Назначение
Термоманометры скважинные автономные пьезорезистивные серии PPS (далее по тексту
- термоманометры) предназначены для измерений избыточного давления и температуры среды внутри скважин.
Описание
Принцип действия термоманометров при измерении давления и температуры основан на преобразовании упругой деформации чувствительного элемента (ЧЭ) в изменение сопротивления пьезорезисторов, включенных по мостовой схеме. Выходное напряжение моста изменяется пропорционально приложенному давлению и температуре. В термоманометрах исполнений PPS62, PPS63 в качестве первичного преобразователя температуры применяется резистивный ЧЭ с номинальной статической характеристикой преобразования типа «Pt100» по ГОСТ 66512009 (МЭК 60571), принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления ЧЭ от температуры.
Термоманометры относятся к классу измерительных приборов, осуществляющих автоматические измерения давления и температуры, хранение полученных сигналов с помощью электронного устройства обработки сигналов. Программирование термоманометров, а также извлечение записанной информации из их памяти и её обработка осуществляются с помощью программного обеспечения PPS SmartView.
Термоманометры скважинные автономные пьезорезистивные серии PPS имеют следующие исполнения: PPS25, PPS25XM, PPS52, PPS53, PPS55, PPS62, PPS63. Исполнения различаются по верхнему пределу диапазона измерений избыточного давления и температуры, а также по объему внутренней памяти и конструктивным особенностям.
Термоманометры имеют разборную конструкцию и конструктивно выполнены в виде цилиндрического корпуса из нержавеющей стали, инконеля или сплава MP35N с закручивающейся крышкой, имеющей резьбовое соединение. Внутри корпуса размещен сменный литиевый элемент питания. На торцевую поверхность крышки выведен чувствительный щуп, совмещающий в себе функции сенсора температуры и относительной электрической проводимости среды, окружающей термоманометр. Щуп защищен от повреждений защитным колпачком, имеющим щели для прохождения среды. Сенсор давления также вмонтирован в крышку, в которой сделан специальный канал для свободного прохождения среды к сенсору.
Термоманометр PPS25 предназначен для замеров величин скважинных давлений и температур, необходимых для оценки продуктивности скважины на многих этапах её строительства (бурение, испытание и добычу). Кроме того, если манометр запрограммирован с требуемыми данными по частоте и продолжительности записи, то он может работать по этой программе бесконечное количество заданий без необходимости программирования каждый раз, что экономит время на скважине.
Термоманометр PPS25XM предназначен для использования в скважинах с агрессивной средой. ЧЭ запаян в корпус манометра, что исключает протечку через уплотнение сенсора. В уплотнении батарейного корпуса помимо обычных резиновых колец используется уплотнение металл по металлу.
Термоманометр PPS51 применяется в тех случаях, когда есть ограничения по длине (для установки в другие скважинные инструменты, такие как оборудование для закачки воды или плунжерный лифт).
Термоманометр PPS52 применяется в тех случаях, когда есть ограничения по диаметру (для замеров скважинных давлений и температур при операциях с гибкой трубой малого внутреннего диаметра).
Термоманометр PPS53 предназначен для установки в гнездо газлифтного клапана для спуска в скважину.
Термоманометр PPS55 предназначен для измерений резких перепадов давлений при гидроразрывах, перфорациях и т.д. и позволяет регистрировать до 500 наборов данных в секунду.
Термоманометр PPS62 оснащен малоинерционным термопреобразователем сопротивления и предназначен для обнаружения протечек в НКТ и в обсадной колонне.
Термоманометр PPS63 оснащен малоинерционным термопреобразователем сопротивления и локатором муфт, позволяющим фиксировать муфты НКТ и обсадной колонны для реализации привязки записанных данных к глубине скважины.
Фотографии общего вида термоманометров представлены на рисунке 1.
PPS52
Пломбирование термоманометров не предусмотрено.
PPS53
PPS55
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) термоманометров состоит из внутреннего и внешнего (автономного) ПО. Метрологически значимым является только внутреннее ПО.
Встроенное ПО устанавливается в термоманометрах на заводе-изготовителе во время производственного цикла. Конструкция СИ исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию.
