Контроль бурения скважины

Известно, что на сегодняшний день рынок систем контроля, работающих над величинами, динамикой технических параметров бурения предлагает различные вариации для капитального, а так же промежуточного ремонта скважин. Сегодня такие системы применяют в процессе бурения скважин сложного типа, с их помощью получают данные о пластовой геофизике. Однако использование такой системы обходится дорого, к тому же, она требует постоянного внимания специалистов во время эксплуатации. Во время скважинного ремонта или бурения необходим определенный набор параметров, контроль над которыми обеспечивает технологичность, безопасность работы.

Рассматриваемые приборы, измеряющие данные параметры, предлагаемые отечественными производителями, называют контрольно-измерительным комплексом, которые устанавливаются на стационарные станки, а так же на подъемные установки подъёмного типа. Также существуют контрольно-измерительные комплексы, работающие автоматически, и не требующие беспрерывного присутствия специалистов. К таким относят изобретение научно-производственного предприятия, под названием Петролайн-А ДЭЛ140. Это устройство измеряет и визуально отображает основные технические параметры во время бурения или скважинного ремонта (например, когда ремонтируют насосные штанги). Устройство разработано в 2000м году и с тех пор постоянно оптимизируется и модернизируется, отвечая требованиям и соображениям заказчиков. На сегодняшний день существует множество версий ДЭЛ140, которые используются всеми нефтедобывающими предприятиями Российской Федерации, Казахстана, Узбекистана, Беларуси. Это говорит о надежности устройства. Но это не единственное преимущество ДЭЛ140. Одно из самых главных – наличие датчика нагрузки, который расположен на канате по технологии конструктивной схемы ДН130. Такие системы измерения массы на крюке подъемника выпускаются с датчиками, которые монтируются при помощи винтовых соединений, находящихся на конце каната. Во время распрямления нагруженного каната срабатывает датчик, так как воздействие каната на датчик осуществляется в трех фиксированных точках. Данную систему называют трех точечной. Соответственно нагрузке, действующей на канат, меняется прогиб датчика, меняя сигнал тензопреобразователей. Однако, учитывая то, что при измерении данных действует система связи датчик-канат, изменение расположения датчика на канате меняет расположение точек взаимодействий, которые находятся между ними, это связано с неравномерностью величины диаметра каната в тех или иных местах витых пядей. Таким образом, увеличивается погрешность измерений, по отношению к калибровке. Рост погрешности также вызывает прикрепление датчика при помощи скоб, находящихся в винтовых соединениях. Во время переустановки датчика, с таким креплением на канате, повтор геометрии в точках взаимодействия, занесенных базу данных датчика невозможен. По этой причине, такие датчики с трех точечной системой при смещении вдоль каната будут работать не точно, так как это вызовет рост погрешности. Более того, канат может иметь другой диаметр (в связи с износом), который не отвечает диаметру, по которому калибровался датчик, а это, соответственно, ведет к еще большей погрешности. Вышеуказанные причины вкупе дают значительное отклонение от калибровке. При работе с большими весовыми нагрузками, учитывая коэффициент талевой системы, поступающие показания приборов могут отличаться от реальной нагрузки до тысячи Нс, делая работу небезопасной и неопределенной в вопросе технологии ее проведения.

Что бы уменьшить погрешность измерений нагрузки, действующей на крюк подъемного механизма, комплекс ДЭЛ140 оснащен датчиком нагрузки ДН130, выпускаемый по особенной конструктивной схеме. Устройство датчика измеряет нагрузку, действующую на крюк крайне точно. Воздействие, оказанное на опорную часть устройства распределяется по дугообразному ложементу. Таким образом, сохраняются соотношения сил во время установки прибора с данными, указанными при калибровке. Датчик не имеет винтовых соединений, а это исключает погрешности из-за установки, но в то же время, геометрия положения мест относительно каната и датчика повторяется с указанной в калибровке. Устройство может допускать незначительное несоответствие в 1-2 миллиметра между рабочим, а так же калибровочным канатами. Отличительная черта ДН130 в том, что он выдает измерения с погрешностью, которая превышает отметку в 1% при повышении действующих нагрузок на канат. В случае уменьшения нагрузки можно наблюдать небольшой гистерезис, вызванный запаздыванием уменьшения показаний. Гистерезис возникает в связи с задержкой соскальзывания канатных волокон с ложемента. И при этом, в случае снижения нагрузки, показатели могут иметь погрешность до 2.5%.

Устройство ДН130 находится в реестре измерительных средств под номером 32522-06, а так же находится под защитой патента №77426.

Применяя датчики ДН130 в производстве ДЭЛ140 теперь возможно измерять нагрузку в 500 тНс, действующую на крюк, с такой точностью, которая позволяет скважине работать безопасно и технологично.

Калибровка ДН130 проходит без обязательной привязки к контроллеру, по той причине, что этот датчик - отдельный измерительный прибор, который включает в себя полную измерительную цепочку, и выдает результаты измерения, соответствующие стандартному протоколу. Выбор цифрового канала связи цепочки датчик-контроллер на самом деле не случайный. Включая комплекс ДЭЛ140, происходит инициализация датчика, с последующим сообщением заводского номера, а так же даты последней калибровки контроллеру. Получаемые контроллером данные датчика идентифицируются сразу. При наличии вопросов спорного характера, а также в аварийных ситуациях все данные отчетов уже привязаны к эксплуатируемому датчику. В устройстве ДЭЛ140 применяют оригинальные датчики, измеряющие крутящий момент, а так же количество произведенных оборотов ротора бура - ДКМ140. Датчик разработан для карданного привода, его устанавливают с соединением, между редукторным и приводным фланцем. Для этого нужно укоротить карданный вал под длину ДКМ140. Конструкция датчика не включает в себя вращающиеся части и работает автономно. Передача данных, описывающих величину крутящего момента, а так же количество сделанных оборотов осуществляется через радиоканал в контроллер.