Мобильная метрологическая лаборатория геолого-технологических исследований

Полезная модель относится к области метрологии, конкретно к мобильным метрологическим лабораториям (ММЛ) для испытания и калибровки измерительных каналов штатных станций геолого-технологических исследований (ГТИ) на местах бурения скважин. ММЛ содержит утепленный корпус, в котором смонтировано метрологическое оборудование для испытания и калибровки измерительных каналов станций геолого-технологических исследований (ГТИ) на местах бурения скважин и установлена электронно-вычислительная машина (ЭВМ) для обработки и регистрации результатов исследований. Корпус лаборатории выполнен мобильным в виде кузова, контейнера или фургона с возможностью самопередвижения или транспортировки наземным, водным и воздушным транспортом. Метрологическое оборудование ММЛ обеспечивает выполнение калибровочных работ на измерительных каналах станций ГТИ различных типов (как цифровых, так и аналоговых) с реализацией методов прямых, косвенных и равноточных измерений. ММЛ указанного назначения разработана впервые на уровне опытного образца на шасси автомобиля КАМАЗ. Опытные испытания ММЛ показали возможность ее применения практически на всех существующих местах бурения скважин. При этом резко сократилось время восстановления параметров измерительных каналов штатных станции ГТИ на местах бурения скважин. Снизились простои бурильного оборудования и повысились объемы добычи углеводородного сырья. 3 з.п.ф., 13 ил.

Область техники. Полезная модель относится к области метрологии, конкретно к мобильным метрологическим лабораториям для испытания и калибровки измерительных каналов станций геолого-технологических исследований (ГТИ) на местах бурения скважин.

Уровень техники. Известны мобильные лаборатории (МЛ) /1-6/ содержащий мобильный корпус, внутри которого установлено измерительное оборудование для проведения исследований в соответствии с функциональным назначением указанных лаборатории.

Недостатком указанных лабораторий является их непригодность для испытания и калибровки измерительных каналов (ИК) станций геолого-технологических исследований (ГТИ) из-за отсутствия в них соответствующего метрологического оборудования, эталонов и соответствующих программных средств для испытания и калибровки ИК ГТИ.

В настоящее время существуют только испытательные установки - стенды /7/ при соответствующих заводах - изготовителях ИК станций ГТИ для контроля компонентов измерительных каналов при приемо-сдаточных, периодических испытаний в соответствии с требованиями /8/. При этом каждая установка до настоящего времени является стационарной узкоспециализированной и расположена в соответствующем цехе отдела технического контроля (ОТК) завода, производящего, как правило, один из множества измерительных каналов (ИК) станций ГТИ.

Мобильных метрологических лабораторий для испытания и калибровки измерительных каналов станций геолого-технологических исследований (ГТИ) на местах бурения скважин и добычи углеводородного топлива в известном уровне техники не обнаружено.

Задачей полезной модели является разработка мобильной метрологической лаборатории (ММЛ), предназначенной для испытания и калибровки измерительных каналов станций ГТИ на местах бурения скважин и добычи углеводородного топлива.

Техническим результатом полезной модели является реализация этого назначения ММЛ в интересах сокращения времени диагностики, калибровки и восстановления работоспособности станции ГТИ на местах бурения скважин.

Достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи согласно полезной модели обеспечивается тем, что мобильная метрологическая лаборатория геолого-технологических исследований, содержит утепленный корпус, в котором смонтировано метрологическое оборудование для испытания и калибровки измерительных каналов (ИК) стационарных станций геолого-технологических исследований (ГТИ) на местах бурения скважин и установлена электронно-вычислительная машина (ЭВМ) для обработки и регистрации результатов исследований, причем корпус лаборатории выполнен в виде кузова, контейнера или фургона с возможностью самопередвижения или транспортировки наземным, водным и воздушным транспортом.

