "1-5" h z Масса сигнализатора, кг, не более…………………………………………………………….. 50

Давление питания воздуха, МПа……………………………… 0,14±0,014

Класс загрязненности воздуха по ГОСТ 17433—80 … 1

Температура окружающего воздуха, °С………………… —30-=—1-50

Верхнее значение относительной влажности воздуха при температуре 35 °С и более низких температурах без конденсации влаги, %………………………………………………………………………. 95±3

СПЖ-1 является восстанавливаемым, одноканальным, мно­гофункциональным изделием. Срок службы его 6 лет.

Преобразователь расхода бурового раствора на выходе из скважины ПРВ-1

Преобразователь ПРВ-1 предназначен для контроля расхода бурового раствора на выходе из скважины. Принцип действия его аналогичен ПРВ. Прибор ПРВ-1 состоит из первичного и промежуточного преобразователей; он разработан СПКБ «Неф — тепромавтоматика». Первичный преобразователь предназначен для эксплуатации на открытом воздухе, промежуточный преоб­разователь— для эксплуатации в специальном приборном

шкафу.

Техническая характеристика ПРВ-1

Предел изменения расхода бурового раствора на выходе

TOC o "1-5" h z из скважины, м3/с……………………………………………………………………………. 0,1

Диапазон изменения напряжения выходного сигнала при

сопротивлении нагрузки не менее 3 кОм, В. . . . 0—1

Напряжение питания изделия, В………………………………………………. 12и 24±0,5%

Мощность, потребляемая изделием, В А……………………………………. 1,2

Габариты, мм:

первичного преобразователя…………………………………………………… 585x440x440

промежуточного преобразователя…………………………………. 160x158x 384

Масса, кг:

первичного преобразователя…………………………………………………………. 35

промежуточного преобразователя………………………………………………… 0,4

По защищенности от воздействия воды первичный преобразо­ватель соответствует исполнению ВЗ. По защищенности от воз­действия пыли первичный преобразователь соответствует испол­нению П1. По защищенности от воздействия окружающей среды промежуточный преобразователь соответствует обыкновенному исполнению по ГОСТ 12997—84. По устойчивости к воздействию вибрации первичный преобразователь соответствует исполнению 2, а промежуточный — исполнению 1.

Требования к прочности электрической изоляции цепей пита­ния первичного преобразователя должны соответствовать ГОСТ 21657—83. Сопротивление электрической изоляции между элект­рическими цепями первичного преобразователя и корпусом при нормальных условиях не менее 20 МОм.

Изделие в упаковке для транспортирования выдерживает без повреждений воздействие:

транспортной тряски с ускорением 30 м/с2 при частоте уда­ров от 80 до 120 в 1 мин;

температуры окружающего воздуха от —50 до +60 °С; относительной влажности окружающего воздуха 95±3% при температуре 35 °С.

Показатели надежности: изделие относится к восстанавливаемым; закон распределения времени безотказной работы — экспо­ненциальный;

за отказ принимается нарушение функционирования изделия; вероятность безотказной работы изделия за 2000 ч наработки не менее 0,9;

среднее время восстановления изделия в условиях ремонт­ной мастерской работником средней квалификации (без учета времени доставки ПРВ-1 в мастерскую) должно быть не бо­лее 2 ч;

90%-ный срок сохранения в складских условиях должен быть не менее 3 лет;

средний срок службы изделия должен быть не менее 6 лет.

Индикатор дифференциального расхода ДР-1

Индикатор ДР-1 предназначен для индикации разности в расходе бурового раствора на входе в скважину и выходе из нее по скорости изменения уровня в приемных емкостях бурящейся скважины, сигнализации о начале поглощения или проявления, обеспечения информацией внешних устройств сбора и обработки данных и систем управления технологическим процессом. Инди­катор разработан СПКБ «Нефтегазпромавтоматика».

Функциональное назначение ДР-1—преобразование измене­ния уровня промывочной жидкости в приемных емкостях буря­щейся скважины в дифференциальный расход. Индикатор ис­пользуется в составе АСУ ТП бурения нефтяных и газовых сква­жин на суше, а также его можно применять самостоятельно. Это изделие повторяющегося единичного производства.

По устойчивости к воздействию вибраций индикатор ДР-1 соответствует исполнению 2 в диапазоне частот 5—45 Гц; по устойчивости к воздействию температуры и влажности окружа­ющей среды соответствует группе исполнения С4 для изделий третьего порядка и виду климатического исполнения УХЛ1 по ГОСТ 15150—69 для температур от —30 до +50 °С.

Электрическое питание индикатора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В при отклонении от —15 д0 -}-10% и частотой 50±1 Гц.

Техническая характеристика ДР-1

TOC o "1-5" h z Диапазон индикации дифференциального расхода, соответ­ствующий изменению уровня от 0 до ±25 мм, л/с. . 0—5

Чувствительность индикатора к изменению дифференциаль­ного расхода, мм 5

Сигнализация……………………………………………………………………………………. Световая

Максимальная мощность, потребляемая индикатором, В-А 750

Габариты, мм:

преобразователя уровня…………………………………………………………. 2100X485x300

шкафа с аппаратурой…………………………………………………………. 1554….. x 835 x 665

Масса, кг:

преобразователя уровня………………………………………………………………… 45

шкафа с аппаратурой……………………………………………………………….. 130

Индикатор является многофункциональным, одноканальным, восстанавливаемым изделием. Закон распределения времени безотказной работы — экспоненциальный. Вероятность безотказ­ной работы индикатора за 2000 ч составляет 0,85; 95%-ный срок сохраняемости индикатора — не менее 2 лет; среднее время восстановления индикатора — не более 2 ч (при восстановлении работоспособности путем замены функциональных элементов).

Комментарии запрещены.