КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ В БУРЕНИИ
Приборы для измерения веса бурового снаряда и осевой нагрузки иа породоразрушающий инструмент
Вес бурового снаряда в роторных установках определяется усилием на неподвижном конце каната. Для этого используют показывающие пружинные и гидравлические индикаторы веса (динамометры) (табл. IV. 1).
Для определения веса бурового снаряда необходимо поднять его над забоем на 15—20 см, включить промывку и вращение и затем взять отсчет. Усилие на неподвижном конце каната (Н) определяют пересчетом давления, указанного манометром в гидравлическом индикаторе веса, по формуле
Р = р/?, (IV. 1)
где р — давление в цилиндре, Па; ^—площадь поршня, см2.
В буровых установках с гидравлической системой подачи инструмента применяют пружинные и плунжерные индикаторы веса, включаеМЫё в гидросистему станка.
Гидравлические индикаторы веса и нагрузки (рис. IV. 1) типа ГИВ регистрируют вес (нагрузку) во времени на круго-
|
Таблица IV.! Техническая характеристика пружинных динамометров
|
|
І — трансформатор давления; 2 — основной указатель; 3 — верньерный указатель; 4— регистрирующий самопишущий манометр МСТМ-410; 5 — пресс-бачок; 6 — вентиль; 7 — щит; в — медные трубки; 0-гТройяик; /0 —соединительная муфта; И— шланг |
|
Рнс. IV. 1. Монтажная схема ГИВ-6: |
вой диаграмме. Промышленностью выпускаются три модификации ГИВ: ГИВ-6-1, ГИВ-6-П и ГИВ-6-Ш. Эти приборы рассчитаны на определение силы натяжения канатов диаметрами
Таблица ІУ.2
Технические характеристики компенсационных измерителей
|
МКН-1 |
МКН-2 |
|
|
Напряжение в сети переменного тока, В |
380±76 |
|
|
Частота тока, Гц |
50±0,5 |
|
|
Потребляемая мощность, Вт, не более |
90 |
|
|
Пределы намерения для станков: |
ЗИФ-650М |
ЗИФ-1200МР |
|
осевой нагрузки, кН |
0—30 |
0—30 |
|
веса снаряда, кН |
0—75 |
0^150 |
|
нагрузки на крюке, кН |
0—150 |
0—300 |
|
Условия эксплуатации: |
+50 |
|
|
температура окружающей среды, °С |
—30 |
|
|
относительная влажность, % |
<95 |
|
|
допустимые колебания напряжения пита |
±20 % |
|
|
ния от номинального значения, % |
||
|
Условия наблюдения |
Визуальный контроль |
Регистрация |
|
Допустимая основная погрешность при измерении, %: |
±2,5 |
±2,5 |
|
осевой нагрузки |
||
|
веса снаряда |
±2,5 |
±2,5 |
|
нагрузки на крюке |
±4,0 |
±4,0 |
|
Дополнительная погрешность измерения, % |
,25 |
|
|
от колебаний температуры воздуха на каж |
± |
|
|
дые 10 6С |
||
|
от колебаний напряжения питания |
±2,5 |
от 15 до 38 мм. В этих приборах используются трансформаторы давления трех типов.
Характеристика трансформаторов давления
Тип трансформатора …………………………………………….. ТД-2К ТД-4 ТД-5
TOC o "1-5" h z Диаметр каната, мм…………………………………………….. 15—19 22—28 32—38
Предел измерения нагрузки, кН…………………………… 1—40 5—120 8—200
2—80 5—150 2—250
5—180
Основная приведенная погрешность вторичных приборов
составляет 2,5%, порог чувствительности 0,3%.
Применение ГИВ, помимо решения технологических задач в бурении, позволяет осуществлять контроль распределения
времени в течение смены.
Магнитоупругие компенсационные измерители нагрузки МКН конструкции ВПО «Союзгеотехника» являются приборами указывающего и регистрирующего типа. В датчике осевое усилие преобразуется в электрическое напряжение и передается на регистрирующий прибор. Выпускаются две модификации приборов — МКН-1 и МКН-2, технические характеристики которых приведены в табл. IV.2.
