Системы телеметрические ТМС-Новомет

Назначение

Системы телеметрические ТМС-Новомет (далее по тексту - системы) предназначены для измерений, регистрации и передачи внешним устройствам текущих значений температуры и давления пластовой жидкости на приеме погружного насоса и в зоне перфорации, температуры обмотки статора или масла электродвигателя погружного насоса, вибрации электродвигателя в осевом и радиальном направлениях, сопротивления изоляции относительно корпуса электрической цепи «вторичная обмотка повышающего трансформатора - погружной кабель - обмотка статора электродвигателя погружного насоса». Системы используются в составе установки для добычи нефти с погружным электрическим центробежным насосом (УЭЦН).

Описание

Принцип действия системы основан на измерении и преобразовании аналоговых сигналов от встроенных и внешних датчиков температуры, давления и вибрации в цифровую форму, отображения их на встроенном или внешнем дисплее и передачи их на контроллер станции управления погружного электродвигателя. Используя данные сигналы можно запрограммировать станцию управления на включение/выключение электродвигателя или изменить частоту вращения вала электродвигателя и т.д. Режим работы системы - автоматический, по заданной программе.

По конструктивному исполнению система состоит из двух блоков, соединенных между собой кабельной линией связи:

- погружной блок - блок измерительный двигателя БИДхх-400-хх;

- блок наземный БН-02 или БН-03.

Блок БИД выполнен в виде герметичного цилиндра, устанавливаемого в основании погружного асинхронного электродвигателя (ПЭД) или погружного вентильного электродвигателя (ПВЭД). Соединение с общей точкой статорной обмотки электродвигателя осуществляется с помощью гермоввода. Датчик температуры статорных обмоток ПЭД присоединяется без соблюдения полярности к двум отдельным гермовводам. Присоединение дополнительных устройств в основании блока БИД осуществляется с помощью резьбы муфты трубы гладкой диаметром 60 мм. Блоки БИД имеют конструктивные исполнения, различающиеся внешними диаметрами (соответственно равными 81 и 96 мм) и степенью защиты материала корпуса для различных условий эксплуатации (базовая и повышенная по коррозионной стойкости). Конструкция блоков БИД имеет резьбу с возможностью присоединения ниппеля насоснокомпрессорных труб (НКТ) диаметром 60 мм, а также имеет возможность присоединения дополнительного оборудования массой до 1000 кг.

Блок наземный БН-02 представляет собой прямоугольный шкаф, установленный на основание. Внутри шкафа установлены блок контроллера и блок фильтра, а также дисплей и клавиатура. Блок наземный БН-03 конструктивно выполнен в прямоугольном корпусе, внутри которого установлены плата контроллера и плата фильтра. На боковой стороне расположены разъемы подключения и внешняя сигнализация. Блок наземный БН-02 устанавливается рядом со станцией управления, блок наземный БН-03 устанавливается в станцию управления. Передача сигналов от блоков БН на контроллер станции управления осуществляется по интерфейсу RS485. Блоки наземные имеют встроенную систему самодиагностики и световую сигнализацию о включении питающего напряжения и режимах работы.

Система имеет внешние интерфейсы (RS232, RS485) для подключения компьютера и может использоваться для передачи данных на другие устройства по протоколу MODBUS RTU.

Фотография общего вида системы ТМС-Новомет в составе блока наземного БН-03 и блока погружного БИД96-400-10 представлена на рисунке 1.

Рис.1 - Система ТМС-Новомет

Программное обеспечение

Метрологически значимым программным обеспечением (ПО) систем телеметрических ТМС-Новомет является только встроенное ПО, которое подразделяется на 2 типа: для блока наземного БН (-02, -03) и для блока измерительного двигателя БИД. Данное ПО не доступно для внешней модификации.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО «ТМС-Новомет».

Уровень защиты ПО «ТМС-Новомет» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «A» (по МИ 3286-2010) - не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации , обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой встроенной части ПО СИ и измеренных данных.

Технические характеристики

Диапазон измерений, дискретность показаний и пределы допускаемой относительной и приведенной погрешности измерительных каналов системы ТМС-Новомет приведены в таблице 1.

Таблица 1

Номинальное напряжение питания, В: ........................................................220 ± 55

Номинальная частота питающего напряжения, Гц: ............................................50 ± 1

Потребляемая мощность, В •А, не более: ........................200 (для БН-02); 30 (для БН-03)

Электрическое сопротивление изоляции цепей питания относительно корпуса и между собой блоков наземных при напряжении 500 В, МОм, не менее: ...............................40

Электрическое сопротивление изоляции проводника гермоввода относительно корпуса блоков БИД при напряжении 500 В, МОм, не менее: 100 (при температуре плюс 20±5 °С);

5 (при температуре плюс 150 °С) Изоляция цепей питания блоков наземных должна выдерживать в течение 1 минуты воздействие испытательного напряжения 500 В (с частотой 50 Гц).

