Исследования технического состояния скважины

Номер канала 15.

Диапазон  измерения от 7,17´10^-14 до 717´10^-14 А/кг (1...100 мкР/ч).

Индивидуальная  статическая функция преобразования Ј_ГК, А/кг

Ј_ГК = K_J ´ N,                                                        (1.2.4)

где  K_J - индивидуальный коэффициент преобразования, который должен быть не менее 0,1´10^-14 А/кг (0,014 мкР/ч) (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода);

N - текущее  значение двоичного кода.

Пределы допускаемой основной относительной  погрешности ±10%.

Граничная функция влияния температуры  на основную относительную погрешность  в интервале от 5 до 120 °C  Ψ_р (T), %

Ψ_р (T) = ± K_T(T_i - T₀),                                                 (1.2.5)

где  K_T = 0,1 %/град - коэффициент влияния температуры на погрешность;

T_i - значение температуры, влияющей на модуль, °C;

T₀ = 20 °C - значение температуры, принятой в качестве нормальной.

Канал измерения удельной электрической проводимости (УЭП)

Номер канала 07.

Диапазон  измерения от 0,1 до 30 См/м;

Индивидуальная  функция преобразования s, См/м

s₌ K_σ´N+В,                                                        (1.2.6)

где K_σ=0,001 См/м - коэффициент преобразования (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода);

В – коэффициент, учитывающий помеху на воздухе, См/м.

N - текущее значение двоичного кода.

Пределы допускаемой основной относительной  погрешности d_о, %

d_о = ±[5+0,02],                                                 (1.2.7)

где σ_max=30 См/м - максимальное значение диапазона измерения;

s_о - значение УЭП в контрольной точке, См/м.

Изменения систематической  относительной погрешности от влияния  температуры окружающей среды d_о(Т) должны находиться в пределах, определенных по формуле, %

d_о(Т) = ±[5+0,1],                                              (1.2.8)

Канал индикации содержания воды в нефти

Номер канала 10.

Рабочий диапазон от 0 до 100 %.

Коэффициент преобразования не более 0,02 % (номинальная  цена единицы наименьшего разряда  двоичного кода).

Отклонение  показаний при температуре 120°С не должно превышать 20%.

Канал термокондуктивного индикатора притока

Номер канала 14.

Рабочий диапазон от 0,1 до 50 м³/ч.

Коэффициент преобразования не более 0,04 м³/ч (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода).

Показатель  тепловой инерции, определенный в воде, не более 4 с.

Каналы индикации шумов

Низкочастотный (НЧ) канал:

номер канала 12;

анализируемая частота 0...100 Гц.

Среднечастотный (СЧ) канал:

номер канала 06;

анализируемая частота 100 Гц...12 кГц.

Высокочастотный (ВЧ) канал:

номер канала 11;

анализируемая частота 12...30 кГц.

Канал индикации зенитного угла

Номер канала 04.

Диапазон  индикации от 0 до 180^о.

Отклонение  показаний ±3°.

Канал индикации угла поворота

Номер канала 05.

Диапазон  индикации 0…360^о от верхнего положения датчика СТИ.

Отклонение  показаний в положении зенитного  угла, равного 90°, ±5°.

Канал локатора муфт

Номер канала 13.

Показания датчика локатора муфт в режиме стоянки  должны быть не более 100 единиц цифрового  кода.

Отношение амплитуды выходного  сигнала локатора муфт в режиме движения к сигналу в режиме стоянки, не менее 5:1.

Отношение амплитуды выходного  сигнала локатора муфт на муфте обсадной колонны к сигналу фона неперфорированной  трубы, не менее 5:1;

Мощность, потребляемая модулем, составляет не более 10 Вт.

Питание модуля осуществляется постоянным током положительной полярности от 150 мА при отключенном нагревателе  индикатора притока, до 300 мА при максимальной мощности нагрева 4,5 Вт.

