Датчики систем управления строительством нефтегазовых скважин
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2020
Кол-во страниц: 168
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0298-9
Артикул: 744351.01.99
Рассмотрено функциональное назначение устройств, предназначенных для контроля процесса бурения скважин и управления им. Приведены сведения о датчиках и системах управления строительством нефтяных и газовых скважин, обеспечения безопасности при бурении. Представлена информация об инновационных типах датчиков, находящихся в составе станций геолого-технологическнх исследований и контроля процесса бурения скважин.
Предназначено для студентов и аспирантов направления подготовки «Нефтегазовое дело», а также для работников нефтегазовой отрасли.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
С. И. Васильев, Е. Н. Мечус, М. А. Елисеев Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2020
УДК 622.241(03) ББК 33.13+32.965.-044.3[я2] В19 Датчики систем управления строительством нефтегазовых скважин : учебное пособие / С. И. Васильев, Е. Н. Мечус, М. А. Елисеев. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. – 168 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-0298-9 Рассмотрено функциональное назначение устройств, предназначенных для контроля процесса бурения скважин и управления им. Приведены сведения о датчиках и системах управления строительством нефтяных и газовых скважин, обеспечения безопасности при бурении. Представлена информация об инновационных типах датчиков, находящихся в составе станций геолого-технологических исследований и контроля процесса бурения скважин. Предназначено для студентов и аспирантов направления подготовки «Нефтегазовое дело», а также для работников нефтегазовой отрасли. УДК 622.241(03) ББК 33.33+32.965.-044.3[я2] ISBN 978-5-9729-0298-9 © Васильев С. И., Мечус Е. Н., Елисеев М. А. 2020 © Издательство «Инфра-Инженерия», 2020 © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2020
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................. 5 1. СРЕДСТВА И СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН ... 6 2. КЛАСИФИКАЦИЯ ДАТЧИКОВ РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ И ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ БУРЕНИЯ СКВАЖИН .............................. 9 2.1. Классификация датчиков регистрации параметров .................................................. 9 2.2. Принципы реализации измерений параметров бурения скважин ............................ 9 3. УСИЛИТЕЛИ АВТОМАТИКИ ........................................................................................... 15 4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ .............................................................................................. 17 4.1. Общие сведения .......................................................................................................... 17 4.2. Параметрические измерительные схемы ................................................................. 17 4.3. Генераторные измерительные схемы ........................................................................ 20 4.4. Измерительные усилители ......................................................................................... 22 4.5. Выпрямители ............................................................................................................... 24 4.6. Активные фильтры ..................................................................................................... 25 4.7. Компенсационные схемы ........................................................................................... 26 4.8. Дифференциальная схема .......................................................................................... 27 4.9. Чувствительность измерительных схем ................................................................... 28 5. ДАТЧИКИ МОМЕНТА НА РОТОРЕ ................................................................................. 29 5.1. Датчики момента на роторе для установок с электроприводом ............................ 29 5.2. Датчики момента на роторе для установок с цепным приводом ........................... 31 5.3. Датчики момента на роторе для установок с механическим приводом ................ 31 5.4. Датчики момента на роторе для установок с угловым редуктором ....................... 32 5.5. Тензометрические датчики измерения усилия под опорой .................................... 32 5.6. Датчики измерения реактивного момента между основанием и столом ротора (тензометрические на растяжение) ...................................................................... 33 6. ДАТЧИКИ ВЕСА БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА ............................................................. 41 6.1. Датчики натяжения неподвижной ветви талевого каната ...................................... 41 6.2. Тензометрический датчик растяжения конструкций крепления неподвижной ветви талевого каната ................................................................................ 48 7. ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ КЛИНЬЕВ РОТОРА ............................................................... 52 7.1. Датчики положения клиньев по давлению в пневматической системе ................. 52 7.2. Акселерометрические датчики положения клиньев ................................................ 53 7.3. Датчик ДКР положения клиньев ............................................................................... 55 8. ДАТЧИКИ ПЛОТНОСТИ БУРОВОЙ ЖИДКОСТИ ........................................................ 57 8.1. Поплавковые (весовые) плотномеры ........................................................................ 57 8.2. Резонансные плотномеры ........................................................................................... 58 8.3. Дифмонометрические плотномеры ........................................................................... 59 8.4. Радиоактивные (гамма-гамма) плотномеры ............................................................. 61 8.5. Примеры конструктивного исполнения датчиков плотности буровой жидкости ............................................................................................................................. 63 9. ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА ........................................................... 67 9.1. Датчик давления бурового раствора на входе скважины ....................................... 70 9.2. Датчик давления бурового раствора в линии нагнетания ДВД-1 .......................... 71