Габаритные размеры блоков системы, мм:

- блок наземный БН-02: ............................................................600x1600x320;

- блок наземный БН-03: ...........................................................244x200x160;

- блок измерительный двигателя БИД81-400-ХХ: ................................081x700;

- блок измерительный двигателя БИД96-400-ХХ: .................................096x871

Длина кабельной линии связи, м, не более: ......................................................4000

Масса блоков системы, кг, не более:

- блок наземный БН-02:

- блок наземный БН-03:

- блок измерительный двигателя БИД81-400-ХХ:

- блок измерительный двигателя БИД96-400-ХХ:

Рабочие условия эксплуатации системы:

- температура окружающей среды, °С:

- блок наземный БН-02 (БН-03): .................................от минус 60 до плюс 50;

- блок измерительный двигателя БИД: ..................................от 0 до плюс 150

- относительная влажность воздуха, %:

- блок наземный БН-02 (БН-03): 75 (при температуре плюс 15 °С), 95 (при температуре плюс 25 °С).

Блоки погружные должны выдерживать внешнее испытательное гидравлическое давление не менее 40 МПа, кратковременно до 46 МПа.

Блоки систем должны быть устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации: для группы исполнения G3 по ГОСТ Р 52931-2008 (для блоков погружных); для группы исполнения N2

(для блоков наземных). Средняя наработка до отказа, ч, не менее:

Средний срок службы, лет, не менее:

- для блоков погружных (при эксплуатации при температуре не более плюс 125 °С):

- для блоков наземных:

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист (в левом верхнем углу) паспорта 502.001.0000ПС и Руководства по эксплуатации 502.001.0000РЭ, а также при помощи наклейки на корпус наземного блока БН-02 (БН-03).

Комплектность

В комплект поставки системы ТМС-Новомет входят:

- блок наземный (модель в соответствии с заказом) - 1 шт.;

- блок измерительный двигателя (модель в соответствии с заказом) - 1 шт.;

- паспорт 502.001.0000 ПС - 1 экз.;

- руководство по эксплуатации 502.001.0000РЭ - 1 экз. (при поставке на партию до 10-ти систем или по согласованию с заказчиком);

- ПО для получения данных «NovometMT»;

- методика поверки - 1 экз.

По дополнительному заказу: инструкция по монтажу 500.019.0000ИМ; комплект монтажных частей (КМЧ) для монтажа блока БИД в погружной электродвигатель, КМЧ для монтажа блока БН в станцию управления.

Поверка

осуществляется по методике поверки МП 51826-12, приведенной в документе «Системы телеметрические ТМС-Новомет. Методика поверки», утвержденном ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС», 24.10.2011г.

Основные средства поверки:

- стенд испытательный СТ14.00.00.000, диапазон воспроизводимых температур от плюс 25 до плюс 160 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения заданной температуры: ±0,5 °С, нестабильность поддержания заданной температуры ±0,1 °С;

- магазин сопротивлений Р40102, диапазон сопротивлений от 10 104 до 10 107 Ом, КТ 0,02;

- калибратор давления портативный Метран 502-ПКД-10П, пределы допускаемой основной погрешности ± 0,15 % от ВПИ поддиапазона;

- виброизмерительный канал в составе: вибропреобразователь типа 8305, усилитель заряда типа 2650; ПГ: ±0,5 % (на базовой частоте 160 Гц), ±(0,5^10) % (в диапазоне частот от 20 Гц до 10 кГц);

- мультиметр цифровой Agilent 34411A, ПГ: ±(0,015 % от отчета + 0,0004 % от ВПИ);

- измеритель сопротивления изоляции модели 1507 Fluke.

Сведения о методиках (методах) измерений: приведены в разделах 1.4, 2 Руководства по эксплуатации 502.001.0000 РЭ.

Нормативные документы

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.

ГОСТ Р ИСО 7919-1-99 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. Общие требования.

ТУ 4231-001-12058737-2011 Системы телеметрические. Технические условия.

ГОСТ 8.558-93 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.

ГОСТ 8.017-79 ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа.

МИ 2070-90 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений виброперемещения, виброскорости и виброускорения в диапазоне частот 3^10-1 ^ 2404 Гц.

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта; выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.