СИСТЕМИ НАЗЕМНОГО КОНТРОЛЮ ПРОЦЕСУ БУРІННЯ
НАФТОВИХ І ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН
Загальні технічні вимоги та методи випробувань
Systems of ground-control monitoring of boring process of oil and gas drill-holes.
General technical requirements and test methods
1 РОЗРОБЛЕНО Технічним комітетом зі стандартизації ТК 306 "Вимірювання і управління в промислових процесах"
ВНЕСЕНО Держстандартом Росії
За прийняття проголосували:
4 НА ЗАМІНУ ГОСТ 14169-79
1 ГАЛУЗЬ ВИКОРИСТАННЯ
1 ГАЛУЗЬ ВИКОРИСТАННЯ
Цей стандарт поширюється на системи і комплекси наземного контролю процесу обертального буріння (далі - системи), що застосовуються для комплектації бурових установок експлуатаційного і глибокого розвідувального буріння нафтових і газових свердловин на суші по ГОСТ 16293.
Стандарт не поширюється на системи, що застосовуються на установках морського буріння, а також на спеціальні системи, призначені або для проведення досліджень і обробки інформації при бурінні, або для роботи на унікальних бурових - з особливими цілями, умовами або способами буріння.
2 Нормативні посилання
У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи:
ГОСТ 14254-80 * (СТ РЕВ 778-77, МЕК 529-76, МЕК 529-76 (2-83)) Вироби електротехнічні. Оболонки. Ступені захисту. Позначення. методи випробувань
_________________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 14254-96. - Примітка "КОДЕКС".
3 ВИЗНАЧЕННЯ
У цьому стандарті подані такі терміни:
Система (комплекс) наземного контролю процесу буріння нафтових і газових свердловин - набір функціонально пов'язаних первинних перетворювачів, функціональних блоків і пристроїв відображення інформації, які здійснюють спільний контроль основних параметрів процесу буріння.
Навантаження на гак - зусилля, що створюється колоною бурильних або обсадних труб на основний або бічні роги гака.
Буровий інструмент - породоразрушающий інструмент, що поглиблює стовбур свердловини.
Подача бурового інструменту - переміщення верхнього кінця бурильної колони, проведене під час впливу буровим інструментом на забій свердловини в межах ходу квадратної штанги.
4 КЛАСИФІКАЦІЯ
4.1 Залежно від класу бурових установок по ГОСТ 16293 і діапазону умовних глибин буріння системи повинні бути виготовлені наступних типів:
2 - від 1600 до 3200 м (класи 4 і 5);
3 - від 2500 до 6500 м (класи 6, 7, 8);
4 - від 5000 до 16000 м (класи 9; 10; 11; 12).
4.2 Залежно від складності геолого-технічних умов буріння системи повинні бути виготовлені двох видів:
Б - система з базовим набором вимірювальних засобів (для простих умов);
Р - система з розширеним набором вимірювальних засобів (для складних умов).
5 ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
5.1 Основні параметри, контрольовані системою, і верхні межі їх вимірювань наведені в таблиці 1.
1 Система повинна дозволяти контролювати осьову навантаження на буровий інструмент в кілоньютонах (тонна-сила), яку визначають по різниці сигналів навантаження на гак, створених обертовим інструментом до і після введення його в контакт з забоєм свердловини. Нормовану межу вимірювання навантаження при наявності спеціального приладу повинен бути вказаний в нормативному документі на цей прилад
2 Система повинна дозволяти контролювати крутний момент на буровому інструменті в кілоньютон-метрах (тонна-сила-метр). Значення зазначеного параметра визначають по різниці сигналів крутного моменту на роторі, створених обертовим інструментом до і після введення його в контакт з забоєм свердловини.
Нормовану межу вимірювань зазначеного параметра при наявності спеціального приладу повинен бути приведений в нормативному документі на цей прилад
3 Подачу бурового інструменту визначають в межах ходу квадратної штанги як різниця сигналів, що відповідають положенням лівого блоку від моменту початку довбання (початку створення навантаження на долото - торкання долотом забою) до моменту закінчення довбання (після зняття навантаження з долота).
