Untitled document
Приложение к свидетельству № 49493
об утверждении типа средств измерений
Лист № 1
всего листов 6
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Наименование типа средства измерения
Системы технологического контроля параметров бурения «СГТ-микро»
Назначение средства измерений
Системы технологического контроля параметров бурения «СГТ-микро» предназначе-
ны для измерения и контроля технологических параметров бурения - нагрузки на крюк, поло-
жения талевого блока, момента на роторе и его частоты вращения, давления и температуры
бурового раствора, его плотности, уровня, расхода, концентрации горючих газов.
Описание средства измерений
Системы «СГТ-микро» применяются для оперативного управления технологическим
процессом бурения скважин на нефть и газ, обеспечения безопасности буровых работ.
Системы обеспечивают:
-автоматический сбор, обработку и представление текущей информации на сред-
ствах отображения и регистрации (дисплее компьютера и информационной панели буриль-
щика – ИПБ);
-документирование результатов бурения в цифровом, аналоговом и графическом
виде, включая рапорт за смену;
-контроль выхода технологических параметров за установленные пользователем
пределы со световой, звуковой сигнализацией этих событий;
-аварийную сигнализацию при выходе параметров «Нагрузка на крюк», «Давле-
ние бурового раствора на входе», «Положение талевого блока» за предельные значения с вы-
дачей сигналов блокировки на соответствующее буровое оборудование;
-речевое предупреждение об изменении ситуации при бурении;
-контроль концентрации взрывоопасных газовых смесей, сопровождающих про-
цесс бурения;
-использование в схемно-конструктивных решениях искробезопасных электри-
ческих цепей, а также специальных корпусов с низкой газопроницаемостью и датчиков с
взрывонепроницаемыми оболочками.
Основными составными частями системы технологического контроля параметров буре-
ния «СГТ-микро» являются:
-комплект датчиков;
-блоки контроллеров сбора данных (БКСД) для приема аналоговых и импульсных сиг-
налов датчиков, преобразования их в цифровой код и обмена данными с системным контрол-
лером (ЭВМ);
-информационная панель бурильщика (ИПБ) для отображения информации, предос-
тавляемой бурильщику в режиме реального времени;
-пульт управления системой;
-ЭВМ типа IBM PC для конфигурирования системы путём задания начальных уставок,
для отображения информации, предоставляемой буровому мастеру и технологу, архивирова-
ния в базы данных всех параметров и событий в процессе бурения, а также для передачи ин-
формации, включая видеоизображение участков буровой, по имеющимся линиям связи в
управление буровых работ и сеть Интернет.
Лист № 2
всего листов 6
Рисунок 1. Структурная схема системы технологического контроля
параметров бурения «СГТ-микро» (базовый вариант)
Датчики устанавливаются на наземном оборудовании буровой и подключаются инди-
видуальными кабелями непосредственно к блокам контроллеров сбора данных (БКСД).
Выходной аналоговый сигнал датчика преобразуется к цифровому виду в БКСД.
Аналоговые датчики по типу выходного сигнала разделяются на две группы: датчики с выхо-
дом токового сигнала в диапазоне от 4 до 20 мА и датчики с выходным сигналом напряжения в
диапазоне от 0 до 4 В. Один БКСД может обрабатывать выходные сигналы от 6 датчиков.
Датчик нагрузки на крюк (датчик веса) устанавливается на закрепленном конце троса
талевой системы буровой установки, и по силе натяжения троса измеряет нагрузку на крюк.
Непосредственно на чувствительный элемент действует поперечная составляющая силы на-
тяжения троса, образованная за счет его изгиба на средней опоре датчика. Диапазон измере-
ния датчика регулируется изменением угла изгиба троса за счет изменения длины нажимного
болта.
Датчик давления бурового раствора на входе (датчик давления) - тензометрический
датчик давления с внутренней средоразделительной мембраной - подключается к нагнета-
тельной линии через ввариваемую присоединительную муфту (переходник).
Датчик момента на машинном ключе работает на растяжение и измеряет момент на
ключе по натяжению приводного троса.
