СКАЧАТЬ:  ksa-t12-38-re.doc [441,5 Kb] (cкачиваний: 499)

Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для ознакомления с принципом действия и устройством модуля основного универсального КСА-Т12-38-120/60 (далее - модуль) и содержит описание его технических характеристик, конструкции, электрической схемы, правила обращения, содержание всех основных работ, проводимых с модулем и его составными частями в период эксплуатации, начиная со времени получения модуля потребителем, а также другие сведения, необходимые для полного использования его технических возможностей и правильной эксплуатации.

Руководство по эксплуатации содержит в виде приложений методики калибровки измерительных каналов и методики проверки индикаторных каналов, а также принципиальную электрическую схему и сборочные чертежи плат, необходимые для технического обслуживания и ремонта.

Текстовая часть руководства с электрической схемой и сборочными чертежами плат содержится в альбоме № 1, а методики калибровки и методики проверки - в альбоме № 2. Эксплуатация, ремонт, настройка и калибровка модуля должны производиться в соответствии с настоящим руководством по эксплуатации с соблюдением "Правил безопасности в нефтяной промышленности", утвержденных Госгортехнадзором России от 9 апреля 1999 г., и "Правил эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденных Главгосэнергонадзором от 31.03.92 г.

Меры безопасности при эксплуатации и калибровке дозиметрических скважинных модулей должны соответствовать требованиям норм радиационной безопасности НРБ-99 и требованиям, изложенным в МИ1788¾87.

Лица, постоянно работающие, или временно привлекаемые к работам с источниками ионизирующего излучения, должны иметь допуск к работе с источниками ионизирующих излучений (категория "А") и должны руководствоваться действующими санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности ОСПОРБ-99.

Модуль транспортабелен в обычных условиях, не носит элементов пожаро - и взрывоопасности, не оказывает вредного воздействия на человека и окружающую среду.

В связи с тем, что модуль эксплуатируется в комплексе с наземной регистрирующей аппаратурой, необходимо дополнительно руководствоваться ее технической документацией.

Принятые в руководстве по эксплуатации сокращения приведены в таблице 1:

Таблица 1

ОПИСАНИЕ И РАБОТА

1. Назначение

1.1. Модуль основной универсальный КСА-Т12-38-120/60 (далее – модуль) предназначен для геофизических исследований при контроле разработки нефтяных и газовых месторождений с целью оценки технического состояния эксплуатационных скважин, оборудованных насосно-компрессорными трубами с внутренним диаметром не менее 50 мм.

1.2. Область применения модуля:

• измерение температуры;
• определение температурных аномалий;
• измерение давления;
• измерение удельной электрической проводимости жидкости;
• измерение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения горных пород;
• индикация притока;
• определение мест негерметичности обсадной колонны;
• определение интервалов притока флюида в скважину;
• определение состава скважинной жидкости;
• исследование природы акустических шумов в скважине;
• определение положения муфтовых соединений насосно-компрессорных и обсадных труб;

определение интервалов перфорации;

• привязка измеряемых параметров по глубине;
• индикация зенитного угла оси скважины;
• индикация угла поворота модуля вокруг собственной оси.

1.3. Модуль предназначен для работы в составе геофизической лаборатории и каротажного подъемника ПКС-5 ГОСТ 25785, оборудованного одножильным геофизическим кабелем длиной до 5000 м или аналогичным вышеуказанным.

1.4. Модуль снабжен двумя стыковочными устройствами, предназначенными:

верхнее стыковочное устройство - для подключения верхнего расходомера или приборной головки;

нижнее стыковочное устройство - для подключения приставок.

1.5. Модуль, в том числе с приставками, обеспечивает весь комплекс исследования за один спуско-подъем путем одновременной регистрации контролируемых параметров и передачи информации через одножильный кабель в цифровом коде в формате КСАТ.

Параметры модуля и их значения приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Продолжение таблицы 1.2

1.6. Условия эксплуатации

• Диапазон рабочих температур от минус 10 до +120°С.
• Максимальное рабочее давление 60 МПа.

2. Технические характеристики

2.1. Передача данных с каналов модуля происходит в двоичном коде с фазоразностной модуляцией с повторением каждого сообщения (формат КСАТ).

Двадцать бит информации составляют четыре бита адреса (А0 … А3), пятнадцать измерительных (D0 … D14) и последний – «лог. 0». Длина одного сообщения 2,625 мс.

Используются все каналы от 00 до 15.

Структура сообщений с модуля поканально и повременно, а также пример кодирования и модуляции приведены на рисунке 2.1.

2.2. Канал измерения температуры

2.2.1. Номер канала 08.

2.2.2. Диапазон измерения от минус 10 до +120 °С.

2.2.3. Номинальная функция преобразования Т, °C

T = К_t ´ N - 10,                                                            (2.1)

где К_t = 0,005°C - коэффициент преобразования (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода);

N - текущее значение двоичного кода.

2.2.4. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности ±0,8 °C.

2.2.5. Показатель тепловой инерции, определенный в воде, не более 1,5 с.

2.3. Канал измерения температуры внутри корпуса

2.3.1. Номер канала 03.

2.3.2. Диапазон измерения от 0 до +120 °С.

2.3.3. Номинальная функция преобразования Т_вк, °C

T_вк = К_tвк ´ N,                                                            (2.2)

где К_tвк = 0,1°C - коэффициент преобразования (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода);

N - текущее значение двоичного кода.

2.3.4. Основная абсолютная погрешность ±1,5 °С.

2.4. Канал измерения давления

2.4.1. Номер канала 09.

2.4.2. Диапазон измерения от 0 до 60 МПа.