Нормовану межу вимірювання подачі при наявності спеціального приладу повинен бути вказаний в нормативному документі на цей прилад. Рекомендується встановлювати межа вимірювань 20 м
4 В системах виконання Б залежно від типу системи контролюють такі параметри:
- для типу 1 - параметри 1-3;
- для типу 2 - параметри 1-7;
- для типів 3 і 4 - параметри 1-11
5 За умови забезпечення верхньої межі вимірювань допускається встановлювати додаткові піддіапазони вимірювань для будь-якого контрольованого параметра
6 Нижня межа вимірювання щільності - 800 кг / м (0,8 г / см)
7 При розробці і постановці на виробництво конкретних систем допускається вибір на вимогу споживача будь-яких рекомендованих в таблиці 1 меж вимірювання параметрів, а також допускається за погодженням із споживачем застосування верхніх меж (діапазонів) вимірювань з округленням значеннями, кратними 5 · 10 або 10 х 10. де = 1. 2
5.2 Система повинна мати як автономне (модульне), так і неавтономне побудова каналів вимірювань.
5.3 Для систем з базовим набором засобів обов'язкові реєстрація і сигналізація значення контрольованого параметра. Число вимірювальних каналів, які виробляють реєстрацію та сигналізацію, і порядкові номери контрольованих при цьому параметрів відповідно до таблиці 1 повинні відповідати наведеним в таблиці 2 і бути встановлені в нормативних документах на конкретні системи.
1 Похибки для контрольованого параметра "Навантаження на гак" вказані для випадку використання перетворювача зусиль, сприймає зусилля в механізмі для кріплення мертвого кінця каната.
При використанні перетворювачів зусиль, сприймають безпосереднє натяг нерухомого кінця талевого каната, похибки повинні бути встановлені в нормативних документах на конкретні системи за погодженням із споживачем.
2 Дозволяється реєстрація обох або тільки одного з параметрів 6 або 7
3 Похибки для контрольованого параметра "Витрата виходить із свердловини бурового розчину" вказані для випадку використання вимірювача витрати.
Допускається проводити контроль індикатором з роздільною здатністю не менше 2% верхньої межі вимірювань (100%), що має відповідати зміни витрати не менше ніж на 2 л / с.
4 За погодженням із споживачем вимірювач щільності може бути замінений індикатором відхилення щільності з роздільною здатністю не менше 10 кг / м (0,01 г / см)
5 Похибки вимірювання, реєстрації і сигналізації контрольованого параметра "Крутий момент на роторі" вказані для прямого методу вимірювань (наприклад, Магнітопружний датчиком). При непрямих вимірах крутного моменту (наприклад, по току двигуна ротора) відповідні похибки, що визначаються за вхідний фізичної величиною, повинні бути зменшені в 2 рази
5.6 Вплив температури навколишнього повітря, параметрів харчування, напруженості зовнішнього магнітного поля на метрологічні характеристики вимірювальних каналів має бути зазначено в нормативних документах на конкретні системи.
5.7 Середній термін служби системи - не менше 10 років.
5.8 Середнє напрацювання на відмову кожного каналу вимірювань - не менше 10000 год.
5.9 Критерії відмов і граничних станів повинні бути вказані в нормативних документах на вироби (складові частини системи) або конкретні системи.
5.10 Складові частини системи повинні відповідати по захищеності від впливу кліматичних факторів, пилу, води і вібрації вимогам, наведеним в таблиці 4.
1 Допускається застосовувати вироби захищеністю від вібрації виконання N 4 - для складових частин, перерахованих в 1, і виконання N 3 - для складових частин системи, перерахованих в 2, з обмеженням верхнього значення частоти - частотою переходу (57. 62 Гц)
2 Виконання системи вказують відповідно до виконанням виробів, перерахованих в 1 і 2
5.11 Вимірювані фізичні величини, відповідні контрольованим системою параметрам, наведені в додатку А.
6 ПАРАМЕТРИ, ЩО СТВОРЮЮТЬ Сумісність
6.2 Системи повинні бути розраховані на електроживлення від бурової установки у вигляді однофазного напруги 220 В змінного струму частотою 50 Гц з наступними коливаннями параметрів:
1) допустимі відхилення напруги живлення:
- тривале - від мінус 15 до плюс 10%;
- короткочасне (1,5 с) - від мінус 30 до плюс 15%;
2) допустимі відхилення частоти змінного струму:
- тривале - не більше ± 5%;
- короткочасне (5 с) - не більше ± 10%.
Допускається застосування систем з автономними джерелами живлення.
7 ВИМОГИ БЕЗПЕКИ
7.1 За способом захисту людини від ураження електричним струмом система відноситься до класу I по ГОСТ 12.2.007.0.
7.2 Система повинна відповідати правилам і нормам, викладеним в Правилах улаштування електроустановок, розділ У-1.
