ГОСТ 14169-93

СИСТЕМЫ НАЗЕМНОГО КОНТРОЛЯ
ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ
И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 306 «Измерение и управление в промышленных процессах»

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 15 марта 1994 г.

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 29.03.95 № 172 межгосударственный стандарт ГОСТ 14169-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1996 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 14169-79

ГОСТ 14169-93

СИСТЕМЫ НАЗЕМНОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Общие технические требования и методы испытаний

Systems of ground-control monitoring of boring process of oil and gas drill-holes.

Дата введения 1996-01-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на системы и комплексы наземного контроля процесса вращательного бурения (далее - системы), применяемые для комплектации буровых установок эксплуатационного и глубокого разведочного бурения нефтяных и газовых скважин на суше по ГОСТ 16293.

Стандарт не распространяется на системы, применяемые на установках морского бурения, а также на специальные системы, предназначенные либо для проведения исследований и обработки информации при бурении, либо для работы на уникальных буровых- с особыми целями, условиями или способами бурения.

Требования 5.1; 5.5; 5.7; 5.8 и разделов 6; 7; 8 настоящего стандарта являются обязательными; другие требования настоящего стандарта являются рекомендуемыми.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.086-83 (СТ СЭВ 4776-84, СТ СЭВ 6886-89) ССБТ. Гидроприводы объемные и системы смазочные. Общие требования безопасности к монтажу, испытаниям и эксплуатации

ГОСТ 26.010-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы частотные электрические непрерывные входные и выходные

ГОСТ 26.011-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные

ГОСТ 26.013-81 Средства измерений и автоматизации. Сигналы электрические с дискретным изменением параметров входные и выходные

ГОСТ 26.014-81 Средства измерений и автоматизации. Сигналы электрические кодированные входные и выходные

ГОСТ 12997-84 Изделия ГСП Общие технические условия

ГОСТ 14254-80 (СТ СЭВ 778-77, МЭК 529-76, МЭК 529-76 (2-83)) Изделия электротехнические. Оболочки. Степени защиты. Обозначения. Методы испытаний

ГОСТ 16293-89 (СТ СЭВ 2446-88) Установки буровые комплексные для эксплуатационного и глубокого бурения. Основные параметры

ГОСТ 22782.0-81 (СТ СЭВ 3141-81) Электрооборудование взрывозащищенное. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 23222-88 (СТ СЭВ 6123-87) Характеристики точности выполнения предписанной функции средств автоматизации. Требования к нормированию. Общие методы контроля

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем стандарте применяют следующие термины:

Система (комплекс) наземного контроля процесса бурения нефтяных и газовых скважин - набор функционально связанных первичных преобразователей, функциональных блоков и устройств отображения информации, осуществляющих совместный контроль основных параметров процесса бурения.

Нагрузка на крюк - усилие, создаваемое колонной бурильных или обсадных труб на основной или боковые рога крюка.

Буровой инструмент - породоразрушающий инструмент, углубляющий ствол скважины.

Подача бурового инструмента - перемещение верхнего конца бурильной колонны, проведенное во время воздействия буровым инструментом на забой скважины в пределах хода квадратной штанги.

4 КЛАССИФИКАЦИЯ

4.1 В зависимости от класса буровых установок по ГОСТ 16293 и диапазона условных глубин бурения системы должны быть изготовлены следующих типов:

1 - от 1250 до 2000 м (классы 1; 2; 3);

2 - от 1600 до 3200 м (классы 4 и 5);

3 - от 2500 до 6500 м (классы 6; 7; 8);

4 - от 5000 до 16000 м (классы 9; 10; 11; 12).

4.2 В зависимости от сложности геолого-технических условий бурения системы должны быть изготовлены двух видов:

Б - система с базовым набором измерительных средств (для простых условий);

Р - система с расширенным набором измерительных средств (для сложных условий).

5 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

5.1 Основные параметры, контролируемые системой, и верхние пределы их измерений приведены в таблице 1.

Таблица 1

5.2 Система должна иметь как автономное (модульное), так и неавтономное построение каналов измерений.

5.3 Для систем с базовым набором средств обязательны регистрация и сигнализация значения контролируемого параметра. Число измерительных каналов, производящих регистрацию и сигнализацию, и порядковые номера контролируемых при этом параметров в соответствии с таблицей 1 должны соответствовать приведенным в таблице 2 и быть установлены в нормативных документах на конкретные системы.

5.4 Шкалы приборов на выходе каналов измерений должны быть градуированы в единицах контролируемого технологического параметра.

В случае, если контролируемый технологический параметр и фактически измеряемая физическая величина не совпадают, а соответствие между ними определяется элементами и состоянием бурового оборудования, и при этом всякое изменение контролируемого параметра вызывает изменение измеряемой физической величины, канал контроля является каналом косвенного измерения данного контролируемого параметра и для него нормируют погрешности по отношению к измеряемой физической величине (см. приложение А).

Таблица 2

5.5 Пределы допускаемых основных приведенных погрешностей по выходному информационному сигналу, показывающему прибору, по регистратору и устройству сигнализации не должны превышать указанных в таблице 3.

Таблица 3

5.6 Воздействие температуры окружающего воздуха, параметров питания, напряженности внешнего магнитного поля на метрологические характеристики измерительных каналов должно быть указано в нормативных документах на конкретные системы.

5.7 Средний срок службы системы - не менее 10 лет.

5.8 Средняя наработка на отказ каждого канала измерений - не менее 10000 ч.

5.9 Критерии отказов и предельных состояний должны быть указаны в нормативных документах на изделия (составные части системы) пли конкретные системы.

