VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В статье анализируются система контроля параметров бурения «Леуза-2». Описан список базовых контролируемых параметров. Предлагается уменьшить количество датчиков за счет косвенного вычисления контролируемых параметров.

The article analyzes control system of drilling parameters. Describes a list of basic monitored parameters. It is proposed to decrease these parameters by indirect calculation.

Система "Леуза-2" предназначена для измерения и контроля технологических параметров бурения, оперативного управления, оптимизации и обеспечения безопасности бурения скважин на нефть и газ.

Система обеспечивает: автоматический сбор, обработку с расчетом производных параметров и представление текущей информации на средствах отображения и регистрации (на пульте бурильщика – ПБ); документирование результатов бурения в цифровом, аналоговом и графическом виде. Также ведется контроль за выходом технологических параметров за установленные пределы и вывод световой и звуковой сигнализации при превышение предельных значений. В системе применяются схемно-конструктивные решения искробезопасных электрических цепей, заполнение блоков воздухом повышенного давления и применяются датчики с взрывонепроницаемыми оболочками.

Основными составными частями системы технологического контроля параметров бурения «Леуза-2» являются:

• блок УКП ( усиления, коммутации и питания) для приема аналоговых и импульсных сигналов датчиков, преобразования их в цифровой код и обмена данными с ЭВМ и пультом бурильщика;

• пульт бурильщика для отображения информации, предоставляемой бурильщику и пульт управления системой;

• комплект датчиков.

Датчики устанавливаются на буровой установке и функционируют в непрерывном режиме и служат для получения первичной информации о состоянии технологических параметров. В данной системе базовыми являются следующие контролируемые параметры:

• число оборотов вала буровой лебёдки (глубина проходки),

• нагрузка на крюке,

• крутящий момент на роторе,

• количество ходов насоса,

• плотность промывочной жидкости (ПЖ),

• уровень ПЖ,

• давление ПЖ,

• расход ПЖ.

Предлагается заменить в системе подачи промывочной жидкости на входе в скважину два датчика (давления и уровня) одним датчиком гидростатического давления, с помощью которого можно будут измерять эти два параметра.

Принцип действия датчика гидростатического давления основывается на том, что когда давление процесса воздействует на датчик, разделительная мембрана смещается, передавая измеряемое давление через наполняющую жидкость, к чувствительной (сенсорной) мембране. Это давление вызывает изменение положения чувствительной мембраны в ячейке сенсора, изменяя емкость между мембраной и пластинами конденсатора.

Рис.1. Общий вид первичного преобразователя: 1 – корпус, 2 – емкостная ячейка, 3 – чувствительные разделительные мембраны, 4 – штепсельный разъем, 5 – электрическая плата.

Величина гидростатического давления Р_г зависит от высоты столба жидкости h над измерительным прибором и от плотности этой жидкости ρ.

Рис.2. Расположение датчика давления на резервуаре: ДИ-диф.измеритель

Тогда величина давления ПЖ будет равна:

где – плотность ПЖ, g=9,81 м/с2 – ускорение свободного падения, h – высота измеряемой жидкости.

Выразив из этого выражения h, получаем искомый уровень ПЖ:

Зная величину гидростатического давления, можно получить информацию об уровне ПЖ в ёмкости.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Булатов А.И. Контроль процессов бурения нефтяных и газовых скважин / А.И. Булатов, В.И. Демихов, П.П. Макаренко. – М.: Недра, 1998.

2. Лугуманов М.Г. Система удаленного контроля и управления процессом строительства скважин / М.Г. Лугуманов, А.Б. Гусев, Д.В. Артемов // Научно-технический вестник "Каротажник" – 2005. – № 5–6. http://npfgeofizika.ru/leuza/science/article20.htm.