Станция контроля процесса бурения «Леуза-2»

Содержание.

 

 

1. Введение 

 

2. Станция контроля процесса бурения «Леуза-2»

 

3. Система удаленного мониторинга скважин "RT-Leuza"

 

4. Пульт бурильщика 

 

5. Перечень использованных источников

 

6. Приложения 
 

1. Введение.

Компьютеризация технологического процесса составляет важную часть научно-технического прогресса в проведении геологоразведочных работ. Теоретические исследования в области совершенствования  управления процессом бурения и  его оптимизации получили новые  возможности практической реализации с появлением управляющей микропроцессорной  техники и созданием на ее основе систем компьютеризированного управления.

В отрасли в течение ряда лет  проводятся исследования по созданию микропроцессорных систем компьютеризированного  управления геологоразведочным бурением, реализующие методы и средства универсального, многофункционального управления, способного в отличие от жестких аналоговых решений осуществлять гибкую технологию бурения.

Разнообразные образцы систем компьютеризированного  управления процессом  бурения разведочных  скважин на твердые полезные ископаемые позволяют не только управлять процессом  бурения в реальном времени по любому из известных алгоритмов, но и собирать, накапливать и обрабатывать информацию о процессе бурения, а  также диагностировать работоспособность  отдельных узлов и  механизмов.

Компьютеризация технологических  процессов на основе современной  техники должна обеспечить интенсификацию производства, повышение качества и  снижение себестоимости продукции.

Необходимость этого вытекает из анализа  производственной деятельности геологоразведочных организаций по выполнению плановых заданий. Несмотря на то, что внедрение  современного оборудования, инструментов, прогрессивной технологии бурения, средств механизации и компьютеризации  отдельных операций, совершенствование  организации труда в целом  обеспечило выполнение этих заданий, в  разведочном бурении остаются значительные резервы повышения  производительности труда и улучшения его технико-экономических  показателей. Эти резервы заключаются, в оптимизации и компьютеризации  оперативного управления процессом  бурения скважин и в совершенствовании  организации работ.

Сегодня, в условиях интенсифицированного производства, возросших скоростей  бурения резко повысилась физическая нагрузка на буровой персонал. Учитывая также и тенденцию к росту  глубин бурения разведочных поисковых  скважин, можно утверждать, что возросли психологическая нагрузка и ответственность  за решения, принимаемые бурильщиком  в процессе бурения. Уже сейчас время  простоев из-за неправильных технологических  решений в процессе бурения составляет 5-7% общего баланса рабочего времени.

Процесс бурения, особенно глубоких скважин, протекающий в условиях значительной неопределенности, подвергается сильным  и непредсказуемым возмущающим  воздействиям, основа которых –  как горно-геологические, так и  технико-технологические факторы. Буровики знают насколько проектный геологический  разрез может отличаться от фактического, а следовательно, проектная технология бурения – от фактической. Бурильщику приходится отступать от проектной  технологии, использовать свой опыт, знания, интуицию, чтобы вовремя обнаружить изменение категории буримости  пород, неблагоприятную технологическую  ситуацию; хорошие мастера работают на грани искусства. Поэтому научить  бурить хорошо, не задавать проектные  параметры режимов бурения, а  варьировать ими в зависимости  от условий очень сложно. Намного  быстрее и дешевле научить  бурильщика пользоваться системой компьютеризированного  управления процессом бурения, которая  будет выбирать и поддерживать оптимальные  режимы бурения в соответствии с  заданными критериями оптимальности  и в рамках установленных ограничений. С помощью систем компьютеризированного  управления можно более жестко нормировать  процесс бурения, широко внедрять передовые  технологии бурения.

 

2. Станция контроля процесса бурения Леуза-2

Cтанции контроля процесса бурения «Леуза-2» в настоящее время работают в Башкирии, Оренбурге, Татарии, Удмуртии, Коми, Западной Сибири, Республике Беларусь! (работали и в Мавритании - в составе станции ГТИ "Геотест-5") 

 Назначение  

Непрерывный контроль и регистрация технологических  параметров процесса бурения  с целью оперативного управления бурением и оптимальной, безаварийной проводки скважины. 

 Область  применения  

Бурение скважин  на нефть и газ. Контроль процесса бурения. Геолого-технологические исследования скважин. Удаленный мониторинг скважин.

Используя буровые  станции «Леуза-2» и используя систему удалённого мониторинга скважин(RT-Leuza), можно наблюдать ход бурения ваших скважин в реальном времени и вносить коррективы, находясь в своем офисе.

 "Леуза-2" с беспроводной связью - см. Состав станции, п. 5.   

Состав станции   

1.Датчики технологических  параметров бурения /базовый вариант из 8 датчиков/	Датчик давления ПЖ на входе Датчик оборотов вала буровой лебедки (датчик глубины) Датчик крутящего момента на роторе Датчик уровня ПЖ в приемной емкости Датчик нагрузки на крюке Датчик плотности ПЖ в приемной емкости Датчик ходов насоса Датчик потока (расхода) ПЖ на выходе
2.Пульт бурильщика	Количество контролируемых  параметров:  от 8     Уровень входных сигналов, В:  0-5; 0-10     Габариты, мм:  600×400×120     Температура окружающей среды, °С: -45...+50
3. Сигнальное устройство	- световой индикатор (фонарь)     - звуковая сирена
4. Рабочее место оператора	- компьютер;      - принтер;      - программы:          Регистрация          DrillRep          GeoData и др.
! 5. Технические средства* беспроводной передачи данных с пульта бурильщика на компьютер	- устройство беспроводной передачи/приема  данных (комплекс: радиомодем-антенна-кабель) - 2 шт.      /Дальность действия - 1,5 км в прямой видимости/
! 6. Технические средства и ПО* передачи данных с буровой	- модем (радиомодем, GSM-модем)      - программное обеспечение приема/передачи данных ! См. расширенный вариант - систему удаленного мониторинга "RT-Leuza"

 

   Выносной пульт бурильщика осуществляет сбор и визуализацию информации с датчиков.

