Установка для проверки магнитометров забойных телеметрических систем в условиях месторождения
|
Введение.............................................................................................................. 16
Глава 1 Принцип работы забойной телеметрической системы .................. 17
1.1 Конструкция и принцип работы ............................................................. 17
1.2 Особенности и преимущества забойной телеметрической системы .. 18
1.3 Состав наземной части............................................................................. 19
1.4 Скважинная сборка приборов ................................................................. 20
1.5 Основные модули наземной системы..................................................... 25
Глава 2 Обзор установок для поверки и калибровки магнитометров
скважинных забойных инклинометров. Сравнительный анализ и
определение тенденций развития..................................................................... 26
2.1 Патент № 2439493. Комплекс для проверки и калибровки скважинных
инклинометров ................................................................................................... 26
2.2 Патент № 109554. Установка для калибровки инклинометров........... 27
2.3 Комплекс для проверки магнитометров инклинометра КПМИ-0112. 29
2.4 Патент № 2345327. Индуктор управляемого магнитного поля........... 30
Глава 3 Разработка трехосной установки для проверки магнитометров
инклинометров в условиях месторождения с обоснованием выбранных
параметров .......................................................................................................... 32
Глава 4 Определение геометрических характеристик колец Гельмгольца.
Расчет колец Гельмгольца................................................................................. 35
4.1 Теоретическое нахождение магнитного поля........................................ 35
4.2 Расчет параметров .................................................................................... 36
Глава 5 Моделирование магнитных полей, создаваемых кольцами
Гельмгольца в среде СOMSOL....................................................................... ..3811
5.1 Построение геометрии ............................................................................. 39
5.2 Результаты моделирования...................................................................... 41
5.3 Определение распространения магнитного поля при
несоответствующих параметрах....................................................................... 43
Глава 6 Влияние внешнего магнитного поля на установку......................... 47
6.1 Определение внешнего магнитного поля .............................................. 48
6.2 Влияние электромагнитных полей промышленной частоты на уровень
магнитного поля, создаваемого соленоидом................................................... 49
Глава 7 Описание конструкции установки.................................................... 51
Глава 8 Механический анализ конструкции в T-Flex анализ...................... 54
Глава 9 Выбор источника питания. компоновка конструкции источника
питания................................................................................................................ 57
9.1 Основные требования к источнику питания.......................................... 57
9.2 Характеристики источника...................................................................... 58
Глава 10 Описание методики проведения контроля ...................................... 60
Глава 11 Конструирование и вопросы технологии ........................................ 61
11.1 Конструирование установки.................................................................... 61
11.1.1 Обоснование выбора материалов для элементов конструкции
установки ............................................................................................................ 61
11.1.2 Конструктивные особенности изготовления................................. 65
11.2 Оценка технологичности конструкции установки................................ 66
11.3 Разработка технологического процесса сборки установки.................. 69
11.4 Разработка конструкции детали для базирования и крепления
инклинометра в установке ................................................................................ 70
Глава 12 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение ............................................................................................ 7212
12.1 Предпроектный анализ ............................................................................ 72
12.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования.............. 72
12.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ................................................ 73
12.1.3 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования ...................................................................................................... 74
12.2 SWOT-анализ ............................................................................................ 75
12.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации ................................ 77
12.4 Инициация проекта .................................................................................. 79
12.5 План проекта ............................................................................................. 80
12.5.1 Бюджет научного исследования ....................................................... 81
12.6 Объем платежеспособного Российского рынка .................................... 86
Глава 13 Социальная ответственность............................................................. 88
13.1 Профессиональная социальная безопасность........................................ 88
13.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать
объект исследования.......................................................................................... 88
13.1.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть в
лаборатории при проведении исследований ................................................... 90
13.1.3 Анализ выявленных опасных факторов при разработке и
эксплуатации с системой мониторинга конструкций .................................... 93
13.2 Экологическая безопасность ................................................................... 95
13.2.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду ... 95
13.2.2 Анализ «жизненного цикла» объекта исследования ...................... 95
13.2.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды........... 96
13.3 Безопасность В ЧС ................................................................................... 9813
13.3.1 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при
исследований ...................................................................................................... 98
13.3.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС ............................................... 98
Заключение ....................................................................................................... 104
Список публикаций.......................................................................................... 105
Список источников .......................................................................................... 106
Приложение А .................................................................................................. 109
Глава 1 Принцип работы забойной телеметрической системы .................. 17
1.1 Конструкция и принцип работы ............................................................. 17
1.2 Особенности и преимущества забойной телеметрической системы .. 18
1.3 Состав наземной части............................................................................. 19
1.4 Скважинная сборка приборов ................................................................. 20
1.5 Основные модули наземной системы..................................................... 25
Глава 2 Обзор установок для поверки и калибровки магнитометров
скважинных забойных инклинометров. Сравнительный анализ и
определение тенденций развития..................................................................... 26
2.1 Патент № 2439493. Комплекс для проверки и калибровки скважинных
инклинометров ................................................................................................... 26
2.2 Патент № 109554. Установка для калибровки инклинометров........... 27
2.3 Комплекс для проверки магнитометров инклинометра КПМИ-0112. 29
2.4 Патент № 2345327. Индуктор управляемого магнитного поля........... 30
Глава 3 Разработка трехосной установки для проверки магнитометров
инклинометров в условиях месторождения с обоснованием выбранных
параметров .......................................................................................................... 32
Глава 4 Определение геометрических характеристик колец Гельмгольца.
