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.,

ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА

Одной из основных конструкций емкостного преобразователя давления является одностаторная конструкция, которая применяется для измерения абсолютного давления. Такой датчик состоит из металлической ячейки, разделенной на две части туго натянутой плоской металлической диафрагмой, с одной стороны которой расположен неподвижный изолированный от корпуса электрод. Электрод с диафрагмой образуют переменную емкость, которая включена в измерительную схему. Когда давление по обеим сторонам диафрагмы одинаково, датчик сбалансирован. Изменение давления в одной из камер деформирует диафрагму и изменяет емкость, что фиксируется измерительной схемой.

В дифференциальной конструкции датчика давления бурового раствора диафрагма перемещается между двумя неподвижными пластинами в одну из двух камер подается опорное давление, что обеспечивает прямое измерение дифференциального (избыточного или разностного) давления с наименьшей погрешностью.

Контроль за давлением буровой жидкости в манифольде буровой установки позволяет судить о работе насоса и состоянии всей циркуляционной системы, возникновении аварийных ситуаций (не герметичность, промыв инструмента, зашламованность и др.), об эффективности промывки скважины, соблюдении оптимальной технологии вскрытия пластов и изменении гидравлических потерь в элементах циркуляционной системы.

В нагнетательной линии манифольда буровой применяются тензометрические датчики избыточного давления во взрывозащищенном корпусе (рис. 55).

Принцип действия датчиков давления бурового раствора заключается в получении с первичного преобразователя электрического сигнала, пропорционального давлению бурового раствора. Нормирующий усилитель приводит величину данного сигнала к стандартному диапазону. Датчики давления бурового раствора состоят из тензорезистивного первичного преобразователя давления, нормирующего усилителя и оснастки для установки. Давление бурового раствора передается в тензоэлектрический преобразователь через средоразделитель, заполненный маслом.

Первичные преобразователи датчиков давления (рис. 56), которыми комплектуются в станциях ГТИ, обычно производятся промышленно специализированными компаниями (ПГ МИДА, ОВЕН и др.). В зависимости от характеристик насосных систем буровых установок, их номинал варьируется от 25 до 100 МПа (табл. 25). Пример установки датчиков давления на нагнетательной линии системы манифольда буровой установки приведен на рис. 57, типовые графики давления в нагнетательной линии показаны на рис. 58.

а б в г

Рис. 56. Датчики давления:
а – ДВД-1 (ООО НПФ «Геосфера»); б – ДВД-320-03 (ЗАО «ГЭЛС»); в – КРТ-5 (Орлекс, в составе СГТИ ТПГ); г – Pressuresensor (PS) (Datalog в составе СГТИ Weatherford)

Рис. 57. Пример датчиков давления, установленных на нагнетательной линии системы манифольда буровой установки

Рис. 58. Типовые кривые данных давления нагнетания буровой жидкости

Таблица 25

Технические характеристики датчиков давления бурового раствора (приведены как датчики производителей аппаратуры ГТИ, так и первичные преобразователи промышленного производства)