Информационно-измерительная система СКУ-Море-2
Система — сложный комплекс, включающий в себя механические, гидравлические, электрические, электромеханические и электронные узлы, блоки и приборы (модули).
Система предназначена для автоматического контроля технологических параметров процессов бурения и цементирования скважин, хранения и транспортирования сыпучих материалов на плавучих буровых установках ППБУ, СПБУ, буровых судах БС и морских стационарных платформах ВСП.
Система может быть использована как самостоятельно, так и в составе АСУТП, обеспечивая получение измерительной информации, ее преобразование и представление в требуемом виде потребителю — оператору, непосредственно связанному с выполнением технологических операций, и для ввода в АСУТП.
Эксплуатационное назначение системы:
контроль работы грузоподъемного, вращательного и насосного оборудования, а также контроль параметров системы циркуляции в процессе бурения и при спускоподъемных операциях с целью поддержания заданного режима, предотвращения перегрузок оборудования и раннего обнаружения проявлений или поглощений в скважине;
контроль технологических параметров процесса цементирования скважины с целью поддержания заданного режима и предотвращения аварийных ситуаций;
контроль заполнения бункеров в системе хранения и транспортировки сыпучих материалов с целью поддержания заданного режима работы пневмотранспорта и для учета количества сыпучих материалов;
получение информации о технологических процессах для использования ее в дополнительных внешних устройствах, в том числе в АСУТП. Функциональное назначение:
получение первичной измерительной и неизмерительной информации путем преобразования в электрический сигнал неэлектрических величин, характеризующих контролируемый технологический параметр;
формирование дополнительной информации, более чувствительной к изменению контролируемого параметра, в виде сигналов отклонения от установленного значения одной контролируемой величины (изменение плотности бурового и цементного растворов и изменение уровня раствора в рабочих резервуарах) или разности двух величин (изменение дифференциальных расходов и температуры на входе и выходе из скважины);
получение обобщенной информации (оценка общего количества бурового раствора в резервуарах и определение расхода бурового раствора, поступающего в скважину через две линии манифольда);
решение логической задачи по определению поглощений и проявлений при спускоподъемных операциях в полуавтоматическом режиме с выдачей световой и управляющей сигнализации, в том числе сигнала на долив скважины;
формирование световой и управляющей (внешней) сигнализации о превышении заданного предела нагрузки на крюке, крутящего момента на рот. оре, положения талевого блока, давления, газосодержания и уровня бурового раствора в резервуарах:
формирование световой и управляющей (внешней) сигнализации о превышении заданной зоны отклонения от установленного значения плотности, дифференциальных расхода и температуры на входе и выходе из скважины, а также изменения уровня раствора в резервуарах: визуальная индикация и аналоговая регистрация информации; выдача унифицированных выходных сигналов о значении контролируемых технологических параметров;
распределение информации по постам управления на объекте в необходимой форме.
В зависимости от объекта эксплуатации предусматриваются четыре исполнения системы: 00— самоподъемная плавучая буровая установка СПБУ 6500/100; 01 — верхнее строение глубоководной стационарной буровой платформы ВСП; 02 — плавучая полупогружная буровая установка ППБУ 6500/200; 03 — буровое судно БС 6500/300.
Условия эксплуатации — в соответствии с климатическими исполнениями изделий системы:
для первичных преобразователей центральных модулей (кроме регистраторов), блока режимов цементирования и вспомогательных устройств— от —40 до 4-50° С при относительной влажности 100% при + 25° С; для пульта ПДП — от — 10 до +40° С при относительной влажности 98% при +25° С.
Каналы контроля технологических параметров по своей номенклатуре, пределам измерения, наличию на пультах управления даны в табл. 1.16.
Питание системы — от энергопитания объекта однофазным переменным напряжением 220 В с частотой 50 Гц. Потребляемая мощность для системы на ППБУ 6500/200, СПБУ 6500/100 и БС 6500/300 не более
4,5 кВ-A, для системы на МСП (ВСП) не более 8 кВ-А.
