Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Датчики систем управления строительством нефтегазовых скважин

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 744351.01.99
Рассмотрено функциональное назначение устройств, предназначенных для контроля процесса бурения скважин и управления им. Приведены сведения о датчиках и системах управления строительством нефтяных и газовых скважин, обеспечения безопасности при бурении. Представлена информация об инновационных типах датчиков, находящихся в составе станций геолого-технологическнх исследований и контроля процесса бурения скважин. Предназначено для студентов и аспирантов направления подготовки «Нефтегазовое дело», а также для работников нефтегазовой отрасли.
Васильев, С. И. Датчики систем управления строительством нефтегазовых скважин : учебное пособие / С. И. Васильев, Е. Н. Мечус, М. А. Елисеев. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. - 168 с. : ил., табл. - ISBN 978-5-9729-0298-9. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1167713 (дата обращения: 28.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
С. И. Васильев, Е. Н. Мечус, М. А. Елисеев  

Москва 
Вологда 

«Инфра-Инженерия» 

2020 

УДК 622.241(03) 
ББК 33.13+32.965.-044.3[я2] 

В19 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Датчики систем управления строительством нефтегазовых скважин : учебное 

пособие / С. И. Васильев, Е. Н. Мечус, М. А. Елисеев. – Москва ; Вологда :  
Инфра-Инженерия, 2020. – 168 с. : ил., табл.  

  ISBN 978-5-9729-0298-9 

 
 

Рассмотрено функциональное назначение устройств, предназначенных для контроля 

процесса бурения скважин и управления им. Приведены сведения о датчиках и системах 
управления строительством нефтяных и газовых скважин, обеспечения безопасности при 
бурении. Представлена информация об инновационных типах датчиков, находящихся в 
составе станций геолого-технологических исследований и контроля процесса бурения 
скважин. 

Предназначено для студентов и аспирантов направления подготовки «Нефтегазовое 

дело», а также для работников нефтегазовой отрасли. 

 
 
 

УДК 622.241(03) 
ББК 33.33+32.965.-044.3[я2] 

 
 
 
 
 
 

 
 

 
 

ISBN 978-5-9729-0298-9 
© Васильев С. И., Мечус Е. Н., Елисеев М. А. 2020 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2020 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2020   

ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................. 5 

1. СРЕДСТВА И СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН ... 6

2. КЛАСИФИКАЦИЯ ДАТЧИКОВ РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ И ПРИНЦИПЫ
РЕАЛИЗАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ БУРЕНИЯ СКВАЖИН .............................. 9 

2.1. Классификация датчиков регистрации параметров .................................................. 9 
2.2. Принципы реализации измерений параметров бурения скважин ............................ 9 

3. УСИЛИТЕЛИ АВТОМАТИКИ ........................................................................................... 15 

4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ .............................................................................................. 17 

4.1. Общие сведения .......................................................................................................... 17 
4.2. Параметрические измерительные схемы  ................................................................. 17 
4.3. Генераторные измерительные схемы ........................................................................ 20 
4.4. Измерительные усилители ......................................................................................... 22 
4.5. Выпрямители ............................................................................................................... 24 
4.6. Активные фильтры ..................................................................................................... 25 
4.7. Компенсационные схемы ........................................................................................... 26 
4.8. Дифференциальная схема .......................................................................................... 27 
4.9. Чувствительность измерительных схем ................................................................... 28 

5. ДАТЧИКИ МОМЕНТА НА РОТОРЕ ................................................................................. 29 

5.1. Датчики момента на роторе для установок с электроприводом ............................ 29 
5.2. Датчики момента на роторе для установок с цепным приводом ........................... 31 
5.3. Датчики момента на роторе для установок с механическим приводом ................ 31 
5.4. Датчики момента на роторе для установок с угловым редуктором ....................... 32 
5.5. Тензометрические датчики измерения усилия под опорой .................................... 32 
5.6. Датчики измерения реактивного момента между основанием и столом  
ротора (тензометрические на растяжение) ...................................................................... 33 

6. ДАТЧИКИ ВЕСА БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА ............................................................. 41 

