Станции геолого-технологического контроля и оптимизации бурения ИМСС

Назначение

Станции геолого-технологического контроля и оптимизации бурения ИМСС (далее -станции ГТИ) предназначены для измерения силы постоянного тока и напряжения постоянного (импульсного) тока для дальнейшего комплексного исследования (при подключении к внешним, не входящим в состав станций, датчикам) содержания, состава и свойств пластовых флюидов и горных пород в циркулирующей промывочной жидкости, а также характеристик и параметров технологических процессов на различных этапах строительства скважин с привязкой результатов исследований ко времени контролируемого технологического процесса и к разрезу исследуемой скважины.

Описание

Принцип действия станций ГТИ основан на получении аналоговых сигналов от первичных измерительных преобразователей (датчиков), их преобразовании в цифровой код, обработке, измерении и выдаче унифицированного электрического выходного сигнала по ГОСТ 26.011-80, пропорционального входному сигналу.

Станции ГТИ обеспечивают выполнение следующих функций:

-    преобразование аналоговых электрических сигналов унифицированных диапазонов в цифровые коды;

-    взаимодействие с другими информационно-измерительными, управляющими и смежными системами и оборудованием объекта по проводным и волоконно-оптическим линиям связи;

-    автоматическое, дистанционное и ручное управление технологическим оборудованием и исполнительными механизмами с выявлением аварийных ситуаций, реализацию функций противоаварийной защиты с управлением световой и звуковой сигнализацией;

-    отображение информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования;

-    визуализацию результатов контроля параметров технологического процесса, формирование отчетных документов и хранение архивов данных;

-    диагностику каналов связи оборудования с автоматическим включением резервного оборудования, сохранение настроек при отказе и отключении электропитания.

Станции ГТИ являются проектно-компонуемыми изделиями. В зависимости от заказа в состав станции ГТИ может входить следующее оборудование:

-    комплект аппаратуры информационного обмена и устройства связи с объектом (УСО) между комплектом датчиков и рабочим местом оператора станции ГТИ;

-    комплект монитора бурильщика;

-    комплекс газового каротажа;

-    автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора.

Аппаратура информационного обмена расположена в невзрывоопасных зонах. Связь с оборудованием и преобразователями, установленными во взрывоопасной зоне, осуществляется через искробезопасные цепи. Внутри станции ГТИ предусмотрен терморегулирование для поддержания нормальных условий, включающее в себя контроль температуры, систему вентиляции и систему обогрева.

Общий вид станции и автоматизированного рабочего места оператора с указанием мест пломбирования и нанесения знака поверки представлен на рисунке 1.

Характеристики физических величин, приведенных в таблицах 2 и 3 пропорциональны входным сигналам с первичных преобразователей (сила постоянного тока и напряжения постоянного (импульсного) тока) через коэффициент масштабного преобразования для каждого канала измерения станции ГТИ.

Программное обеспечение

Станции ГТИ имеют встроенное программное обеспечение (ПО) контроллера УСО и внешнее, устанавливаемое на персональный компьютер - ПО «DTCIS».

Встроенное ПО контроллера УСО устанавливается в энергонезависимую память в производственном цикле на заводе-изготовителе. Вклад микропрограммы в суммарную погрешность станции ГТИ незначителен, так как определяется погрешностью дискретизации (погрешностью АТ ЦП), являющейся ничтожно малой по сравнению с погрешностью станции ГТИ.

Внешнее ПО «DTCIS» - программа, представляющая собой сервер данных, полученных от блоков обработки данных, и предоставляющая их по OPC-стандарту. Внешнее ПО позволяет просматривать регистрируемую технологическую информацию на АРМ в любой системе единиц величин, дает возможность выдачи информации по протоколу WITS-0, передает данные на уровень управления, имеет возможность ведения нескольких экранных форм. Уровень защиты программного обеспечения «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Идентификационные данные внешнего ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные внешнего

ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

DTCIS

Номер версии (идентификационный номер ПО)

не ниже v. 1.61

Цифровой идентификатор ПО

-

Таблица 2 - Метрологические характеристики станций ГТИ

Номер

канала

Наименование канала измерения станции ГТИ1

Наименование

характеристики

Диапазон входного сигнала станции ГТИ

Пределы допускаемой приведенной (y)2) или абсолютной (А) погрешности станции ГТИ

1

Канал измерения нагрузки на крюке

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

Y = ±1,25 %

Напряжение постоянного тока, мВ

от -50 до +50; от -500 до +500

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

2

Канал измерения давления бурового раствора

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

Y = ±0,25 %

Напряжение постоянного тока, мВ

от -50 до +50; от -500 до +500

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

3

Канал измерения расхода бурового раствора на входе/выходе

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

Y = ±2,5 %

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

4

Канал измерения уровня бурового раствора

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

А = ±0,005 м

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

5

Канал измерения крутящего момента на роторе

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

Y = ±2,5 %

Напряжение постоянного тока, мВ

от -50 до +50; от -500 до +500

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

6

Канал измерения плотности бурового раствора на входе/выходе

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

А = ±0,005 г/см3

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

7

Канал измерения температуры бурового раствора

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

А = ±0,5 °С

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

8

Канал измерения удельной электрической проводимости бурового раствора

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

Y = ±2,5 %

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

Номер

канал

а

Наименование канала измерения

станции ГТИ1)

