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
67623-17: Описание типа СИСкачать701.7 Кб