2.4.3. Номинальная функция преобразования Р, МПа

P = K_P(N - 2000),                                                       (2.3)

где  K_P = 0,002 МПа - коэффициент преобразования (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода);

N - текущее значение двоичного кода.

2.4.4. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности в интервале от минус 10 до +120 ^oC ±0,3 МПа.

2.5. Канал измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения

2.5.1. Номер канала 15.

2.5.2. Диапазон измерения от 7,17´10^-14 до 717´10^-14 А/кг (1...100 мкР/ч).

2.5.3. Индивидуальная статическая функция преобразования Ј_ГК, А/кг

Ј_ГК = K_J ´ N,                                                        (2.4)

где  K_J - индивидуальный коэффициент преобразования, который должен быть не менее 0,1´10^-14 А/кг (0,014 мкР/ч) (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода);

N - текущее значение двоичного кода.

Примечание. Значение индивидуального коэффициента преобразования заносится в паспорт модуля.

2.5.4. Пределы допускаемой основной относительной погрешности ±10%.

2.5.5. Граничная функция влияния температуры на основную относительную погрешность в интервале от 5 до 120 °C  Ψ_р (T), %

Ψ_р (T) = ± K_T(T_i - T₀),                                                 (2.5)

где  K_T = 0,1 %/град - коэффициент влияния температуры на погрешность;

T_i - значение температуры, влияющей на модуль, °C;

T₀ = 20 °C - значение температуры, принятой в качестве нормальной.

2.6. Канал измерения удельной электрической проводимости (УЭП)

2.6.1. Номер канала 07.

2.6.2. Диапазон измерения от 0,1 до 30 См/м;

2.6.3. Индивидуальная функция преобразования s, См/м

s₌ K_σ´N+В,                                                        (2.6)

где K_σ=0,001 См/м - коэффициент преобразования (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода);

В – коэффициент, учитывающий помеху на воздухе, См/м.

N - текущее значение двоичного кода.

Примечание. Значение коэффициента В заносится в паспорт модуля.

2.6.4. Пределы допускаемой основной относительной погрешности d_о, %

d_о = ±[5+0,02],                                                 (2.7)

где σ_max=30 См/м - максимальное значение диапазона измерения;

s_о  - значение УЭП в контрольной точке, См/м.

2.6.5. Изменения систематической относительной погрешности от влияния температуры окружающей среды d_о(Т) должны находиться в пределах, определенных по формуле, %

d_о(Т) = ±[5+0,1],                                              (2.8)

2.7. Канал индикации содержания воды в нефти

2.7.1. Номер канала 10.

2.7.2. Рабочий диапазон от 0 до 100 %.

2.7.3. Коэффициент преобразования не более 0,02 % (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода).

2.7.4. Отклонение показаний при температуре 120°С не должно превышать 20%.

2.8. Канал термокондуктивного индикатора притока

2.8.1. Номер канала 14.

2.8.2. Рабочий диапазон от 0,1 до 50 м³/ч.

2.8.3. Коэффициент преобразования не более 0,04 м³/ч (номинальная цена единицы наименьшего разряда двоичного кода).

2.8.4. Показатель тепловой инерции, определенный в воде, не более 4 с.

2.9. Каналы индикации шумов

2.9.1. Низкочастотный (НЧ) канал:

номер канала 12;

анализируемая частота 0...100 Гц.

2.9.2. Среднечастотный (СЧ) канал:

номер канала 06;

анализируемая частота 100 Гц...12 кГц.

2.9.3. Высокочастотный (ВЧ) канал:

номер канала 11;

анализируемая частота 12...30 кГц.

2.10. Канал индикации зенитного угла

2.10.1. Номер канала 04.

2.10.2. Диапазон индикации от 0 до 180^о.

2.10.3. Отклонение показаний ±3°.

2.11. Канал индикации угла поворота

2.11.1. Номер канала 05.

2.11.2. Диапазон индикации 0…360^о от верхнего положения датчика СТИ.

2.11.3. Отклонение показаний в положении зенитного угла, равного 90°, ±5°.

2.12. Канал локатора муфт

2.12.1. Номер канала 13.

2.12.2. Показания датчика локатора муфт в режиме стоянки должны быть не более 100 единиц цифрового кода.

2.12.3. Отношение амплитуды выходного сигнала локатора муфт в режиме движения к сигналу в режиме стоянки, не менее 5:1.

2.12.4. Отношение амплитуды выходного сигнала локатора муфт на муфте обсадной колонны к сигналу фона неперфорированной трубы, не менее 5:1;

2.13. Мощность, потребляемая модулем, составляет не более 10 Вт.

2.14. Питание модуля осуществляется постоянным током положительной полярности от 150 мА при отключенном нагревателе индикатора притока, до 300 мА при максимальной мощности нагрева 4,5 Вт.

2.15. При подключении модулей-приставок с питанием постоянным током положительной полярности, ток питания основного модуля необходимо увеличить на величину тока питания модуля-приставки.

2.16. Наименование и номера каналов, точки записи приведены в таблице 2.1.

Расстояние от торца головки модуля до нижнего стыковочного узла в месте присоединения приставок 1,54 м.

Таблица 2.1

2.17. Габаритные размеры:

диаметр  (38-0,62) мм;

длина без кабельного наконечника не более 1572 мм.

2.18. Масса не более 10 кг.

2.19. Время установления рабочего режима модуля не более 5 мин после его включения.

2.20. Время непрерывной работы модуля не более 8 часов.

