Файл: Реферат Виды датчиков гти, принцип работы и их основные характеристики.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт недропользования

Кафедра нефтегазового дела

Реферат

«Виды датчиков ГТИ, принцип работы и их основные характеристики»

по дисциплине «Геолого-технологические исследования нефтяных и газовых скважин»

Выполнил студент группы А.С.Батурин

НДБЗ-18-1
Принял преподаватель И.О. Васильев

Иркутск – 2023 г.

Содержание

Введение

Для увеличения запасов и добычи нефти и газа необходим существенный рост темпов разведки новых нефтяных и газовых месторождений, повышение эффективности геологоразведочных работ, ускоренное разбуривание вводимых в разработку месторождений при резком повышении технико-экономических и качественных показателей буровых работ.

Важнейшим резервом в реализации этой задачи является развитие и внедрение в практику геологоразведочных работ прогрессивного направления промысловой геофизики – геолого-технологических исследований (ГТИ) в процессе бурения.

---

ГТИ в процессе бурения в отличие от традиционных методов геофизических исследований скважин (ГИС) проводятся непосредственно в процессе бурения скважины, без простоя буровой бригады и бурового оборудования. Они способны решать комплекс геологических и технологических задач, направленных на оперативное выделение в разрезе бурящейся скважины перспективных на нефть и газ пластов-коллекторов, изучение их фильтрационно-емкостных характеристик и характера насыщения, оптимизацию отбора керна, экспрессного опробования и изучения методами ГИС выделенных объектов, обеспечения безаварийной проводки скважин и оптимизацию режима бурения с целью достижения оптимальных технико-экономических показателей процесса бурения. Эти особенности ГТИ делают их весьма перспективным направлением промысловой геофизики, способным существенно улучшить геологическую и экономическую эффективность буровых работ на нефть и газ.

С 1984 года в Западной Сибири проводится промышленный эксперимент по закреплению за передовыми буровыми бригадами комплексных каротажно-технологических партий, выполняющих все виды промыслово-геофизических исследований в бурящейся скважине и находящейся на буровой постоянно с обеспечением круглосуточного бесперебойного дежурства.

1. Классификация измерительных преобразователей (датчиков)

Преобразователи обычно классифицируются по принципу их работы или практическому применению.

По назначению

Первичный преобразователь является первым в измерительной цепи и включает в себя чувствительный элемент (зонд, мембрану) и другие необходимые элементы для преобразования входной неэлектрической величены в выходную электрическую величину. Датчик может состоять из одного или нескольких измерительных преобразователей, объединенных в единую конструкцию. На датчик непосредственно воздействует измеряемая неэлектрическая величина (сила, давление, уровень, температура и т.д.)

Унифиицированный преобразователь состоит из датчика и схемы согласования, измеряемая физическая величина преобразуется с источником энергии в нормированную выходную величину. Нормированные сигналы постоянного тока находятся в диапазоне 0…5 мА или 0… 20 мА. Для устройств со смещенным нулем диапазон тока сужен: 1…5 мА, 4…20 мА.

---

Нормированные значения диапазонов сигналов напряжения составляют 0…+-1В и 0…+-10В, причем внутреннее сопротивление измерительных приборов не должно быть менее 1кОм. При использовании в качестве выходной величины частоты рекомендуемый диапазон ее измерения составляет 5…25 Гц. В пневматических системах нормировано давление газа. Оно должно находиться в диапазоне 0,02…0,1 Мпа.

Промежуточный преобразователь получает сигнал измерительной информации от предшествующего преобразователя и передает после преобразования этот сигнал последующему преобразователю.

По характеру преобразования входной величины измерительные преобразователи делят на линейные и нелинейные. У линейных преобразователей функциональная зависимость между входной и выходной величинами линейная; у нелинейных преобразователей – нелинейная (например экспоненциальная).

По принципу действия датчики делятся на генераторные и параметрические. Выходным сигналом генераторных датчиков являдется ЭДС, напряжение, ток или электрический заряд, функционально связанные с измеряемой величиной, например ЭДС термопары. В параметрических датчиках измеряемая величина вызывает пропорциональное ей изменение параметра электрической цепи (R, L, C), например сопротивление реостатного датчика.

К генераторным относятся: индукционные, пьезоэлектрические, термоэлекетрические и некоторые виды электрохимических датчиков. Остальные датчики являются параметрчиескими.

