1. тепловые электростанции
 Скачать 5.79 Mb.
|
|
2.4.1.2 Лопастные долота В отличие от шарошечных лопастные долота просты по конструкции и по технологии изготовления. Такие долота характерны своей механической скоростью в рыхлых, мягких и несцементированных породах. При бурении такими долотами часто наблюдается значительное уменьшение диаметра скважин, что приводит к необходимости расширения и проработки скважины перед спуском очередного долота. К таким долотам необходимо прикладывать большой крутящий момент. Они выпускаются в пяти разновидностей: 2Л - двухлопастные; 3Л - трехлопастные; 3ИР истирающе-режущие; П - пикообразные однолопастные.  2.4.1.3 Фрезерные долота Фрезерное долото - применяется в твердых породах при глубоком вращательном бурении). Патент американских изобретателей Шарпа и Юза. Оно состоит из 2 конических, грубо насеченных, фрезеров из твердой стали, насаженных навстречу один другому под углом 46° к вертикали, каждый н"а собственной оси, на конце тупого массивного корпуса долота. Вследствие вращения корпуса ФД вместе со всей штанговой системой, каждый из фрезеров, касающийся забоя скважины, получает свое самостоятельное быстрое вращательное движение около своей собственной оси и своей работой изнашивает твердую породу забоя, отчего и получается поступательное движение всего бурового снаряда. Иногда на том же массивном корпусе долота устанавливаются подобные же, цилиндрические с усеченными конусами по концам и на вертикальной оси, фрезеры-расширители. Эти долота могут быть использованы не только для бурения скважины в присутствии металлического и твердосплавного скрапа, но и для разбуривания оставшихся на забое шарошек и других металлических предметов, бетонных и иных пробок. 2.4.1.4 Долота ИСМ Отличие ИСМ является в том, что их породоразрушающие элементы покрыты сверхтвердым материалом славутич. В зависимости от размера и конструкции долота ИСМ изготавливаются цельноковаными (с последующим фрезерованием лопастей) либо с приваренными лопастями. Данные долота обладают более высокой износостойкостью и меньшей стоимостью, по сравнению с долотами оснащенными природными алмазами. Долота ИСМ выпускают трех разновидностей: режущего действия (режущие), торцовые (зарезные) и истирающие.   2.4.1.5 Алмазные долота Алмазные долота обладают наличием алмазных режущих элементов т.е. (природных или синтетических) той или иной величины (крупности). Обычно используются наименее ценные разновидности природного алмаза, именуемые карбонадо (бразильские технические алмазы) или черные алмазы (характерные своей вязкостью). Показатели данных долот зависят от качества и размеров алмазов. Качество определяют группой и категорией, а размер - числом камней. Природные и синтетические алмазы размещают в спекаемой матрице (обычно медно-твердосплавной), составляющей единое целое с нижней частью стального полого цилиндрического корпуса долота. 3. РАДАРНЫЕ УРАВНОМЕРЫ Работают на принципе частотно-модулированной непрерывной волны. Сигнал от радара излучается антенной и отраженный от цели (в нашем случае поверхность среды) приходит назад через время задержки t. Расстояние до отражающего пограничного слоя (воздух/среда) определяется радарным уровнемером пропорциональностью времени задержки микроволнового сигнала t ответа: каждый метр до среды, волна проходит дважды, затрачивая при этом приблизительно 6.7 ns по времени. Измеряемое расстояние рассчитывается следующим образом а = с * t / 2; где с = скорость света. Система FMCW на радарных уровнемерах использует линейный частотномодулированый высокочастотный сигнал; частота посылаемого сигнала увеличивается линейно в пределах заданного интервала времени (частотная зачистка). Так как частота посылаемого радарным уровнемером сигнала изменяется из-за задержки при распространении сигнала, то для получаемого низкочастотного сигнала (обычно, до нескольких кГц) частота f пропорциональна расстоянию до рефлектора, а – получается от разницы между текущей частотой посылаемого сигнала и частотой полученного сигнала. Уровень среды тогда рассчитывается через разницу между высотой резервуара и расстоянием а. В высокоточных радарных уровнемерах используется частотный контур управления, чтобы произвести особую линейную зачистку при помощи динамической структуры PLL (= петля фазовой синхронизации) чтобы получить улучшенную точность измерения. Обычно, рабочая частота радарных уровнемеров независимо от типа варьирует от 5,8 до 26 ГГц. Чем более высока частота, тем более узок луч и тем выше энергия излучения, а, следовательно, сильнее отражение. Поэтому высокочастотные уровнемеры позволяют производить измерения уровня сред с низкой диэлектрической проницаемостью и, следовательно, слабой отражательной способностью. Они, также, удобны в емкостях, где присутствует различное оборудование, сокращающее свободную зону для работы радара. Вместе с тем, высокочастотные уровнемеры более чувствительны к таким явлениям как запыленность, испарения, волнение поверхности рабочей среды, налипание частиц среды на поверхность антенны вследствие более интенсивного рассеивания сигнала. В подобных условиях лучше работают уровнемеры с частотой 5,8..10 ГГц. Другой важной характеристикой влияющей на формирование сигнала является размер и тип антенны. Различают