1. 3.     Состав

3.1. Модуль выполнен в виде герметичного блока (приложение А) и состоит из следующих узлов:

1) головка приборная (поз. 2), присоединяющаяся к блоку шасси электронному (поз. 3) с помощью верхнего стыковочного узла и разъема Х2;

2) блок шасси электронный, состоящий из:

а) шасси с электроникой, на котором расположены:

-    верхний стыковочный узел;

-    локатор муфт;

-    блок ФЭУ (датчик гамма-канала);

-    платы печатные с расположенными на них датчиком ориентации и датчиком, измеряющим температуру внутри прибора;

-    датчик шумоиндикатора;

б) блока датчиков (поз. 1), в котором расположены:

-    нижний стыковочный узел (поз. 4);

-    датчик температуры;

-    датчик манометра;

-    датчик индикатора притока;

-    датчик влагосодержания;

-    датчик УЭП.

3.2.     Блок датчиков состоит из трехреберного корпуса и фонаря, соединенных винтами.

ПРИМЕЧАНИЕ. При заказе необходимо учитывать, что в комплект поставки входит один модуль.

3.3. Комплект запасных частей состоит из двойного набора резиновых уплотнительных колец, 2 глушителей и 12 штырей для приборной головки.

4. Устройство и работа

4.1. Устройство модуля и взаимодействие его узлов показано на его функциональной схеме, которая приведена на рисунке 4.1.

Модулятор служит для передачи данных в линию ЖК через верхнее стыковочное устройство и приборную головку.

Верхнее и нижнее стыковочное устройство связаны одной линией связи R_X/T_X.

Через линию связи R_X/T_X происходит запрос данных с верхних и нижних приставок и программирование коэффициентов преобразования каналов модуля.

Стабилизатор напряжения +20В служит для питания гамма-канала и нижних приставок. Из напряжения +20В на стабилизаторах напряжения получается +5В для питания аналоговой части схемы V_A и +5В для питания цифровой части схемы V_D.

Напряжение +20В служит для получения высокого напряжения на умножителе. Высоковольтный стабилизатор напряжения следит за изменением тока через делители блока датчиков гамма-канала и управляет блоком умножения.

Процессор передачи данных служит для сбора данных с процессора АЦП, верхней приставки через верхнее стыковочное устройство (линия связи R_X/T_X), нижней приставки через нижнее стыковочное устройство (линия связи R_X/T_X) и измерение встроенным АЦП температуры внутри корпуса модуля специальным датчиком.

Процессор передачи данных запрограммирован как жесткий автомат сбора информации и передачи на наземный регистрирующий комплекс в определенной последовательности и определенным количеством посылок по каждому каналу в секунду.

Процессор АЦП служит для измерения частоты с первичного преобразователя гамма-канала, управления и сбора данных с АЦП1 и АЦП2 и передачи и приема данных с математического процессора.

АЦП1 служит для сбора информации с:

-    первичного преобразователя локатора муфт;

-    датчика температуры;

-    первичного преобразователя датчика манометра;

-    датчика индикатора притока;

-    фильтра низкой частоты усилителя заряда датчика шумоиндикатора;

-    фильтра средней частоты усилителя заряда датчика шумоиндикатора;

-    фильтра высокой частоты усилителя заряда датчика шумоиндикатора.

АЦП2 служит для сбора информации с:

-     первичного преобразователя датчика манометра для термокомпенсации манометра;

-     первичного преобразователя датчика УЭП;

-     первичного преобразователя датчика влагосодержания;

-     датчика зенитного угла;

-     датчика угла поворота.

На первичном преобразователе манометра измеряется фактическое значение давления и температурный уход моста датчика давления.

Функциональная схема модуля

Рисунок 4.1

4.2. Работа составных частей

4.2.1. Модуль содержит следующие основные узлы (см. электрическую принципиальную схему, приложение Б):

А1 - головка приборная;

А2 - локатор муфт;

А3 - блок ФЭУ;

А4 - блок гамма-канала;

А5 - блок процессорный;

А6 - плата аналоговая;

А7 - блок датчиков.

4.2.2. Головка приборная А1 выполнена в виде отдельного съемного узла, заканчивающегося специальным токовводом с подпружиненными контактами Х2. ЖК транзитом проходит на вилку Х3 верхнего стыковочного устройства.

4.2.3. Локатор муфт А2 выполнен на сверхмощных кобальт-самариевых магнитах и установлен на шасси, изготовленное из немагнитной нержавеющей стали. Один полюсной наконечник является так же перегородкой для крепления крышки. Локатор муфт дифференциальный, пассивного типа.

4.2.4. Блок ФЭУ А3 выполнен в виде разборного узла с установленным детектором В1 и ФЭУ V1 с делителем на резисторах между динодами. Блок ФЭУ А3 установлен между двумя перегородками на пружинах.

4.2.5. Блок гамма-канала А4 установлен в отдельную секцию между перегородками. Локатор муфт А2, блок ФЭУ А3 и блок гамма-канала закрываются одной сплошной крышкой.

К блоку гамма-канала подведено только одно питающее напряжение +20В. Для питания микросхем DD1 и DA2 используется стабилизатор напряжения +5В на микросхеме DA1, установленный на плате без радиатора.

Микросхема процессора DD1 выполняет следующие функции:

-широтно-импульсный модулятор, нагруженный на полевой транзистор VT1 и трансформатор Т1;

-стабилизатор высоковольтного напряжения.

Из прямоугольных импульсов с генератора на микросхеме процессора DD1, усиленных на полевом транзисторе VT1 и трансформаторе Т1, из постоянного напряжения +20В получается переменное напряжение до 250В. Выпрямленное и умноженное в 8 раз на диодах VD2…VD17, конденсаторах C13…C20 высокое напряжение через фильтр R13, C12 подается на анод фотоэлектронного умножителя V1 блока ФЭУ А3.