7.3 Електрична ізоляція кіл живлення (220 В, 50 Гц) щодо корпусу повинна витримувати протягом 1 хв дію випробувальної напруги практично синусоїдальної змінного струму частотою 50 Гц:
1) 1,5 кВ - при випробуванні при температурі навколишнього повітря (20 ± 5) ° С і відносній вологості від 30 до 80%;
2) 0,9 кВ - при випробуванні в робочих умовах з граничним значенням відносної вологості.
7.4 Електричний опір ізоляції ізольованих електричних ланцюгів харчування (220 В, 50 Гц) щодо корпусу повинно бути не менше:
1) 20 МОм - при випробуванні при температурі навколишнього повітря (20 ± 5) ° С і відносній вологості від 30 до 80%;
2) 0,5 МОм - при випробуванні в робочих умовах з граничним значенням відносної вологості.
7.5 Вимоги до безпеки гідравлічних пристроїв і ліній повинні відповідати вимогам ГОСТ 12.2.086.
7.6 Заземлення повинно бути виконано відповідно до вимог ГОСТ 12.2.007.0.
8 МЕТОДИ ВИПРОБУВАНЬ
8.1 Нормальні умови випробувань систем і одноканальних вимірювальних пристроїв конкретного типу - по ГОСТ 23222.
8.2 Випробування систем проводять поканально.
8.3 Основну похибку каналів вимірювань систем і одноканальних вимірювальних пристроїв визначають при нормальних умовах або комплектно з допомогою відповідних зразкових засобів, що дозволяють змінювати фізичну величину на їх вході, або поелементно (по частинах) шляхом алгебраїчного підсумовування похибок первинного перетворювача та подальшої (вторинної) частини вимірювального каналу , що включає в себе проміжні перетворювачі і периферійні пристрої.
Застосування того чи іншого методу визначення основної похибки повинно бути встановлено нормативними документами на конкретні системи або пристрою.
При поелементної перевірки основну похибку первинного перетворювача визначають за методикою, встановленою нормативними документами на нього, а вторинної частини - за допомогою зразкового засобу, що імітує вимірювальний сигнал на виході первинного перетворювача.
При визначенні основної похибки встановлюють значення фізичної величини, що впливає на первинний перетворювач каналу, відповідне нижньому і верхньому значенням межі вимірювань контрольованого технологічного параметра буріння, а також проміжним значенням, зазначеним у нормативних документах на конкретні системи або пристрої, і знімають свідчення (вихідний сигнал) випробуваного каналу (або його частини). При випробуванні каналів по частинах додатково імітують відповідне значення вихідних сигналів первинних перетворювачів на вході вторинної частини вимірювальних каналів і знімають показання на виході каналів.
Як правило, основну похибку у відсотках визначають як різницю між значенням контрольованого технологічного параметра, що визначається по зразковому засобу, і відповідним його значенням на виході випробуваного каналу, віднесену до верхньої межі вимірювань, або до діапазону вимірювань, якщо нижня межа вимірювань відмінний від нуля.
У випадках, коли контрольований технологічний параметр і фактична яка вимірюється фізична величина на вході каналу за визначенням не збігаються, основну похибку у відсотках обчислюють як різницю між розрахунковим значенням технологічного параметра, яке відповідає заданому по зразковому засобу значенням фізичної величини, і значенням технологічного параметра, отриманим за показаннями на виході каналу, віднесену до верхньої межі вимірювання параметра.
8.4 Додаткові похибки вимірювання, викликані впливом факторів, що впливають, перевіряють або комплектно, або поелементно в усьому діапазоні зміни цих факторів в робочих умовах експлуатації складових частин каналів вимірювання відповідно до методики, встановленої нормативними документами на конкретні системи і пристрої.
8.5 Перевірка опору та електричної міцності ізоляції - по ГОСТ 12997.
Перевірка ізоляції приладів вибухонебезпечного виконання - по ГОСТ 22782.0.
8.6 Випробування на вплив твердих тіл (пилу) та води, випробування на вплив температури і вологості навколишнього повітря, на механічні дії, випробування виробів в упаковці для транспортування на стійкість до впливу температури і вологості навколишнього повітря, на стійкість до впливу транспортної тряски - по ГОСТ 12997.
8.7 Випробування пристроїв, захищених від агресивного середовища, - за нормативними документами на конкретні системи.
8.8 Методи випробувань систем і їх елементів на об'єкті повинні бути вказані в нормативних документах на конкретні системи в залежності від бурового обладнання, з яким використовуються системи контролю.