Таблица 1 - Идентификационные данные встроенного ПО термоманометров PPS25, PPS25XM
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MEM 1M 125C | MEM 2М^ 150^177С |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | V2.02 | V4.10А |
| Цифровой идентификатор ПО | отсутствует |
Таблица 2 - Идентификационные данные встроенного ПО термоманометров PPS51
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MEM 1M 150C |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | V1.10 |
| Цифровой идентификатор ПО | отсутствует |
Таблица 3 - Идентификационные данные встроенного ПО термоманометров PPS52
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MEM 1M 150C |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | V1.1 |
| Цифровой идентификатор ПО | отсутствует |
Таблица 4 - Идентификационные данные встроенного ПО термоманометров PPS53
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MEM 2^4М 150C | MEM 2^4M 177С |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | V4.10А | V4.20 |
| Цифровой идентификатор ПО | отсутствует |
Таблица 5 - Идентификационные данные встроенного ПО термоманометров PPS55
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MEM 4M 150C, 177С |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | V2.04 |
| Цифровой идентификатор ПО | отсутствует |
Таблица 6 - Идентификационные данные встроенного ПО термоманометров PPS62
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MEM 2M 150C, 177С |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | V1.21 |
| Цифровой идентификатор ПО | отсутствует |
Таблица 7 - Идентификационные данные встроенного ПО термоманометров PPS63
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MEM 2M 150C |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | V1.05 |
| Цифровой идентификатор ПО | отсутствует |
Уровень защиты встроенного ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений -«высокий» в соответствии с п. 4.3 рекомендации по метрологии Р 50.2.077-2014.
Внешнее ПО «PPS SmartView» не является метрологически значимым и предназначено для программирования работы термоманометра, скачивания результатов измерений из памяти термоманометра по каналу USB/RS232 и обеспечения первичной обработки записанных данных.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики термоманометров приведены в таблицах 8-11.
Таблица 8 - Основные метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение ха | рактеристики |
| PPS25 | PPS25XM | PPS51 | PPS52 |
| Диапазон измерений избыточного давления, МПа | от 0 до 41,369; от 0 до 68,948; от 0 до 103,421 | от 0 до 68,948; от 0 до 103,421; от 0 до 137,895; от 0 до 172,369; от 0 до 206,843 | от 0 до 41,369; от 0 до 68,948; от 0 до 103,421 | от 0 до 41,369; от 0 до 68,948 |
| Предельно допустимое давление, МПа | 105 | 210 | 105 | 70 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений давления, МПа | ±(0,0003 -ВПИ+0,0001 •P), где: ВПИ - верхний предел диапазона измерений, P - значение измеряемого давления | ±(0,0003 -ВПИ+0,0001 •P), где: ВПИ - верхний предел диапазона измерений, P - значение измеряемого давления | ±(0,0003 -ВПИ+0,0001 -P), где: ВПИ - верхний предел диапазона измерений, P - значение измеряемого давления | ±(0,0003 -ВПИ+0,0001 -P), где: ВПИ - верхний предел диапазона измерений, P - значение измеряемого давления |
| Разрешающая способность по давлению, МПа | 0,000002 | 0,000002 | 0,000002 | 0,000002 |
| Диапазон измерений температуры, °С | от 0 до +125; от 0 до +150 | от 0 до +177 | от 0 до +150 | от 0 до +150 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °C | ±0,5 | ±0,5 | ±0,5 | ±0,5 |
| Разрешающая способность по температуре, °С | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Программируемое время опроса, с | от 1 до 64800 | от 1 до 64800 | от 1 до 64800 | от 1 до 64800 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С | от -40 до +150 | от -40 до +180 | от -40 до +150 | от -40 до +150 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 50000 | 50000 | 50000 | 50000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 15 | 15 | 15 | 15 |
Таблица 9 - Основные метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение ха | рактеристики |
| PPS53 | PPS55 | PPS62 | PPS63 |
| Диапазон измерений избыточного давления, МПа | от 0 до 41,369; от 0 до 68,948 | от 0 до 41,369; от 0 до 68,948; от 0 до 103,421 | от 0 до 68,948; от 0 до 103,421; от 0 до 137,895 | от 0 до 41,369; от 0 до 68,948 |
