Буровой раствор — это технологическая жидкость, без которой невозможно строительство ни одной нефтяной или газовой скважины. Он выполняет множество функций: выносит выбуренную породу (шлам) на поверхность, охлаждает и смазывает долото, создаёт противодавление на пласт для предотвращения выбросов и удерживает стенки скважины от обрушения. Циркуляционная система буровой установки включает в себя приёмные ёмкости, желобную систему, вибросита, дегазаторы, танки приготовления и хранения. На каждом из этих участков критически важно знать, сколько раствора находится в системе: потеря уровня может означать поглощение раствора пластом и грозить аварией, а неожиданный подъём — предвестник газонефтеводопроявления.
С точки зрения измерения уровня, буровой раствор представляет собой одну из самых сложных и агрессивных сред в промышленности. Это высоковязкая суспензия (плотностью до 2,5 кг/л) с высоким содержанием твёрдой фазы — барита, глинопорошков и выбуренного шлама. Она обладает сильными абразивными свойствами, налипает на поверхности и быстро выводит из строя контактирующие с ней подвижные части датчиков. В желобной системе и открытых амбарах раствор постоянно перемешивается и пенится, а в дегазаторах над ним стоит плотный пар с выделением углеводородных газов, что требует взрывозащищённого исполнения оборудования. К этому добавляются работа на открытом воздухе в широком диапазоне температур, вибрации от работающих механизмов и постоянные брызги. Универсального датчика для всей циркуляционной системы не существует, но существует чёткое разделение ролей между двумя современными бесконтактными технологиями: ультразвуком и радаром 80 ГГц.
Ультразвуковой метод (EasyTREK): экономичный контроль в открытых ёмкостях и желобах
Наиболее открытые и доступные участки циркуляционной системы — это приёмные амбары, желобная система и танки приготовления раствора. Здесь, как правило, отсутствует закрытая паровая подушка, а основными задачами прибора являются отслеживание уровня в реальном времени и своевременное обнаружение его падения или подъёма. Для этих условий рациональным и экономичным решением становится ультразвуковой бесконтактный уровнемер EasyTREK в жидкостном исполнении.
Прибор излучает акустическую волну в сторону поверхности бурового раствора и по времени возврата эхо-сигнала рассчитывает уровень. Для открытых амбаров и желобов такой подход имеет несколько весомых преимуществ. Прежде всего, это полная бесконтактность: излучатель не касается абразивной, налипающей суспензии, а значит, не подвержен механическому износу и не требует постоянной очистки. Ультразвук не зависит от плотности, электропроводности или диэлектрической проницаемости раствора — параметров, которые сильно варьируются в зависимости от рецептуры и содержания шлама. EasyTREK способен измерять уровень на дистанции до 25 метров, что перекрывает потребности большинства приёмных ёмкостей и амбаров.
Прибор имеет степень защиты IP68 и доступен во взрывозащищённом исполнении для зон с возможным присутствием углеводородных газов. Широкий выбор материалов корпуса и излучателя — полипропилен, PVDF, PTFE — позволяет подобрать химически стойкое к компонентам раствора исполнение. Встроенные силовые реле дают возможность напрямую управлять насосами или сигнальными устройствами. Важно, однако, учитывать ограничения метода: в закрытых танках, где над раствором скапливается пар или выделяются газы, ультразвуковой сигнал может рассеиваться. Также сильное пенообразование на поверхности способно поглотить акустическую волну. Поэтому EasyTREK оптимален для открытых, хорошо вентилируемых участков циркуляционной системы, где он обеспечивает надёжный контроль с минимальными затратами.
Бесконтактный радар 80 ГГц (PiloTREK): точность и безопасность в закрытых танках и дегазаторах
Следующий уровень сложности — это закрытые технологические ёмкости: дегазаторы, танки хранения раствора под давлением, блоки очистки. Здесь над поверхностью бурового раствора неизбежно скапливаются пары и выделяются растворённые газы, в том числе углеводородные. В такой атмосфере ультразвук теряет точность и дальность, а требования к взрывобезопасности оборудования становятся критическими. В этих условиях на смену ультразвуку приходит радарная технология, и прежде всего — бесконтактный радар PiloTREK, работающий на частоте 80 ГГц по методу FMCW.
Ключевое преимущество PiloTREK для буровых работ — полная нечувствительность электромагнитного сигнала к пару и газу. Волна 80 ГГц распространяется сквозь облако паров и газов без потери энергии и без изменения скорости. Прибор сохраняет стабильную точность ±2 мм там, где ультразвуковой сигнал был бы полностью рассеян. Узкий луч с углом раскрытия всего 3° позволяет легко монтировать датчик в компактные закрытые танки с мешалками и змеевиками, направляя сигнал точно в свободную от конструкций зону и игнорируя ложные отражения.
Бесконтактный принцип PiloTREK решает проблему абразивного износа: датчик находится вне продукта и не соприкасается с агрессивной суспензией. Антенна из нержавеющей стали или PTFE химически стойка к компонентам бурового раствора и его парам. Прибор выдерживает температуру до +200 °C и давление до атмосферного с избытком для стандартных танков. Особенно важно для буровой площадки наличие взрывозащищённого исполнения и удалённая настройка по Bluetooth. Буровая — это зона повышенной опасности, и возможность провести диагностику и параметризацию датчика со смартфона, не поднимаясь к танку и не вскрывая корпус, серьёзно повышает безопасность персонала. PiloTREK становится современным стандартом для всех закрытых и газоопасных ёмкостей циркуляционной системы.
Логика построения системы на буровой
Циркуляционная система буровой установки — это распределённый комплекс, в котором открытые и закрытые ёмкости, желоба и танки работают в единой гидравлической цепи. Потеря контроля уровня в любом из элементов может привести к остановке бурения или, что хуже, к аварийной ситуации. Поэтому система контроля строится как комбинация технологий, каждая из которых закрывает свой тип ёмкостей.
На открытых участках — приёмных амбарах, желобной системе, танках приготовления — где пар не задерживается, а вентиляция естественная, экономически оправданным и технически достаточным является ультразвуковой EasyTREK. Его бесконтактность спасает от износа абразивной суспензией, а независимость от свойств раствора гарантирует стабильные показания при смене рецептуры. Встроенные реле позволяют оперативно управлять насосами подачи и откачки.
В закрытых танках хранения, дегазаторах и напорных ёмкостях, где присутствуют пары, газовыделение и пена, единственно верным выбором становится бесконтактный радар PiloTREK с частотой 80 ГГц. Его сигнал прошивает паровую и газовую подушку без потерь, узкий луч игнорирует мешалки и внутренние конструкции, а взрывозащита и настройка по Bluetooth обеспечивают безопасность и удобство эксплуатации в опасной зоне.
В совокупности EasyTREK и PiloTREK формируют полноценный бесконтактный арсенал, который закрывает все ключевые точки циркуляционной системы — от открытого амбара до герметичного дегазатора. Дополнение этой системы сигнализаторами предельного уровня (например, вибрационными, устойчивыми к налипанию и вибрациям) создаёт финальный эшелон защиты от перелива и осушения.
Заключение
Измерение и контроль уровня бурового раствора — это задача, от решения которой напрямую зависит безопасность буровых работ. Циркуляционная система — кровеносная система скважины, и потеря контроля над объёмом раствора в ней способна привести к газонефтеводопроявлению, гидроразрыву пласта или прихвату инструмента. При этом буровой раствор — исключительно агрессивная среда: он абразивен, химически активен, склонен к пенообразованию и газовыделению.
Именно поэтому бесконтактные технологии являются безальтернативным выбором для этой отрасли. Ультразвуковой EasyTREK надёжно и экономично контролирует уровень в открытых амбарах и желобах, где нет паровой подушки и газового облака. Радар PiloTREK с частотой 80 ГГц берёт на себя самые ответственные и опасные участки — закрытые танки, дегазаторы и напорные ёмкости, — где его сигнал не замечает ни пара, ни газа, а взрывозащита и удалённая настройка обеспечивают безопасность персонала.
Оба прибора объединены главными для буровой площадки качествами: бесконтактность, исключающая абразивный износ; взрывозащищённые исполнения для опасных зон; высокие степени защиты корпуса (IP67, IP68) от брызг и непогоды; стандартные промышленные интерфейсы HART и 4–20 мА для интеграции в систему управления буровой; и длительная пятилетняя гарантия, подтверждающая их готовность к круглосуточной работе в полевых условиях. Диверсифицируя измерения между ультразвуком и радаром в зависимости от типа ёмкости, инженерная служба буровой получает полную, достоверную и безотказную картину состояния циркуляционной системы — от первого приёмного чана до последнего танка очистки.
ООО “Анкорн” — эксклюзивный дистрибьютор завода «NIVELCO» в России.
Уже более 10 лет поставляем контрольно-измерительные приборы ведущим промышленным предприятиям страны: «ЕвроХим», «Мираторг», «Русал», «Технониколь», «Henkel», «Bonolit» и др.
Наша техника — это гарант точности, безопасности и стабильности технологических процессов.
Подберем оборудование под ваш проект - быстро и без ошибок
Опишите вашу задачу, приложите техническое задание и чертежи на почту info@ankorn.ru или ☎️ 8 800 333-43-14
Наш специалист подберёт оборудование со 100% гарантией соответствия, чтобы вы сохранили главное — бесперебойную работу производственных процессов и уважение тех, кто доверяет вам производство.
