Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В процессе бурения необходимо постоянно следить за плотностью буро­вого раствора, поступающего в скважину, что особенно важно при бурении «на равновесии». Контроль расхода и давления бурового раствора на вхо­де в скважину позволяет своевременно обнаружить отклонения от нор­мального хода процесса и предотвратить возможные осложнения. Контроль уровня в приемных емкостях позволяет своевременно обнаружить поглоще­ния раствора и обеспечить его проготовление в необходимых количествах.

Для контроля плотности бурового раствора в нагнетательной линииг используется преобразователь ППВ. Он предназначен для выработки электрического сигнала, пропорционального плотности жидкости в напор­ных и безнапорных линиях циркуляционной системы, входит в состав сис­тем технологических процессов бурения и цементирования нефтяных и га­зовых скважин на суше и на море, служит для измерения плотности буровых и тампонажных растворов. Может быть использован как автоном­ный прибор с унифицированным выходным электрическим сигналом.

Преобразователь работает с пробоотборником пассивного (байпасно­го) и активного (насосного) типов..

Принцип действия преобразователя плотности основан на измерении собственной частоты колебаний трубчатого вибратора с контролируемой жидкостью внутри.

Для компенсации влияния температуры, давления и внешних меха­нических воздействий в преобразователе применена, дифференциальная схема измерения, предусматривающая наличие двух вибраторов (измери­тельного и компенсационного), находящихся в одинаковых условиях, но имеющих разную чувствительность к изменению плотности.

Вибраторы, имеющие (7-образную форму, осуществляют крутильные колебания в индивидуальных электромеханических автогенераторах: виб­ратор — адаптер — усилитель — электромагнит. Частотные сигналы с двух автогенераторов Поступают на преобразователь разности частот в напряжение. При этом реализуется положительный эффект дифференци­альной схемы измерения и осуществляется линеаризация характеристи­ки преобразования.

Конструктивно преобразователь выполнен в виде единого блока, кото­рый имеет соединительные элементы для крепления его в линии напор­ного трубопровода или на пробоотборном устройстве насосного типа.

Преобразователь плотности предназначен для эксплуатации при тем­пературе окружающего воздуха от —40 до — f-50°C и относительной влаж­ности 100% при температуре +25° С. Преобразователь не является источ­ником радиопомех.

Технические данные ППВ

0,8—2,6 10 0—10 1—80

Диапазон измерения плотности, г/см3 …………………………………………

Номинальный диаметр проходного сечения вибратора, мм

Напряжение выходного сигнала, В……………………………………………

Температура контролируемой среды, °С……………………………………..

Диапазон изменения рабочего давления,’ МПа Основная приведенная погрешность, % . .

0—40 ±1 Постоянный 24 ±0,36 5 0,9 8 310 X 350 X 300 40

Питание:

ток… …………………………………………………………..

напряжение, В………………………………………………..

Потребляемая мощность, В’А………………………………..

Вероятность безотказной работы за 2000 ч

Средний срок службы, лет…………………………………….

Габаритные размеры, мм……………………………………….

Масса, кг………………………………………………………….

Мгновенный расход бурового раствора в нагнетательной линии контро­лируют с помощью индукционного расходомера РГР-7 или сменившего его РГР-100.

Расходомеры РГР-7 и РГР-100 предназначены для контроля мгновен­ного расхода электропроводных жидкостей, в частности бурового раствора на водной основе, и устанавливаются в напорном трубопроводе бурового или тампонажного манифольда. Преобразователь расхода по уровню взрывозащиты относится к особо взрывоопасному электрооборудованию.

Первичный преобразователь расхода может устанавливаться во взры­воопасной зоне 2 или вне ее, при этом внутри трубопровода допускается взрывоопасная зона 0 (зоны по «Правилам классификации и постройки плавучих буровых установок», 1983).

Расходомеры состоят из первичного и вторичного преобразователей и указывающего прибора (рис. 2.9). Принцип действия индукционного рас­ходомера основан на законе электромагнитной индукции. Электропровод­ная жидкость может быть рассмотрена как бесконечное число провод­ников, при прохождении которых в магнитном поле возникает э. д.с., пропорциональная средней скорости потока.