Стабилизация высокого напряжения осуществляется за счет изменения ширины импульса широтно-импульсного модулятора процессора DD1 при сравнивании внутреннего опорного напряжения с напряжением делителя на резисторе R12^*.

Устанавливаемое при настройке напряжение питания обеспечивает работу гамма-канала в области «плато» счетной характеристики.

С анода фотоэлектронного умножителя V1 блока ФЭУ А3 отрицательные импульсы через конденсатор С1 подаются на вход инвертирующего усилителя DA2.1.

Положительные импульсы с выхода усилителя подаются на вход компаратора DA2.2, где сравниваются с напряжением отсечки, задаваемым делителем R7, R8^* из напряжения +5В. При превышении амплитуды импульса напряжения отсечки

срабатывает компаратор DA2.2. Усиленный по току на ключе VT2 импульс подается на счетный вход микросхемы процессора DD2 блока процессорного А5.

4.2.6. Стабилизированный ток питания положительной полярности с жилы геофизического кабеля (ЖК) через разъем Х1, Х2 и Х3 подается на плату блока процессорного А5. Через диод VD1 и модулятор с транзистором VT1 стабилизированный ток поступает на вход параллельного стабилизатора напряжения V_E (+20В), выполненного на усилителе постоянного тока (УПТ) DA1.1 и транзисторе VT2. Транзисторы VT1 и VT2 установлены на радиаторе. УПТ сравнивает напряжение стабилизации с опорным напряжением V_D (+5В) и вырабатывает сигнал ошибки, управляющий током транзистора VT2.

Из стабилизированного напряжения V_E (+20В) формируются напряжение V_D (+5В)  микросхемой DA3 для питания цифровой части блока процессорного А5 и V_А (+5В) микросхемой DA2 для питания аналоговой части блока процессорного А5 и платы аналоговой А6.

Основной автомат сбора и передачи данных – это микросхема процессора DD1.

Через конденсатор С1, сформированная на делителе напряжения R3 и R4 с вывода (RA4) микросхемы DD1, формируется двухуровневая посылка в формате КСАТ7 и подается на модулятор VT1.

Для формирования трехуровневых посылок в коде Манчестер II дополнительно используется вывод (RA5) микросхемы DD1, транзистор VT4 и резистор R9.

Для замера температуры внутри корпуса используется микросхема - датчик температуры В1 с нормированным аналоговым выходом. Замер производится на внутреннем АЦП микросхемы DD1.

Процессор на микросхеме DD1 следит за нагревом термоиндикатора притока и при перегреве с помощью ключа на транзисторе VT3 отключает его. При охлаждении датчика СТИ нагрев автоматически включается.

Для связи с верхней и нижней приставками и для записи метрологических коэффициентов используется линия T_X/R_X (запрос – ответ по одной линии) с помощью ключей VT5 и VT6 на микросхеме DD1 (RC6 и RC7).

Для связи процессора на микросхеме DD1 с процессорами на микросхемах DD2 и DD3 используется цифровой интерфейс I²С (RC3 и RC4) по линиям SDA и SCL.

Микросхемы АЦП DA5 и DA6 выполняют аналого-цифровое преобразование входных сигналов с датчиков и измерительных схем. Микросхемы DA5 и DA6 подключены к процессору DD2 по стандартному цифровому интерфейсу SPI. В интерфейсе SPI используются линии АЦП – DO, DIN, SCLK, CS с одной стороны и порты ввода-вывода процессора DD2 с другой. SPI интерфейс и протокол связи формируются программно. Перед преобразованием программа процессора по цифровому интерфейсу программирует регистры управления каждого АЦП, в результате, выполняется внутренняя калибровка выбранного канала АЦП, устанавливается цифровой фильтр и необходимый коэффициент усиления. По окончанию преобразования каждое АЦП по линиям INT1 и INT2 генерирует сигнал прерывания для процессора.

Каналы давления, температуры и СТИ подключены к дифференциальным входам АЦП микросхем DA5 и DA6, а остальные каналы - к квазидифференциальным входам.

Микросхемы АЦП DA5 и DA6 производят преобразование входных аналоговых сигналов синхронно в определённой последовательности (синхронно - АЦП DA5 выполняет преобразование по каналу давления одновременно с преобразованием канала термокомпенсации давления, который в свою очередь подключен к DA6).

Микросхема АЦП DA5 оцифровывает каналы – давления, СТИ, локатора муфт, фильтра низких частот, фильтра средних частот и фильтра высоких частот.

Микросхема АЦП DA6 оцифровывает каналы – температуры, влагосодержания, УЭП, зенитного угла, угла поворота, термокомпенсации давления. В качестве источника опорного напряжения +2,5 В для DA5 и DA6 используется микросхема DA4.

Резистор R1 датчика термометра В2 включен в измерительный мост, который включает в себя резистор R22* и два источника тока в микросхеме DA6.

Датчик манометра В4 включен питающей цепью в измерительный мост на резисторах R23*, R24 и R25 c питанием от V_A +5В. Резистор R26* предназначен для изменения первоначального смещения выхода датчика манометра. Используя изменение сопротивления датчика манометра В4 от температуры, измеряется величина изменения по каналу термокомпенсации давления. Величина термокомпенсации давления определяется и передается на регистратор только при градуировке канала давления. После определения коэффициентов термокомпенсации канала давления данные по каналу термокомпенсации используются для расчетов внутри модуля и на регистратор не передаются.