следующие типы антенн: рупорная (коническая), стержневая, трубчатая, параболическая, планарная. Чем больше размер антенны, тем более сильный и узконаправленный сигнал она излучает и, в тоже время, тем лучше прием отраженного сигнала. Наиболее универсальный тип антенны – рупорная. Она применяется, как правило, в больших емкостях, позволяет работать с широким спектром сред по диэлектрической проницаемости, применима в сложных условиях и обеспечивает диапазон измерения до 35..40 м. (в условиях спокойной поверхности) Стержневая антенна применяется в небольших емкостях с химически агрессивными средами или гигиеническими продуктами, а также в случае, когда доступ в емкость ограничен малыми размерами патрубка. Диапазон измерения – до 20 м. Поверхность стержневой антенны покрыта слоем защитной изоляции. Трубчатая антенна представляет собой надстроенный удлиненный волновод. Она позволяет формировать наиболее сильный сигнал за счет снижения рассеивания и используется в особо сложных случаях при наличии сильного волнения поверхности среды или большого слоя густой пены либо для случая сред с низкой диэлектрической проницаемостью. Трубчатая антенна применима для небольшого диапазона измерения уровня. Планарный и параболический типы антенн обеспечивают особо высокую точность (до +/- 1 мм.) и применяются в системах коммерческого учета. Основные преимущества: высокоточный метод измерения уровня - даже в экстремальных условиях процесса; наличие паров или газов не влияет на измерения; метод измерения в большинстве случаев не зависит ни от давления, ни от температуры.  Области применения: Различные требования к средствам непрерывного измерения уровня жидкостей и сыпучих продуктов часто влекут за собой необходимость использования различных методов измерения. Микроволновый метод измерения (радарный уровнемер) доказал свою состоятельность для широкого спектра отраслей промышленности – химия и нефтехимия, фармацевтика и пищевая промышленность. Основные технические характеристики: максимальная абсолютная погрешность ±1мм. ширина измерительного луча 4°. диапазон измерения уровня 0,6 ÷ 30м. рабочая температура окружающей среды от -60 до +500С температура контролируемого продукта не ограничена напряжение питания 24В постоянного тока, либо 220В 50Гц исполнение взрывозащищенное цифровой интерфейс RS485, Modbus аналоговый выход 4-20 мА Производители радарных уравнемеров: ЗАО «Лимако» KROHNE Endress + Hauser SITRANS   4. ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ Информационно-измерительная система. (ИИС) - комплекс измерит. и вычислит. средств, а также соответствующего математического обеспечения для автоматического получения необходимой информации непосредственно от контролируемого объекта, визуализации, регистрации выходных данных и обработки этой информации на ЭВМ. ИИС предназначаются для автоматического контроля, технической диагностики и др. Специализированные ИИС применяются при геофизических исследованиях, в горной промышленности для контроля технологических процессов, диагностики состояния горного оборудования и др. При полевых сейсмических работах используются ИИС типа "Прогресс", при проведении сейсмических работ на морских площадях - типа "Экспресс". Для сейсмических исследований с обработкой данных на ЭВМ предназначена система "Горизонт". При промысловых геофизических работах применяют ИИС, действующие в комплексе каротажных станций. Современные станции оснащаются ИИС с микроЭВМ. Для исследования и контроля процесса бурения используют ИИС, осуществляющие сбор и обработку данных о технологических параметрах процесса бурения и свойствах бурового раствора. При помощи ИИС (на базе комплекса ТМ620) проводится контроль за технологическими процессами на нефтяных промыслах. Рассмотрим ИИС на примере автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ, АСКУЭ). АИИС КУЭ - совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих дистанционный сбор, хранение и обработку данных об энергетических потоках в электросетях. АИИС КУЭ необходима для автоматизации торговли электроэнергией. Также АИИС КУЭ выполняет технические функции контроля за режимами работы электрооборудования. Среди разработчиков АИИС КУЭ принято условное деление системы на нижний и верхний уровень. К нижнему уровню относится оборудование и микропрограммы, работающие непосредственно на объекте учёта. К верхнему уровню относится остальная часть системы, расположенная, как правило, в центре обработки данных и офисах контролирующей организации. 4.1 Информационно-измерительные каналы Информационно-измерительный канал (ИИК) — часть системы от проводника электроэнергии до электросчётчика. Трансформаторы тока, трансформатор напряжения и электропроводка, соединяющая трансформаторы со счётчиком, входит в состав информационно-измерительного канала. АИИС КУЭ, как правило, содержит несколько информационно-измерительных каналов. Информационно-измерительный канал относится к нижнему уровню АСКУЭ. Коммуникационной средой между счетчиком и УСПД (Устройство сбора и передачи данных) может являться интерфейс RS-485 (витая пара), интерфейс RS-232 (устарело), GSM, радиоэфир, PLC - сеть 0,4кВ. Организация канала связи в коммуникационной среде осуществляется программными и аппаратными методами. 