Система магнитного возбуждения 1 создает переменное магнитное поле, в котором по немагнитной и изолированной внутри трубе 2 протекает электропроводная жидкость. Индуцируемая в жидкости э. д.с. снимается с корпуса первичного преобразователя и одного электрода 3, введенного внутрь трубы, и подается в преобразовательный блок, где измеряется потенциометрическим методом. При этом компенсирующее напряжение сни­мается с потенциометра 4 через фазовращатель 5, получающий питание от системы катушек компенсации, находящихся в магнитном поле пер­вичного преобразователя. Элемент сравнения 6, построенный на триоде, дает сигнал разбаланса на усилитель 7 с выходом на реверсивный дви­гатель 8.

Двигатель поворачивает движок

реохорда, а вместе с ним ротор сель — _______________________________ :____ »

сина-датчика 9 до сведения разбаланса г -|

к нулю и фиксирует угол, пропорцио­нальный измеряемой э. д.с., т. е. мгновенному объемному расходу.

Рис. 2.9. Расходомер РГР-7

Выходной сигнал «с сельсина-датчика поступает на следующий сельсин указывающего (или регистрирующего) прибора 10.

В отличие от существующих отечественных и зарубежных индукционных расходомеров РГР-7 и РГР-100 компенсируют влияние на показания при­бора не только электрических, но и магнитных свойств жидкости (при работе на утяжеленных буровых растворах) и, кроме того, рассчитаны на работу при повышенных колебаниях параметров питания (при работе от дизель-генераторной установки).

Технические данные РГР-7 и РГР-100

Тип расходомера…………………………………………………………………. РГР-7 РГР-100

TOC o "1-5" h z Предел измерения, л/с…………………………………………………………….. 75 100

Основная приведенная погрешность, %……………………………………… ±2,5 ±1,5

Дополнительная погрешность, %:

при отклонении частоты тока питания от номи­нальной ±5 Гц………………….. ±1

при работе с ферромагнитной средой……………………………………………………. ±1,5

Диаметр проходного сечения, мм……………………………………………… 100 100

Рабочее давление, МПа…………………………………………………………… 20 40

Питание:

ток…………………………………………………………………………… Переменный,….. однофазный

напряжение, В………………………………………………………. 220±33 220±66

частота, Гц. . . ……………………………………………………………… 50 ±5 50 ±5

Потребляемая мощность, В-А………………………………….. 370 400

Габаритные размеры, мм:

первичного преобразователя………………………………………….. 800X340X282 600X350X350

вторичного преобразователя. . ………………………. 450X435X270 280X110X220

указывающего прибора………………………………………………………………. 150X146X120

Масса, кг:

TOC o "1-5" h z первичного преобразователя. . . . 80 60

вторичного преобразователя………………………………………………….. 20 6,1

указывающего прибора 3 —

Температура контролируемой среды, °С. . . . . 80

Удельная электропроводность контролируемой сре­ды, См/м. 10~4 Ч 10

Температура окружающего воздуха, °С………………………….. — 40Ч—)- 50

Для измерения давления глинистого и цементного растворов при бурении и цементировании нефтяных и газовых скважин применяют манометр буровой геликсный МБГ-1.

Принцип действия прибора основан на преобразовании измеряемого давления в угол поворота бесконтактного сельсина-датчика с последую­щей передачей показаний.

Манометр МБГ-1 (рис. 2.10) состоит из первичного преобразователя 3, блока питания 2, указателей 1, соединенных кабелями.

Измерительным ‘элементом первичного преобразователя служит много- витковая манометрическая геликсная пружина, которая воспринимает дав­ление жидкости через резиновый разделитель. Разделитель и манометри­ческая пружина заполнены незамерзающей жидкостью.

Угол поворота сельсина регулируется перестановкой цангового зажи­ма на тот или иной виток манометрической пружины. Регулировка позво­ляет получить линейную зависимость между углом поворота сельсина и 114

давлением. Для сглаживания пульсации давления на входе в манометри­ческую пружину установлен дроссель с регулировочной иглой. v

Быстрота монтажа и демонтажа первичного преобразователя обеспе­чивается быстросъемным замком в виде стопорной вилки, входящей через прорези в патрубке, приваренном к трубопроводу, и прорези в головке корпуса первичного преобразователя. Первичный преобразователь имеет два штепсельных разъема для присоединения блока питания и указателя, выполненного в виде сельсина со стрелкой и шкалой. Стрелка имеет муфту для расцепления ее с осью сельсина и установки на нуль.

Прибор предназначен для работы при температуре окружающего воз­духа от —30 до +50° С.