Расчет колец Гельмгольца................................................................................. 35
4.1 Теоретическое нахождение магнитного поля........................................ 35
4.2 Расчет параметров .................................................................................... 36
Глава 5 Моделирование магнитных полей, создаваемых кольцами
Гельмгольца в среде СOMSOL....................................................................... ..3811
5.1 Построение геометрии ............................................................................. 39
5.2 Результаты моделирования...................................................................... 41
5.3 Определение распространения магнитного поля при
несоответствующих параметрах....................................................................... 43
Глава 6 Влияние внешнего магнитного поля на установку......................... 47
6.1 Определение внешнего магнитного поля .............................................. 48
6.2 Влияние электромагнитных полей промышленной частоты на уровень
магнитного поля, создаваемого соленоидом................................................... 49
Глава 7 Описание конструкции установки.................................................... 51
Глава 8 Механический анализ конструкции в T-Flex анализ...................... 54
Глава 9 Выбор источника питания. компоновка конструкции источника
питания................................................................................................................ 57
9.1 Основные требования к источнику питания.......................................... 57
9.2 Характеристики источника...................................................................... 58
Глава 10 Описание методики проведения контроля ...................................... 60
Глава 11 Конструирование и вопросы технологии ........................................ 61
11.1 Конструирование установки.................................................................... 61
11.1.1 Обоснование выбора материалов для элементов конструкции
установки ............................................................................................................ 61
11.1.2 Конструктивные особенности изготовления................................. 65
11.2 Оценка технологичности конструкции установки................................ 66
11.3 Разработка технологического процесса сборки установки.................. 69
11.4 Разработка конструкции детали для базирования и крепления
инклинометра в установке ................................................................................ 70
Глава 12 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение ............................................................................................ 7212
12.1 Предпроектный анализ ............................................................................ 72
12.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования.............. 72
12.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ................................................ 73
12.1.3 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования ...................................................................................................... 74
12.2 SWOT-анализ ............................................................................................ 75
12.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации ................................ 77
12.4 Инициация проекта .................................................................................. 79
12.5 План проекта ............................................................................................. 80
12.5.1 Бюджет научного исследования ....................................................... 81
12.6 Объем платежеспособного Российского рынка .................................... 86
Глава 13 Социальная ответственность............................................................. 88
13.1 Профессиональная социальная безопасность........................................ 88
13.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать
объект исследования.......................................................................................... 88
13.1.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть в
лаборатории при проведении исследований ................................................... 90
13.1.3 Анализ выявленных опасных факторов при разработке и
эксплуатации с системой мониторинга конструкций .................................... 93
13.2 Экологическая безопасность ................................................................... 95
13.2.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду ... 95
13.2.2 Анализ «жизненного цикла» объекта исследования ...................... 95
13.2.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды........... 96
13.3 Безопасность В ЧС ................................................................................... 9813
13.3.1 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при
исследований ...................................................................................................... 98
13.3.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС ............................................... 98
Заключение ....................................................................................................... 104
Список публикаций.......................................................................................... 105
Список источников .......................................................................................... 106
Приложение А .................................................................................................. 109
Объектом исследования является установка для проверки
магнитометров забойных телеметрических систем в условиях месторождения.