| Предельно допустимое давление, МПа | 70 | 105 | 140 | 70 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений давления, МПа | ±(0,0003 -ВПИ+0,0001 •P), где: ВПИ - верхний предел диапазона измерений, P - значение измеряемого давления | ±(0,001-ВПИ+0,0001-P), где: ВПИ - верхний предел диапазона измерений, P - значение измеряемого давления | ±(0,0003 -ВПИ+0,0001 -P), где: ВПИ - верхний предел диапазона измерений, P - значение измеряемого давления | ±(0,0003 -ВПИ+0,0001 -P), где: ВПИ - верхний предел диапазона измерений, P - значение измеряемого давления |
| Разрешающая способность по давлению, МПа | 0,000002 | 0,00007 | 0,000002 | 0,000002 |
| Диапазон измерений температуры, °С | от 0 до +150; от 0 до +177 | от 0 до +150; от 0 до +177 | от 0 до +150; от 0 до +177 | от 0 до +150; от 0 до +177 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °C | ±0,5 | ±0,5 | ±0,2 | ±0,2 |
| Разрешающая способность по температуре, °С | 0,01 | 0,05 | 0,001 | 0,001 |
| Программируемое время опроса, с | от 1 до 64800 | от 0,002 до 1 | от 1 до 64800 (от 0,1 до 6480 по заказу) | от 0,1 до 6480 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С | от -40 до +180 | от -40 до +180 | от -40 до +180 | от -40 до +180 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 50000 | 50000 | 50000 | 50000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 15 | 15 | 15 | 15 |
Таблица 10 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | | Значение характеристики | |
| PPS25 | PPS25XM | PPS51 | PPS52 |
| Объем внутренней памяти, кол-во записей | 2000000 (4000000 по заказу) | 2000000 (4000000 по заказу) | 1000000 | 1000000 |
| Г абаритные размеры: - наружный диаметр, мм, не более | 19; 32 | 32; 35 | 19 | 12 |
| - длина, мм, не более | 248; 274; 305; 307 | 295; 350; 355; 452; 508 | 122 | 222 |
| Масса, кг, не более | 2 | 2 | 1 | 1 |
| Напряжение питания, В | от 2,7 до 3,9 | от 2,7 до 3,9 | от 2,7 до 3,9 | от 2,7 до 3,9 |
| Тип элемента питания | литиевая батарея | литиевая батарея | литиевая батарея | литиевая батарея |
| Потребляемый ток, не более, мА | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
Таблица 11 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | | Значение характеристики | |
| PPS53 | PPS55 | PPS62 | PPS63 |
| Объем внутренней памяти, кол-во записей | 2000000 (4000000 по заказу) | 4000000 | 2000000 | 1000000 |
| Габаритные размеры: - наружный диаметр, мм, не более | 24,5; 38,1 | 19; 31 | 32 | 38 |
| - длина, мм, не более | 300; 350 | 228; 304 | 566 | 850 |
| Масса, кг, не более | 1 | 1 | 2 | 5 |
| Напряжение питания, В | от 2,7 до 3,9 | от 2,7 до 3,9 | от 2,7 до 3,9 | от 2,7 до 3,9 |
| Тип элемента питания | литиевая батарея | литиевая батарея | литиевая батарея | литиевая батарея |
| Потребляемый ток, не более, мА | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации. Комплектность средства измерений
Таблица 12 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Термоманометр PPS | По заказу | 1 шт. |
| Программное обеспечение на CD-диске | PPS SmartView | 1 шт. |
| Транспортировочный кейс | - | 1 шт. |
| Батарея | | 1 шт. (для PPS25, PPS51, PPS52, PPS61, PPS62) |
| Переходник для попарного соединения термоманометров | - | 1 шт. (только для PPS25) |
| Руководство по эксплуатации | MANU-0034 Rev 04 | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 207-017-2018 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 207-017-2018 «Термоманометры скважинные автономные пьезорезистивные серии PPS. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС»
20.03.2018 г.
Основные средства поверки:
Рабочие эталоны 1-го, 2-го разрядов по ГОСТ Р 8.802-2012 - манометры избыточного давления грузопоршневые МП-2,5, МП-60, МП-250;
Преобразователь давления эталонный ПДЭ-20И (Регистрационный № 58668-14);
Рабочий эталон 3-го разряда по ГОСТ 8.558-2009 - термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 (Регистрационный № 19916-10);
Термостаты переливные прецизионные ТПП-1 (мод. ТПП-1.0, ТПП-1.1, ТПП-1.2) (Регистрационный № 33744-07);
Измеритель температуры многоканальный прецизионный МИТ 8 (мод. МИТ 8.15) (Регистрационный № 19736-11).
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
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 8.802-2012 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
Международный стандарт МЭК 60751:2009 (2008-07) Промышленные чувствительные элементы термометров сопротивления из платины
Техническая документация фирмы-изготовителя
72763-18: Методика поверки МП 207-017-2018Скачать8.2 Мб
6447-78
