Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии и техники разведки МПИ

Контрольная работа

по дисциплине «Автоматизация произв. процессов в бурении»

тема: «Комплекс средств контроля и управления процессом бурения нефтяных и газовых скважин»

ВЫПОЛНИЛ:

Бугаев Д.А.

ПРОВЕРИЛ:

Ламбин А.И.

Иркутск 2008

Основным средством контроля режимов и параметров бурения скважин на нефть и газ является станция геолога технического исследования скважин ГТИ скважина проводка бурение долото

Цель ГТИ -

· оперативное изучение геологического строения разреза скважины,

· выявление и оценка продуктивных пластов,

· повышение качества проводки и сокращение цикла строительства скважины на основе получаемой в процессе бурения геолого-геохимической, геофизической и технологической информации.

Область применения ГТИ - исследование поисковых, разведочных, эксплуатационных, опорно-параметрических и опорно-технологических скважин.

Решаемые задачи:

· геологические

o литолого-стратиграфическое расчленение разреза;

o выделение коллекторов и оценка их свойств;

o выявление в разрезе нефтегазоносных или перспективных пластов и предварительная оценка их продуктивности;

· технологические

o предупреждение аварий и осложнений в процессе бурения;

o оптимизация режимных параметров бурения и отработки долот;

o расчет давлений в скважине и оценка пластовых, поровых давлений.

Партия ГТИ осуществляет:

· сбор, анализ и обработку информации о шламе, керне, параметрах бурового раствора и режиме бурения - непрерывно в процессе бурения;

· оперативную предварительную обработку геофизической и гидродинамической информации о продуктивных или перспективных объектах;

· выдачу буровой бригаде, геологической и технологической службам буровых предприятий рекомендаций, необходимых для оперативного выявления перспективных на нефть и газ объектов и оптимальной проводки скважин в сложных горно-геологических условиях.

Эффективная работа партий ГТИ возможна лишь на основе применения рациональной технологии сбора, подготовки и обработки информации, четкого взаимодействия с буровой бригадой, буровым и геофизическим предприятием.

Параметры ГТИ Регистрируемые, измеряемые, расчетные и др. параметры геолого-технологических исследований скважины в процессе бурения

№ п/п	Наименование параметра	Усл. обозн.	Ед. измер.
1	Глубина скважины	Н	м
2	Проходка на долото	hд	м
3	Механическая скорость бурения	v	м/ч
4	Скорость СПО	vспо	м/с
5	Фактическая скорость течения бурового раствора в кольцевом пространстве	vк.п	м/с
6	Фактическая скорость течения бурового раствора в трубах	vт	м/с
7	Критическая скорость течения бурового раствора	vкр	м/с
8	Скорость седиментации шлама в буровом растворе	vс.ш	м/с
9	Продолжительность бурения интервала проходки	t	мин/м
10	Время механического бурения	tм	ч
11	Время механического бурения данным долотом	tд	ч
12	Время работы долота на забое	tз	ч
13	Время отставания шлама	tш	мин
14	Время отставания шлама, определенное опытным путем	tш.оп	мин
15	Длина бурильной колонны	L	м
16	Длина секции бурильной колонны	l	м
17	Диаметр долота, скважины	D	мм
18	Наружный диаметр бурильных труб	dн	мм
19	Внутренний диаметр бурильных труб	dт	мм
20	Объем металла бурильных труб	Vм	м3
21	Объем бурового раствора в скважине	Vскв	м3
22	Объем бурового раствора в кольцевом пространстве	Vк.п	м3
23	Объем бурового раствора в приемных емкостях	V	м3
24	Объем бурового раствора в бурильных трубах	Vт	м3
25	Объем пробы бурового раствора	Vр	л
26	Уровень бурового раствора в приемных емкостях	hпр	м
27	Уровень бурового раствора в доливочной емкости	hдол	м
28	Число ходов поршня бурового насоса	nх	ход/мин
29	Расход бурового раствора	Q	л/с
30	Расход бурового раствора на входе в скважину	Qвх	л/с
31	Расход бурового раствора на выходе из скважины	Qвых	л/с
32	Дифференциальный расход	ДQ	л/с
33	Поток бурового раствора на выходе	vп	%
34	Давление бурового раствора в нагнетательной линии	Рвх	МПа
35	Давление в затрубном пространстве	Рвых	МПа
36	Потери давления в кольцевом пространстве	ДРкп	МПа
37	Потери давления в бурильных трубах	ДРт	МПа
38	Потери давления на долоте	ДРд	МПа
39	Потери давления в замковых соединениях труб	ДРзам	МПа
40	Гидростатическое давление	Ргс	МПа
41	Гидродинамическое давление	Ргд	МПа
42	Давление свабирования	ДРсв	МПа
43	Давление на забой скважины	Рскв	МПа
44	Пластовое давление	Рпл	МПа
45	Градиент нормального пластового давления	grad Рпл.н	г/см3
46	Градиент пластового давления	grad Рпл	г/см3
47	Градиент горного давления	grad Рг	г/см3
48	Время полного цикла промывки	tц	мин
49	Время движения бурового раствора от забоя до устья (время отставания)	tот	мин
50	Время движения бурового раствора от устья до забоя	tт	мин
51	Плотность бурового раствора	гр	г/см3
52	Плотность бурового раствора на входе	гвх	г/см3
53	Плотность бурового раствора на выходе	гвых	г/см3
54	Плотность шлама	гш	г/см3
55	Эквивалентная плотность раствора	гэкв	г/см3
56	Пластическая вязкость бурового раствора	зр	Па·с
57	Статическое напряжение сдвига бурового раствора	И	Па
58	Динамическое напряжение сдвига бурового раствора	фo	Па
59	Электропроводность бурового раствора на входе	свх	Ом·м
60	Электропроводность бурового раствора на выходе	свых	Ом·м
61	Температура бурового раствора на входе	Tвх	°С
62	Температура бурового раствора на выходе	Tвых	°С
63	Дифференциальная температура бурового раствора	ДT	°С
64	Теоретический вес бурильной колонны	Wтеор	кг
65	Расчетный вес бурильной колонны	Wрасч	кг
66	Вес на крюке	Wк	кг
67	Нагрузка на долото	W	кг
68	Крутящий момент на роторе	M	кгс·м
69	Крутящий момент на машинном ключе	Mк	кгс·м
70	Скорость вращения ротора	n	об/мин
71	Газонасыщенность бурового раствора	q	см3/л
72	Газонасыщенность шлама	qш	см3/дм3
73	Суммарная концентрация углеводородных газов в буровом растворе	Гсум	%
74	Приведенные газопоказания	Гх.пр	м3/м3
75	Остаточное газосодержание	Fг	м3/м3