Наименование

характеристики

Диапазон входного сигнала станции ГТИ

Пределы допускаемой приведенной (у)2) или абсолютной (А) погрешности станции ГТИ

9

Канал измерения объектного газосодержания бурового раствора

Напряжение постоянного тока, В

от 0 до 5; от 0 до 10

Y = ±2,5 %

Сила постоянного тока, мА

от 4 до 20; от 0 до 20

10

Канал измерения положения талевого блока

Апериодическая последовательность прямоугольных импульсов:

-    амплитуда импульса, В

-    длительность импульса, с

от 5 до 24 от 0,1 до 30

А = ±0,005 м

11

Канал измерения оборотов лебедки буровой установки

Апериодическая последовательность прямоугольных импульсов:

-    амплитуда импульса, В

-    длительность импульса, с

от 5 до 24 от 0,1 до 30

Y = ±0,005 %

12

Канал измерения числа ходов насоса в единицу времени

Апериодическая последовательность прямоугольных импульсов:

-    амплитуда импульса, В

-    длительность импульса, с

от 5 до 24 от 0,1 до 30

А = ±0,5 ход/мин

13

Канал измерения скорости вращения ротора

Апериодическая последовательность прямоугольных импульсов:

-    амплитуда импульса, В

-    длительность импульса, с

от 4,5 до 5,5 от 0,1 до 30

А = ±0,5 об/мин

Примечания

1)    - Коэффициент масштабного преобразования для каждого канала измерения станции ГТИ указан в паспорте;

2)    - Нормирующими значениями при определении допускаемой приведенной (у) погрешности станции ГТИ являются верхние значения диапазонов контролируемых технологических параметров, указанных в таблице 3.

Таблица 3 - Диапазоны измерения физических величин

Наименование

Значение

Положение талевого блока, м

от 0 до 50

Обороты лебедки буровой установки, кГц

от 0 до 1

Нагрузка на крюке, кН

от 0 до 50

Давление бурового раствора, МПа

от 0 до 25; от 0 до 40; от 0 до 100

Число ходов насоса в единицу времени, ход/мин

от 0 до 200

Расход бурового раствора на входе/выходе, дм3/с

от 0 до 60

Уровень бурового раствора, м

от 0 до 2,5; от 0 до 6,0; от 0 до 10,0

Скорость вращения ротора, об/мин

от 0 до 350

Наименование

Значение

Крутящий момент на роторе, кНм

от 0 до 60

Плотность бурового раствора на входе/выходе, г/см3

от 0,8 до 2,5

Температура бурового раствора, °С

от 0 до +100

Удельная электрическая проводимость бурового раствора, См/м

от 0 до 25

Объемное газосодержание бурового раствора, % НКПР

от 0 до 100

Таблица 4 - Технические характеристики станций ГТИ

Характеристика

Значение

Параметры электрического питания:

-    напряжение переменного тока, В

-    частота переменного тока, Гц

220

50

Потребляемая мощность, Вт, не более

1000

Габаритные размеры блока УСО, (длинахширинахвысота), мм, не более

470x380x150

Масса блока УСО, кг, не более

7

Условия эксплуатации:

-    температура окружающей среды, °С

-    относительная влажность при температуре 35 °С, %

-    атмосферное давление, кПа

от +5 до + 55 до 95 от 95,3 до 104,9

Средний срок службы, лет, не менее Средняя наработка на отказ, ч

10

90000

Знак утверждения типа

наносится на переднюю панель блока УСО станций ГТИ методом трафаретной печати и типографским способом на титульные листы эксплуатационной документации.

Комплектность

Комплект поставки представлен в таблице 5.

Таблица 5 - Комплектность

Наименование

Количество

Станция геолого-технологического контроля и оптимизации бурения ИМСС

1 шт.

Комплект принадлежностей

1 компл.

Руководство по эксплуатации / паспорт

1 экз.

Поверка

осуществляется по документу МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Общие требования к методике поверки».

Основное средство поверки:

- калибратор универсальный 9100 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 25985-09).

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

отсутствуют.

Нормативные документы

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ Р 53375-2016 Скважины нефтяные и газовые. Геолого-технологические исследования. Общие требования

ГОСТ 26.011-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные

ТУ 4315-001-81857521-2016 Станция геолого-технологического контроля и оптимизации бурения ИМСС. Технические условия

Развернуть полное описание