При этом корпус лаборатории, выполненный с возможностью самопередвижения, установлен на колесном шасси автомобиля КАМАЗ, на гусеничном шасси дизельного трактора, на шасси болотохода, на шасси автомобиля-амфибии или на судне с воздушной подушкой. Корпус лаборатории, выполненный с возможностью транспортировки наземным, водным и воздушным транспортом, снабжен подъемными крюками - захватами или грузоподъемными лебедками. Метрологическое оборудование смонтировано внутри корпуса лаборатории вдоль его бортов и содержит установку калибровочную датчиков силоизмерительных (УКДС), стенд контроля метрологических характеристик силоизмерительных датчиков (СМКС), установку калибровочную проливную расходомерную (УКПР), две установки калибровочные давления УКД-14, УКД-700 соответственно с удельным давлением до 14 кг/см² и до 700 кг/см², стенд для калибровки физических параметров бурового раствора (СК-ПБР), комплекс измерительный для калибровки ИК уровня бурового раствора в емкостях буровых установок (КИК-У), стенд для калибровки ИК частоты (СКЧ), стенд для калибровки газоанализаторов (СКГ) и комплекс измерительный для калибровки каналов измерений параметров аналоговых унифицированных сигналов системы сбора данных аналоговых станций ГТИ.

Выполнение корпуса лаборатории мобильным с возможностью смешанных перевозок позволяет ускорить перевозку лаборатории к месту расположения станций ГТИ кратчайшим путем и, тем самым, сократить время диагностики, калибровки и восстановления работоспособности станции ГТИ.

Оснащение мобильной метрологической лаборатории метрологическим оборудованием известных заводов - производителей элементной базы ГТИ позволяет упростить ее реализацию и решить поставленную задачу испытания, калибровки и восстановление работоспособности измерительных каналов стационарных станции ГТИ непосредственно на местах бурения скважин. Этим исключается необходимость отправки измерительных элементов станции на завод для профилактики и калибровки. Сокращается время восстановления работоспособности станции ГТИ.

Выполнение корпуса лаборатории утепленным позволяют уменьшить простои оборудования и дополнительно сократить время диагностики, тестирования и настройки параметров объектов калибровки.

Ссылка на чертежи. Сущность полезной модели поясняется чертежами и фотографиями, представленными на фиг.1÷13. На фиг.1 представлена фотография опытного образца мобильной лаборатории, размещенной в морском контейнере, перевозимом автомобилем-контейнеровозом «Камаз», на фиг.2 - конструкция лаборатории и рациональная схема горизонтального монтажа метрологического оборудования и средств жизнеобеспечения в ее корпусе, на фиг.3 - вертикальный вид расположения оборудования лаборатории по правому борту контейнера, на фиг.4 - вертикальный вид расположения оборудования лаборатории по левому борту контейнера, на фиг.5 - фото установки калибровочной датчиков силоизмерительных (УКДС), на фиг.6 - фото стенда контроля метрологических характеристик силоизмерительных датчиков (СМКС), на фиг.7 - фото установки калибровочной проливной расходомерной (УКПР), на фиг.8 - фото две установки калибровочные давления УКД-14, УКД-700 соответственно с удельным давлением до 14 кг/см ² и до 700 кг/см², на фиг.9 - фото стенда для калибровки физических параметров бурового раствора (СК-ПБР), на фиг.10 - фото комплекса измерительного для калибровки ИК уровня бурового раствора в емкостях буровых установок (КИК-У, КИК-А), на фиг.11 - фото стенда для калибровки ИК частоты (СКЧ), на фиг.12 - фото стенда для калибровки газоанализаторов (СК-Г), на фиг.13 - фото комплекса измерительного для калибровки каналов измерений параметров аналоговых унифицированных сигналов системы сбора данных аналоговых станций ГТИ.

