Вход пользователя
E-mail:
Пароль:

Система контроля основных технологических параметров при бурении и ремонте скважин ДЭЛ-140

24.05.2013

 
 
 
 
Технический директор ООО НПП «Петролайн-А»
Лагуткин А. К.
 
В настоящее время на рынке предлагаются различные системы контроля над величиной и динамикой основных технологических параметров при бурении, капитальном и промежуточном ремонтах скважин. Некоторые из них применяются для бурения сложных скважин, с получением данных о геофизических свойствах пластов.
 
Такие системы относительно дороги и требуют при эксплуатации постоянного присутствия квалифицированного обслуживающего персонала.
Чаще при бурении и ремонте скважин достаточно определенного количества параметров, которые необходимо контролировать для обеспечения технологичности и безопасности проводимых работ. Эти задачи решают сравнительно недорогие контрольно-измерительные комплексы, устанавливаемые, как на стационарные буровые станки, так и на самоходные подъёмные установки. Электронно­измерительные комплексы такого типа не требуют постоянного присутствия квалифицированного персонала. К ним относится разработанный и производимый научно-производственным предприятием «Петролайн-А» контрольно-измерительный комплекс ДЭЛ-140 (далее «ДЭЛ-140»), предназначенный для измерения и визуального отображения основных технологических параметров при бурении и ремонте скважин. С 2000 года ДЭЛ-140 модернизировался и дорабатывался в соответствии с пожеланиями и рекомендациями заказчиков. В настоящее время различные версии ДЭЛ-140 эксплуатируются во всех нефтедобывающих регионах России, в Казахстане, Узбекистане и Белоруссии, показывая высокую надежность и удобство при эксплуатации.
У ДЭЛ-140 есть ряд преимуществ перед аналогичными контрольно-измерительными комплексами.
Одно из них – это датчик нагрузки на канате с новой конструктивной схемой – ДН130.
В основном в системах измерения веса на крюке грузоподъёмного механизма используются датчики, устанавливаемые посредством винтовых соединений на неподвижный конец каната талевой системы, прогибая его. Нагруженный канат распрямляясь, воздействует на датчик в трех жесткофиксированных точках – т.н. трехточечная схема. Пропорционально нагрузке на канате изменяется прогиб датчика, что приводит к изменению сигнала с тензопреобразователей. Но в силу того, что в измерении задействована система канат­датчик, при каждом изменении положения датчика на том же канате (переустановке) положение точек взаимодействия между канатом и датчиком изменяется по причине неравномерности диаметра каната в различных местах витых прядей. Дополнительную погрешность вносит крепление датчика посредством скоб винтовых соединений. При переустановке датчика с винтовыми креплениями на канате невозможно повторить геометрию точек взаимодействия, данные по которой были занесены в память датчика при калибровке. Поэтому для датчиков с жесткой трехточечной схемой смещение датчика вдоль каната или поворот его относительно оси каната приводит к значительному увеличению погрешности, т.н. погрешность переустановки. Кроме этого, диаметр каната подъёмного механизма по причине износа также не совпадает с диаметром каната, на котором датчик калибровался, и это приводит к дополнительному увеличению погрешности измерения нагрузки.
В результате общая, от указанных выше причин, погрешность измерений веса на крюке буровой установки может значительно превышать заявленную при калибровке. При больших весовых нагрузках на крюке, с учетом коэффициента талевой системы (8–12), расхождения в показаниях приборов с реальной нагрузкой могут достигать нескольких десятков тНс, что, естественно, резко снижает безопасность работ и вносит неопределенность в технологию их проведения.
Для устранения значительного повышения погрешности при измерении нагрузок на крюке грузоподъёмного механизма в контрольно-измерительном комплексе ДЭЛ-140 применен датчик нагрузки ДН130, который имеет другую конструктивную схему. Оригинальная конструкция ДН130 позволяет значительно повысить точность измерения весовой нагрузки на крюке грузоподъёмного механизма по сравнению с другими датчиками.
В ДН130 воздействие на среднюю опорную часть датчика распределено по дугообразному ложементу. Это позволяет сохранить соотношение сил при установке датчика на рабочий канат подъемника, близкое к тому, что было при калибровке.
В ДН130 отсутствуют винтовые соединения в элементах крепления, что исключает неопределенность при его установке, при этом полностью повторяется геометрия положения мест взаимодействия датчика с канатом, имевшее место при калибровке.
ДН130 допускает несовпадение до 1–2 мм диаметра калибровочного и рабочего канатов на подъёмной установке без заметного увеличения погрешности измерений.
Особенностью ДН130 является то, что при увеличении нагрузки на канате погрешность измерения составляет менее 1%, а при уменьшении нагрузки наблюдается небольшой гистерезис, проявляющийся в запаздывании уменьшения показаний. Это происходит по причине задержки соскальзывания волокон каната с поверхности ложемента при уменьшении нагрузки на канате. Погрешность при уменьшении нагрузки может достигать 2,5%. ДН130 внесен в Государственный реестр средств измерений под № 32522-06 и защищен патентом №77426 от 19.03.08 г.
Благодаря применению датчика ДН130 в ДЭЛ-140 стало возможным измерение нагрузки на крюке до 500 тНс с точностью, обеспечивающей безопасность и технологичность работ.
Еще одним важным преимуществом ДН130 является то, что он калибруется без привязки к контроллеру, так как является отдельным измерительным прибором, включающим в себя всю измерительную цепочку.
Все приборы в составе ДЭЛ-140 заменяются аналогичными без демонтажа остальных.
Кроме этого, в ДЭЛ-140 применен оригинальный датчик крутящего момента и количества оборотов на роторе буровой установки – ДКМ-140. Датчик ДКМ-140 предназначен для буровых установок с карданным приводом на редуктор ротора. Устанавливается ДКМ-140 между фланцем редуктора ротора и фланцем приводного карданного вала с помощью болтового соединения. Карданный вал при этом укорачивается на длину ДКМ-140. В датчике нет вращающихся частей. Он полностью автономен. Данные о величине крутящего момента и количестве оборотов передаются в контроллер по радиоканалу.
ДКМ-140 позволяет измерять передаваемый через карданный вал крутящий момент с погрешностью не более 1,5%. В контроллер ДЭЛ-140 вводится коэффициент передаточного числа редуктора. На отдельном выносном табло отображаются величины крутящего момента и оборотов ротора в минуту.
ДКМ-140 показал высокую надежность при эксплуатации, как на стационарных буровых станках, так и на мобильных установках КРС.
ДКМ-140, как и остальные приборы в составе контрольно­-измерительного комплекса ДЭЛ-140, имеет взрывозащищенное исполнение и соответствующую маркировку.
Помимо ДКМ-140, комплекс ДЭЛ-140 может комплектоваться датчиком момента для установок с цепным приводом. Особенность данного датчика в том, что вместо опорного ролика в нем применена звездочка. Это значительно увеличивает ресурс работы, как самого датчика, так и приводной цепи. В комплектации ДЭЛ-140 предусмотрен также вариант датчика под опоры цепного привода буровых установок.
Контрольно-измерительный комплекс ДЭЛ-140 последней версии позволяет измерять, отображать и регистрировать до 13-ти технологических параметров при бурении и ремонте скважин:
– нагрузку на крюке подъёмной установки;
– нагрузку на буровой инструмент;
– крутящий момент на роторе;
– обороты стола ротора;
– крутящий момент при свинчивании труб;*
– давление ПЖ на входе (манифольде);
– скорость талевого блока;
– положение талевого блока над столом;
– уровень ПЖ в емкостях;**
– индикацию выхода ПЖ;
– обороты вала бурового насоса (расход ПЖ на входе);
– концентрацию опасных газов в рабочей зоне.**
 _____________________________
*Предлагается три типа датчиков для ключей различных конструкций. Для контроля величины момента при свинчивании труб возможна комплектация отдельным выносным цифровым табло для оператора ГКШ.
**При подключении соответствующих датчиков с токовым 4-20 мА выходом. (расходомеры ПЖ, газоанализаторы и др.)
  