Система строится по канальному блочно-модульному принципу и собирается на объекте эксплуатации из средств, перечень которых представлен в табл. 1.17.
Основой функционирования системы являются каналы измерения, сформированные по контролируемым технологическим параметрам.
От первичных преобразователей, расположенных на контролируемых технологических объектах, информация поступает на центральные модули (в том числе показывающие приборы, регистраторы) через распределительное устройство пульта бурового мастера (ПБМ), расположенного в специальном помещении поста бурового мастера. Исключением являются локальные средства контроля уровня сыпучих материалов в бункерах хранения и разгрузочных бункерах.
Контролируемый технологический параметр |
Наличие информации на пульте управления |
|||||
Наименование |
Пределы измерения |
бурового |
бурильщика |
буровыми |
цементировоч |
пневмотранс |
мастера |
насосами |
ными насосами |
портом |
|||
Нагрузка на крюке, кН |
0—4000; 0—3500 |
+ |
+ |
__ |
— |
|
Крутящий момент на роторе, кН-м |
0—60; 0—80 |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
Давление в буровом манифольде, МПа |
0—40 |
+ |
+ |
— |
— |
|
Частота вращения ротора, об/мин |
0—300 |
+ |
+ |
— |
— |
— |
Скорость перемещения талевого блока, м/с |
0,2—3 |
+ |
+ |
|||
Положение талевого блока, м |
0—50 |
+ |
+ |
— |
— |
— |
Подача (перемещение) инструмента, м |
0—1 |
+ |
— |
— |
— |
— |
Расход бурового раствора, м3/с |
0—0,1 |
+ |
+ |
+ |
— |
|
Уровень раствора в резервуарах, м |
0—1,6; 0—2,5 |
+ |
+ |
+ |
— |
|
Температура бурового раствора, °С |
0—100 |
+ |
+ |
— |
— |
— |
Плотность бурового раствора, г/см3 |
0,8—2,6 |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
Газосодержание бурового раствора, % * |
0—10 |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
Уровень бурового раствора в скажине, м (вниз от ротора) * |
20—25 |
+ |
+ |
— |
— |
— |
Давление в цементировочном манифольде, МПа |
0—40 |
+ |
— |
— |
+ |
— |
Расход цементного раствора (прода — вочной жидкости), м3/с |
0—0,1 |
+ |
— |
— |
+ |
— |
Количество жидкости, прокачанной через цементировочный манифольд, м3 |
2—999,99 |
+ |
— |
— |
+ |
— |
Плотность раствора в цементировочном манифольде, г/см3 |
0,8—2,6 |
+ |
+ |
|||
Уровень сыпучих материалов в бункерах (число точек контроля в бункере) |
2 и 6 (в зависимости от назначения бункера) -3-г — +3 |
+ |
||||
Положение поршня в цилиндре компенсатора вертикальных колебаний инструмента, м* |
+ |
+ |
— |
— |
||
Проявление и поглощение скважины при спускоподъемных операциях * |
+ |
+ |
* Реализация или характеристика канала определяются составом системы в зависимости от ее исполнения (назначения). |
Изделие |
Шифр |
Число изделий в системе для исполнения |
Защищенность от воздействия |
Зона взрывоопасности * |
||||||
00 |
01 |
02 |
03 |
климатических факторов по гост 15150—69 |
вибрации, исполнение по ГОСТ 12997—84 |
пыли, исполнение по ГОСТ 12997—84 |
воды, исполнение по ГОСТ 12997—84 |
|||
Первичные преобразова |