Резистор R2 датчика СТИ В5 включен в измерительный мост, который включает в себя два источника тока в микросхеме DA5 и резистор R1 (резистор температурной компенсации), установленный в датчике В5.

Канал влагосодержания построен на принципе измерения разности емкостей – измерительной емкости С_И и компенсационной емкости С_К в датчике влагосодержания В3.

Устройство содержит четыре аналоговых ключа, выполненных на микросхеме DA8. Включением и выключением ключей управляет микроконтроллер DD4. На линиях GP0 и GP2 микроконтроллер формирует сигналы управления частотой 100 кГц с фазовым сдвигом 180 град. Ключи включаются парами и поочерёдно – сначала включается пара ключей DA8.1 и DA8.3 затем выключается и включается пара DA8.2 и DA8.4. При включении первая пара ключей DA8.1 и DA8.3 осуществляет заряд измерительной и компенсационной ёмкости до напряжения +5 В. Вторая пара DA8.2 и DA8.4 при включении в свою очередь соединяет измерительную и компенсационную ёмкости с накопительными конденсаторами С18 и С19 соответственно.

В результате в первый такт работы схемы происходит заряд измерительной и компенсационной ёмкости, во второй - перенос заряда до выравнивания потенциалов на соответствующие накопительные конденсаторы. Разряд накопительных конденсаторов происходит через резисторы R19 и R20. Оцифровывается разность напряжений на накопительных конденсаторах С18 и С19, которая пропорциональна изменению измерительной ёмкости С_И датчика влагосодержания В3.

Датчиком индикации зенитного угла и угла поворота модуля является акселерометр - микросхема DA7.

Напряжение на выходе 12 микросхемы DA7 пропорционально углу между вертикалью и осью Х микросхемы, которая ориентирована параллельно оси модуля.

Напряжение на выходе 11 микросхемы DA7 пропорционально углу между вертикалью и осью Y микросхемы, которая ориентирована перпендикулярно оси модуля.

При движении по стволу скважины в канале индикации зенитного угла и угла поворота модуля будет регистрироваться и ускорение и вибрация.

4.2.7. На плате аналоговой А6 расположены первичные аналоговые преобразователи канала локатора муфт, каналы индикации шума и канал измерения УЭП.

Сигнал с катушки L1 локатора муфт А2 поступает на активный выпрямитель, собранный на элементе DA1.2. Резисторами R1* и R4* задается усиление и смещение соответственно.

Сигнал с датчика шумоиндикатора В1 через усилитель заряда на микросхеме DA2.1 подается на три фильтра:

-    низкой частоты на микросхеме DA2.2 с частотой среза 100 Гц;

-    полосовой средней частоты на микросхеме DA3.1 с нижней частотой среза 100 Гц и верхней частотой среза 12 кГц;

-    высокой частоты на микросхеме DA3.2 с частотой среза 12 кГц.

Сигналы с трех фильтров, выпрямленные на диодах VD3, VD4 и VD5 проинтегрированные на конденсаторах С6, С9 и С12 поступают на АЦП на процессорной плате.

Работой первичных преобразователей канала УЭП управляет микроконтроллер на микросхеме DD1.

Микроконтроллер на микросхеме DD1 подает разнофазные сигналы с частотой 100 кГц одновременно на задающий генератор (микросхема DA6.3 и DA6.4) и мультиплексоры выпрямителя (микросхема DA6.1, DA6.2 и конденсаторы С21 , С22).

Измерительная катушка включена на дифференциальный вход усилителя, с коэффициентом усиления 20, микросхемы DA5.

После выпрямителя напряжение подается на нормирующий усилитель на микросхеме DA7.1 с коррекцией нуля на микросхеме DA7.2.

4.2.8. Блок датчиков А7 выполнен из нержавеющей стали с окнами для установки датчика температуры В2, датчика влагосодержания В3 и датчика индикатора притока В5.

Датчик манометра В4 установлен внутри блока датчиков и имеет канал для подвода скважинной жидкости.

Датчик УЭП В1 имеет проточный канал для обеспечения измерений.

Внизу блока датчиков А7 установлено нижнее стыковочное устройство со специальным разъемом Х4.

5. ИНСТРУМЕНТ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

5.1. При поставке с предприятия-изготовителя к модулю прилагается комплект специального инструмента, содержащий:

• радиусный ключ КР 38-42;
• ключ КСА-Т12.38-20.01.000;
• ключ КЛ-05.

5.2. Радиусный ключ КР 38-42 выполнен для цилиндрической поверхности диаметром от 38 до 42 мм и предназначен для отворачивания разрезной гайки блока датчиков.

5.3. Ключ КСА-Т12.38-20.01.000 предназначен для снятия и установки датчиков СТИ и влагомера.

5.4. Ключ КЛ-05 шестигранный, накидного типа, предназначен для снятия и установки датчика температуры.

5.5. Стандартный набор инструмента (отвертки, ключи, пинцет, паяльник и т. д.), необходимый для работы на скважине, настройки и текущего ремонта модуля, предприятием-изготовителем не поставляется.

6. МАРКИРОВАНИЕ И ПЛОМБИРОВАНИЕ

6.1. На приборной головке и блоке датчиков ударным способом нанесено:

• условное обозначение модуля – «КСА-Т12»;

заводской номер;

• год выпуска.

6.2. На кожухе модуля выполнена цилиндрическая накатка (узкая, шириной около 6 мм), указывающая место расположения середины детектора гамма-канала.

6.3. На корпусе блока датчиков нанесена метка нулевого положения угла поворота модуля вокруг собственной оси в виде знака «+».

