Бурение скважин с кустовых площадок 4 страница

Датчик крутящего момента ДКМ

Общий вид гидравлического индикатора крутящего момента на рото­ре ГИМ-1

Техническая характеристика ПМР

Верхний предел измерения, кН........................................ 30

Основная приведенная погрешность измерения, %....... ±1,5

Температура окружающей среды, °С............................... -50-^+50

Масса, кг........................................................................... 12

Габариты, мм.................................................................... 187x145x200

Преобразователь усилий для измерения момента на роторе ПМР

Один из важнейших параметров режима промывки скважины - расход бурового раствора. Контроль за ним в нагнетательной линии насоса и на выходе из скважины позволяет установить возникновение газонефтепроявлений или поглощений, их интенсивность, момент окончания разбуривания поглощающих и проявляющих пластов, оценить эффективность изоляционных работ, т.е. свести к минимуму технико-экономические потери, связанные с осложнениями при бурении скважин. При турбинном способе расход бурового раствора характеризует режим бу­рения. Знание последнего необходимо для оценки процесса раз­рушения горных пород в его взаимосвязи с энергетической ха­рактеристикой забойного двигателя. Для измерения расхода раз­работаны различные устройства. Мгновенный расход бурового раствора в нагнетательной линии контролируют с помощью ин­дукционного расходомера РГР-7 или сменившего его РГР-100.

Расходомеры РГР-7 (рис. 7.12) и РГР-100 предназначены для контроля мгновенного расхода электропроводных жидкостей, в частности бурового раствора на водной основе, и устанавливают­ся в напорном трубопроводе бурового или тампонажного мани-фольда. Преобразователь расхода по уровню взрывозащиты относится к особо взрывоопасному электрооборудованию. Расходомеры состоят из первичного и вторичного преобразователей и указывающего прибора (см. рис. 7.12). Принцип действия индукци­онного расходомера основан на законе электромагнитной индук­ции. Электропроводная жидкость может быть рассмотрена как бесконечное число проводников, при прохождении которых в магнитном поле возникает э.д.с, пропорциональная средней скорости потока. Система магнитного возбуждения 1 создает пере­менное магнитное поле, в котором по немагнитной и изолированной внутри трубе 2 протекает электропроводная жидкость. Индуциируемая в жидкости э.д.с. снимается с корпуса первичного преобразователя и одного электрода 3, введенного внутрь трубы, и подается в преобразовательный блок, где измеряется потенциометрическим методом. При этом компенсирующее напряжение снимается с потенциометра 4 через фазовращатель 5, получающий питание от системы катушек компенсации, находя­щихся в магнитном поле первичного преобразователя. Элемент сравнения 6, построенный на триоде, дает сигнал разбаланса на усилитель 7 с выходом на реверсивный двигатель 8. Двигатель поворачивает движок реохорда, а вместе с ним ротор сельсина-датчика 9 сведения разбаланса к нулю и фиксирует угол, пропор­циональный измеряемой э.д.с, т.е. мгновенному объемному расходу. Выходной сигнал с сельсина-датчика поступает на следующий сельсин указывающего (или регистрирующего) прибора 10.

В отличие от существующих отечественных и зарубежных индукционных расходомеров РГР-7 и РГР-100 компенсируют влияние на показания прибора не только электрических, но и магнитных свойств жидкости (при работе на утяжеленных буровых растворах) и, кроме того, рассчитаны на работу при повышенных колебаниях параметров питания (при работе от дизель-генера­торной установки).

Для измерения давления глинистого и цементного растворов при бурении и цементировании нефтяных и газовых скважин применяют манометр буровой геликсный МБГ-1. Принцип действия прибора основан на преобразовании измеряемого давления в угол поворота бесконтактного сельсина-датчика с последую­щей передачей показаний.

Манометр буровой геликсный МБГ-1

Манометр МБГ-1 (рис. 7.13) состоит из первичного преобразователя 3, блока питания 2 указателей 1, соединенных кабелем. Измерительным элементом первичного преобразователя служит многовитковая манометрическая геликсная пружина, которая воспринимает давление жидкости через резиновый разделитель. Разделитель и манометрическая пружина заполнены незамерзающей жидкостью. Угол поворота сельсина регулируется перестановкой цангового зажима на тот или иной виток манометрической пружины. Регулировка позволяет получить линейную зависимость между углом поворота сельсина и давлением. Для сглаживания пульсаций давления на входе в манометрическую пружину установлен дроссель с регулирующей иглой.

