Применение дополнительных модулей при бурении отечественными забойными телесистемами.

В отечественных забойных телесистемах применяется не такое множество дополнительных модулей как в импортном оборудовании, но по качеству регистрации, передачи, и обработке получаемой с забоя информации они ничем не уступают.

Компоновка скважинных приборов забойных телесистем может быть разнообразной и зависит от предлагаемого заказчику комплекса геофизических, технологических и др. параметров.

Первичные преобразователи, используемые для определения положения долота в пласте, его приближение к кровле или подошве пласта должны размещаться вблизи вращающегося долота. Конструкция аппаратурного контейнера должна содержать источники питания, электронные схемы усиления, преобразования сигналов и передатчик сигналов к основному аппаратурному контейнеру, устанавливаемому после забойного винтового двигателя (турбобура).

Здесь в немагнитном переводнике размещаются инклинометрические и технологические датчики.

Для систем с электромагнитным каналом связи, в которых в качестве источника питания и передатчика используется турбоагрегат, имеющий мощное электромагнитное поле, его размещают, как правило, в самом верху аппаратурной сборки и соединяют с основным аппаратурным контейнером кабелем в износостойкой оболочке (покрытии). Если в составе комплекса применяются радиоактивные методы (ГГК, ННК), то целесообразно из соображений безопасности работ с источниками ионизирующих излучений предусмотреть канал для извлечения изотопного источника специальным ловителем. Зонды электрического или бокового каротажа (КС, БК, ПС и др.), размещаемые снаружи бурильной трубы в зависимости от технологии проводки скважины (с большим, средним или малым радиусами кривизны) соединяются с аппаратурным контейнером в виде единого блока или модулей, соединенных между собой шарнирными соединениями, обеспечивающих также электрическое соединение между блоками.

Существует два наиболее распространенных способа компоновки.

1. Скважинный прибор имеет общий источник питания, один единственный блок памяти и микропроцессор, управляющий работой всего глубинного блока. Каналы определенного специального назначения (геофизический — электрического, радиоактивного каротажа, инклинометрический; технологический — обороты долота, температура, давление и др.), функционируют по программе, как единая система (опрос датчиков, диагностика, метрология и др.).

2. Модули, работающие независимо друг от друга. Каждый имеет свой источник питания, необходимую электронику для функционирования и устройство памяти. Такая схема, использующая модульный принцип является более гибкой, в ней предусмотрено определенное резервирование, что делает ее более надежной, но более дорогостоящей. Пример такой компоновки приведен на рис.3.3.

Применение отдельных, дополнительных модулей обусловлено возможностью их комбинирования при различных условиях проведения работ при строительстве горизонтальных и наклонно-направленных скважин, для более качественной интерпретации полученных данных, а также в зависимости от требований предоставляемых заказчиком.

Дополнительные модули, применяемые при бурении, подразделяются:

1) на наземные (устанавливаемые на буровое оборудование), предназначенные для контроля за параметрами бурового оборудования, а также для удобства работы оператора телеметрии и удобства управления процессом направленного бурения.

К таким модулям относятся:

1) Датчик глубины.

2) Датчик давления.

3) Датчик момента на ключе.

4) Датчик момента ротора

5) Датчик нагрузки

6) Датчик оборотов ротора

7) Датчик плотности

8) Датчик потока

9) Датчик температуры бурового раствора на входе и выходе

10) Датчик уровня

11) Датчик ходов насосов

12) Датчик электропроводности бурового раствора

13) Индикаторное табло к моменту на ключе

14) Пульт бурильщика

Датчик глубины

Датчик глубины (датчик оборотов вала буровой лебедки) Число импульсов за оборот, имп./об. Направление вращения 0/1 ТТЛ Напряжение питания, В. +5 Масса, кг. 3,5 Габариты, мм. 165х170х140

Предназначен для определения глубины скважины в процессе бурения.

Принцип действия - датчик преобразует угол поворота буровой лебедки в импульсы, прямо пропорциональные перемещениям крюко-блока.

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

Датчик давления

Датчик давления ПЖ на входе Диапазон измерения, атм. 0-250 Уровень выходного сигнала, В. 0-5 Напряжение питания, В. ±12 Масса, кг. 2,0 Габариты, мм. 140х110х190

Предназначен для измерения давления промывочной жидкости (ПЖ) на входе.

Принцип действия - Тензометрический преобразователь давления.

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

Датчик момента на ключе

Датчик момента на ключе Диапазон измерения, кН·м 0-50 Уровень выходного сигнала, В. 0-5 Напряжение питания, В. ±12 Масса, кг. Габариты, мм. 350х75х220

Предназначен для измерения момента на машинном ключе бурового оборудования.

Принцип действия - Тензометрический преобразователь усилий.

Крепление - Размещается между штоком пневмораскрепителя и тросом ключа.

Датчик момента ротора

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 Вес, кг. Габариты, мм. 510х75х220

Предназначен для измерения крутящего момента на роторе.

Принцип действия - Датчик измеряет реактивный момент редуктора привода роторного стола с помощью тензометрического преобразователя усилий.

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

Датчик нагрузки-2

Датчик нагрузки на крюке. 2-я модификация Диапазон измерения, т по заказу 0-100 0-200 Уровень выходного сигнала, В. 0-5 Напряжение питания, В. ±12 Масса, кг. Габариты, мм. 400х205х115

Предназначен для измерения нагрузки на крюке.

Принцип действия датчика основан на измерении силы натяжения талевого каната на "мертвом" конце с применением тензометрического датчика усилий.

Крепление - датчик устанавливается на неподвижном конце талевого каната.

Датчик нагрузки-1

Датчик нагрузки на крюке. 1-я модификация Диапазон измерения, т. по заказу 0-100 0-200 Уровень выходного сигнала, В. 0-5 Напряжение питания, В. ±12 Масса, кг. 11,5 Габариты, мм. 400х200х120

Предназначен для измерения нагрузки на крюке.

Принцип действия датчика основан на измерении силы натяжения талевого каната на "мертвом" конце с применением тензометрического датчика усилий.

Крепление - датчик устанавливается на неподвижном конце талевого каната.

Датчик оборотов ротора

Датчик оборотов ротора Число импульсов за оборот, имп./об. Уровень выходного сигнала, В. +10 Напряжение питания, В. +12 Масса (с крепёжным приспособлением), кг. 1,5 Габариты, мм. 405х370х90

Предназначен для измерения оборотов ротора.

Принцип действия - основным исполнительным узлом датчика оборотов ротора является индуктивный датчик, который срабатывает от приближения металла, выдавая импульсы кратно оборотам вала ротора.

Крепление - датчик размещается в непосредственной близости от карданного привода и крепится с помощью крепежного механизма, входящего в состав датчика.

Датчик плотности

Датчик плотности ПЖ в приёмной ёмкости Диапазон измерения, г/см3 0-2 Уровень выходного сигнала, В. 0-5 Напряжение питания, В. ±12 Масса, кг. 12,2 Габариты, мм. - со стойкой и поплавком 200х110х105 200х110х1880

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

Принцип действия - Работа датчика основана на измерении выталкивающей силы, действующей на гирю, погруженную в буровой раствор, с применением 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 потока

Датчик потока (расхода) ПЖ на выходе Диапазон измерения, л/с. 0-50, 0-100 Уровень выходного сигнала, В. 0-5 Напряжение питания, В. ±12 Масса, кг. 4,7 Габариты (без крепежного приспособления и лопатки), мм. 180х160х165

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

Принцип действия - Поток измеряется по углу отклонения измерительной лопатки.

Крепление - датчик устанавливается на стенке желоба с помощью крепёжного приспособления, прилагаемого к датчику.