Файл: Практикум по освоению технологий гис. Часть 5 Гидродинамические исследования скважин Учебное пособие для стажеров.doc

2.3. Аппаратура скважинная МЕГА-К

Назначение

1. 
   Аппаратура скважинная “МЕГА-КОНТРОЛЬ” (далее - аппаратура) предназначена для проведения термогидродинамических исследований в действующих скважинах в процессе контроля за разработкой нефтегазовых месторождений и служит для измерения, индикации, контроля и передачи на поверхность в виде кодоимпульсных сигналов следующих физических параметров:
   

-температуры,

-давления,

-магнитной неоднородности обсадной колонны,

-мощности экспозиционной дозы гамма-излучения,

-объемного влагосодержания скважинного флюида,

-удельной проводимости скважинного флюида,

-изменения скорости движения скважинной жидкости,

-изменения уровня акустического шума

-объемного расхода жидкости.
2. Область применения - проведение геофизических исследований состава жидкости при пробной эксплуатации в нефтяных и газовых геологоразведочных скважинах и при контроле разработки месторождений в эксплуатационных скважинах со спуском в насосно-компрессорные трубы диаметром от 50 мм и выше; геофизические исследования в процессе испытания и контроля обсаженных скважин.
3. Условия эксплуатации:

окружающая среда: вода, нефть, газ;

температура окружающей среды: от 5 до 120 ^оС;

наибольшее гидростатическое давление 60 МПа.
4. Аппаратура допускает использование как сборок блоков (ИНТЕРВАЛ + СОСТАВ  РАСХОД; ИНТЕРВАЛ + РАСХОД), так и отдельных блоков, входящих в ее состав, в автономном варианте.
5. Аппаратура скважинная “МЕГА-КОНТРОЛЬ”, или её блоки, используемые автономно, должны эксплуатироваться совместно с регистрирующей программно-управляемой каротажной станцией "МЕГА", поставляемой ЗАО ПГО "Тюменьпромгеофизика” в составе геофизической компьютеризированной лаборатории и каротажного подъемника ПКС-5 ГОСТ25785-83, снабженного одножильным геофизическим кабелем типа КГ1-30-180-1 по ТУ 16. К64-01-88 длиной до 5000 м или аналогичными вышеуказанным.
6. Взаимодействие аппаратуры с другими изделиями
Аппаратура предусматривает подключение других конструктивно и электрически совмещенных скважинных приборов оснащенных телеметрией системы “МЕГА-КОНТРОЛЬ”. При этом блок «РАСХОД» в сборке должен быть только конечными.

---

Аппаратура или её блоки, используемые автономно, допускают работу с наземным программно – аппаратным комплексом «ОНИКС».


Устройство аппаратуры
В конструкцию аппаратуры заложен блочный принцип построения узлов механики и электронных схем.

Аппаратура представляет собой три блока (РАСХОД, СОСТАВ, ИНТЕРВАЛ), допускающих их сборку в различном сочетании и любой последовательности, электрически соединенных центральной транзитной жилой кабеля, кроме блока РАСХОД который в любом варианте сборки является конечным.


Каждый блок аппаратуры представляет собой цилиндрический корпус с установленными в нём датчиками и отверстием под транзитную жилу ЦЖК, одна сторона которого содержит одноштырьковую розетку и элементы присоединения к унифицированному переходному межблочному мосту. К другой стороне корпуса закреплены узлы электроники, датчики, не требующие прямого контакта со скважинным флюидом, и одноштырьковая розетка для обеспечения транзитного соединения ЦЖК со схемами остальных блоков. Узлы электроники и датчики защищены цилиндрическим охранным кожухом с посадочными местами под герметичное соединение с корпусом и унифицированным переходным межблочным мостом.

Конструктивной отличительной особенностью блока РАСХОД является отсутствие транзитного пропуска ЦЖК через блок, что определяет его место в сборке как конечное.