Комплекс приборов Б-7 объединения «Союзнефтегазавтоматика» позволяет контролировать и регистрировать нагрузку на долото, Частоту вращения ротора, крутящий момент на роторе и механическом ключе, давление на выкиде буровых насосов и по­дачу бурового инструмента. В комплекс Б-7 входят следующие приборы: ГИВ-М - измеритель нагрузки; ГИД-1 - измеритель давления на выкиде буровых насосов, состоящий из датчика дав­ления, показывающего прибора, соединительного шланга и за­порного вентиля; датчик выполняет функции разделителя сред бурового раствора в напорном трубопроводе, измерителя, а также гасителя пульсаций; ИСР-1 - измеритель частоты вращения ротора, представляющий собой обычный электрический тахометр; ГИМ-1 - индикатор крутящего момента на роторе, состоящий из преобразователя силы, которая действует в ведущей ветви приводной цепи ротора, рычага с рабочим колесом, показывающего прибора, соединительного шланга и демпфера; в качестве пока­зывающего прибора использован серийный, несколько модернизированный манометр; ИХН-1 - измеритель ходов поршня бурового раствора в единицу времени; расход раствора контролируется числом ходов поршня бурового насоса в единицу времени; в комплексе Б-7 число ходов поршня насосов замеряют с помощью прибора ИХН-1, который идентичен ИСР-1; ИП-1 - измеритель проходки; ГМК-1 - измеритель крутящего момента на механиче­ском ключе, представляющий собой измеритель силы, которая действует на рукоятку ключа; Р-7 - многоканальный регистратор, служащий для одновременной синхронной записи всех указанных технологических параметров; с регистратором Р-7 совмещен измеритель подачи инструмента ИП-1; проходку измеряют, фиксируя на ленте регистратора Р-7 единичные интервалы в 10

В настоящее время весьма актуальной стала задача существенного повышения достоверности измерений в критические мо­менты и их сохранения в независимом устройстве. Такое устройство, по аналогии называемое «черный ящик», должно регистрировать параметры буровой установки и сохранять их в течение, например, 5-10 лет. В ЗАО Московское СКВ «Ореол» по заданию Волгоградского завода буровой техники разработано устройство регистрации предельных значений (РПЗ). Устройство предназначено для измерения, записи в энергонезависимую память и сохранения неопределенно долго текущих значений нагрузки на крюк и давления в подающей магистрали буровой установки и позволяет восстанавливать динамику изменения этих параметров при анализе режимов работы оборудования, в том числе, в слу­чае возникновения аварийной ситуации. Функциональная схема устройства приведена на рис. 7.14.

По своему предназначению РПЗ относится к устройствам типа «черный ящик». Зарегистрированные устройством значения параметров не могут произвольно корректироваться или уничто­жаться, считывание хранящейся информации производится с помощью компьютера, имеющего специальное программное обеспечение. Устройство обеспечивает раздельную запись текущих значений нагрузки на крюк и давления в подающей магистрали (не менее 50 000 записей) по каждому параметру. Формат записей: год, месяц, число, час, минута, значение нагрузки или давления. Кроме этого устройство фиксирует каждый случай отключения его и повторного включения, если продолжительность выклю­ченного состояния превышает установленный интервал, например, 10 мин. Запись событий превышения параметра производится один раз в 1 мин (максимальное значение в эту минуту), а текущих значений параметров один раз в 15 с (среднее значение за 15 с). Запись нагрузки на буровую установку или давления в магистрали производится в виде целых чисел с дискретом в одну «тонну» для нагрузки и в одну «атмосферу» для давления. Чтение нагрузки на крюк или давления в магистрали производится не менее 6 раз в 1 с. В устройстве производится тестирование целостности датчиков, питания датчиков и других неисправно­стей. Результаты тестирования отображаются на светодиодной панели, а также могут передаваться в виде кодов ошибок на компьютер (рис. 7.15).

Механизация подачи долота

Подача инструмента, производимая оператором (бурильщиком), находящимся на поверхности, должна быть плавной, непрерыв­ной и обеспечивающей такое давление долота на забой, которое превышало бы сопротивляемость горных пород разрушению и создавало наиболее эффективную скорость их разбуривания.

Схема регулятора подачи долота РПДЭ

Подача инструмента осуществляется при помощи подъемного механизма - буровой лебедки, оборудованной мощным тормоз­ным устройством и талевой системой. Известен ряд конструкций устройств подачи долота. Наиболее широко известен автоматиче­ский регулятор подачи типа РПДЭ (рис. 7.16). Он позволяет автоматически поддерживать заданную бурильщиком скорость подачи инструмента и в случае необходимости может быть ис­пользован в качестве аварийного привода для подъема бу­рильной колонны, а также при подъеме и опускании буровой вышки.

Осевая нагрузка на долото измеряется с помощью электриче­ского датчика 1 и передается на пульт управления 2, где сравни­вается с величиной Р0, задаваемой бурильщиком. Разность сиг­налов Ар поступает сначала на полупроводниковый усилитель типа ППУ-1, а затем на магнитные усилители, установленные в станции управления 3. Усилители действуют на обмотку возбуж­дения мотор-генератора 4, вращаемого асинхронным электродви­гателем, питающимся от системы электроснабжения буровой. Генератор питает двигатель постоянного тока 5, установленный на приводе редуктора 6 и соединенный через цепную передачу муфты с подъемным валом лебедки. Параметры РПДЭ приведе­ны в табл. 7.15.

Дата добавления: 2015-07-08