По принципу действия:

• 
  резистивные, в которых измеряемая величина преобразуется в изменение его споротивления
  
• 
  электромагнитные, в которых измеряемая величина преобразуется в изменение индуктивности
  
• 
  емкостные, в которых измеряемая величина преобразуется в изменение емкости
  
• 
  пьезоэлектрические, в которых динамическое усилие преобразуется в электрический заряд
  
• 
  гальваномагнитные, основанные на эффекте Холла и преобразующие действующее магнитное поле в ЭДС
  
• 
  тепловые, в которых измеряемая температура преобразуется в ЭДС или в величину термосопротивления
  
• 
  оптоэлектронные, в которых оптические сигналы преобразуются в электрические
  

Для датчиков основными характеристиками являются: тип, диапазон измеряемой величины, диапазон рабочих температур и погрешность в этом диапазоне, обобщенное выходное и выходное сопротивления, частотная характеристика.

---

Датчики ГТИ по функциональному назначению могут быть разделены на:

1. 
   Датчики, характеризующие технологический процесс бурения (перемещения талевого блока, он же – проходки, он же – глубиномер; веса инструмента, частоты вращения ротора, момента на роторе, момента на машинном ключе, давления промывочной жидкости, расхода, уровня в емкостях)
   
2. 
   Датчики свойств промывочной жидкости (плотности, вязкости, объемного газосодержания, температуры, минерализации)
   
3. 
   Газоаналитическая аппаратура, к которой относятся дегазаторы промывочной жидкости, суммарные газоанализаторы (индикаторы горючих газов) и хроматографы.
   
4. 
   Аппаратура и оборудование для анализа образцов горных пород, флюидов и промывочной жидкости (геологическая кабина)
   

По степени обработки исходной информации датчики можно условно подразделить на группы:

1. 
   датчики, преобразование сигналов которых до уровня унифицированных производится на вторичных измерительных пультах (панелях)
   
2. 
   датчики, преобразование сигналов которых до уровня унифицированных производится на месте ( в самом датчике)
   
3. 
   интеллектуальные (микропроцессорные) датчики, в которых первичный измерительный сигнал преобразуется в кодовый (цифровой) сигнал, способный транслироваться по общей линии связи непосредственно на вход ПК
   
4. 
   измерительные системы (в т.ч. и автономные), в которых производятся сложные функциональные преобрзования с помощью современных средств микропроцессорной техники (пример – аппаратура виброакустического каротажа с радиоканалом)
   

---

2.Технологические датчики станции ГТИ «Разрез-2»

2.1. Датчик контроля перемещения инструмента ДКПИ-310-03

1. 
   Назначение
   
2. 
   Технические характеристики
   
3. 
   Состав изделия
   
4. 
   Устройство и работа
   
5. 
   Обслуживание
   

1. 
   Назначение.
   

Датчик контроля положения инструмента ДКПИ 310-03 (глубиномер) представляет собой измерительный комплекс, предназначенный для использования в наземных системах сбора геолого-технологической информации в процессе бурения.

Обрабатывая данные первичных преобразователей углового положения вала буровой лебедки, весовой нагрузки на трос буровой лебедки и датчика положения клиньев он позволяет контролировать положение и измерять перемещения талевого блока, рабочего инструмента бурового станка вдоль ствола скважины, а также измерять весовую нагрузку на талевый блок.

Глубиномер связан с системой сбора информации более высокого уровня кабельным каналом связи. По этому каналу комплекс передает собранные и обработанные данные, а также получает от системы данные, необходимые для работы и настройки.

Глубиномер является аппаратурной составной частью станции ГТИ «Разрез-2» или аналогичной, имеющей совместимые с прибором интерфейс и протокол.

2.2. Датчики усилия натяжения каната ДНК

Назначение и область применения

ДНК предназначен для измерения усилия натяжения неподвижной ветви талевого каната, что позволяет рассчитать вес бурового инструмента и контроля нагрузки на долото в процессе бурения, а также для измерения веса на крюке буровой установки в процессе различных технологических операций при строительстве скважин. ДНК имеет две модификации, отличающиеся областью применения:

-ДНК-311–предназначен для установки на неподвижном конце талевого каната

-ДНК-3110–предназначен для установки на механизме крепления неподвижного конца талевого каната в штатное место под датчик нагрузки, где обычно установлена фиксирующая серьга.

ДНК-311 устанавливается на неподвижный конец талевого каната и не требует изменений в механизме крепления каната. Конструкция ДНК-311 предусматривает регулировку чувствительности датчика и диапазона измерений, что позволяет настроить его в широких пределах. В комплект ДНК входят вкладыши для разных диаметров каната.

---