6.1. Датчики натяжения неподвижной ветви талевого каната ...................................... 41 
6.2. Тензометрический датчик растяжения конструкций крепления  
неподвижной ветви талевого каната ................................................................................ 48 

7. ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ КЛИНЬЕВ РОТОРА ............................................................... 52 

7.1. Датчики положения клиньев по давлению в пневматической системе ................. 52 
7.2. Акселерометрические датчики положения клиньев ................................................ 53 
7.3. Датчик ДКР положения клиньев ............................................................................... 55 

8. ДАТЧИКИ ПЛОТНОСТИ БУРОВОЙ ЖИДКОСТИ ........................................................ 57 

8.1. Поплавковые (весовые) плотномеры ........................................................................ 57 
8.2. Резонансные плотномеры ........................................................................................... 58 
8.3. Дифмонометрические плотномеры ........................................................................... 59 
8.4. Радиоактивные (гамма-гамма) плотномеры ............................................................. 61 
8.5. Примеры конструктивного исполнения датчиков плотности буровой  
жидкости ............................................................................................................................. 63 

9. ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА ........................................................... 67 

9.1. Датчик давления бурового раствора на входе скважины ....................................... 70 
9.2. Датчик давления бурового раствора в линии нагнетания ДВД-1 .......................... 71 

10. ДАТЧИКИ РАСХОДА БУРОВОЙ ЖИДКОСТИ ............................................................ 73 

10.1. Электромагнитные датчики расхода ....................................................................... 73 
10.2. Кориолисовые расходомеры .................................................................................... 75 
10.3. Ультразвуковые (доплеровские) расходомеры ...................................................... 76 
10.4. Индикаторы потока ................................................................................................... 78 
10.5. Ультразвуковой расходомер ДРУ ........................................................................... 82 
10.6. Индикатор расхода бурового раствора на выходе ИРМ ....................................... 83 
10.7. Датчик-расходомер количества выходящего бурового раствора Weatherford ... 84 
10.8. Ультразвуковые датчики уровня буровой жидкости (радарный уровнемер) ..... 85 
10.9. Гидростатические датчики уровня .......................................................................... 88 
10.10. Поплавковые датчики уровня буровой жидкости ............................................... 90 
10.11. Датчик уровня бурового раствора герконовый .................................................... 94 
10.12. Измеритель суммарного уровня буровой жидкости в ёмкостях ИСУ-1 ........... 97 

11. ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ БУРОВОЙ ЖИДКОСТИ ............................................... 103 

11.1. Датчик температуры буровой жидкости на входе/выходе  
НПФ «Геофизика» ........................................................................................................... 105 
11.2. Датчик температуры буровой жидкости на выходе ДТР .................................... 106 
11.3. Датчик плотности и температуры бурового раствора (в приёмной ёмкости) .. 107 
11.4. Датчики проходки (глубины) скважины .............................................................. 108 

12. ДАТЧИКИ ОБОРОТОВ ВАЛА БУРОВОЙ ЛЕБЕДКИ ................................................ 111 

12.1. Датчики оборотов лебедки магнитного типа ....................................................... 111 
12.2. Датчики оборотов лебедки с клиноременной передачей .................................... 112 
12.3. Датчики оборотов лебедки с прямой передачей .................................................. 114 
12.4. Датчики положения крюка на подвижных судах/платформах ........................... 118 
12.5. Датчик оборотов вала буровой лебёдки ............................................................... 119 
12.6. Датчик положения талевого блока ДОЛ-5 ........................................................... 120 
12.7. Датчик положения буровой лебедки Wetherford ................................................. 121 

13. ДАТЧИКИ ХОДОВ НАСОСА И ОБОРОТОВ РОТОРА .............................................. 122 

13.1. Датчик ДОР/ДХН .................................................................................................... 125 
13.2. Датчик ДХН ............................................................................................................. 126 

14. ИНКЛИНОМЕТРИЯ ......................................................................................................... 127 

14.1. Датчики контроля газосодержания в буровых растворах ................................... 130 

15. КАВЕРНОМЕТРИЯ .......................................................................................................... 133 

15.1. Управляемый скважинный каверномер КМ-43 ................................................... 133 
15.2. Профилемер-каверномер скважинный ПФ-80-8, ПФ-80-8Т ............................... 134 
15.3. Указатель направления ветра УНВ-310 ................................................................ 135 

16. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТРОИТЕЛЬСТВА НЕФТЯНЫХ
И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН ...................................................................................................... 139 

ГЛОССАРИЙ ........................................................................................................................... 159 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................................................... 162 

Приложение. Примеры расчета глубины обрыва буровой колонны  ................................ 163 

– 

, – .  