Технические данные МБГ-1

Предел измерения, МПа………………………………………………………………………. 0—40; 0—25

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

Питание:

ток…………………………………………………………………………. Переменный,………………… од­- нофазный

напряжение, В……………………………………………………………………………….. 220±20

частота, Гц……………………………………………………………………………………………… 50±5

Габаритные размеры, мм:

первичного преобразователя…………………………………………………………………………………………………………. 265X825X190

указателя давления………………………………………………………………………………………………………………………….. 335X305X155

блока питания……………………………………………………………………………………………………………………………………… 210X146X145

Масса, кг:

TOC o "1-5" h z первичного преобразователя…………………………………………………………………………. 9,5

указателя давления………………………………………………………………………. ………….. 6,3

блока питания………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5,6

Уровень раствора в приемных емкостях измеряется с помощью указа­теля уровня УП-11М, предназначенного для непрерывного измерения и записи уровня бурового раствора в первой или второй емкости бурового насоса, а также для выдачи светового и звукового сигналов в случае отклонения от установленных значений уровня при бурении нефтяных и газовых скважин. •

Технические данные УП-11М

TOC o "1-5" h z Диапазон контролируемого уровня, мм…………………………………………………………. О—900

Диапазон настройки сигнализации от крайних значений контрольного

уровня, мм………………………………………………………… -………………………………. 0—300

Основная приведенная погрешность измерения уровня, %……………………………………………. ±6

Погрешность-выдачи сигнала по уровню, мм……………………………………… ’.. . . . ±50

Напряжение питания, В……………………………………………………………………………………. 200±Ц

Потребляемая мощность, В-А………………………………………………………………………………. 100

Температура окружающей среды, °С……………………………………………………………… — 30±+50

Применение УП-11М позволяет своевременно принять меры к обнару­жению начинающегося водогазонефтепроявления или поглощения, предот­вратить возникновение аварий и уточнить геологический разрез (по рас­шифровкам диаграмм записи) с целью прогнозирования возможных ослож­нений при бурении близлежащих скважин.

Для буровых установок, оборудованных типовыми блоками циркуляции, предназначена система автоматизации САЦ-1. Она обеспечивает контроль количественных и качественных показателей циркулирующих сред в про­цессе бурения скважины, приготовления буровых растворов, их утяжеления и обработки химреагентами (контроль уровня сыпучих материалов в блоке приготовления, уровня жидких химреагентов и нефтепродуктов в блоке хранения, уровня бурового раствора в промежуточных и запасных емкостях, наличия газа взрывоопасной концентрации в укрытиях цирку­ляционной системы).

Система предназначена для работы в условиях умеренного климата при температуре окружающей среды от —50 до +50° С и влажности окружаю­щего воздуха 30—80% во всем диапазоне температур.

Перечень приборов, входящих в САЦ-1, их габариты и масса приве­дены в табл. 2.2.

Система по согласованию с заказчиком может поставляться отдель­ными входящими в нее приборами. Каждый прибор системы работает автономно.

Индикатор уровня сыпучих материалов ИПУ-1 позволяет определять уровень в бункере на отметках «пусто» (0%) и «полно» (100%) путем световой индикации указаний уровней. На отметке 100% дополнительно подается сиреной звуковой сигнал продолжительностью 3—5 с. Индикатор состоит из табло сигнализации, к которому кабелями подсоединяются четыре первичных преобразователя типа ПП-07. В корпусе табло сигнали­зации размещены вторичные приборы ВПР-2, связанные с первичными преобразователями ПП-07, ревун РВ-П-220 и световая арматура.

Комплект приборов ПП-07 и ВПР-2 является сигнализатором СУС-11, выпускаемым заводом «Теплоприбор» (г. Рязань).

Работа индикатора предельного уровня сыпучих материалов основана на принципе изменения емкости чувствительного элемента при погружении его в контролируемую среду. Изменение емкости чувствительного элемента 116

Приборы	Габаритные размеры, мм,	не более	Масса, кг
длина	ширина	высота
Указатель уровня химреагентов УХР ‘ _ Индикатор предельного уровня сыпучих материалов НПУ-1:	484	500	3400	35,0
первичный преобразователь ПП-07	175	160	75	2,3
табло сигнализации Сигнализатор СВК-ЗМ:	520	240	370	40
первичный преобразователь	285	240	240	6,5
блок электропитания Уровнемер для типовых блоков циркуляционной системы УП-11М:	332	160	275	8,0 240
регистратор	235	410	525
первичный преобразователь уровня	946	352	2192
переключатель	140	140	120

Технические данные САЦ-1.