Приборы для измерения крутящего момента, мощности и частоты вращения
Измерение крутящего момента и его своевременное ограничение позволяют избежать обрыва бурильных труб.
В геологоразведочном бурении применяют приборы, основанные на принципе изменения магнитной проницаемости датчика; эти приборы входят в комплект аппаратуры ИРБ, ПКМ и ТИС-1200.
Прибор ОМ-40 конструкции ВПО «Союзгеотехника» комплектуется в двух вариантах. В первом варианте прибора обеспечивается автоматическое отключение электродвигателя бурового станка. В комплект входят пульт управления, трансформатор тока и кабель питания. Этот комплект устанавливают на станках со свободной подачей и гидроподачей.
Во втором варианте комплекта также обеспечивается автоматическое отключение электродвигателя или подъем бурового снаряда. Этот комплект применяют только в станках с гидравлической подачей.
Техническая характеристика ОМ-40
Предел измерения крутящего момента, кН-м…. 0—2,5
Предел измерения нагрузки на крюке прн четырехструнной оснастке, кН 0—250
Уровни сигнализации:
момента прн бурении, Н-м…………………………………………. 250, 500, 750, 1000,
1250, 1500
перегрузки при подъеме инструмента, кН. …. 25; 50; 75; 100; 125;
150
Верхний предел крутйщегб момента, кН-м……………………….. 6,75; 1,0; 1,5; £,0; 2,5
Основная приведенная погрешность измерения, % . . ±4
Напряжение питания переменного тока, В……………………….. 380+20 %
Частота тока, Гц……………………………………………………………. 50±5 %
Допустимая температура среды, °С………………………………… —40 + 50
Масса пульта прибора, кг……………………………………………… 15
В геологоразведочном бурении широко применяются самопишущие ваттметры типов Н-348 и Н-395. Эти приборы позволяют также контролировать баланс времени в течение смены. В глубоком бурении скважин на нефть и газ самостоятельно или в комплекте пульта ПКБ-3 контроля процесса бурения применяют приборы И КМ для измерения крутящего момента. Частота вращения бурового инструмента определяется ориентировочно кинематической схемой и номинальной частотой вращения двигателя с помощью портативных или стационарных тахометров.
Измеритель скорости проходки — ИСП конструкции ВПО «Союзгеотехника» предназначен для визуального контроля скорости проходки на станках роторного типа. Прибор состоит из датчика скорости ДС и вторичного показывающего прибора. Датчик скорости устанавливают на балке оттяжного ролика для преобразования скорости движения каната в напряжение, которое передается на вторичный прибор. Вторичный" прибор работает по компенсационному принципу и имеет два канала: «нагрузка на забой» и «скорость подачи». Сигнал, пропорциональный нагрузке на забой, от измерителя МКН-1 поступает на ввод компенсационной системы и усилитель вторичного прибора. ИСП определяет скорость проходки не только при постоянстве осевой нагрузки на забой, но и при ее изменении.
Техническая характеристика ИСП
Предел измерения скорости проходки, м/ч…………………………… 0—5; 0—10
Основная допустимая погрешность измерения, % …. ±4
TOC o "1-5" h z Напряжение питания переменного тока, В…………………….. 380
Частота тока, Гц…………………………………………………………………. 50
Потребляемая мощность, Вт……………………………………………….. 70
Условия эксплуатации; температура окружающей среды, °С……… —30 — г +50
допустимая влажность воздуха, % ……………………………. 95
допустимые колебания напряжения питания от номинального, % ±20
Габариты вторичного прибора, мм……………………………………… 460 X 400 X 210
В глубоком бурении применяют устройства ВНИИКАнеф — тегаза для замера средней механической скорости и ТатНИПИнефти для замера и регистрации скорости бурения и скорости спуско-подъемных операций.