7. УПАКОВКА

7.1. При самостоятельной поставке модуль вместе с эксплуатационной документацией и комплектом ЗИП упаковывается в дощатый ящик, обитый стальной лентой и опломбированный ОТК предприятия изготовителя.

При отправке модуля самовывозом упаковка согласовывается с представителем покупателя, сопровождающим груз.

7.2. Приборная головка модуля защищена колпаком, на фонарь блока датчиков надет чехол и установлена заглушка на хвостовик модуля.

7.3. Эксплуатационная документация и резиновые кольца, входящие в комплект ЗИП, упакованы в пакеты из полиэтиленовой пленки, края пакетов заварены.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ вскрывать пакеты с резиновыми кольцами до момента их использования.

7.4. При получении с предприятия-изготовителя упакованного модуля необходимо убедиться в целостности упаковки и наличии и целостности пломбы, затем снять пломбу и осторожно распаковать ящик.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПО НАЗНАЧЕНИЮ

8. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

8.1. Перед началом эксплуатации модуля необходимо ознакомиться с настоящим руководством по эксплуатации, изучить его устройство, работу и правила использования по назначению.

ВНИМАНИЕ! В модуле имеются отдельные функциональные устройства, цепи и элементы (блок ФЭУ с детектором, умножитель высокого напряжения др.) электрические напряжения в которых достигают 2000 В. Загрязнение и попадание влаги на поверхности высоковольтных и изолирующих элементов недопустимо. Вскрывать модуль для замены, ремонта, проверки и настройки его функциональных устройств и блоков рекомендуется в специальных помещениях или в салоне каротажной лаборатории.

8.2. В целях поддержания модуля в рабочем состоянии, предотвращении его выхода из строя необходимо выполнять следующие указания:

1) 

не допускается использование уплотнительных резиновых колец с дефектами поверхности. Канавки под кольца должны быть очищены от грязи, на их краях не допускается наличие заусенец, шероховатостей и повреждения поверхности. Кольца должны быть смазаны смазкой ЦИАТИМ 221. Запасные резиновые кольца следует хранить в сухом темном прохладном месте. Срок хранения не более двух лет;

2)  детекторы NaJ(Nl) следует предохранять от механических воздействий и резкого изменения температуры окружающей среды (не более 2 °С в минуту). После нахождения на свету их необходимо выдержать в темном сухом месте 12 –15 часов;

3)  при разборке и осмотре блока ФЭУ с детектором следует избегать их засветки и подавать напряжение питания блока ФЭУ только после надежной их светозащиты.

4)  при сборке охранного кожуха и блока датчиков необходимо протирать чистой хлопчатобумажной ветошью посадочную поверхность и резьбовое соединение внутри охранного кожуха, смазывать фторопластовые и резиновые уплотнительные кольца на блоке датчиков смазкой ЦИАТИМ 221;

5)  запрещается подвергать модуль резким ударным воздействиям (бросать, сильно стучать по корпусу молотком и т. д.) при транспортировании, подготовке к работе и при работе в скважине;

6)  эксплуатация модуля возможна только с закрученными до упора частями охранных кожухов, а где предусмотрена фиксация – зафиксированными.

7)  после завершения работ на скважине модуль должен быть очищен от остатков грязи и промывочной жидкости. Резьбу и посадочную поверхность на приборной головке следует тщательно протереть чистой ветошью и нанести на них смазку ЦИАТИМ 221. Не допускается искривление и нарушение поверхностей датчика температуры и датчика влагомера в блоке датчиков;

8)  при транспортировании:

• приборная головка должна быть защищена колпаком;
• фонарь блока датчиков должен быть закрыт защитным чехлом;
• весь модуль должен быть закреплен в специальном месте для транспортирования.

9. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

9.1. Эксплуатация модуля, ремонт, настройка и калибровка должны производиться в соответствии с настоящим руководством по эксплуатации с соблюдением "Правил безопасности в нефтяной промышленности", утвержденных Госгортехнадзором России от 9 апреля 1999 г., и "Правил эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденных Главгосэнергонадзором от 31.03.92 г.

9.2. Меры безопасности при эксплуатации и калибровке дозиметрических скважинных модулей должны соответствовать требованиям норм радиационной безопасности НРБ-99 и требованиям, изложенным в МИ1788¾87.

9.3. Лица, постоянно работающие, или временно привлекаемые к работам с источниками ионизирующего излучения, должны иметь допуск к работе с источниками ионизирующих излучений (категория "А") и должны руководствоваться действующими санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности ОСПОРБ-99.

9.4. Модуль транспортабелен в обычных условиях, не носит элементов пожаро - и взрывоопасности, не оказывает вредного воздействия на человека и окружающую среду.

10. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

10.1. Перед подготовкой к работе модуля необходимо ознакомиться с настоящим руководством по эксплуатации.

10.2. Подготовка модуля к работе при получении потребителем от предприятия- изготовителя

10.2.1. Извлечь модуль из транспортной упаковки и проверить комплектность согласно паспорта и ведомости ЗИП. Шифр модуля, его порядковый номер и год выпуска выбиты на приборной головке (под защитным колпаком) и блоке датчиков.

10.2.2. Снять колпак с приборной головки и защитный чехол с блока датчиков.

10.2.3. Удалить консервационную смазку с модуля и инструмента.

10.2.4. Внешним осмотром убедиться в отсутствии повреждений на охранном кожухе, блоке датчиков (не допускается искривление и нарушение поверхностей датчика температуры и влагомера).

10.2.5. Подключить модуль через эквивалент кабеля, приведенный на рисунке 10.1, к наземной регистрирующей аппаратуре, установить ток 150 мА и проверить наличие информации по всем каналам.