Датчик-индикатор расхода бурового раствора на выходе (датчик потока) преобра-
зует угол отклонения лопатки датчика потоком бурового раствора в желобе в пропорциональ-
ное напряжение постоянного тока. Диапазон углов отклонения от 0° до 60°, выходное напря-
жение при этом изменяется от 0,25 до 3,5 В.
Датчик плотности - уровня БР состоит из пневмосистемы и датчиков дифференци-
ального давления (ДДД), подключенных к барботажным трубкам разной длины, погружен-
ным в БР. Пневмосистема обеспечивает непрерывный и постоянный расход воздуха в барбо-
тажных трубках. Под действием сжатого воздуха, подаваемого в барботажные трубки, проис-
ходит полное вытеснение БР из трубок. В результате в них устанавливаются избыточные дав-
ления, равные гидростатическим давлениям на концах вертикально опущенных в БР трубок.
Лист № 3
всего листов 6
Измерение плотности БР датчиком основано на измерении разности гидростатиче-
ских давлений в двух точках БР на фиксированной вертикальной базе, равной 200 или 400 мм.
Разность давлений в трубках, пропорциональная плотности БР, измеряется ДДД.
Сигнал с выхода ДДД передаётся для дальнейшей обработки в БКСД. По разности давлений
в трубках определяется плотность БР.
Питание датчика сжатым воздухом осуществляется от компрессора буровой.
Датчик уровня ультразвуковой измеряет уровень БР в ёмкости по времени распро-
странения импульса упругой деформации в стальной проволоке. Временной интервал измеря-
ется от момента формирования импульса возбуждающего тока до момента приёма на верхнем
конце стержня электрического импульса, возбуждённого импульсом упругой деформации,
возникающем в стальном стержне на уровне расположения магнитов в поплавке, плавающем на
поверхности БР.
Датчик загазованности (датчик горючих газов) предназначен для определения сум-
марного содержания горючих газов в воздухе контролируемой зоны с целью оценки взрыво-
опасности газо-воздушной смеси (ГВС).
Принцип действия датчика – термохимический, измерение осуществляется в процентах
НКПР. Датчик устанавливается в пространстве контролируемой зоны и преобразует уровень
загазованности в электрический сигнал в диапазоне от 4 до 20 мА.
Основными компонентами, определяющими метрологические характеристики измерительных
каналов (ИК) систем, являются датчики и БКСД.
Программное обеспечение
Состав программного обеспечения (ПО) систем «СГТ – микро»:
·
ПО датчиков, определяющее их метрологические характеристики;
·
ПО блоков контроллеров сбора информации (БКСД);
·
ПО системного контроллера;
·
ПО сервисное, обеспечивающее калибровку ИК и ввод уставок;
·
ПО рабочего места бурового мастера.
ПО БКСД служит для опроса датчиков с преобразованием значений их выходных
сигналов в цифровой код, нормализации полученных данных, передачи данных в системный
контроллер. ПО БКСД стартует автоматически при включении БКСД. ПО БКСД работает в
режиме «Read only», то есть возможности записи извне (по сети) какой-либо информации не
предусмотрено.
ПО системного контроллера функционирует в промышленной ЭВМ типа IBM PC
под управлением операционной системы Windows XP embedded. ПО системного контроллера
выполняет следующие функции: сбор данных из сети БКСД, управление устройствами ото-
бражения информации, организация обмена данными между ПО сервисным и ПО БКСД, пре-
доставление данных для ПО рабочего места бурового мастера. ПО системного контроллера
стартует автоматически при включении контроллера. Для внесения изменений в настройки
необходимо знать:
·
настройки внутренней сети;
·
пароль администратора операционной системы контроллера.
ПО сервисное устанавливается на рабочем месте бурового мастера служит для на-
стройки БКСД: калибровки датчиков, формирования уставок. ПО сервисное работает в сессии
пользователя, защищённой паролем. Для получения доступа к настройкам БКСД необходимо
ввести пароль.