По основным контролируемым параметрам вводятся предельные значения, при превышении которых подается звуковой сигнал и команда на блокировку тормоза лебёдки.
Все данные о величине и динамике контролируемых параметров регистрируются в съёмном модуле памяти контроллера, затем с заданной периодичностью или в режиме «on-line» передаются по каналу GPRS (GSM) на компьютер диспетчера, где обрабатываются специальной программой верхнего уровня «Контроль бурения и ремонта скважин». Эта программа создает базу данных по всем контролируемым параметрам, формирует отчеты и графики о проделанной работе на скважине и в бригаде.
Параллельно данные с ДЭЛ-140 по радиоканалу могут передаваться на ПК на рабочем месте мастера, где программа верхнего уровня, помимо перечисленных функций, позволяет осуществлять визуальный контроль над величиной контролируемых параметров на дисплее ПК в режиме «on-line».
Для эксплуатации в районах, где нет GSM связи, в ДЭЛ-140 предусмотрен съёмный модуль памяти объёмом до 1ГБ, в котором данные накапливаются и затем переносятся через специальный интерфейс в ПК диспетчера.
В контроллере ДЭЛ-140 предусмотрена резервная память – «черный ящик». В неё, кроме основной памяти и передачи данных по радиоканалу, записываются и сохраняются данные по контролируемым параметрам за последние восемь часов. Данные из резервной памяти можно использовать при утере основного съёмного модуля памяти, разборе аварийных ситуаций и т.п.
 
Вид графиков
 
 
 
 
Перечисленные факторы позволяют считать контрольно-измерительный комплекс ДЭЛ-140 высокотехнологичной, надежной и удобной в эксплуатации системой контроля над величиной и динамикой технологических параметров при проведении буровых и ремонтных работ, отвечающей всем современным требованиям.
 
 
Справка
Коллектив предприятия «Петролайн-А» занимается разработкой и производством контрольно-измерительных приборов для нефтегазодобывающей промышленности с 1994 года. Основная продукция предприятия: комплекс оперативного контроля буровых и ремонтных работ ДЭЛ-140 с изменяемым количеством параметров, автоматизированная система контроля технологических параметров на транспорте и дизельных агрегатах «PetroMap», автоматизированная система обслуживания путевых листов.
 
423827, Республика Татарстан, Набережные Челны, Элеваторная гора Лермонтова, 53А
Тел./факс: (8552) 535-535, 71-74-61

 

Якутия, Сибэкспосервис
Уренгой
НГК
ПРомВолга
Сибэкспосервис, Нижневартовск
Ценовой и конъюнктурный бюллетень "Нефтегазовое оборудование"
тел.: (499) 154-4353