ВНИМАНИЕ! Во избежание перегрева и преждевременного выхода из строя датчика СТИ включение модуля на воздухе при максимальном токе питания 350 мА необходимо ограничить по длительности, не более 5 минут, или погрузить модуль в жидкость.

10.2.6. Произвести опробование согласно пункта «Опробование», указанного в методиках калибровки на каждый измерительный канал модуля и методиках работы с индикаторными каналами (см. приложение, альбом №2).

10.2.7. При подключении модулей-приставок необходимо обеспечить соответствие электрических контактов стыковочных узлов для предотвращения выхода из строя электронных схем.

10.2.8. При подключении модулей с питанием постоянным током положительной полярности, ток питания основного модуля необходимо увеличить на величину тока питания модуля-приставки.

10.3. Подготовка модуля к работе на скважине

10.3.1. Вынуть модуль из специального места для транспортирования, снять защитный колпак с приборной головки и защитный чехол с блока датчиков.

10.3.2. Вставить контактный штырь в гнездо приборной головки.

10.3.3. Протереть чистой хлопчатобумажной ветошью посадочную поверхность и резьбовое соединение внутри кабельного наконечника и на приборной головке, смазать резиновые уплотнительные кольца и посадочные поверхности смазкой ЦИАТИМ 221 и присоединить кабельный наконечник с кабелем к модулю.

10.3.4. Установить ток питания модуля на наземной регистрирующей аппаратуре и проверить наличие информации по всем каналам.

10.3.5. Проверить правильность выбранного модуля, калибровочных коэффициентов и реальность физических величин по каждому каналу в программе записи каротажа.

10.3.6. Выключить ток питания модуля. Подготовка завершена.

11. ПОРЯДОК РАБОТЫ

11.1. Рекомендуемая скорость спуска модуля до интервала исследования и при подъеме не более 5000 м/ч.

11.2. Время установления рабочего режима перед исследованием 5 минут.

11.3. Рекомендуемый шаг квантования - 1 см. При увеличении шага квантования   (20 см) программа должна усреднять полученные данные между шагом квантования (нарушение данного условия может привести к потере информации – особенно по каналу локатора муфт).

11.4. Скорость каротажа определяется в зависимости от решаемой задачи, геолого-технологических условий в скважине и техническими характеристиками модуля.

Рекомендуемая скорость регистрации по каналам, исходя из технических характеристик модуля, приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1

11.5. Запись кривых каротажа, просмотр и редактирование, вывод на печать и запись в LAS формате определяются «Руководством пользователя» на конкретную регистрирующую станцию.

Все это необходимо изучить и отработать до работы на скважине для полного и правильного использования модуля.

12. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ, РЕГУЛИРОВАНИЕ И НАСТРОЙКА

Настоящий раздел устанавливает порядок проведения регулировки и настройки модуля, контроля работоспособности его узлов и блоков в процессе производства и ремонта с целью получения параметров в пределах, обеспечивающих выполнение требований технических условий.

12.1. Для настройки и калибровки модуля применяются следующие контрольно-измерительные приборы:

• осциллограф универсальный, полоса пропускания 0 до 50 МГц, погрешность измерений амплитуд и временных интервалов – не более ± 10 %;
• вольтметр универсальный цифровой, диапазон измерения электрического напряжения постоянного тока от 0,1 до 100 В, приведенная погрешность измерения

± 0,15 %;

• вольтметр, конечное значение диапазона измерения 3 кВ, погрешность ± 0,5 %;
• прибор комбинированный, пределы измерения постоянного тока 0,5 А, постоянного напряжения 100 В, класс точности 2,5;
• программно-управляемый блок питания ПУБП, диапазон регулирования тока от 0 до 400 мА;
• источник гамма-излучения кобальт – 60 типа К3А.

12.2. Настройка модуля

Перед настройкой модуля необходимо внимательно ознакомиться с описанием работы модуля.

Питание модуля должно осуществляться от программно-управляемого блока питания ПУБП или любого источника постоянного тока через эквивалент кабеля (см. рисунок 10.1).

Снимите крышку с блока процессорного А5.

Внимательно проверьте визуально отсутствие:

-  непропаянных концов радиодеталей или проводов жгута;

-  замыкание дорожек на плате в местах пайки;

-  замыкание радиодеталей, расположенных на платах, между собой и на корпус металлического шасси.

ВНИМАНИЕ! Все замены радиодеталей и пайку проводов жгута производить только при выключенном питании модуля.

12.2.1. Настройка блока процессорного А5 (приложения Б, В):

1) отпаять провод 2 (питание блока гамма-канала А4);

2) установить ток 100 мА на блоке питания;

3) включить питание модуля;

4) проконтролировать напряжение 20±0,2В на эмиттере транзистора VT2;

5) проконтролировать напряжение +5В на микросхемах DA2 и DA3 и опорное напряжение +2,5В на микросхеме DA4;

6) записать программу работы процессоров DD1, DD2 и DD3 во внутреннюю память:

-  выключить питание модуля;

-  подключить устройство для программирования «СКАТ-Про» к последовательному порту компьютера и к разъему Х2 головки приборной, вывод 1;

-  включить питание модуля;

-  запустить на компьютере программу «СКАТ-Программатор»;

-  записать поочередно микропрограмму работы каждого процессора и проверить их выполнение;

-  выключить питание модуля;

-  отключить программатор «СКАТ-Про» от модуля;

-  включить питание модуля;

7) проверить работоспособность процессора DD2 по наличию частоты (запрос данных) на выводе 3 (CS1) и выводе 17 (CS2);

8) проверить работоспособность микросхемы АЦП DA5 по наличию частоты (готовность данных) на выводе 25 (INT1);