4.2 Информационно-вычислительный комплекс Информационно-вычислительный комплекс (ИВК) — часть системы от электросчётчика до контролирующей организации. К ИВК относятся: устройства сбора и передачи данных (УСПД) каналы связи между электросчётчиками и УСПД серверы верхнего уровня коммуникационная среда и каналы связи между УСПД и серверами верхнего уровня (переход с нижнего уровня на верхний) система обеспечения единого времени (СОЕВ) автоматизированные рабочие места (АРМ) диспетчеров автоматизированные рабочие места администраторов системы каналы связи верхнего уровня, в том числе между серверами и АРМ смежных пользователей информации программное обеспечение верхнего уровня Коммуникационной средой между УСПД и серверами верхнего уровня может являться структурированная кабельная сеть, телефонная сеть с коммутируемыми каналами, радиоэфир, или Интернет. Организация канала связи в коммуникационной среде осуществляется программными или аппаратными методами. Под смежными пользователями информации о количестве потреблённой электроэнергии подразумеваются физические или юридические лица, имеющие право доступа к этой информации (например, потребитель и энергосбыт, сетевая и генерирующая организация и т. п.). Функции системы: автоматический сбор данных коммерческого учёта потребления (отпуска) электроэнергии по каждой точке (группе) учёта на заданных коммерческих интервалах времени хранение параметров учёта в базе данных обеспечение многотарифного учёта потребления (отпуска) электроэнергии обеспечение контроля за соблюдением лимитов энергопотребления вывод расчётных параметров на терминал и/или на устройство печати по требованию диспетчера ведение единого системного времени с возможностью его корректировки 4.3 Области применения На предприятиях-потребителях. Крупным потребителям электроэнергии (фабрикам, заводам, портам и т. п.) АИИС КУЭ даёт следующие преимущества: отсутствие необходимости в ручном снятии показаний множества электросчётчиков облегчение ведения многотарифного учёта электроэнергии облегчение прогнозирования затрат на электроэнергию контроль качества электроэнергии (не сертифицирован) запись в журнале событий УСПД событий по отключению-включению фидеров, перекосам по токам и напряжению (данную информацию собирает счетчик электроэнергии и передает УСПД) возможность автоматической передачи данных о количестве потреблённой электроэнергии в энергосбытовую организацию возможность выхода на оптовый рынок электроэнергии и мощности В сетевых организациях. Сетевые организации с помощью АИИС КУЭ ведут учёт потерь энергии в трансформаторах и линиях электропередачи. Анализ данных, предоставляемых АИИС КУЭ, полезен также для определения перегруженных участков электросети и принятия решения об увеличении их пропускной способности. В генерирующих организациях. Некоторые организации-производители электроэнергии предъявляют повышенные требования к частоте снятия показаний с электросчётчиков. Эти требования обоснованы необходимостью поддерживать оптимальные режимы работы оборудования и не допускать перерасхода энергоносителей. В том случае, когда невозможно ручное снятие показаний с требуемой частотой, единственным решением проблемы становится внедрение АИИС КУЭ. В энергосбытовых организациях. АИИС КУЭ может быть использована энергосбытом не только для автоматизации выставления потребителям счетов за электроэнергию, но и для предотвращения конфликтов. Так как АИИС КУЭ может предоставлять одни и те же учтённые данные энергосбыту и потребителю одновременно, разногласия можно устранить до их перехода в конфликт. 5. ИИС БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН Следить и контролировать процесс бурения нефтяных скважин возможно двумя способами, на месте бурения и удаленно. Осуществление этих операций производится пультом бурильщика, системой удаленного мониторинга скважин и датчиками технологических параметров бурения. 5.1 Датчики технологических параметров бурения Назначение: Измерение технологических параметров бурения и параметров промывочной жидкости. Автоматизированный сбор и регистрация технологической информации в процессе бурения. Контроль параметров бурения, предотвращение аварий и осложнений. Область применения: Контроль процесса бурения скважин на нефть и газ. Геолого-технологические исследования. Используются в станции контроля процесса бурения «Леуза-2» и станции ГТИ «Геотест-5», в других регистрирующих станциях отечественного производства, а также автономно. Описание: Датчики устанавливаются на буровом оборудовании и функционируют в непрерывном режиме, контролируя все основные параметры бурения. Они укомплектованы необходимыми крепежными приспособлениями и легко монтируются на оборудовании отечественного и зарубежного производства. 1. Датчик оборотов вала буровой лебедки (датчик глубины) Датчик выдает импульсы пропорционально оборотам вала лебедки и сигнал, показывающий направление вращения вала. Датчик устанавливается на станине буровой лебедки. Угол поворота буровой лебедки передается к датчику с помощью клино-ременной передачи.
2. Датчик плотности ПЖ на входе (в емкости) Принцип действия - преобразование выталкивающей силы погруженной в ПЖ гири. Датчик крепится с помощью крепёжного приспособления к верхней кромке ёмкости, подвешенная гиря опускается в ПