Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ДАТЧИКИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Васильев С. И., Лапушова Л. А.,
Радиоактивные (гамма-гамма) плотномеры
Датчик плотности, основанный на радиоактивном методе измерения показателей бурового раствора предназначен для определения плотности бурового раствора в нагнетательной линии или на выходе из скважины.
Принцип действия радиоактивного датчика плотности бурового раствора основан на изменении интенсивности потока гамма-излучения радионуклидного источника от изменения плотности бурового раствора, характеристики датчика указаны в табл. 21.
Таблица 21
Технические характеристики радиоактивных датчиков плотности
буровой и промывочной жидкостей
|
Параметры |
ИПБ-1 |
ДППЖ-Б |
|
Производитель |
ООО НПФ «Геосфера» |
ОАО НПФ |
|
Диапазон измерения плотности, кг/м3 |
600–2200 |
600–2200/800–2000 |
|
Предел основной абсолютной погрешности измерения, кг/м3 |
±15 |
±15/±30 |
|
Время установления рабочего режима после включения, мин |
30 |
– |
|
Постоянная времени, с |
200–250 |
200/250 |
|
Диапазон рабочих температур, °С |
–30...+50 |
– |
|
Габаритные размеры датчика в сборе с монтажными приспособлениями, мм |
730×400×210 |
– |
|
Масса, кг |
28,5 |
– |
Поток гамма-излучения, проходящий через буровой раствор, регистрируется блоком детектирования. Величина интенсивности потока преобразуется в нем в последовательность импульсов. Частота следования импульсов пропорциональна интенсивности потока излучения.
Определение плотности бурового раствора осуществляется по калибровочной кривой, учитывающей ослабление интенсивности потока гамма-излучения через стенки манифольда или желоба. Блок обработки информации также следит за изменением интенсивности потока гамма-излучения от времени.
В качестве источника гамма-излучения используется натрий-22 или хлористый калий, которые не попадают под регламентацию «Норм радиационной безопасности» НРБ-99 и «Основных санитарных правил обеспечения радиационной безопасности» ОСПОРБ-99.
Несмотря на простую конструкцию (рис. 48), удобство монтажа и демонтажа данных датчиков, они не способны решать большинство задач для плотнометрии при геолого-технологических исследованиях скважин. Из-за использования слабо ионизирущих датчиков, накопление необходимой статистики занимает достаточно большой промежуток времени и увеличивают постоянную времени до 200 и более секунд (2–20 м3 бурового раствора, при расходе 10–70 л/с, соответственно). Что делает данный тип датчиков слишком инертными для качественного решения детальных исследований и своевременного предупреждения аварийных ситуаций, примеры установки датчиков плотности приведены на рис. 49.
а б
в г
Рис. 48. Датчики плотности радиоактивные (бесконтактные):
ИПБ-1 (ООО НПФ «Геосфера») на входе (а) и на выходе из скважины (б);ДППЖ-Б (ОАО НПФ «Геофизика») на входе (в) и на выходе из скважины (г)
а б
Рис. 49. Пример установки датчиков плотности:
а – камертонного на входе в скважину (ВИП-328-06 (в составе СГТИ «Разрез-2»(ЗАО «ГЭЛС»)); б – дифмонометрического на выходе из скважины (ПУБР в составе СГТИ «КАМА» (совместное производство ЗАО АМТ и ЗАО НППГА «Луч»))