При подключении модулей-приставок  с питанием постоянным током положительной  полярности, ток питания основного  модуля необходимо увеличить на величину тока питания модуля-приставки.

Наименование и номера каналов, точки записи приведены в таблице1.3.2.

Таблица 1.2.2

Номер канала	Наименование канала	Точка записи, м (расстояние от головки  модуля)
00	Приставка верхняя
01	Приставка нижняя
02	Приставка нижняя
03	Измерение температуры внутри прибора
04	Индикация зенитного угла	0,99
05	Индикация угла поворота	0,99
06	Индикация щума (СЧ)	1,05
07	Измерение УЭП	1,34
08	Измерение температуры	1,24
09	Измерение давления	1,15
10	Индикация влагосодержания	1,26
11	Индикация шума (ВЧ)	1,05
12	Индикация шума (НЧ)	1,05
13	Локатор муфт	0,21
14	Термокондуктивный индикатор притока	1,25
15	Гамма-канал	0,36

 

 

Габаритные  размеры:

      диаметр  (38-0,62) мм;

      длина без кабельного наконечника не более 1572 мм.

Масса не более 10 кг.

Время установления рабочего режима модуля не более 5 мин  после его включения.

Время непрерывной  работы модуля не более 8 часов.

 

1.2.3. Состав

Модуль выполнен в виде герметичного блока и состоит из следующих  узлов:

1) головка приборная (поз. 2), присоединяющаяся  к блоку шасси электронному (поз. 3) с помощью верхнего стыковочного  узла и разъема Х2;

2) блок шасси электронный, состоящий  из:

а) шасси с электроникой, на котором  расположены:

• верхний стыковочный узел;
• локатор муфт;
• блок ФЭУ (датчик гамма-канала);
• платы печатные с расположенными на них датчиком ориентации и датчиком, измеряющим температуру внутри прибора;
• датчик шумоиндикатора;

б) блока датчиков (поз. 1), в котором  расположены:

• нижний стыковочный узел (поз. 4);
• датчик температуры;
• датчик манометра;
• датчик индикатора притока;
• датчик влагосодержания;
• датчик УЭП.

Блок датчиков состоит из трехреберного корпуса и фонаря, соединенных винтами.

Комплект запасных частей состоит  из двойного набора резиновых уплотнительных колец, 2 глушителей и 12 штырей для приборной  головки.

 

1.2.4. Устройство и работа

Устройство модуля и взаимодействие его узлов показано на его функциональной схеме, которая приведена на рисунке  1.2.2.

Модулятор служит для передачи данных в линию ЖК через верхнее стыковочное  устройство и приборную головку.

Верхнее и нижнее стыковочное устройство связаны одной линией связи RX/TX.

Через линию связи RX/TX происходит запрос данных с верхних и нижних приставок  и программирование коэффициентов  преобразования каналов модуля.

Стабилизатор напряжения +20В служит для питания гамма-канала и нижних приставок. Из напряжения +20В на стабилизаторах напряжения получается +5В для питания аналоговой части схемы VA и +5В для питания цифровой части схемы VD.

Напряжение +20В служит для получения  высокого напряжения на умножителе. Высоковольтный стабилизатор напряжения следит за изменением тока через делители блока датчиков гамма-канала и управляет блоком умножения.

Процессор передачи данных служит для  сбора данных с процессора АЦП, верхней  приставки через верхнее стыковочное  устройство (линия связи RX/TX), нижней приставки через нижнее стыковочное  устройство (линия связи RX/TX) и измерение  встроенным АЦП температуры внутри корпуса модуля специальным датчиком.

Процессор передачи данных запрограммирован как жесткий автомат сбора информации и передачи на наземный регистрирующий комплекс в определенной последовательности и определенным количеством посылок по каждому каналу в секунду.

Процессор АЦП служит для измерения  частоты с первичного преобразователя  гамма-канала, управления и сбора данных с АЦП1 и АЦП2 и передачи и приема данных с математического процессора.