ПО рабочего места бурового мастера функционирует в ЭВМ типа IBM PC под управ-
лением операционной системы Windows7 Professional и выполняет следующие функции: ото-
бражение в реальном времени измерительной информации от датчиков в текстовом и графи-
ческом виде, сохранение ее в БД, предоставление ее в графическом и текстовом виде по за-
просам пользователя. Предусмотрены следующие меры его защиты:
Лист № 4
всего листов 6
·
ПО рабочего места бурового мастера работает в сессии пользователя, защищённой па-
ролем;
·
информация от БКСД хранится в базе данных под управлением ПО MS SQL Server
2008, доступ к ней защищён паролем;
·
в ПО рабочего места бурового мастера отсутствуют возможности по изменению дан-
ных, сохранённых в базе данных, они могут только отображаться на экране или в пе-
чатном виде.
Метрологически значимым является ПО датчиков (метрологические характеристики датчиков
определены с его учетом), ПО системного контроллера и ПО сервисное.
Не используется
СГТ-микро
Не ниже 1.0
По номеру вер-
сии
Не используется
ПО БКСД
ПО БКСД
Не ниже 5.0
Не используется
Таблица 1. Идентификационные данные программного обеспечения
Наименование
программного
обеспечения
Идентификацион- Trial версии (иден- Цифровой
ное наименование тификационный но- тификатор
программногомер)программного граммного
обеспеченияобеспеченияпечения
иден- Алгоритм вы-
про- числения цифро-
обес- вого идентифи-
катора
контроллера
ПО системного
DeviceManagerНе ниже 3.0
По номеру вер-
сии
ПО рабочего
места бурового
мастера
По номеру сис-
темы
Уровень защиты метрологически значимого ПО систем от непреднамеренных и
преднамеренных изменений - «С» в соответствии с МИ3286-2010.
Измеряемые пара-
метры (ИК)
Диапазон
измерений*
Первичный
датчик
Нагрузка на крюк
ДСТ-Н-30 кН
Момент на роторе
Момент на ключе
4126ДСТ-100кН
0-40 МПа
СДВ-И-40-4-20мА
(Госреестр№28313-11)
0 - 25 м
Датчик оборотов ле-
бедки
Метрологические и технические характеристики
Метрологические характеристики ИК систем «СГТ-микро», приведенные в таблице 2,
определяются метрологическими характеристиками датчиков и БКСД.
Таблица 2 – Основные метрологические характеристики
Пределы допускаемой основной при-
веденной погрешности ИК, %
по инфор- по сигналу по уст-
мационно- регистрации ройству
му сигналу и отображе- сигнали-
**ния (ИПБ)зации***
1
3
456
±
1,0
±
1,5
±
2,5
4126ДСТ-100кН
(Госреестр№13390-01)
±
2,0
±
2,0
±
2,5
2
от 0-100 т
до 0-500 т
с шагом
0-50 т
0-60 кН
×
м
0-30 кН
×
м
0-60 кН
×
м
0-30 кН
×
м
±
2,0
±
2,0
±
2,5
±
1,0
±
1,5
±
2,5
Давление нагнетания
бурового раствора
(БР)
Положение талевого
блока относительно
стола ротора
±
1,0-
±
2,5
Лист № 5
всего листов 6
КВП-16
Концентрация горю-
чих газовых смесей
0 - 50%
НКПР
Уровень бурового
раствора
0 - 2,0 м
Уровень бурового
раствора
0 - 2,0 м
456
3
КВП-16,
ПИП- 16
±
1,0
±
1,5-
12
Частота вращения 0 - 300
ротора об/мин
Число двойных хо-
дов насоса в мину-0 - 120
ту****
±
1,5
±
2,0-
±
5
±
5
±
5
±
1,5
±
2,0
±
2,5
±
1,5
±
2,0
±
2,5
Плотность бурового
раствора
0,8 - 2,55
г/см
3
ДАТ-М-03(СН
4
) (Гос-
реестр№32941-10)
ДАХ-М-03(H
2
S) (Гос-
реестр№44423-10)
ультразвуковой по-
плавковый уровнемер
ДШП2.834.009
уровнемер ультразву-
ковой бесконтактный
ULM-53, ULМ-55
(Госреестр№43521-09)
MPX5050
(«Мotorola»).