Измеритёли давления и расхода промывочной жидкости
Давление измеряют пружинными манометрами. Чувствительными элементами в этих приборах могут быть: трубчатая серповидная пружина, многовитко_вая трубчатая пружина (ге — ликс), плоская мембрана и сильфон. Класс точности рабочих манометров 1,5; 2,5; и 4. Контроль и проверку манометров осуществляют образцовыми манометрами с классом точности 1,0 и 0,5.
Чтобы исключить постоянное колебание стрелки прибора, связанное с неравномерностью подачи промывочной жидкости в нагнетательную линию, перед манометром устанавливают специальные компенсаторы. Визуальный контроль за давлением промывочной жидкости при значительных пульсациях осуществляют магнитоупругими’ измерителями давления.
Приборы МИД-1 и МИД-1М конструкции ВПО «Союзгео — техника» состоят из датчика и вторичного показывающего прибора (табл. IV.3).
Для измерения давления промывочной жидкости применяются датчики ДД-28.
Техническая характеристика ДД-28
TOC o "1-5" h z Предел измерения, давления, МПа…………………………………….. 25
Погрешность измерения, %:
основная…………………………………………………………………………… 2,5
дополнительная от изменения напряжения до 2 % … 2,5
дополнительная от изменения температур на каждые
10°С……………………………………………………………….. ‘. . . . ±10
Рабочая температура, °С……………………………………………………. 40—50
Габариты, мм:
датчика……………………………………………………………………………… 165X115X110
пульта…………………………………………………………………………. . 300X155X100
Самопишущие манометры имеют диаграммную бумагу, на которой регистрируется изменение давления во времени. В манометрах типа МСТМ-610 диаграммная бумага перемещается синхронным двигателем типа СД-2, а в манометрах типа МСТМ-410 — часовым механизмом.
Расход промывочной жидкости определяют приборами различного принципа действия. Расходы до 150 л/мин измеряют расходомерами ротацнонно-поплавкового типа Р8 конструкции ПГО «Уралгеология».
Техническая характеристика Р8
TOC o "1-5" h z Класс точности…………………………………………………….. 4,0
Предел измерения, л/мнн……………………………………… 0—150
Максимальное рабочее давление, МПа. . . .50
Режим работы…………………………………………………….. Непрерывный
Измеряемая среда………………………………….. Вода, эмульсионный и гли
нистый растворы Вязкость измеряемой среды, с. . .30
Габаряты, мм. . . . ,……………………………….. …. 975 X 245 X 85
Масса, кг………………………………………………………………… 12,8
Резьба для соединения с нагнетгтед&нор диодей М48ХЗ
|
Техническая характеристика измерителей давления
|
В бурении широко используются расходомеры, основанные на электромагнитном принципе йзмёрения расхода (табл. ІУ.4).
Расходомеры РГР-10 выпускаю1ч5я с пределом измерения’ до 9000 л/мин.
Расход и давление промывочной жидкости измеряют прибором ИРМБ КазНИМСа. Датчик расхода ротаметрического типа: изменению положения ротаметра соответствует электрический сигнал, передаваемый на в1оричный прибор; датчик давления магнитоупругий; указывающие вторичные приборы смонтированы на одном пульте.