АЦП1 служит для сбора информации с:

• первичного преобразователя локатора муфт;
• датчика температуры;
• первичного преобразователя датчика манометра;
• датчика индикатора притока;
• фильтра низкой частоты усилителя заряда датчика шумоиндикатора;
• фильтра средней частоты усилителя заряда датчика шумоиндикатора;
• фильтра высокой частоты усилителя заряда датчика шумоиндикатора.

АЦП2 служит для сбора информации с:

• первичного преобразователя датчика манометра для термокомпенсации манометра;
• первичного преобразователя датчика УЭП;
• первичного преобразователя датчика влагосодержания;
• датчика зенитного угла;
• датчика угла поворота.

На первичном преобразователе  манометра измеряется фактическое  значение давления и температурный  уход моста датчика давления.

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.2.2. Функциональная схема модуля

 

1.2.5. Работа составных частей

Модуль содержит следующие основные узлы (см. электрическую принципиальную схему, приложение 1):

А1 - головка приборная;

А2 - локатор муфт;

А3 - блок ФЭУ;

А4 - блок гамма-канала;

А5 - блок процессорный;

А6 - плата аналоговая;

А7 - блок датчиков.

Головка приборная А1 выполнена в виде отдельного съемного узла, заканчивающегося специальным токовводом с подпружиненными контактами

Х2. ЖК транзитом проходит на вилку Х3 верхнего стыковочного устройства.

Локатор муфт А2 выполнен на сверхмощных кобальт-самариевых магнитах и установлен на шасси, изготовленное из немагнитной нержавеющей стали. Один полюсной наконечник является так же перегородкой для крепления крышки. Локатор муфт дифференциальный, пассивного типа.

Блок ФЭУ А3 выполнен в виде разборного узла с установленным детектором В1 и ФЭУ V1 с делителем на резисторах между динодами. Блок ФЭУ А3 установлен между двумя перегородками на пружинах.

Блок гамма-канала А4 установлен в отдельную секцию между перегородками. Локатор муфт А2, блок ФЭУ А3 и блок гамма-канала закрываются одной сплошной крышкой.

К блоку гамма-канала подведено только одно питающее напряжение +20В. Для питания микросхем DD1 и DA2 используется стабилизатор напряжения +5В на микросхеме DA1, установленный на плате без радиатора.

Микросхема процессора DD1 выполняет  следующие функции:

- широтно-импульсный модулятор, нагруженный на полевой транзистор VT1 и трансформатор Т1;

- стабилизатор высоковольтного напряжения.

Из прямоугольных импульсов  с генератора на микросхеме процессора DD1, усиленных на полевом транзисторе VT1 и трансформаторе Т1, из постоянного напряжения +20В получается переменное напряжение до 250В. Выпрямленное и умноженное в 8 раз на диодах VD2…VD17, конденсаторах C13…C20 высокое напряжение через фильтр R13, C12 подается на анод фотоэлектронного умножителя V1 блока ФЭУ А3.

Стабилизация высокого напряжения осуществляется за счет изменения ширины импульса широтно-импульсного модулятора процессора DD1 при сравнивании внутреннего  опорного напряжения с напряжением  делителя на резисторе R12*.

         Устанавливаемое при настройке напряжение питания обеспечивает работу гамма-канала в области «плато» счетной характеристики.

С анода фотоэлектронного умножителя V1 блока ФЭУ А3 отрицательные импульсы через конденсатор С1 подаются на вход инвертирующего усилителя DA2.1.

Положительные импульсы с выхода усилителя  подаются на вход компаратора DA2.2, где  сравниваются с напряжением отсечки, задаваемым делителем R7, R8* из напряжения +5В. При превышении амплитуды импульса напряжения отсечки срабатывает  компаратор DA2.2. Усиленный по току на ключе VT2 импульс подается на счетный  вход микросхемы процессора DD2 блока  процессорного А5.