Для сбора и получения информации в процессе бурения на буровой устанавливаются специальные датчики фиксирующие все параметры в процессе строительства скважины.



Схема расположения основных датчиков на буровой

o 1. Датчик оборотов вала буровой лебедки

o 2. Датчик нагрузки на крюке

o 3. Датчик давления ПЖ на входе

o 4. Датчик плотности ПЖ в приемной емкости

o 5. Датчик крутящего момента ротора

o 5.1.Датчик крутящего момента ротора токовый

o 6. Датчик уровня ПЖ в приемной емкости поплавковый

o 6.1. Датчик уровня ПЖ в приемной емкости герконовый

o 7. Датчик ходов насоса

o 8. Датчик потока (расхода) ПЖ на на выходе

o 9. Датчик момента на ключе

o 10. Датчик оборотов ротора

o 11. Датчик температуры ПЖ на входе (в емкости)

o 11.1. Датчик температуры ПЖ на выходе

o 12. Датчик электропроводности ПЖ

o 13. Расходомер ультразвуковой "ARTWIK"

o 14. Расходомер электромагнитный РГР-100

o 15. Плотномер ПЖ радиоизотопный

Пульт бурильщика

Выносной пульт бурильщика предназначен

· для сбора и визуализации информации с датчиков, их первичной обработки и анализа;

· для наглядного отображения основных технологических параметров бурения, вывода аварийной сигнализации и сообщений для бурильщика в процессе бурения.

Информация с датчиков поступает на индикаторное табло пульта бурильщика и отображается в виде светящихся линейных индикаторов. Текущая глубина забоя отображается в цифровом виде. В пульте бурильщика размещен контроллер, где вся информация оцифровывается, предварительно обрабатывается и по последовательному интерфейсу передается в станцию.

Размещается на буровой в непосредственной близости от бурильщика под легким укрытием.

Датчик оборотов вала буровой лебедки ДОЛ

Число импульсов за оборот, имп./об.	32
Направление вращения	0/1 ТТЛ
Напряжение питания, В	+5
Масса, кг	2,9
Габариты, мм	165 х 170 х 140

Предназначен для определения глубины скважины в процессе бурения.

Принцип действия - датчик выдает импульсы пропорционально оборотам вала лебедки и сигнал, показывающий направление вращения вала.

Крепление - датчик устанавливается на станине буровой лебедки. Угол поворота буровой лебедки передается к датчику с помощью клиноременной передачи.

Датчик нагрузки на крюке (датчик веса)

Диапазон измерения, т по заказу	0-100 0-200
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	+12
Масса, кг	7
Габариты, мм	300 х 200 х 115

Предназначен для измерения нагрузки, или веса, на крюке.

