Назначение
Системы модульные непрерывного внутрискважинного мониторинга (далее - системы) предназначены для измерений давления и температуры среды контактным способом при полном погружении в нефтяных, газоконденсатных и других скважинах, в том числе при долговременном мониторинге параметров процесса добычи нефти и газа.
Описание
Принцип действия систем при измерении давления основан на измерении резонансной частоты кварцевого резонатора. Функция преобразования является температурно-зависимой. Для корректировки температурной зависимости используются результаты измерений температуры, полученные с помощью второго кварцевого резонатора, резонансная частота которого является функцией температуры. Цифровые значения измеренных резонансных частот преобразуются в именованные величины - давления и температуру с использованием индивидуальных статических характеристик в виде степенных полиномов, коэффициенты которых определены изготовителем и указаны в паспорте каждого точечного кварцевого датчика давления и температуры.
Система модульная непрерывного внутрискважинного мониторинга состоит из:
- наземного модуля управления и коммуникации (далее - контроллера);
- модуля связи с датчиком точечного давления/температуры;
- одного или нескольких точечных кварцевых датчиков давления и температуры (далее
- датчики давления и температуры);
- погружного внутрискважинного кабеля для измерения распределённой температуры и подключения датчика давления.
Наземный модуль управления и коммуникации представляет собой центральный блок системы, содержащий в себе: вычислитель (высокопроизводительный SOM модуль), GNSS приёмник, кросс плату с интерфейсами для измерительных модулей. Модуль может быть выполнен как основной, так и расширительный. Расширительный модуль содержит только источники питания и кросс-плату и обладает большим числом слотов расширения.
Модуль связи с датчиком точечного давления/температуры, устанавливаемый в любой из слотов расширения наземного модуля коммуникации, предназначен для обеспечения связи с одним или несколькими датчиками температуры и давления, размещаемыми в скважине. Ключевыми особенностями являются схема питания и система присвоения адреса модуля в системе, которые позволяют производить быструю замену модулей без отключения наземного модуля коммуникации, а клеммный разъём подключения датчиков давления и температуры на лицевой панели модуля упрощает их ввод в эксплуатацию.
Датчики давления и температуры предназначены для измерений давления и температуры с заданной точностью.
Конструктивно датчик выполняется в коррозионностойком корпусе из высокопрочной нержавеющей стали, выдерживающем высокие давления и температуру. Датчик может выпускаться с диаметром корпуса от 19 до 26 мм, что позволяет монтировать датчик на насосно-компрессорной трубе (НКТ) в держателях с небольшими габаритами, что в свою очередь существенно упрощает монтаж датчика в скважине и снижает риск повреждения датчика в процессе спуска компоновки. На одном кабеле может быть смонтировано до 4-х датчиков. Датчики давления и температуры выпускаются в модификациях, различающихся метрологическими характеристиками, габаритными размерами, которые выбираются при заказе.
Фотография общего вида датчика давления и температуры с указанием места нанесения заводского/серийного номера приведена на рисунке 1. Фотография общего вида наземного модуля управления и коммуникации с указанием места нанесения заводского/серийного номера и знака утверждения типа на рисунке 2.
Заводской/серийный номер датчика давления и температуры наносится на корпус методом гравировки. Заводской/серийный номер контроллера наносится на правую боковую панель корпуса контроллера при помощи металлизированной наклейки.
Конструкция средства измерений не предусматривает нанесение знака поверки на корпус компонентов системы.
Рисунок 2 - Общий вид контроллера с указанием места нанесения заводского/серийного номера
и знака утверждения типа
Пломбирование компонентов систем не предусмотрено.
Программное обеспечение
Системы имеют только встроенное программное обеспечение (далее - ПО), которое представляет собой предустановленный в контроллер автономный Web-сервер.
Встроенное ПО является метрологически значимым и осуществляет интерпретацию частоты канала давления и температуры в значения давления и температуры с помощью полиноминального преобразования. Кроме того, встроенное ПО используется при проверке работоспособности и функциональности систем, позволяет запросить необработанные данные с системы, конвертировать данные с системы в инженерные единицы, позволяет программировать работу системы (периодичность сбора данных и единицы измерения). Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик. Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Geoptics |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 2.3 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | Недоступен |
Конструкция компонентов системы исключает возможность несанкционированного влияния на ПО и измерительную информацию. Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с рекомендацией по метрологии Р 50.2.077-2014, программное обеспечение защищено от преднамеренных изменений с помощью специальных программных средств.