±
1,0
±
1,0
±
1,5
го раствора
тельным элементом
Температура бурово-
0 - 100
°
С
Термометр с чувстви-
±
1,5
±
2,0-
AD22100
Примечания:
*- диапазоны измерений в соответствии с заказом системы;
**- на ПК на рабочем месте бурового мастера;
***- сигнал формируется в БКСД;
****- используется для расчета параметра «Расход бурового раствора».
10
%
+
Напряжение питания 220
-
15
%
В переменного тока частотой 50
±
1 Гц.
Рабочие условия применения (нормальная температура 20
°
С),
температура окружающего воздуха,
°
С
для компонентов системыот минус 45 до плюс 50,
для персонального компьютераот 20 до 50,
относительная влажность, %от 5 до 95 без конденсации влаги;
вибрации с ускорениемдо 1g для частот 10-150 Гц,
до 0,5g для частот 150-2000 Гц.
Вид защиты блоков, размещаемых вне помещения бурового мастера – IP 55.
Температура хранения и транспортирования,
°
Сот -50 до +50.
Габаритные размеры блоков питания и БКСД, мм, не более
ИПБ, мм, не более
195х300х130,
295х395х130.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист паспорта и ИПБ системы «СГТ-
микро».
Комплектность средства измерений
В комплект поставки входит
- система «СГТ-микро» в заказной конфигурации;
- комплект эксплуатационной документации, в том числе методика поверки
ДШП1.570.014 МП.
Лист № 6
всего листов 6
Поверка
Поверка выполняется в соответствии с документом «Системы технологического контроля
параметров бурения «СГТ-микро». Методика поверки ДШП1.570.014 МП», утвержденным
ФГУП «ВНИИМС» в ноябре 2012 г.
Перечень основного поверочного оборудования:
- калибратор универсальный АКИП-2201, абсолютная погрешность
±
(0,002×показания+40
мкА) в режиме воспроизведения силы постоянного тока от минус 40 мА до 40 мА,
±
(0,002×показания + 4 мВ) в режиме воспроизведения напряжения от минус 4 В до плюс 4 В;
- рулетка измерительная TS 20/2 20 м;
- термометр лабораторный электронный ЛТ-300, пределы допускаемой основной погрешно-
сти ±0,05
°
С в диапазоне температур от минус 50,00 до плюс 199,99
°
С.
- динамометр переносной эталонный 3-го разряда ДОР-500 либо ДОР-3-500И;
- машина испытательная ИР-500М, предельная нагрузка 500 кН;
- грузопоршневой манометр МП 600, диапазон измерений от 0,2 до 60 МПа, кл. т. 0,02;
- манометр образцовый МО Рмакс = 40 МПа, кл.0,15
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в документе «Система технологиче-
скогоконтроляпараметровбурения«СГТ-микро».Руководствопоэксплуатации
ДШП1.570.014-01 РЭ».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к системам тех-
нологического контроля параметров бурения «СГТ-микро»
ГОСТ 14169-93 «Системы наземного контроля процесса бурения нефтяных и газовых сква-
жин. Общие технические требования и методы испытаний».
«Система технологического контроля параметров бурения «СГТ-микро». Технические усло-
вия» ТУ 4210-012-00230585-96.
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования обес-
печения единства измерений:
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных зако-
нодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуата-
ции опасного производственного объекта.
Изготовитель
Закрытое акционерное общество Московское СКБ « Ореол»
(ЗАО Московское СКБ «Ореол»),
115419 Россия, г. Москва 2-ой Рощинский проезд, д.8,
Тел./факс: (495) 954-26-61, (495) 958-00-25,
E-mail:
.
Испытательный центр
ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС», аттестат аккредитации № 30004-08.
Адрес: Москва, 119361, Россия, ул. Озерная, д.46,
тел.: +7 (495) 437-55-77, факс: +7 (495) 437-56-66
e-mail:
,
Ф.В. Булыгин
Заместитель Руководителя
Федерального агентства по
техническому регулированию и метрологии
М.п.
«_____» ____________ 2013 г.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.