В аппаратуре “МЕГА-КОНТРОЛЬ” используется унифицированный переходной межблочный мост с подпружиненными контактами, обеспечивающий герметичность сочленяемых блоков и позволяющий изолировать каждый блок сборки аппаратуры “МЕГА-КОНТРОЛЬ” при аварийной ситуации, а также позволяющий применять унифицированную присоединительную приборную головку.

В унифицированной присоединительной приборной головке установлены герметичные электровводы, позволяющие изолировать сборку аппаратуры “МЕГА-КОНТРОЛЬ” при аварийной ситуации от случайного проникновения скважинного флюида через кабельную головку.

2. Каждый блок сборки аппаратуры “МЕГА-КОНТРОЛЬ” снабжен телеметрическим блоком и представляет собой самостоятельный прибор, обеспечивающий преобразование и передачу одного или нескольких физических параметров.

Аппаратура в полном составе сборки блоков имеет объединенное питание, подаваемое по кабелю и объединённую информационную сеть, сформированную на той же жиле кабеля.

---

При включении питания аппаратуры все блоки объединяются в единую телеметрическую сеть.

Все блоки, входящие в состав сборки, при включении питания переходят в режим поочерёдной передачи данных автоматически. Сборка может состоять и из одного блока.

За каждым информационным или служебным каналом в сборке блоков аппаратуры закреплен определённый номер в пределах от 0 до 31.

Подразумевается, что в блоках, предназначенных для совместной работы, не должно быть повторяющихся номеров каналов.

В каждом блоке сборки аппаратуры установлена плата телеметрической системы (TS). Плата осуществляет:

• 
  преобразование напряжения на приборной головке 35 В в напряжение питания + 12 В и +5 В;
  
• 
  прием и селекцию кодоимпульсных сигналов, поступающих по кабелю;
  
• 
  преобразование входных и служебных сигналов в выходной код и формирование в кабеле кодоимпульсных сигналов.
  

Функции по преобразованию, обработке и формированию сигналов возложены на микропроцессор. Этот же микропроцессор формирует служебные сигналы:

- напряжение питания на входе блока сборки аппаратуры;

- температура внутри блока сборки аппаратуры.

Для каждого типа блока сборки аппаратуры в микропроцессор записывается собственная программа.
Блок “ИНТЕРВАЛ”
В конструкцию блока “ИНТЕРВАЛ” заложен блочный принцип построения узлов механики и электронных схем.

Электронная схема блока “ИНТЕРВАЛ” обеспечивает преобразование значений давления, температуры, магнитной неоднородности обсадной колонны, значений уровня гамма-излучения в скважине в кодоимпульсный сигнал с временным разделением и передачу сигналов на поверхность через геофизический кабель.

Блок “ ИНТЕРВАЛ” представляет собой цилиндрический корпус, с одной стороны свинченный с унифицированным переходным межблочным мостом, второе окончание которого защищёно от загрязнения резьбовым наконечником при автономной работе. С другой стороны корпус свинчен с кожухом, заканчивающимся приборной головкой с защитным колпаком. В корпусе размещены: датчик температуры и датчик давления. В кожухе помещены: преобразователь температуры, преобразователь гамма канала (ГК) и датчик ГК.

В блоке “ИНТЕРВАЛ” имеются следующие информационные и служебные каналы преобразования и передачи данных:

• 
  давления;
  
• 
  температуры;
  
• 
  сигналов локатора муфт;
  
• 
  температуры датчика давления (используется для температурной коррекции);
  
• 
  интенсивности гамма-излучения;
  
• 
  напряжения на жиле кабеля.
  

---

Информационные каналы предназначены для передачи регистрируемых физических параметров, служебные - для технологического контроля.

Функциональные части электронной схемы блока “ИНТЕРВАЛ” выполнены на отдельных печатных платах и закреплены на радиаторах.

