Статья: Высокочувствительный датчик электропроводности бурового раствора

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Ахметшин Р.М., Лугуманов М.Г. (ОАО НПФ «Геофизика»)
При бурении скважин широко используется информация о технологических параметрах бурения, позволяющая оптимизировать вскрытие продуктивных интервалов, а следовательно, повысить эффективность и улучшить технико-экономические показатели разведочного и эксплуатационного бурения. Электропроводность является одним из основных свойств бурового раствора. Электрическое сопротивление является надежным критерием выделения зон аномально высокого пластового давления и водонасыщенных коллекторов, минерализация воды в которых, как правило, выше минерализации промывочной жидкости. Измерение электропроводности позволяет быстро и эффективно выбирать оптимальную рецептуру бурового раствора, оперативно определять моменты вскрытия продуктивных пластов при бурении.
Отечественные датчики не всегда отвечают требованиям точности и надежности, необходимым для геофизических исследований, поэтому перед специалистами ОАО НПФ «Геофизика» была поставлена задача разработать датчик, позволяющий в непрерывном режиме контролировать электропроводность бурового раствора и соответствующий требованиям эксплуатации в условиях буровой.
Известны контактный и бесконтактный методы измерения электропроводности. Бесконтактный метод подразделяется на низкочастотную и высокочастотную кондуктометрию, а высокочастотная кондуктометрия, в свою очередь, на ёмкостную и индуктивную.
Одним их самых простых методов измерения электропроводности является контактный метод. Его недостатками являются постоянный контакт электродов с жидкостью, разрушение их вследствие электролиза, а также поляризация электродов.
Особенностью приборов, использующих бесконтактный метод, является отсутствие гальванического контакта электродов с анализируемой средой.
Низкочастотная бесконтактная кондуктометрия реализуется на частоте до 1000 Гц и используется для измерения сильных электролитов и слабых, если их удельная электрическая проводимость находится в пределах 1-10 -6
См/см.
Метод бесконтактной высокочастотной кондуктометрии основан на взаимодействии электромагнитного поля высокой частоты (порядка 10 5
-10 8
Гц) с анализируемым раствором, находящимся в измерительной ячейке емкостного или индуктивного типа. В результате взаимодействия изменяется импеданс ячейки, который функционально связан с электрическими свойствами анализируемого раствора - электрической проводимостью и диэлектрической проницаемостью. По конструктивному исполнению измерительные ячейки подразделяются на проточные и погружные.
Проанализировав возможности существующих методов, специалистами ОАО НПФ «Геофизика» для изготовления высокочувствительного датчика электропроводности бурового раствора был выбран бесконтактный индуктивный метод измерения электропроводности погружного типа. Датчик преобразует удельную электропроводность раствора в электрический сигнал и состоит из 2-х частей: индуктивно-трансформаторного датчика и блока электроники.
Измерительный преобразователь индуктивно-трансформаторного датчика представляет собой систему двух соосно расположенных тороидальных катушек индуктивности, охваченных общей петлей связи в виде жидкостного витка исследуемой среды. Для повышения электрической чувствительности датчика и снижения уровня электрических помех, обусловленных индуктивными и емкостными связями, катушки индуктивности выполняются на сердечниках с повышенной магнитной проницаемостью. В случае ограниченного объема датчика и малого сечения магнитопровода катушек для получения высокой чувствительности датчика его рабочая частота должна находиться в пределах 10-100 кГц. Выбор пал на марганец-цинковый ферритовый кольцевой сердечник, т.к. данные ферриты применяются в качестве магнитопровода в изделиях, работающих в слабых синусоидальных магнитных полях, в дросселях, катушках индуктивности и других изделиях радиоэлектронной аппаратуры, кроме того он обладает высокой термостабильностью.
Катушки индуктивности 1 (рис. 1) помещены в корпус из нержавеющий стали 2. Для повышения влагостойкости, а так же вибро- и ударопрочности корпус с ферритовыми кольцами заливается герметиком. Сформировать жидкостной виток электрической связи из исследуемой жидкости позволяет фторопластовая крышка 3, герметично закрывающая корпус с катушками. Датчик легко разбирается, следовательно, ремонтопригоден. Корпусы датчика и блока электроники соединены между собой металлической трубкой 4. В полость трубки помещены соединительные провода 5, защищенные экраном.