Компьютер на рабочем месте мастера (оператора) в автоматическом режиме принимает и обрабатывает информацию с пульта бурильщика и позволяет оперативно решать задачи по контролю и управлению процессом бурения.

Регистрируемая  информация накапливается в базе данных реального времени.

Система регистрации распознает в автоматическом режиме аварийные ситуации и сигнализирует о них, включая сигнальное устройство.  

 Размещение  

Датчики устанавливаются на буровом оборудовании (см. схема расположения датчиков на буровой).Пульт бурильщика устанавливается на буровой на удалении 3-5 м от бурильщика.Рабочее место оператора размещается в любом отапливаемом помещении на буровой.  

 Каналы  связи для передачи информации  с буровой:

• существующие телефонные линии с использованием обычного модема;
• радиоканал (расстояние 10-20 км) с использованием радиомодема;
• сотовая связь с использованием GSM-модема;
• спутниковая связь.

Система может быть укомплектована другим набором датчиков, либо дополнительными датчиками.

При подключении  более 12 датчиков используется распредкоробка на необходимое количество дополнительных датчиков.

3. Система удаленного мониторинга скважин "RT-Leuza"

         Удаленный мониторинг процесса бурения нефтяных и газовых скважин

 

   Система "RT-Leuza" обеспечивает в режиме реального времени:  

• удаленное наблюдение (в офисе) процесса бурения скважины;
• передачу сообщений (рекомендаций, руководящих указаний) оператору на буровой;
• просмотр ряда скважин;
• одновременное наблюдение с нескольких рабочих мест.

 

   Для работы системы "RT-Leuza" необходимо:

• оснащение буровых станциями,  регистрирующими процесс бурения:
• станциями контроля процесса бурения "Леуза-2" или
• станциями ГТИ "Геотест-5".

 Все параметры процесса бурения  непрерывно отображаются на мониторе  наблюдателя  по времени и глубине, как и непосредственно на буровой в программе "Регистрация". 
  

 Использование системы "RT-Leuza"  

• дисциплинирует буровую бригаду
• снижаются неоправданные простои;
• минимизируются нарушения технологии и отклонения от ГТН;
• повышаются технико-экономические показатели строительства скважины;
• оптимизирует процесс бурения
• непрерывный контроль и оперативное вмешательство в процесс бурения со стороны заказчика или супервайзера позволяет избегать грубых ошибок, приводящих к аварийным ситуациям.

 

   Состав системы "RT-Leuza"  

• Программное обеспечение:
• программа "RT- Proxy" - сервер подключений
• программа "RT- Client" - рабочее место
• Технические средства передачи и приема данных по интернет:
• спутниковая связь/сотовая связь/радиосвязь
• сервер коммутации (сервер на предприятии наблюдателя)

Программа "RT- Proxy" устанавливается на сервер на предприятии наблюдателя (или у провайдера интернет-услуг).

Программа "RT- Client" устанавливается на рабочие места наблюдения.   

 Техническая характеристика системы "RT-Leuza"  

Передаваемые данные	- основные регистрируемые и расчетные  параметры;  - тип операции;  - комментарии оператора
Периодичность поступления данных	каждые 10 с
Рекомендуемая скорость линии	не ниже 9600 Кб/с
Тип обратной связи	текстовые сообщения

 

   Рабочие экраны наблюдения системы "RT-Leuza"  

1. «основной экран» наблюдения удалённой скважины:

2. «Экран скважина» показывает текущее  состояние бурения:

3. «Экран емкостей» показывает текущее  состояние ёмкостей:

4. «Экран сообщения» для обмена сообщениями  с оператором на буровой:

5. «Экран выбор скважины» для  выбора скважины для наблюдения:

 

4. Пульт бурильщика

Выносной технологический  модуль коммутации и сбора информации на буровой

Назначение: (см. фото) Сбор с датчиков, контроль и наглядное отображение основных технологических параметров бурения. Вывод  аварийной сигнализации и сообщений для бурильщика в процессе бурения.

Область применения: Контроль процесса бурения и геолого-технологические исследования (ГТИ) скважин при бурении на нефть и газ. 

Количество каналов:     - входные аналоговые сигналы - 22     - входные дискретные сигналы (TTL) - 8     - выходные дискретные (TTL) - 8     - входные/выходные (TTL) - 5 Разрядность АЦП - 12 Уровень входных сигналов: 0 – 5 В; 0 – 10 В Канал связи пульта с компьютером:      - RS-485 (оптоизолированный)      - Радиоканал (433 МГц) Напряжение питания: 150-260 В  Температура окружающей среды: (- 45) - (+50) °С Габаритные размеры: 600 х 400 х 120 мм

 

  

Отображаемые параметры:
крутящий момент ротора; давление ПЖ на входе; нагрузка на долото; вес на крюке; плотность ПЖ на входе; уровень ПЖ в приемной емкости;       ПЖ - промывочная жидкость	расход ПЖ на входе; расход ПЖ на выходе; высота долота над забоем; глубина; механическая скорость бурения; суммарное газосодержание бурового раствора.