, , -. 

, , .  

, . , , -. ,  
, . 
, , , (, .), . .  

, , : , , , , .  

, , () , .  

.  

: , , , , .   

1. , -. 

, --: 

–
25 2012 . 390 «»;

–
-85;

–
. 105-03, 2003.

-, : 

–
;

–
;

–
;

–
.

. 1, , . 

1  

/, 

.

1

-1

2
-121
1

3
-6-1
1

4
-21

5
-7104
6
-500
1

7
-16
1

8
1

9
-7
1

10
-111

11
-1

12
-1
1

13
-3
1

14
–
1

15
-41

16
-100
1

1 

/, 

.

17
. –
–

18
-20-2

19
1

20
Schlumberger
1

21
–
1

22
-11-1
1

23
-10
1

24
1001

25
1

26

10–15 % 50-500
–

(. 1) 

: 

–
;

–
;

–
;

–
;

–
;

–
;

–
();

–
;

–
;

–
;

–
;

–
;

–
;

–
;

–
;

–
;

–
.

(. 1) : 

–
;

–
;

–
;

–
;

–
, , ;–
;8 

–
; 

–
; 

–
; 

–
; 

–
, ; 

–
;

–
.

. 1. 9 

2. 2.1. . : 

–
;

–
;

–
.

, , . 

, , 

. 

. 

, . 

. , , , – (. 2). 

. 2. – , – . 

2.2. . , , , , , . 
. 

, – , , 
, . , , , , , : , , 
, , , , . 

, , . 

. . , , 
Lowcost – , , . -, , . 

. , . . . 
– . 

, .  

. 

. , , , , , , , , . .  

(), , . , . 
:  

–
;  

–
;  

–
;  

–
;

–
.

, , 
, .  

, , , . : , , , , , , , , , – , , , .  

, , , , . , , , (), , . 

(. 3) , , , , . 

. 3. . :  

–
, ;

–
;

–
;

–
;

–
(– );

–
;

–
;

–
.

:

–
();

–
;

–
(50 ) .

, , 400 . , . , , , . 

, . , . , , . , , – , , , .  

– , , – , .  

, , 
. , :  

4
,
S
C
d

– , ;  

S d – .  

:  

–
;

–
S;

–
d.

, . , 
. , , . . , , , , , () (. 4).  

. .  

. 4. . . , , . 

(). , . . , . , . , . 

. . : , – . , . – . , , . , , . . 

, , . , , , . . 

, . . , , . . . (), , , , . (Texas Instruments, Analog Devices .). , , 
0–20, 4–20 0–5, 0,4–2,0 . 

3. , . . . 

: , . , , , 
. 

, . 

, () . 

, (Wp) (R) (. 5). , . 

. 5. (Up) (R). 
, (Jp) : 

;
U
J
Z
2
2
2
,
Z
R
X
U– ; 
Z – ;  
X – ;  
R – . 
(Z) (Rp) (Rw) 

w ,
R
R
R
R – ;  
– . 
() : 

,
X
L
– = 2f;  
Lp – , : 

2
2

,
L
S
R
l

l
R
S
– . 

2
,
L
S
l

p – ;  
Sc – ;  
lc – ; 
μc – .  
: 

4
2
2

.

U

J

W

R
w
S
l
, , (Lp), (μc). (μc) 
() (): 

.
dB
dH
(J) = . (μc) . , (L) (XL) . (Jp) . . (Up) (W), 
– (R). 

(J) (J), . (μc) . , () , (Jp) . (U) (R), – (Wp).

, (Jy) , . . (Jp).

(Wy) (W), . 

: 

–
; 

–
; 

–
; 

–
; 

–
.