Таблица 2 - Метрологические характеристики__
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений абсолютного давления(МПа | от 0,1 до 140 |
| Чувствительность в диапазоне измеряемого давления, МПа | 0,000001 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления при выпуске из производства, % (от ВПИ(**)) | ±0,02 |
| Дрейф по давлению, МПа/год | ±0,0059 |
| Дрейф по давлению для систем, настроенных на максимальный диапазон измерений, МПа/год | ±0,0069 |
| Диапазон измерений температуры*-***), °С | от -20 до +150 |
| Чувствительность в диапазоне измеряемых температур, °С | 0,000001 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры при выпуске из производства, °С | ±0,1 |
| Дрейф по температуре, °С/год | ±0,009 |
| Примечания: * - указан максимальный диапазон измерений, требуемый диапазон устанавливается при заказе путем выбора значения верхнего предела измерений в диапазоне от 21 до 140 МПа; **- ВПИ - верхний предел измерений; *** - указан максимальный диапазон измерений, требуемый устанавливается при заказе путем выбора верхнего и нижнего пределов измерений, находящихся в диапазоне температур от -20 до +150 °С. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Разрешающая способность по давлению, МПа | 0,000001 |
| Разрешающая способность по температуре, °С | 0,000001 |
| Длина корпуса точечного датчика давления и температуры, мм, не более | 900 |
| Диаметр корпуса точечного датчика давления и температуры в зависимости от модификации, мм | от 19 до 26 |
| Длина погружного внутрискважинного кабеля, м, не более | 8000 |
| Г абаритные размеры наземного модуля управления и коммуникации (ДхШхВ), мм, не более | 480x437x133 |
| Г абаритные размеры модуля связи с датчиком точечного давления/температуры (ДхШХВ), мм, не более | 181x33x135 |
| Масса точечного датчика давления и температуры, кг, не более | 4 |
| Масса наземного модуля управления и коммуникации, кг, не более | 15 |
| Масса модуля связи с точечным датчиком давления и температуры, кг, не более | 0,5 |
| Минимальное время опроса, с | 1 |
| Объем внутренней памяти, млн измерений | 20 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Интерфейс связи | 2х Ethernet (ModBus TCP), RS-232/RS-485 (ModBus RTU), USB, Wi-Fi |
| Номинальное напряжение питания постоянного тока кварцевого датчика давления и температуры, В, не более | 26 |
| Параметры электропитания наземного модуля управления и коммуникации: - напряжение питания переменного тока, В - частота, Г ц - потребляемая мощность, В-А | 220 50 100 |
| Параметры электропитания модуля связи с датчиком точечного давления/температуры: - потребляемая мощность, В-А | 4 |
| Условия эксплуатации точечного датчика давления и температуры: - температура окружающей среды, °С | от -20 до +150 |
| Условия эксплуатации наземного модуля управления и коммуникации и модуля связи с датчиком точечного давления/температуры: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более | от +10 до +40 80 |
| Показатели надежности точечного кварцевого датчика давления и температуры: - средняя наработка до отказа, ч - средний срок службы, лет | 290 000 30 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист паспорта и руководства по эксплуатации, а также на лицевую панель контроллера системы.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечания |
| Наземный модуль управления и коммуникации | - | 1 шт. | количество в соответствии с заказом |
| Модуль связи с датчиком точечного давления/температуры | - | 1 шт. | количество в соответствии с заказом |
| Точечный кварцевый датчик давления и температуры | - | 1 шт. | количество в соответствии с заказом |
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечания |
| Погружной внутрискважинный кабель для измерения распределённой температуры и подключения датчика давления | - | - | количество в соответствии с заказом |
| Руководство по эксплуатации | РСДТ.416733.002 РЭ | 1 экз. | - |
| Паспорт | РСДТ.416733.001 ПС | 1 экз. | в соответствии с заказом |
| Инструкция по монтажу и настройке ПО | РСДТ.416733.001 ИМ | 1 экз. | - |
| Комплект ЗИП | - | 1 шт. | - |
| Упаковка | - | 1 шт. | - |
Сведения о методах измерений
приведены в главе 6 документа РСДТ.416733.002 РЭ «Системы модульные непрерывного внутрискважинного мониторинга. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2022 г. № 2653 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1Х101 - 1*107 Па»;
РСДТ.416733.001 ТУ «Системы модульные непрерывного внутрискважинного мониторинга. Технические условия».
88535-23: Методика поверкиСкачать5.0 Мб