10. ДАТЧИКИ РАСХОДА БУРОВОЙ ЖИДКОСТИ ............................................................ 73 10.1. Электромагнитные датчики расхода ....................................................................... 73 10.2. Кориолисовые расходомеры .................................................................................... 75 10.3. Ультразвуковые (доплеровские) расходомеры ...................................................... 76 10.4. Индикаторы потока ................................................................................................... 78 10.5. Ультразвуковой расходомер ДРУ ........................................................................... 82 10.6. Индикатор расхода бурового раствора на выходе ИРМ ....................................... 83 10.7. Датчик-расходомер количества выходящего бурового раствора Weatherford ... 84 10.8. Ультразвуковые датчики уровня буровой жидкости (радарный уровнемер) ..... 85 10.9. Гидростатические датчики уровня .......................................................................... 88 10.10. Поплавковые датчики уровня буровой жидкости ............................................... 90 10.11. Датчик уровня бурового раствора герконовый .................................................... 94 10.12. Измеритель суммарного уровня буровой жидкости в ёмкостях ИСУ-1 ........... 97 11. ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ БУРОВОЙ ЖИДКОСТИ ............................................... 103 11.1. Датчик температуры буровой жидкости на входе/выходе НПФ «Геофизика» ........................................................................................................... 105 11.2. Датчик температуры буровой жидкости на выходе ДТР .................................... 106 11.3. Датчик плотности и температуры бурового раствора (в приёмной ёмкости) .. 107 11.4. Датчики проходки (глубины) скважины .............................................................. 108 12. ДАТЧИКИ ОБОРОТОВ ВАЛА БУРОВОЙ ЛЕБЕДКИ ................................................ 111 12.1. Датчики оборотов лебедки магнитного типа ....................................................... 111 12.2. Датчики оборотов лебедки с клиноременной передачей .................................... 112 12.3. Датчики оборотов лебедки с прямой передачей .................................................. 114 12.4. Датчики положения крюка на подвижных судах/платформах ........................... 118 12.5. Датчик оборотов вала буровой лебёдки ............................................................... 119 12.6. Датчик положения талевого блока ДОЛ-5 ........................................................... 120 12.7. Датчик положения буровой лебедки Wetherford ................................................. 121 13. ДАТЧИКИ ХОДОВ НАСОСА И ОБОРОТОВ РОТОРА .............................................. 122 13.1. Датчик ДОР/ДХН .................................................................................................... 125 13.2. Датчик ДХН ............................................................................................................. 126 14. ИНКЛИНОМЕТРИЯ ......................................................................................................... 127 14.1. Датчики контроля газосодержания в буровых растворах ................................... 130 15. КАВЕРНОМЕТРИЯ .......................................................................................................... 133 15.1. Управляемый скважинный каверномер КМ-43 ................................................... 133 15.2. Профилемер-каверномер скважинный ПФ-80-8, ПФ-80-8Т ............................... 134 15.3. Указатель направления ветра УНВ-310 ................................................................ 135 16. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТРОИТЕЛЬСТВА НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН ...................................................................................................... 139 ГЛОССАРИЙ ........................................................................................................................... 159 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................................................... 162 Приложение. Примеры расчета глубины обрыва буровой колонны ................................ 163
– , – . , , -. , , . , . , , -. , , . , , , (, .), . . , , : , , , , . , , () , . . : , , , , .
1. , -. , --: – 25 2012 . 390 «»; – -85; – . 105-03, 2003. -, : – ; – ; – ; – . . 1, , . 1 /, . 1 -1 2 -121 1 3 -6-1 1 4 -21 5 -7104 6 -500 1 7 -16 1 8 1 9 -7 1 10 -111 11 -1 12 -1 1 13 -3 1 14 – 1 15 -41 16 -100 1
1 /, . 17 . – – 18 -20-2 19 1 20 Schlumberger 1 21 – 1 22 -11-1 1 23 -10 1 24 1001 25 1 26 10–15 % 50-500 – (. 1) : – ; – ; – ; – ; – ; – ; – (); – ; – ; – ; – ; – ; – ; – ; – ; – ; – . (. 1) : – ; – ; – ; – ; – , , ;– ;8 – ; – ; – ; – ; – , ; – ; – . . 1. 9 2. 2.1. . : – ; – ; – . , , . , , . . , . . , , , – (. 2). . 2. – , – . 2.2. . , , , , , . .
, – , , , . , , , , , : , , , , , , . , , . . . , , Lowcost – , , . -, , . . , . . . – . , . . . , , , , , , , , . . (), , . , . : – ; – ; – ;
– ; – . , , , . , , , . : , , , , , , , , , – , , , . , , , , . , , , (), , . (. 3) , , , , . . 3. . : – , ; – ; – ; – ; – (– ); – ; – ; – . : – (); – ; – (50 ) .
, , 400 . , . , , , . , . , . , , . , , – , , , . – , , – , . , , . , : 4 , S C d – , ; S d – . : – ; – S; – d. , . , . , , . . , , , , , () (. 4). . .
. 4. . . , , . (). , . . , . , . , . . . : , – . , . – . , , . , , . .
, , . , , , . . , . . , , . . . (), , , , . (Texas Instruments, Analog Devices .). , , 0–20, 4–20 0–5, 0,4–2,0 .
3. , . . . : , . , , , . , . , () . , (Wp) (R) (. 5). , . . 5. (Up) (R). , (Jp) : ; U J Z 2 2 2 , Z R X U– ; Z – ; X – ; R – . (Z) (Rp) (Rw) w , R R R R – ; – . () : , X L – = 2f; Lp – , :
2 2 , L S R l l R S – . 2 , L S l p – ; Sc – ; lc – ; μc – . : 4 2 2 . U J W R w S l , , (Lp), (μc). (μc) () (): . dB dH (J) = . (μc) . , (L) (XL) . (Jp) . . (Up) (W), – (R). (J) (J), . (μc) . , () , (Jp) . (U) (R), – (Wp). , (Jy) , . . (Jp). (Wy) (W), . : – ; – ; – ; – ; – .