Цель работы – установка предназначена для оперативной и простой
проверки работоспособности чувствительных элементов инклинометра с
целью их дальнейшей эксплуатации.
В процессе исследования проводится обзор существующих методов
для проверки приборов с помощью магнитного поля, проводится расчет
параметров установки, моделируется процесс работы установки,
рассчитывается нагрузка и деформация конструкции при эксплуатации,
проведены эксперименты о влиянии помех на однородность магнитного поля.
В результате проделанной работы определены оптимальные параметры
для работы установки, удовлетворяющие требованиям.
Область применения: на нефтяных месторождениях.
Введение
Установка предназначена для проверки работоспособности
магнитометров забойных телеметрических систем: СИБ-2, СИБ-2.2, Sperry
Sun и др. в условиях месторождения.
В нефтедобывающей промышленности в процессе бурения
эксплуатационных или поисково-разведочных скважин глубиной до 3500
метров для решения навигационной задачи часто применяется система
инклинометрическая буровая СИБ-2 с электромагнитным каналом связи.
СИБ-2 предназначена для измерения в процессе бурения азимута, угла
установки отклонителя и зенитного угла ствола наклонно-направленной или
горизонтальной скважины. Чувствительными элементами инклинометра
являются три акселерометра и три магнитометра ортогонально
расположенных в одном корпусе.
В процессе выполнения работ по телеметрическому сопровождению
строительства скважин на месторождении возникает необходимость
проверить работоспособность чувствительных элементов, входящих в состав
инклинометрических датчиков. Перевозка инклинометров с кустовых
площадок буровых работ для поверки на базу технического обслуживания
экономически невыгодна, а иногда просто невозможна. Качество работы
акселерометров оценить не составляет труда, для этого необходим оптический
квадрант. Проверку магнитометров, в условиях месторождения силами
телеметрической партии, должна обеспечить, предлагаемая установка. Она
позволяет в полевых условиях осуществить проверку соответствия
действительных характеристик магнитометров инклинометра паспортным.
Это достигается путем базирования установки определенным образом,
проверяемого инклинометра и поочередно воздействуя на его магнитометры
постоянным магнитным полем известной величины и направления,
создаваемым кольцами Гельмгольца [1].
магнитометров забойных телеметрических систем в условиях месторождения.
Цель работы – установка предназначена для оперативной и простой
проверки работоспособности чувствительных элементов инклинометра с
целью их дальнейшей эксплуатации.
В процессе исследования проводится обзор существующих методов
для проверки приборов с помощью магнитного поля, проводится расчет
параметров установки, моделируется процесс работы установки,
рассчитывается нагрузка и деформация конструкции при эксплуатации,
проведены эксперименты о влиянии помех на однородность магнитного поля.
В результате проделанной работы определены оптимальные параметры
для работы установки, удовлетворяющие требованиям.
Область применения: на нефтяных месторождениях.
Введение
Установка предназначена для проверки работоспособности
магнитометров забойных телеметрических систем: СИБ-2, СИБ-2.2, Sperry
Sun и др. в условиях месторождения.
В нефтедобывающей промышленности в процессе бурения
эксплуатационных или поисково-разведочных скважин глубиной до 3500
метров для решения навигационной задачи часто применяется система
инклинометрическая буровая СИБ-2 с электромагнитным каналом связи.
СИБ-2 предназначена для измерения в процессе бурения азимута, угла
установки отклонителя и зенитного угла ствола наклонно-направленной или
горизонтальной скважины. Чувствительными элементами инклинометра
являются три акселерометра и три магнитометра ортогонально
расположенных в одном корпусе.
В процессе выполнения работ по телеметрическому сопровождению
строительства скважин на месторождении возникает необходимость
проверить работоспособность чувствительных элементов, входящих в состав
инклинометрических датчиков. Перевозка инклинометров с кустовых
площадок буровых работ для поверки на базу технического обслуживания
экономически невыгодна, а иногда просто невозможна. Качество работы
акселерометров оценить не составляет труда, для этого необходим оптический
квадрант. Проверку магнитометров, в условиях месторождения силами
телеметрической партии, должна обеспечить, предлагаемая установка. Она
позволяет в полевых условиях осуществить проверку соответствия
действительных характеристик магнитометров инклинометра паспортным.
Это достигается путем базирования установки определенным образом,
проверяемого инклинометра и поочередно воздействуя на его магнитометры
постоянным магнитным полем известной величины и направления,
создаваемым кольцами Гельмгольца [1].