Погрешность измерения уровня сыпучих материалов в месте

TOC o "1-5" h z установки первичного преобразователя, мм……………………………………………………….. ±200

Диапазон измерения уровня жидких химреагентов и нефтепро­дуктов, м………. 0—3

Основная приведенная погрешность измерения уровня жидких

химреагентов и нефтепродуктов, %…………………………………………………………………. ±2,5

Диапазон измерения уровня бурового раствора, м………………… 0—16

Основная приведенная погрешность измерения уровня бурового

раствора, %…………………………………………………………………………………. ±2,5

Диапазон опасной концентрации горючих газов и паров, % 5—50

Исполнение по ГОСТ 12997—84:

по устойчивости к климатическому воздействию:

ИПУ-1, УХР-1, УП-11М. . . ……………………………………………………………….. I группа

сигнализатор СВК-ЗМ………………………………… ‘. . ……………………………. IV группа

по устойчивости к воздействию окружающей среды:

ИПУ-1, УХР-1, УП-11М………………………………………………………………… Пылезащищенное,

• брызгозащищенное

сигнализатор СВК-ЗМ…………………………………………………………………….. Обыкновенное.

по устойчивости к воздействию вибрации……………………………………………….. Обыкновенное

Срок службы, лет…………………………. ‘……………………………………………………………. 6

преобразуется электрической схемой в напряжение постоянного тока, управляющего работой электронного реле, к которому подключены си­гнальные лампы и ревун с транзисторным реле времени.

Питание прибора от сети переменного однофазного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

Уровнемер жидких химреагентов УХР-1 — указывающий прибор, снаб­женный шкалой со стрелкой. Уровнемер состоит из поплавка, двух роликов, натяжного устройства с направляющими тросиками, короба со шкалой и груза со стрелкой. Поплавок соединен тросиком, перекинутым через угло­вые ролики с грузом-указателем, перемещающимся в коробе.

Рис. 2.11. Индикатор контроля циркуляции ИЦ-1

При изменении уровня химреагента в емкости поплавок, перемещаясь, влечет за собой груз. По стрелке, прикрепленной к грузу, ведется отсчет уровня. Уровнемер можно монтировать только на блоках хранения хими­ческих реагентов БХР конструкции ВНИИИНефтемаш, он снабжен двумя шкалами: в линейных и объемных единицах.

Уровнемер УП-11М — указывающий, сигнализирующий и регистри­рующий прибор, снабженный регистратором с дисковой диаграммой и сиреной типа ОС-1. Принцип работы уровнемера основан на преобразова­нии поплавком положения уровня в приемной емкости в угол поворота сельсина-датчика. Уровнемер состоит из четырех первичных преобразова­телей уровня, переключателя, регистратора и сигнальной сирены типа СС-1.

Сигнализатор СВХ-ЗМ снабжен световым индикатором наличия газа в укрытии циркуляционной системы и состоит из блока электропитания и блока первичного преобразователя, электрически связанных между собой. Воздух, в котором определяется наличие газа, прокачивается через чувствительный элемент первичного преобразователя. Для забора исследу­емого воздуха в первичном преобразователе имеется эжектор, который подключается к пневмолинии буровой через вентиль. Давление воздуха в пневмолинии 0,2—0,6 МПа.

Для обеспечения надежного контроля циркуляции бурового раствора в УкрНИИГазе разработан индикатор циркуляции ИЦ-1, позволяющий определять аварийные ситуации при бурении скважин [2].

Схема индикатора контроля циркуляции представлена на рис. 2.11. Ин­дикатор состоит из заслонки I, шарнирно укрепленной на желобе и ось которой связана с сельсином-датчиком 2; на стояке 4 нагнетательной линии установлен датчик давления 3, сигнал с которого передается на электрический переключатель коммутационной схемы прибора. На пульте бурильщика установлены показывающий прибор 7 с сельсином-приемни­ком, сирена 6 и сигнальная лампа 5. С целью исключения ложных сигналов 118

установлено реле времени 8. При прокачивании бурового раствора заслон­ка отклоняется от вертикального положения. Угол отклонения заслонки пропорционален интенсивности потока. Сигнализация срабатывает только при аварийной ситуации, т. е. при наличии давления в нагнетательной линии и отсутствии циркуляции (поглощение) или при отсутствии давления и наличии циркуляции (перелив). Отклонение от нормального режима фиксируется прибором, что позволяет принимать соответствующие ре­шения.

Комментарии запрещены.