Описание в статике. Мобильная метрологическая лаборатория геолого-технологических исследований (ММЛ ГТИ) содержит утепленный корпус 1, выполненный в виде кузова, контейнера (фиг.1) или фургона с двойными стенками, полость между которыми заполнена негорючим теплоизолирующим материалом, например минеральной ватой. Корпус 1 ММЛ ГТИ выполнен с возможностью самопередвижения или транспортировки наземным, водным и воздушным транспортом. В первом случае он установлен на колесном шасси автомобиля КАМАЗ, на гусеничном шасси дизельного трактора, на шасси болотохода, на шасси автомобиля-амфибии или на судне с воздушной подушкой. Для возможности транспортировки ММЛ ГТИ наземным, водным и воздушным транспортом корпус 1 снабжен подъемными крюками - захватами и/или грузоподъемными лебедками (на фигурах не показано). Для обеспечения пожарной безопасности и удобства обслуживания оборудования лаборатории корпус 1 снабжен торцевыми 2 и боковой 3 дверями. Внутренний объем корпуса 1 разделен перегородками 4 на три отсека, включая входной 5, центральный 6 и передний 7 отсеки. В перегородках 4 отсеков выполнены дверные проемы образуя центральный проход вдоль корпуса 1. Во входном отсеке установлен стеллаж 8 для размещения компонентов эталонных калибраторов, включая БУ-206 (блок управления), БР1-206 (блок распределительный), а также установлен шкаф 9 для размещения баллонов СК-Г ((с поверочными газовыми смесями (ПГС) и поверочными нулевыми газами (ПНГ)). В центральном отсеке 6 корпуса 1 лаборатории вдоль его бортов установлены первый 10 и второй 11 столы калибровщика (фиг.2). Над столами 10÷11 (фиг.2) и вдоль бортов корпуса 1 смонтировано (фиг.3 ÷ фиг.4) метрологическое оборудование, включающее установку 12 (фиг.5) калибровочную датчиков силоизмерительных (УКДС), стенд 13 (фиг.6) контроля метрологических характеристик силоизмерительных датчиков (СМКС), установку 14 (фиг.7) калибровочную проливную расходомерную (УКПР), две установки 15 и 16 (фиг.8) калибровочные давления (УКД-14 и УКД-700) соответственно с удельным давлением до 14 кг/см² и до 700 кг/см², комплекс 17 (фиг.10) измерительный для калибровки ИК уровня бурового раствора в емкостях буровых установок (17.1 КИК-У, 17.2 КИК-А), стенд 18 (фиг.11) для калибровки ИК частоты (СКЧ), стенд 19 (фиг.12) для калибровки газоанализаторов (СК-Г) и комплекс измерительный, включающий ЭВМ 20-22 для калибровки каналов измерений параметров аналоговых унифицированных сигналов системы сбора данных аналоговых станций ГТИ. ЭВМ 21 и 22 оснащены программами измерений и калибровки, разработанных на предприятии заявителя, включающими: программу GeoScape-М для ручного ввода данных о показаниях эталонных средств измерений (ЭСИ) и калибруемых средств измерений (КСИ); программу Metro Lab - для калибровки измерительных каналов метрологической лаборатории станции ГТИ; программу SGS для сопряжения данных GeoScape-M и программы калибровки Metro Lab.

В переднем отсеке 7 лаборатории смонтированы стенд 23 для калибровки физических параметров бурового раствора (СК-ПБР), станция 24 насосная, а также средства жизнеобеспечения автономной работы лаборатории, включающие кондиционер 25, санитарно техническое оборудование 26 и электрообогреватель 27 типа «теплый пол» с электропитанием от внешней сети и/или от прицепного дизель генератора.

Описание в динамике. Мобильная метрологическая лаборатория геолого-технологических исследований (ММЛ ГТИ) работает следующим образом.

В соответствии с планом калибровочных работ измерительных каналов станции ГТИ (объекта контроля), входящих в состав бурильного оборудования газовых и нефтяных скважин, ММЛ ГТИ оснащается ходовой частью, соответствующей дорожным условиям месторасположения объекта контроля, и направляется в район его расположения наземным, водным или воздушным транспортом. После доставки в район расположения объекта контроля ММЛ ГТИ выгружается и собственным ходом или на прицепе доставляется на объект контроля. По прибытии на объект контроля производится развертывание ММЛ ГТИ и подключение ее по электропитанию к местной электросети, а по сигнальной информации - к соответствующим измерительным каналам объекта контроля. После выхода ММЛ ГТИ на рабочий режим с помощью программ GeoScape-М осуществляют автоматизированный и/или ручной ввод данных на ЭВМ 21 и/или ЭВМ 22 о показаниях эталонных средств измерений (ЭСИ) и калибруемых средств измерений (КСИ) контролируемого объекта. Далее программы Metro Lab и SGS ЭВМ 21 и/или ЭВМ 22 автоматически анализирует разность показаний ЭСИ и КСИ, сравнивают их с пороговыми значениями, определяют неисправные элементы КСИ контролируемого объекта и выдают рекомендации на экраны ЭВМ 21 и/или ЭВМ 22 по калибровке или полной замене компонентов неисправных измерительных каналов. Далее элементы КСИ, подлежащие калибровке, снимаются с каналов штатной измерительной станции бурильной установки и переносятся в корпус 1 ММЛ ГТИ для калибровки на соответствующем стенде. На стендах ММЛ ГТИ производится калибровка штатных КСИ и установка их параметров в допустимых пределах точности измерений с помощью эталонных измерителей ЭСИ /9/. Затем все элементы КСИ объекта контроля, прошедшие калибровку, устанавливаются на штатную измерительную станцию (ШИС) и процесс ее общего контроля повторяется. В случае положительных результатов контроля штатной измерительной станции ММЛ ГТИ переезжает на новый объект контроля, иначе - процесс калибровки повторятся.