||||||||||
тели: |
||||||||||
силы |
ПВИ1-2 |
1 |
2 |
1 |
1 |
Ml |
3 |
П1 |
вз |
2 |
частоты вращения |
П41-3 |
1 |
2 |
1 |
1 |
|||||
температуры |
ПТ1 |
2 |
4 |
2 |
2 |
|||||
давления |
ПДР1-2 |
2 |
4 |
2 |
2 |
|||||
расхода |
РГР-100 |
2 |
4 |
2 |
2 |
0 и 2 |
||||
угла поворота |
ПППЗ |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
||||
потока, искробезо |
ППИ |
1 |
2 |
1 |
1 |
|||||
пасный |
||||||||||
плотности |
ППВ |
3 |
6 |
3 |
3 |
|||||
уровня, искробезопас |
ППУ1-И-1600 |
5 |
10 |
— |
5 |
1 |
||||
ный |
||||||||||
уровня, искробезопас |
ППУ-1 |
— |
— |
5 |
— |
1 |
||||
ный |
||||||||||
уровня бурового раст |
СУС-1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
В4 |
2 |
|||
вора в скважине |
||||||||||
перемещения поршня |
ппк |
— |
— |
1 |
1 |
ВЗ |
2 |
|||
компенсатора |
||||||||||
Центральные модули: |
||||||||||
измерительный, пока |
ИПК-2-00 |
1 |
2 |
— |
1 |
— |
2 |
|||
зывающий, комбиниро |
ИПК2-03 |
— |
— |
1 |
— |
Ml |
2 |
П1 |
ВЗ |
2 |
ванный |
ИПК2-05 |
1 |
2 |
1 |
1 |
Изделие |
J Число |
изделий в системе для исполнения |
Защищенность от воздействия |
Зона взрывоопасности [1] |
||||||
Шифр |
00 |
01 |
02 |
03 |
климатических факторов по ГОСТ 15150—69 |
вибрации, исполнение по гост 12997—84 |
пыли, исполнение по ГОСТ 12997—84 |
воды, исполнение по ГОСТ 12997—84 |
||
ИПК2-06 |
1 |
|||||||||
ИПК2-07 |
1 |
2 |
— |
1 |
||||||
ИПК2-10 |
1 |
2 |
1 |
1 |
||||||
ИПК1-00 |
1 |
2 |
1 |
1 |
||||||
ИПК1-01 |
1 |
2 |
1 |
1 |
||||||
положения, комбини |
УПК1 |
— |
— |
1 |
1 |
|||||
рованный |
||||||||||
контроля температуры |
ЦМТ |
1 |
2 |
1 |
1 |
|||||
контроля уровня |
ЦМУ |
1 |
2 |
1 |
1 |
|||||
контроля плотности |
цмп |
1 |
2 |
1 |
1 |
Ml |
2 |
П1 |
ВЗ |
2 |
контроля плотности |
цмпг |
1 |
2 |
1 |
1 |
|||||
и газосодержания |
||||||||||
контроля спускоподъ |
цм спо |
1 |
— |
1 |
1 |
|||||
емных операций |
||||||||||
управления приборами |
БУП |
1 |
2 |
1 |
1 |
|||||
Прибор автоматический |
КСПУ2 |
2 |
4 |
2 |
2 |
М4.1 |
||||
следящего уравновеши |
||||||||||
вания |
||||||||||
Потенциометр автомати |
кспз-п |
4 |
8 |
4 |
4 |
|||||
ческий |
Прочие изделия: |
|||||
станция контроля |
СКЦ2М-80-01 |
1 |
1 |
1 |
1 |
и управления процес |
|||||
сом цементирования |
|||||
нефтяных и газовых |
|||||
скважин |
|||||
Вспомогательные изде |
|||||
лия: ■ |
|||||
корректор |
— |
1 |
2 |
1 |
1 |
устройство пробоот- |
— |
1 |
2 |
1 |
1 |
борное |
‘ |
||||
устройство нагрева |
— |
1 |
2 |
1 |
1 |
тельное |
|||||
нагреватель |
— |
1 |
2 |
1 |
1 |
3926 |
а |
Центральные модули распределены по четырем постам: бурового мастера, бурильщика на буровом портале, управления буровыми насосами в помещении буровых насосов, управления цементированием в помещении цементировочных насосов.
Срок службы системы — 8 лет.
Модернизация системы в последующие годы будет направлена на увеличение числа каналов измерений, количества реализуемых функций, уменьшение массы и потребляемой мощности, расширение применения микропроцессорной техники.