51. Опишите технические средства для получения оперативной информации в процессе бурения.

Измерители веса снаряда и осевой нагрузки

Аппаратура для измерения осевой нагрузки на буровых установках применятся чаще, чем какая-либо другая БКИА. Это вызвано ее большим значением в задании рациональной осевой нагрузки и предотвращении аварий с буровым валом и ПРИ. Применение измерителей и индикаторов осевой нагрузки диктуется, кроме того, и условиями поддержания если не максимально возможной, то оптимальной механической скорости бурения.

В настоящее время при тенденции к уменьшению диаметров скважин и увеличению их глубин важно весьма точно задавать осевую нагрузку на ПРИ.

Датчики, связанные с неподвижным концом каната талевой системы, преобразуют растягивающее усилие в канате в пропорциональную силу растяжения или сжатия, в давление, в перемещение упругого элемента, в крутящий момент. Для измерителей характерна погрешность, вносимая самой талевой системой, и тем погрешность выше, чем меньше вес снаряда, т.е. и глубина скважины. Вторичные преобразователи вносят свои погрешности. С целью исключения погрешностей, вносимых талевой системой, встраивают датчики в опорную пяту крюка талевого блока, несмотря на такое неудобство как подвижная проводная связь.

Датчики, связанные с гидравлической системой станка, преобразуют давление масла в силу и далее: в прогиб мембраны, ход подпружиненного поршня, деформацию трубки Бурдона, изменение магнитных свойств ферромагнитных материалов и др. Для измерителей характерна случайная и неизвестная погрешность, вносимая трением поршней о цилиндры, перетоком масла из нижних полостей гидроцилиндров подачи в верхние и наоборот, загрязнением масла.

Гидравлический индикатор веса ГИВ-6

Гидравлический индикатор веса ГИВ-6 предназначен в принципе только для индикации и регистрации усилия в неподвижном конце каната талевой системы (т.е. и усилия на крюке) при бурении скважин, а по виду записи этого усилия, зная технологический процесс, судят о произведенных операциях во времени.

Измерители давления промывочной жидкости

Правильное назначение и контроль за расходом и давлением промывочной жидкости в процессе бурения являются важным фактором успешного проведения скважин. Применение расходомеров позволяет грамотно вести режим промывки, что особенно важно при алмазном бурении.

Одновременное наблюдение за показаниями расходомера и измерителя давления позволяет получать важную информацию о процессе бурения и работе насоса, например, внезапный рост расхода при одновременном падении давления (при использовании регулировочного крана) может служить сигналом обрыва бурильных труб; избегать прижегов ПРИ и прихватов инструмента и т.д.

В практике бурения геологоразведочных скважин широко распространены станки с гидравлической подачей, в связи с чем для определения усилия (веса снаряда, осевой нагрузки, усилия для извлечения обсадных труб) используются манометры. Манометры используются и при бурении с продувкой сжатым воздухом (определение давления на выкиде компрессора).

Манометры для измерения давления газов и жидкости конструктивно не отличаются. Класс точности рабочих трубчатых манометров 1.5, 2.5 и 4. Контрольные манометры (с двумя стрелками) изготавливаются классом 0.5 и 1.0, образцовые- 0.2 и 0.35.

В бурении скважин наиболее часто применяются пружинные и электрические (с магнитоупругим преобразователем) манометры.

Пружинные манометры получили широкое применение для измерения избыточного давления и разрежения. Чувствительным элементом этих приборов могут быть серповидная трубчатая пружина (трубка Бурдона), многовитковая трубчатая пружина (геликс) и плоская мембрана.

Магнитоупругий измеритель давления МИД

Измеритель давления МИД предназначен для непрерывного визуального контроля давления промывочной жидкости. Измеритель обеспечивает устойчивые показания контролируемого давления при его значительных (свыше 40%) пульсациях.

Магнитоупругие измерители давления выпускаются в двух модификациях-МИД-1 и МИД-1а. Различие в модификациях измерителей заключается в источнике питания.

Измерители расхода промывочной жидкости

Разработка расходомеров промывочной жидкости вследствие специфики контролируемой среды и условий эксплуатации является сложной задачей. Физико-механические свойства промывочной жидкости могут изменяться в широких пределах, промывочная жидкость содержит значительное число абразивных частиц, в состав ее могут входить химически активные ингредиенты и нефтепродукты. Давление в магистрали меняется от единиц до десятков МПа, причем вследствие неравномерности работы буровых насосов давление пульсирует с низкой частотой. В практике измерения расходов жидкостей используются расходомеры, работающие с напорной и безнапорной, электропроводной и неэлектропроводной, с чистой и загрязненной , с инертной и агрессивной жидкостью.

В практике сооружения скважин требуется измерять и количество жидкости, расходуемой за определенный промежуток времени или потребной, например, для заполнения скважины при тампонировании, цементировании, доливе при подъеме инструмента и т.д.- счетчики количества (объемные и скоростные), и мгновенный расход при промывке скважины в процессе бурения, при откачке воды из скважины и т.д.

В бурении скважин и технике используются расходомеры различного принципа работы: электромагнитные, обтекания, переменного перепада давления, тахометрические, шариковые, ультразвуковые, тепловые, оптические, вихревые, калориметрические, поляризационные, парциальные, ионизационные, расходомеры, основанные на контроле движения “меток” потока и др.

^ 1. Счетчики количества определяют расход жидкости в весовых единицах за определенный промежуток времени, расходомеры- в объемных единицах, отнесенные к единице времени (м3 /ч, л/с, л/мин). В зависимости от способа измерения счетчики количества подразделяются на объемные (расход определяется с помощью объемных устройств: мерных баков, поршневых устройств, счетчиков с овальными шестернями) и скоростные (расход определяется по скорости потока).

^ 2. Электромагнитные (индукционные) расходомеры. Электромагнитные (или индукционные) расходомеры основаны на измерении ЭДС, индуктируемой в потоке электропроводной жидкости, пересекающей при своем движении магнитное поле. Преобразователь расхода (датчик расхода) состоит из трубопровода, вмонтированных в него в диаметрально противоположных точках двух электродов и электромагнитной системы. Магнитное поле перпендикулярно оси трубопровода и оси электродов.