Блок электроники состоит из герметичного металлического корпуса 8 с коммутационным разъемом 6 и электронной платы 7, жестко закрепленной в корпусе.
Принцип работы датчика. С помощью генератора высокочастотного синусоидального напряжения (100 кГц) 1 (рис. 2), подключенного к катушке возбуждения, в окружающей датчик жидкости возбуждается переменное электромагнитное поле вихревых токов, величина которых пропорциональна электропроводности жидкости. Вторичное электромагнитное поле вихревых токов возбуждает в измерительной катушке переменную ЭДС, величина которой так же пропорциональна электропроводности жидкости, в которую погружен датчик.
Высокочастотное синусоидальное напряжение подается на вход нормирующего усилителя 2, затем на схему прецизионного выпрямителя 3, где выпрямляется и преобразуется в выходной аналоговый сигнал (0 – 5) В. Питание датчика осуществляется напряжением ± 12 В, диапазон рабочих температур (–40 ¸ +50) °С, диапазон измерения - 10 См·м -1
.
Датчик калибруется в 3-х растворах дистиллированной воды с NaCl заданной концентрации.
Основная абсолютная погрешность D о
измерений не превышает допустимого нормированного значения, вычисляемого по формуле
где Х – эталонное значение электропроводности.
Датчик позволяет непрерывно контролировать электропроводность бурового раствора, применяется в качестве дополнительного датчика в составе станций технологических исследований «Леуза-2» и станции геолого-технологических исследований «Геотест-5». Существует 2 вида датчика электропроводности: на входе и на выходе. Специальная модификация датчика электропроводности используется в колтюбинговом бурении для определения электропроводности раствора на выходе скважины.
В настоящее время успешно эксплуатируется в разных регионах России и СНГ более 40 датчиков.
1. Кулаков М. В. Технологические измерения и приборы для химических производств: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация и комплексная механизация химико-технологических процессов». 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1983. 424 с.
2. Отчеты по НИОКР из фондов ОАО НПФ «Геофизика». 1981, 1983.

Название: Высокочувствительный датчик электропроводности бурового раствора
Раздел: Рефераты по геологии
Тип: статья
Добавлен 10:57:50 09 января 2005 Похожие работы
Просмотров: 1130
Комментариев: 15
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Статья: Высокочувствительный датчик электропроводности бурового раствора
Реферат: Основные вопросы реструктуризации государственного долга РФ
Решить Контрольную Работу По Физике
Курсовая работа по теме Автоматизация бизнес-процесса туристической компании
Дипломная работа по теме Комплексный экономический анализ деятельности ОАО 'КМАпроектжилстрой'
Дипломная работа по теме Финансовый исследование лизинговой сделки на примере ЗАО 'Либор'
Контрольная работа: Решение задачи о ранце методом ветвей и границ. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Системы оперативно-календарного планирования производства. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Целлюлозо–бумажное производство
Реферат: Анализ рекламы на примере часовой продукции
Сочинение Вариант 6
Курсовая работа: Технико-экономическое обоснование выбора варианта электроснабжения установки депарафинизации и обезмасливания
Курсовая работа по теме Позиция ФРГ по вопросу вступления Турции в ЕС
Темы Практических Работ 4 Класс
Курсовая работа: Правовые системы стран мира
Типология политических режимов
Реферат: Повышение эффективности менеджмента организации
Реферат География 5 Класс Путешественник Дрейк
Эссе По Английскому На Отлично Ягудена Скачать
Дипломная работа по теме Комп’ютеризація обліку ресурсів в складських приміщеннях
Контрольная Работа На Тему Рынок Как Форма Функционирования Товарного Производства
Дипломная работа: Несостоятельность - международные аспекты
Реферат: Лямблиоз у детей: проблема диагностики и выбора терапии
Реферат: История классической мифологии