Диссертация Г. С. Абрамова. Г. С. Абрамов телеизмерительные системы с электромагнитным каналом связи для точнонаправленного бурения нефтегазовых скважин западной сибири
 Скачать 0.67 Mb.
|
3.7 Метрологическое обеспечение инклинометрической аппаратурыТочность проводки нефтегазовых скважин по заданной траектории не может быть гарантирована, если не соблюдаются правила метрологического обеспечения на всех этапах производства и эксплуатации аппаратуры: заводского производства аппаратуры, ее эксплуатации и периодической поверки. Разработанная система метрологического обеспечения (рис. 30) предусматривает в качестве исходных образцовых средств измерений использование образцовых многогранных призм 4 разряда и автоколлиматоров 3 разряда из государственной поверочной схемы по ГОСТ 80.061-80 с погрешностью = 10. В качестве образцовых средств измерений используются аттестованные теодолиты и оптические квадранты с погрешностью = 30. Образцовые средства измерений применяются для градуировки и поверки образцовых поверочных установок и рабочих средств измерений. Для обеспечения заданных критериев качества поверки (Рнма = 0,15 и ма = 1,1) соотношение между пределами основной погрешности исходных образцовых средств измерений, заимствованных из государственной схемы и образцовых средств измерений не должно превышать 1:3. Таким образом, если телесистема должна обеспечить точность измерения углов в пределах 0,1, оценить эту погрешность можно лишь на образцовых аттестованных средствах измерений с основной погрешностью не более 2. Автором были сформулированы технические требования, по которым была разработана и изготовлена компьютеризованная поверочная инклинометрическая установка УПИ-3, отвечающая изложенным в ТЗ требованиям (приложение 2). Точность угловых измерений по трем осям обеспечивается специально разработанными немагнитными цифровыми оптическими датчиками угловых перемещений с погрешностью не более 2,0 в пределах 0-360. Установка УПИ-3, общий вид которой приведен на рис. 31, имеет следующие технические характеристики. Диапазон изменений углов: зенитного 0 125 2,0 азимутального -5 360 2,0 угла разворота 0 360 2,0 Габариты и масса калибруемых приборов: диаметр, мм 36, 42, 60,73 длина, мм до 2000 масса, кг до 15 Габариты установки, мм 1140х1050х1050 Масса, кг 140 Потребляемая мощность частотой 50 Гц, напряжением 220 В, ВА 30 В состав изделия входят сменные зажимы для установки приборов разного диаметра, ПЭВМ, программное обеспечение автоматизации процесса работы на УПИ-3. Установка аттестована и сертифицирована органом Госстандарта Санкт-Петербурга. Блок первичных преобразователей телесистем типа МАК (ЗИС-4М1 и др.) укрепляется в установке центрирующими зажимами и через технологический разъем подключается к одному из портов ПЭВМ, к другому порту подключается интерфейс УПИ-3. На дисплей монитора выводятся значения заданных и измеряемых углов. Предусмотрена начальная установка начальных и произвольных значений углов, регистрация измеренных значений и программный ввод поправок в зависимости от индивидуальных параметров датчиков. Методика соблюдения метрологических характеристик предусматривает контрольные измерения аппаратурой на стенде перед выездом на скважину, проверку работоспособности перед спуском аппаратуры в скважину и повторный контроль аппаратуры после извлечения из скважины и по прибытии на стационарную базу [15, 38, 48]. 4. Результаты практического применения инклинометрических систем с электромагнитным каналом4.1. Телесистемы типа ЗИС-4М и МАК-1Телесистема ЗИС-4М По результатам выполненных автором исследований была разработана рабочая конструкторская документация, изготовлены опытные образцы, широко опробованные в скважинах Западной Сибири и налажен серийный выпуск телесистем ЗИС-4М1. Общий вид скважинного прибора телесистемы показан на рис. 32. Он состоит из прочного корпуса с электрическим разделителем в виде защемленного между трубными резьбами и покрытого снаружи стеклопластиком. Изнутри для электрической изоляции внутренней поверхности бурильной трубы предусмотрена установка стеклопластиковой вставки, зажатой с обеих сторон. Турбоагрегат закрепляется на верхнем торце бурильной трубы. Аппаратурный контейнер соединяется с турбоагрегатом жесткой, покрытой снаружи полиэтиленом, трубкой, заканчивающейся электрическими разъемами с обеих сторон. В аппаратурном контейнере размещаются последовательно передатчик с силовыми семисторами, установленными на радиаторе и на шасси, закрытом охранным кожухом. платы блока управления передатчиком, микропроцессор с аналого-цифровым преобразователем и коммутатором каналов и выпрямитель питания электронных схем всего скважинного прибора. Блок первичных преобразователей соединяется разъемом с шасси и устанавливается на отдельном шасси (лыже). Наземный приемник телесистемы ЗИС-4М1 (рис. 33) в виде отдельного блока имеет вход для подключения антенн и разъем к ПЭВМ. Предусмотрено переключение коэффициента усиления и ослабления сигнала, регулировка полосы среза. Питание наземного интерфейса осуществляется от промышленной сети 220 В частотой 50 Гц, чувствительность приемника – 2 мкВ, полоса пропускания – 0,1 Гц – 35-40 Гц, затухание на частоте 50 Гц – 120 дб. Телесистема ЗИС-4М1 (МАК-170) испытана в 8 скважинах Ват-Еганского и Ван-Еганского месторождений на глубинах до 2,5 км. Общее время пребывания двух комплектов скважинной аппаратуры составило более 140 часов. Телесистема МАК-108 Телесистема МАК-108 (МАК-1) предназначена для бурения скважин диаметром 120 мм, отличается конструктивно габаритами конструкции, функциональная схема такая же, как в телесистеме ЗИС-4М1. Улучшены характеристики аппаратуры. Общий вид скважинного прибора показан на рис. 34. Турбогенератор имеет магнитную муфту, уменьшена длина электрического разделителя. Наземная аппаратура (наземный интерфейс) выполнена в другом конструктиве, предусматривается настольное размещение, не отличается принципиально от наземного приемника телесистемы ЗИС-4М1. Технические характеристики разработанных телесистем приведены в таблице 14. Таблица 14 Технические характеристики забойных телесистем типа МАК для проводки горизонтальных нефтегазовых скважин
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||