Принцип действия - с помощью тензометрического датчика усилий измеряется натяжение талевого каната на мертвом конце (по аналогии с ГИВ).

Крепление - датчик устанавливается на неподвижном конце талевого каната.

Датчик давления ПЖ на входе

Диапазон измерения, атм.	0-250
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	+12
Масса, кг	1,7
Габариты, мм	140 х 110 х 190

Предназначен для измерения давления промывочной жидкости на входе.

Принцип действия - датчик представляет собой тензометрический преобразователь давления.

Крепление - датчик подключается к нагнетательной линии через средоразделитель штатного манометра на буровой с помощью тройника.

Датчик плотности ПЖ на входе (в приемной емкости)

Диапазон измерения, г/см3	0-2
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	±12
Масса, кг	12,2
Габариты, мм: без поплавка и стоек со стойками и поплавком	200 х 110 х 105 200 х 110 х 1880

Предназначен для измерения плотности промывочной жидкости в приемной емкости.

Принцип действия - преобразование выталкивающей силы, действующей на гирю, погруженную в буровой раствор, с помощью тензометрического датчика усилий (линейного перемещения). Величина перемещения изменяется пропорционально плотности ПЖ.

Крепление - датчик крепится с помощью крепёжного приспособления к верхней кромке ёмкости, подвешенная гиря опускается в ПЖ.

Датчик крутящего момента на роторе

Диапазон измерения, кН·м по заказу	0-10 0-30
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	+12
Масса, кг	3,5
Габариты, мм	280 х 160 х 80

Предназначен для измерения крутящего момента на роторе.

Принцип действия - Датчик измеряет реактивный момент роторного стола относительно станины с помощью тензометрического преобразователя усилий.

Крепление - датчик устанавливается как стягивающее звено между основанием и роторным столом.

Датчик крутящего момента на роторе Токовый

Диапазон измерения, А	0-1000
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В/Гц	220/50
Масса, кг: токоизмерительный датчик электронный блок	1 4
Габариты, мм: токоизмерительный датчик электронный блок	190х110х80 210х180х135

Предназначен для определения крутящего момента на роторе косвенным способом - по величине потребляемой мощности электропривода роторного стола.

Используется на буровых установках, роторный стол которых приводится в движение электродвигателем (а не дизелем).

Состав: токоизмерительный преобразователь и электронный блок, соединенные между собой кабелем.

Крепление - датчик устанавливается таким образом, чтобы силовой провод проходил через отверстие токоизмерительного датчика.

Датчик уровня ПЖ в приемной емкости поплавковый

Диапазон измерения, м	0-2
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	±12
Масса, кг	9,5
Габариты (с поплавком и штангами), мм	275 х 225 х 2200

Предназначен для измерения уровня промывочной жидкости в приемной емкости.

Принцип действия - уровень в емкости измеряется по углу отклонения штока с поплавком.

Крепление - датчик крепится с помощью крепёжного приспособления к верхней кромке приемной ёмкости, поплавок опускается в промывочную жидкость в середине ёмкости.

Датчик уровня ПЖ в приемной емкости Герконовый

Диапазон измерения, м по заказу	0-2,5 0-5
Погрешность измерения, мм	5
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	+12
Масса, кг	5
Габариты, мм	2675 х 190 х 190

Предназначен для измерения уровня промывочной жидкости (ПЖ) в приемной емкости.

Датчик представляет собой герметичную штангу, по которой двигается поплавок с магнитом.

Принцип действия - основан на выдаче сигнала стандартного уровня при изменении поплавка в емкости относительно штанги.

Крепление - Датчик крепится к емкости с помощью хомута и уголка.

Датчик ходов насоса (расхода на входе)

Число импульсов за 1 ход, имп./ход	1
Уровень выходного сигнала, В	ТТЛ (+5)
Напряжение питания, В	+12
Масса (с крепёжным приспособлением), кг	1,8
Габариты, мм	370 х 400 х 70

Предназначен для измерения ходов бурового насоса.

Принцип действия - основным исполнительным узлом датчика является индуктивный датчик, который срабатывает от приближения металла, выдавая импульсы кратно ходам насоса.

Крепление - датчик крепится к корпусу насоса с помощью крепежного механизма.

Индикатор потока (расхода) ПЖ на выходе

Диапазон измерения, л/сек.	0-50; 0-100
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	±12
Масса, кг	2,5+1,8=4,3
Габариты (без крепежного приспособления и лопатки), мм	180 х 160 х 165

Предназначен для измерения потока (расхода) промывочной жидкости на выходе из скважины.

Принцип действия - поток измеряется по углу отклонения измерительной лопатки.

Крепление - индикатор устанавливается на стенке желоба с помощью крепёжного приспособления.