Техническая характеристика ИРМБ КазНИМСа
Предел измерения: расхода, л/мин. Я—320
TOC o "1-5" h z давления, МПа……………………………………………………………………. 6,3
Основная погрешность измерения, % . . ±2
Напряжение питания переменного тока, В. 380±20 %
Частота тока, Гц………………………………………………………………….. 50±1 %
Потребляемая мощность, В-А 40
Расходомер-сигнализатор Томского политехнического института РС-ТПИ, помимо контроля количества промывочной жидкости, подаваемой в скважину, позволяет получать сигнал в случае его уменьшения ниже установленного уровня. При бурении с продувкой давление воздуха измеряют манометрами, расходсчетчиками ркорорти и объ^мз,
|
Технические характеристики электромагнитных расходомеров
|
|
Примечание. Промывочная жидкоеть—вода, глинистый раствор;, характер измерения непрерывный. |
Приборы для контроля износа и дефектов бурильных труб
Износ — бурильных труб выше допустимых норм приводит к обрыву труб и часто является причиной аварии. Прибор ДИТ конструкции ВПО «Союзгеотехиика» дает сигнал, если износ труб превышает номинальное значение. Индикатор Прибора устанавливают в механизме труборазворота РТ-1200,
Техническая характеристика ДИТ
Диапазон регулировки порога сигнализации, % от наруж
TOC o "1-5" h z ного размера. ……………………………………………………………….. 3—6
Условия эксплуатации:
температура воздуха, °С……………………………………………….. —30 -5- +50
влажность воздуха при 35 °С, %…………………………… ..95
Напряжение питания переменного тока, В………………… 36/220±20 %
Частота тока, Гц. …. . …………………………………. 50±2 %
Потребляемая мощность, В-А………………………………………… 15
Габариты-, мм:
датчика………………………………………………………………………… 225 X 470
вторичного прибора……………………………………………. . . 215X350X380
Масса, кг:
датчика………………………………………………………………………… 48
вторичного ‘прибора…………………………………………………….. 17
Толщиномер Т-1 конструкции ВПО «Союзгеотехиика» позволяет определять толщину стенки бурильной трубы. Обычно этот прибор используют для выборочного контроля на трубах, подвергшихся большому износу.
Для легкосплавных труб создан специальный прибор ТВТ-3, позволяющий измерять толщину стенки от 6 до 12 мм при диаметре труб от 64 до 147 мм. Основная погрешность измерения составляет 2 %. Большое число обрывов возникает из-за появления трещин в теле трубы, обычно в ее высаженной части. Дефектоскоп ДБТ конструкции ВПО «Союзгеотех — ника» предназначен для бурильных труб геологоразведочного сортамента. Трубы проверяют в перерыве между бурением и при спуско-подъемных операциях.
Техническая характеристика ДБТ
Минимальная глубина обнаруживаемых трещин, мм. . . 0,7
Напряжение питания переменного тока, В:
TOC o "1-5" h z насоса…………………………………………………………………………… 220
показывающего прибора……………………………………………….. 36
Частота тока, Гц……………………………………………………………………. . . 50
Максимальная потребляемая мощность, В-А:
насосом. …………………………………………………………… 700
прибором. . ………………………………………………………………… 200
Максимальный расход воды для контроля труб длиной 1000 м,
л. . . ……………………………………………………………………………………. 300
Условия эксплуатации: допустимое колебание напряжения питания, % …. 20
допустимая влажность воздуха, % .95
допустимая температура……… воздуха, °С. ………………… —10 -5- +40
ГабарйтЫ, мм:
показывающего прибора. . . ……. 280X250X330
блока датчика…………………………………………………………………… 150X110X80
блока питання. ‘……………………………………………………………….. 220X28X310
насоса……………………………………………………………………………… 230 X 230 X 380
Масса, кг:
TOC o "1-5" h z показывающего прибора………………………………………………….. 5
блока датчика………………………………………………………………….. 0,7
блока питания………………………………………………………………….. 7
насоса. . ………………………………………………………………………….. 5
Прибор ДБТ работает на принципе регистрации изменения ультразвуковых импульсов в теле. трубы. При несущественных конструктивных изменениях его можно использовать для труб других типоразмеров и механизмов и оборудования буровых.
Приборы, обеспечивающие безопасность работ
При подъеме мачты буровой установки вблизи линий электропередач может возникнуть опасное напряжение и в результате несчастный случай. В ВПО «Союзгеотехника» для буро^ вой установки УРБ-2А разработан прибор СОН-2, который при опасном напряжении дает звуковой сигнал и отключает двигатель, прекращая дальнейший подъем мачты. Масса прибора без антенны и Кабеля 2,5 кг. Для предотвращения затаскивания элеватора или крюка при его подъеме под верхний блок в ряде организаций разработаны и применяются спе^ циальные сигнализаторы и концевые отключатели.
Все буровые насосы оснащены манометрами для измерения давления в нагнетательной линии и клапанами аварийного сброса нагнетаемой промывочной жидкости.