Назначение
Измерители распределения температуры волоконно-оптические WELL.DONE моделей ОТБЭ и LHD3 (далее - измерители) предназначены для измерения температуры вдоль волоконно-оптического кабеля, в том числе при полном погружении в нефтяных, газоконденсатных и других скважинах, с целью измерения градиента температуры вдоль профиля скважины и записи термограмм.
Описание
Принцип действия измерителя основан на измерении отраженных оптических сигналов от внутренней структуры оптического волокна (брэгговских решеток), через промежутки, задаваемые временным интервалом по всей длине кабеля с последующим преобразованием в значения, эквивалентные измеряемой температуре, и передаче информации посредством интерфейса Ethernet/USB контроллера на компьютер.
Измеритель состоит из волоконно-оптических кабелей, конструктивно выполненных в трехслойном цельнометаллическом корпусе, и контроллера. Волоконно - оптический кабель представляет собой оптический световод двух типов одномодовый (SM) и многомодовый (MM). Существует возможность программно задать расстояние между измерительными точками. Контроллер включает в себя оптический квантовый генератор (лазер) и оптический приемник, который принимает излучение лазера, отраженное от каждой из измерительных точек, с последующим преобразованием сигнала в значения температуры. К контроллеру может быть подключено до 16 волоконно - оптический кабелей.
Программное обеспечение контроллера позволяет оценить распределение температуры вдоль кабеля (температурный профиль), а также временные и локальные изменения профиля в зависимости от максимальной или минимальной температуры, кривой температуры и локальных дифференциальных критериев для активации систем предварительного оповещения или контроля. Программное обеспечение контроллера может группировать информацию от точек, расположенных по всей длине волоконно-оптического кабеля, в зоны (число зон может достигать 1000) с различным диапазоном заданных пользователем расстояний. Пользователь может выбирать установки параметров активации для каждой зоны. Показания температуры в рамках зоны будут оцениваться в соответствии с установками параметров активации для такой зоны.
Измерители имеют модели ОТS3 и LHD3, которые различаются функциональной принадлежностью: ОТS3 - для измерения распределения температуры вдоль волоконно - оптического кабеля, LHD3 - для измерения распределения температуры вдоль волоконно - оптического кабеля с целью обнаружения пожара и имеют различные наборы индикаторов оповещения. Модификации моделей ОТS3-a-b-c-d, ОТS3S-a-b-c-d, LHD3-a-b-c-d, LHD3S-a-b-c-d, где a - максимальное измеряемое расстояние на канал в сотнях метров (a <= 400), b - диаметр волокна (b <= 62), с - количество оптических каналов, d - опционально взрывозащита ЕхТ3/ЕхТ4.
Программное обеспечение
Измеритель функционирует под управлением встроенного специального программного обеспечения, которое является его неотъемлемой частью. Программное обеспечение осуществляет преобразование оптического сигнала в значения измеряемой температуры, оценку распределения температуры вдоль кабеля, их временные и локальные изменения в зависимости от максимальной или минимальной температуры для активации систем оповещения, функции диагностики состояния волоконно-оптического кабеля, передачи (Ethernet/USB), хранения (2 Гб + 16 Гб карта памяти) и представления измерительной информации по коммуникационным протоколам MODBUS, XML (PRODML/WITSML, LAS или OPC по запросу).
Также имеется автономное ПО «Charon3» для персонального компьютера, которое позволяет дистанционно управлять процессом измерений, может сохранять полученные данные в базе данных, визуализировать их и использовать для последующей обработки и моделирования тепловых систем и при помощи которого можно определить версию встроенного ПО измерителя.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Тип ПО | Встроенное | Внешнее |
| Идентификационное наименование ПО | - | Charon3 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.2.0.1 | не ниже 3.2.2.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | недоступен | - |
Уровень защиты программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений, соответствует уровню «средний» по Р50.2.077-2014.
Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики измерителей приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон измерений температуры*, °С | от минус 60 до плюс 400 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры, °С | ±0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерений температуры на 10 °С в диапазоне рабочей температуры контроллера от минус 10 до плюс 17°С и от 27 до 60 °С, °С | ±0,25 |
| Наименьший разряд цифрового кода отсчетного устройства в режиме измерений | 0,01 |
| Расстояние между заданными измерительными точками в кабеле, м | 1 или по заказу (0,25; 0,5) |
| Рабочая длина волны лазера, нм | 1550 |
| Минимальное время измерения, с | 5 |
| Количество оптических каналов (подключаемых кабелей) | 1, 2, 4, 6, 8, 12, 16 (по заказу) |
| Оптический разъем | E2000/APC |
| Интерфейс связи | Ethernet TCP / IP (2x), RS232, USB |
| Напряжение постоянного тока, В Напряжение питания переменным током, В частота, Гц Потребляемая мощность, В-А | от 12 до 48 от 100 до 240 от 47 до 63 90 |
| Г абаритные размеры контроллера, мм, не более диаметр кабеля, мм, не более | 131 х 483 х 338 6,4 |
| Масса контроллера, кг, не более | 13 |
| Длина волоконно - оптического кабеля, км | SM: 5, 10, 15, 20, 25, 30 MM: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, % - диапазон атмосферного давления, кПа | от минус 10 до плюс 60 от 5 до 95 (без конденсации) от 84 до 105 |
| Максимально допустимое внешнее давление на кабель, МПа | 138 |
| Электромагнитная совместимость | В соответствии со стандартом BS EN 61326-1, EN 50130-4, EN 55011 EN 61000-6-2,3,-4-2,3,4,5,6,8,11-3-2,3 FCC 47 CFR Ch.1 part 15 |
| Наработка на отказ, ч | 68000 |
| Средний срок службы, лет | 20 |
| * Указан максимальный диапазон измерений температуры световодом, который нормируется допускаемыми пределами рабочей температуры изоляции в соответствии с ее маркировкой. |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист эксплуатационной документации типографическим способом и на лицевую панель контроллера.
Комплектность
Таблица 3
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Измеритель | ОТS3-a-b-c-d (ОТS3S-a-b-c-d, LHD3-a-b-c-d, LHD3S-a-b-c-d) | 1 шт. |
| В олоконно-оптический кабель | | 1 шт. |
| Программное обеспечение | Charon3 | 1 CD-диск |
| Руководство по эксплуатации | «Измерители распределения температуры волоконно-оптические WELL.DONE моделей ОТS3 и LHD3. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ» | 1 экз. |
| Инструкция по монтажу | «Инструкция по монтажу оборудования. Контроллеры серии OTS3 / LHD3» | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 2411- 0127 - 2016 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 2411-0127-2016 «Измерители распределения температуры волоконно-оптические WELL.DONE. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 10 марта 2016 г.
Эталоны и вспомогательное оборудование, применяемые при поверке:
- термопреобразователи сопротивления эталонные типа ЭТС- 100, диапазон измерений температуры от минус 200 до плюс 420 °С по ГОСТ 8.558-2009, погрешность ±0,05 °С;
- преобразователь сигналов ТС и ТП «Теркон», ±[0,0002 + 1х10-5^измер] Ом; ±[0,0005 + 5 х105 хЦзмер] мВ;
- климатическая камера LHT-3203R (DAIHAN), диапазон поддержания температуры от минус 40 до плюс 80 °С, равномерность поддержания ±1 °С, диапазон поддержания влажности от 20 до 95%, равномерность поддержания ±3%, внутренние размеры 2000*1500*2000 мм;
- малоинерционная трубчатая печь МТП-2М-70-1000, диапазон воспроизводимой температуры от 100 до 1200 °C. Температурный градиент в средней части 0,8 °^см. Нестабильность поддержания температурного режима 0,1 °С/мин. Размеры рабочего пространства 070 мм, длина 1000 мм.
Знак поверки наносится на лицевую панель контроллера измерителя.
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации «Измерители распределения температуры волоконно-оптические WELL.DONE моделей OTS3 и LHD3».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к измерителям распределения температуры волоконно-оптическим WELL.DONE
1 ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.
2 Техническая документация компании «LIOS Technology GmbH», Германия.
64100-16: Методика поверки МП 2411-0127-2016Скачать853.2 Кб