5.10 Составные части системы должны соответствовать по защищенности от воздействия климатических факторов, пыли, воды и вибрации требованиям, приведенным в таблице 4.

5.11 Измеряемые физические величины, соответствующие контролируемым системой параметрам, приведены в приложении А.

Таблица 4

 

6 ПАРАМЕТРЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СОВМЕСТИМОСТЬ

6.1 Измерительные каналы системы должны иметь выходные электрические сигналы по ГОСТ 26.010; ГОСТ 26.011; ГОСТ 26.013; ГОСТ 26.014.

6.2 Системы должны быть рассчитаны на электропитание от буровой установки в виде однофазного напряжения 220 В переменного тока частотой 50 Гц со следующими колебаниями параметров:

1) допускаемые отклонения напряжения питания:

- длительное - от минус 15 до плюс 10 %;

- кратковременное (1,5 с) - от минус 30 до плюс 15 %;

2) допускаемые отклонения частоты переменного тока:

- длительное - не более ±5 %;

- кратковременное (5 с) - не более ±10 %.

Допускается применение систем с автономными источниками питания.

7 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

7.1 По способу защиты человека от поражения электрическим током система относится к классу I по ГОСТ 12.2.007.0.

7.2 Система должна соответствовать правилам и нормам, изложенным в Правилах -устройства электроустановок, раздел V-1.

7.3 Электрическая изоляция цепей питания (220 В; 50 Гц) относительно корпуса должна выдерживать в течение 1 мин действие испытательного напряжения практически синусоидального переменного тока частотой 50 Гц:

1) 1,5 кВ - при испытании при температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С и относительной влажности от 30 до 80 %;

2) 0,9 кВ - при испытании в рабочих условиях с предельным значением относительной влажности.

7.4 Электрическое сопротивление изоляции изолированных электрических цепей питания (220 В; 50 Гц) относительно корпуса должно быть не менее:

1) 20 Мом - при испытании при температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С и относительной влажности от 30 до 80 %;

2) 0,5 МОм - при испытании в рабочих условиях с предельным значением относительной влажности.

7.5 Требования к безопасности гидравлических устройств и линий должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.086.

7.6 Заземление должно быть выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.

8 МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

8 1 Нормальные условия испытаний систем и одноканальных измерительных устройств конкретного типа - по ГОСТ 23222.

8.2 Испытания систем проводят поканально.

8.3 Основную погрешность каналов измерений систем и одноканальных измерительных устройств определяют при нормальных условиях либо комплектно с помощью соответствующих образцовых средств, позволяющих изменять физическую величину на их входе, либо поэлементно (по частям) путем алгебраического суммирования погрешностей первичного преобразователя и последующей (вторичной) части измерительного канала, включающей в себя промежуточные преобразователи и периферийные устройства.

Применение того или иного метода определения основной погрешности должно быть установлено нормативными документами на конкретные системы или устройства.

При поэлементной проверке основную погрешность первичного преобразователя определяют по методике, установленной нормативными документами на него, а вторичной части - с помощью образцового средства, имитирующего измерительный сигнал на выходе первичного преобразователя.

При определении основной погрешности устанавливают значение физической величины, воздействующей на первичный преобразователь канала, соответствующее нижнему и верхнему значениям предела измерений контролируемого технологического параметра, бурения, а также промежуточным значениям, указанным в нормативных документах на конкретные системы или устройства, и снимают показания (выходной сигнал) испытуемого канала (или его части). При испытании каналов по частям дополнительно имитируют соответствующее значение выходных сигналов первичных преобразователей на входе вторичной части измерительных каналов и снимают показания на выходе каналов.

Как правило, основную погрешность в процентах определяют как разность между значением контролируемого технологического параметра, определяемого по образцовому средству, и соответствующим его значением на выходе испытуемого канала, отнесенную к верхнему пределу измерений, либо к диапазону измерений, если нижний предел измерений отличен от нуля.

В случаях, когда контролируемый технологический параметр и фактическая измеряемая физическая величина на входе канала по определению не совпадают, основную погрешность в процентах вычисляют как разность между расчетным значением технологического параметра, которое соответствует заданному по образцовому средству значению физической величины, и значением технологического параметра, полученным по показаниям на выходе канала, отнесенную к верхнему пределу измерения параметра.

8.4 Дополнительные погрешности измерения, вызванные воздействием влияющих факторов, проверяют либо комплектно, либо поэлементно во всем диапазоне изменения этих факторов в рабочих условиях эксплуатации составных частей каналов измерения согласно методике, установленной нормативными документами на конкретные системы и устройства.

8.5 Проверка сопротивления и электрической прочности изоляции - по ГОСТ 12997.

Проверка изоляции приборов взрывозащищенного исполнения - по ГОСТ 22782.0.

8.6 Испытание на воздействие твердых тел (пыли) и воды, испытание на воздействие температуры и влажности окружающего воздуха, на механические воздействия, испытание изделий в упаковке для транспортирования на устойчивость к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха, на устойчивость к воздействию транспортной тряски - по ГОСТ 12997.

8.7 Испытание устройств, защищенных от агрессивной среды, - по нормативным документам на конкретные системы.

8.8 Методы испытаний систем и их элементов на объекте должны быть указаны в нормативных документах на конкретные системы в зависимости от бурового оборудования, с которым используются системы контроля.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Измеряемые физические величины, соответствующие параметрам, контролируемым системой наземного контроля процесса бурения нефтяных и газовых скважин

СОДЕРЖАНИЕ