Датчик момента на ключе

Диапазон измерения, кН·м	0-50
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	+12
Масса, кг	3,5
Габариты, мм	280 х 160 х 80

Предназначен для измерения момента на ключе.

Принцип действия - датчик измеряет натяжение троса машинного ключа с помощью тензометрического преобразователя усилий.

Крепление - датчик размещается на тросе машинного ключа.

Датчик оборотов ротора

Число импульсов за оборот, имп./об.	1 (или более - по заказу)
Уровень выходного сигнала, В	ТТЛ (+5)
Напряжение питания, В	+ 12
Масса (с крепёжным приспособлением), кг	1,8
Габариты, мм	370 х 400 х 70

Предназначен для измерения оборотов ротора.

Принцип действия - основным исполнительным узлом датчика является индуктивный датчик, который выдает импульсы кратно оборотам вала ротора.

Крепление - датчик крепится с помощью крепежного механизма в непосредственной близости от карданного привода.

Датчик температуры ПЖ на входе

Диапазон измерения, °С	0-100
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	+12
Масса, кг	3
Габариты, мм	410 х 270 х 110

Предназначен для измерения температуры промывочной жидкости на входе (в приемной емкости).

Крепление - датчик крепится к корпусу емкости с помощью крепежного приспособления, термометр сопротивления погружается в ПЖ в приемной емкости.

Датчик температуры ПЖ на выходе (в желобе)

Диапазон измерения, °С	0-100
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	+12
Масса, кг	3,0
Габариты, мм	410 х 270 х 110

Предназначен для измерения температуры промывочной жидкости на выходе из скважины (в желобе).

Крепление - датчик крепится в желобной системе с помощью крепежного приспособления, термометр сопротивления погружается в промывочную жидкость в желобе.

Датчик электропроводности ПЖ на выходе (в желобе)

Диапазон измерения, См/м	0,1 -10
Уровень выходного сигнала, В	0-5
Напряжение питания, В	±12
Масса, кг	3,0
Габариты, мм	150 х 110 х 520

Предназначен для измерения электропроводности промывочной жидкости.

Принцип действия - датчик бесконтактный, индуктивного типа.

Крепление - датчик крепится в желобе с помощью крепежного приспособления.

Расходомер ультразвуковой "ARTWIK"/датчик расхода ПЖ на входе/

Диапазон измерения, м/с	0,08 - 12,2
Диаметр трубы, мм	25 - 4500
Предел погрешности, %	±2
Напряжение питания, В/Гц	220/50
Потребляемая мощность, Вт	6,5
Длина кабеля, м	6 (15 по заказу)
Габариты, мм: контроллер датчик	280х190х130 60х32х25

Предназначен для измерения расхода промывочной жидкости (ПЖ) на входе в скважину.

Принцип действия - основан на допплеровском эффекте.

Состав: контроллер и накладной датчик, соединенные кабелем.

Крепление - датчик крепится к трубе с использованием прилагаемого набора для акустического сопряжения датчика и трубы; контроллера располагается в пределах 6 м от датчика.

Расходомер электромагнитный РГР-100 /датчик расхода ПЖ на входе/

Диапазон измерения расхода, л/с	0 - 100
Диаметр проходного сечения, мм	100
Предел основной приведенной погрешности, %	1,5
Уровень выходного сигнала, В	0 - 10
Напряжение питания, В	220+22-33
Потребляемая мощность, Вт	120
Масса, кг	70
Габариты, мм	600х350х450

Предназначен для измерения расхода промывочной жидкости (ПЖ) на входе в скважину.

Принцип действия - основан на явлении электромагнитной индукции.

Состав: два преобразователя, первичный и передающий, соединенные в единый блок.

Исполнение - взрывозащищенное.

Крепление - монтаж первичного преобразователя осуществляется в напорную линию.

Плотномер ПЖ радиоизотопный

Диапазон измерения, кг/м3	600 - 2200
Внешний диаметр трубопровода, мм	100 - 300
Осн. абс. погрешность измерения, кг/м3	не более 15
Время усреднения, с	250
Уровень выходного сигнала, мА	(0-5,0); (4,0-20)
Напряжение питания/частота, В/Гц	220/50
Потребляемая мощность, ВА	не менее 10

Предназначен для бесконтактного непрерывного измерения плотности промывочной жидкости (ПЖ) в трубопроводе.

Принцип действия - регистрация изменений потока ионизирующего излучения в зависимости от плотности среды. Плотномер работает с излучателем типа натрий 22.

Состав: блок детектирования, микропроцессорный блок обработки информации, устройство крепления.

Крепление - плотномер крепится к трубе с использованием прилагаемого приспособления для крепления (см. фото).

Размещено на Allbest.ru

...