В блоке “ ИНТЕРВАЛ” установлены датчики:

• 
  датчик температуры - чувствительный термометрический элемент (никелевый терморезистор, напылённый на поликоровую пластину);
  
• 
  датчик давления - мостовой тензопреобразователь;
  
• 
  датчик ЛМ - пассивный локатор муфт, состоящий из двух постоянных магнитов с полюсными наконечниками и катушки, расположенной между ними;
  
• 
  датчик ГК - кристаллический полисцинтилляционный детектор NaJ(Tl) с фотоэлектронным умножителем ФЭУ -102.
  

Блок “СОСТАВ”
В конструкцию блока “ СОСТАВ” заложен блочный принцип построения узлов механики и электронных схем. Электронная схема блока “СОСТАВ” осуществляет преобразование значений объемного влагосодержания скважинного флюида, удельной проводимости скважинного флюида, изменения скорости движения скважинной жидкости, изменения акустического шума в скважине в кодоимпульсный сигнал с временным разделением и передачу сигналов на поверхность через геофизический кабель.

Блок “СОСТАВ” представляет собой корпус, с одной стороны закрытый через резьбовое соединение под присоединительную головку наконечником. С другой стороны корпус механически соединен с основанием, которое через проходной мост свинчено с охранным кожухом, заканчивающимся мостом и транспортным колпаком.

В корпусе размещен датчик индукционного резистивиметра. В основании размещены: датчик влагомера и датчик СТИ – скважинный термокондуктивный индикатор притока. В проходном мосте расположен датчик шума. В охранным кожухе смонтирована электронная часть блока.

В блоке “СОСТАВ” имеются следующие информационные и служебные каналы преобразования и передачи данных:

• 
  объемного влагосодержания;
  
• 
  притока;
  
• 
  минерализация;
  
• 
  шума (3 канала);
  
• 
  температура внутри блока (служебный канал);
  
• 
  напряжение на жиле кабеля.
  

---

Информационные каналы предназначены для передачи регистрируемых физических параметров, служебные - для технологического контроля.

Функциональные части электронной схемы блока “СОСТАВ” выполнены на отдельных печатных платах и закреплены на радиаторе.

В блоке “СОСТАВ установлены датчики:

• 
  датчик влагосодержания – электрически изолированный от корпуса и от скважинного флюида стержень;
  
• 
  датчик минерализации - индукционный резистивиметр ИР;
  
• 
  датчик термоанемометра - скважинный термокондуктивный индикатор притока СТИ;
  
• 
  датчик акустических шумов – элемент пьезокерамический ЭПЧТ–3 ЦТС-19;
  
• 
  датчик температуры внутри модуля.
  

Датчик влагосодержания предназначен для измерения емкости диэлектрическим методом. Датчик минерализации индукционный предназначен для бесконтактного измерения удельной электрической проводимости водонефтяной эмульсии, воды и промывочной жидкости различной минерализации в колонне и насосно-компрессорных трубах эксплуатационных и нагнетательных скважин. В датчике используется трансформаторный метод измерения электропроводности жидкости.

Датчик СТИ скважинный термокондуктивный индикатор притока работает по принципу термоанемометра. В нём установлен термочувствительный элемент (терморезистор) и резистор нагревателя. Сопротивление терморезистора в однородной среде обратно пропорционально средней линейной скорости потока, что позволяет в благоприятных условиях оценивать скорость потока и построить профиль притока или поглощения флюида.

Для среды с неоднородным распределением теплофизических характеристик (в обводненных нефтяных скважинах или в скважинах с “застойной” водой) определяются только качественные показатели притока пласта.

В качестве датчика шума в сборке блока установлен пьезокерамический элемент, выполненный в форме втулки, жестко соединенный с корпусом блока. Пьезокерамический элемент работает в качестве приемника упругих волн звукового диапазона.
Блок «РАСХОД»
В конструкцию блока “РАСХОД” заложен блочный принцип построения узлов механики и электронных схем. Электронная схема блока “РАСХОД” осуществляет преобразование осевого стационарного потока жидкости по стволу скважины в электрический сигнал, с целью измерения, контроля и передачи физического параметра - объемного расхода жидкости в колонне, на поверхность через геофизический кабель.

---