9) проверить работоспособность микросхемы АЦП DA6 по наличию частоты (готовность данных) на выводе 25 (INT2);

10)     работоспособность процессора DD1 определяется проверкой передачи данных на регистратор;

11)     проверить работу канала температуры внутри прибора (03), прикоснувшись рукой к датчику температуры В1 на плате блока процессорного А5;

12)     проверить работу канала индикации зенитного угла (04) путем изменения угла наклона модуля на столе;

13)     проверить работу канала угла поворота (05) путем изменения угла поворота модуля на столе;

14)    

проверить работоспособность канала индикации содержания воды в нефти (10), прикоснувшись рукой к датчику влагосодержания В3 в блоке датчиков А7 – изменение должно быть плавное без переходов через ноль;

15)     проверить работоспособность датчика СТИ В5 по медленно возрастающим значениям кода по каналу термоиндикации притока (14) от разогрева нагревателя;

16)     проверить работоспособность канала температуры (08), прикоснувшись рукой к датчику температуры В2 в блоке датчиков А7;

17)     для настройки датчика манометра резистором R23* установить значение кода 4000 по каналу термокомпенсации давления (00) (данная операция выполняется только при выпуске из производства или при замене датчика манометра при ремонте);

18)     установить резистором R26* значение кода 500 по каналу давления (09)

12.2.2. Настройка платы аналоговой А6 (приложение Г):

1)         Настройка канала локатора муфт:

-  проверить наличие постоянного смещения 1,25 В на выходе канала, контакт 12;

-  провести любым металлическим предметом около катушки локатора муфт L1 и проконтролировать на регистраторе наличие изменений по каналу локатора муфт;

-  окончательная настройка может быть произведена на стенде проверки локатора муфт путем изменения усиления резистором R2*;

2)         Настройка канала индикации шума:

-  отсоединить от контакта 6 датчик шумоиндикатора В1;

-  подключить генератор синусоидального напряжения и выставить напряжение  15 мВ на выходе;

-  плавно меняя частоту на генераторе от 0 до 100 Гц проверить на регистраторе наличие сигнала в канале НЧ шумоиндикатора, контакт 10;

-  изменить усиление сигнала после тарировки на стенде можно резистором R13*;

-  плавно меняя частоту на генераторе от 100 Гц до 12 кГц проверить на регистраторе наличие сигнала в канале СЧ шумоиндикатора, контакт 11;

-  изменить усиление сигнала после тарировки на стенде можно резистором R18*;

-  плавно меняя частоту на генераторе от 12 кГц до 35 кГц проверить на регистраторе наличие сигнала в канале ВЧ шумоиндикатора контакт 13;

-  изменить усиление сигнала после тарировки на стенде можно резистором R24*;

-  отключить генератор и подключить датчик шумоиндикатора В1;

-  постучать по корпусу блока датчиков А7 и проконтролировать на регистраторе наличие сигнала по каналу НЧ шумоиндикатора;

-  провести рукой по корпусу блока датчиков и проконтролировать наличие сигнала по каналу СЧ и ВЧ шумоиндикатора;

3)         Настройка канала измерения УЭП:

-  проверить осциллографом наличие частоты 100 кГц на выводах 2 и 3 микросхемы DD1 для питания генераторной катушки L1;

-  проверить осциллографом наличие частоты 100 кГц на выводах 6 и 7 микросхемы DD1 для управления выпрямителя;

-  установить вместо резистора R37* переменный резистор 1 кОм и выставить 10 …20 единиц кода (балансировка нуля);

-  установить имитационное сопротивление на датчик измерения УЭП, для этого продеть провод внутри датчика измерения УЭП и замкнуть концы на сопротивление, соответствующее 10 Ом;

-  проконтролировать показания в коде на регистраторе, они должны быть 20000±500 (изменением сопротивления R34* отрегулируйте показания);

4) припаять провод 2 жгута к плате (подключить отключенное напряжение питания платы гамма-канала);

5) установить крышку на блок процессорный А5.

Возможные неисправности:

• большое потребление тока или мала амплитуда генератора – ферритовое кольцо датчика с трещиной;
• при подключении имитационного резистора на выходе DA5 отрицательное напряжение – поменять местами провода 15 и 16 с измерительной катушки.

12.2.3. Настройка платы гамма-канала А4 (приложение Д):

ВНИМАНИЕ! В плате присутствует высокое напряжение до 2000В. Не следует включать плату без блока. Блок ФЭУ А2 желательно обернуть светонепроницаемым материалом или пленкой для получения правильного счета гамма-канала.

1) снять крышку с блока ФЭУ А3 и блока гамма-канала А4;

2) установить переменный резистор 47 кОм вместо резистора R12*;

3) подсоединить высоковольтный вольтметр к выходу умножителя ФЭУ (контакт 8) и корпусу модуля;

4) установить ток питания модуля 120 мА;

5) включить питание модуля;

6) установить переменным резистором 47 кОм напряжение 1500В;

7) проверить форму и устойчивость сигнала на стоке транзистора VT1 (при изменении высокого напряжения происходит изменение ширины импульса задающего генератора – широтно-импульсная модуляция);

8) установить на центр детектора NaJ(Tl) источник К3А с радионуклидом ⁶⁰Со;

9) проконтролировать наличие импульсов на выходе усилителя DA2.1 на резисторе R5 (основной шум не более 60 мВ);

10)     проконтролировать напряжение 100 мВ порога срабатывания компаратора DA2.2 и при необходимости изменить резистором R8* до значения 100±2 мВ;

11)     проконтролировать наличие импульсов на выходе компаратора DA2.2;