Полезная модель разработана на уровне опытного образца ММЛ ГТИ на шасси контейнеровоза КАМАЗ. Опытные испытания ММЛ ГТИ показали ее расширенные возможности по обслуживанию штатных измерительных станции ГТИ бурильного оборудования и возможность применения в районах с резко континентальным климатом.

Источники информации:

1. Мобильная лаборатория для инженерно-геологических изысканий в строительстве. RU 2462556, E02D 1/00, 27.01.2012.

2. Мобильная химико-аналитическая лаборатория. RU 2251496, В60Р 3/14, 10.05.2005.

3. Передвижная измерительная лаборатория. RU 2212644, G01M 17/00, G06F 15/16, 20.09.2003.

4. Универсальная диагностическая мобильная лаборатория. RU 123625, A01B 77/00, 10.01.2013.

5. Автономная мобильная лаборатория неразрушающего контроля. RU 73969, G01M 17/00, 10.06.2008.

6. Полигон для испытания и калибровки геофизической аппаратуры. RU 11616, G01V 13/00, 16.10.1999.

7. Метрологическое обеспечение Геофизических исследований скважин. M. «Недра», 1991, с.79

8. ГОСТ 15.309-98 Испытания и приемка выпускаемой продукции.

9. ГОСТ Р 54500.3-2011 /Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008

1. Мобильная метрологическая лаборатория геолого-технологических исследований, характеризующаяся тем, что она содержит утепленный корпус, в котором смонтировано метрологическое оборудование для испытания и калибровки измерительных каналов (ИК) станций геолого-технологических исследований (ГТИ) на местах бурения скважин и установлена электронно-вычислительная машина (ЭВМ) для обработки и регистрации результатов исследований, причем корпус лаборатории выполнен в виде кузова, контейнера или фургона с возможностью самопередвижения или транспортировки наземным, водным и воздушным транспортом.

2. Мобильная метрологическая лаборатория по п.1, отличающаяся тем, что корпус лаборатории, выполненный с возможностью самопередвижения, установлен на колесном шасси автомобиля КАМАЗ, на гусеничном шасси дизельного трактора, на шасси болотохода, на шасси автомобиля-амфибии или на судне с воздушной подушкой.

3. Мобильная метрологическая лаборатория по п.1, отличающаяся тем, что корпус лаборатории, выполненный с возможностью транспортировки наземным, водным и воздушным транспортом, снабжен подъемными крюками-захватами или грузоподъемными лебедками.

4. Мобильная метрологическая лаборатория по п.1, отличающаяся тем, что метрологическое оборудование смонтировано внутри корпуса лаборатории вдоль его бортов и содержит установку калибровочную датчиков силоизмерительных, стенд контроля метрологических характеристик силоизмерительных датчиков, установку калибровочную проливную расходомерную, две установки калибровочные давления, стенд для калибровки физических параметров бурового раствора, комплекс измерительный для калибровки ИК уровня бурового раствора в емкостях буровых установок, стенд для калибровки ИК частоты, стенд для калибровки газоанализаторов и комплекс измерительный для калибровки каналов измерений параметров аналоговых унифицированных сигналов системы сбора данных аналоговых станций ГТИ.

РИСУНКИ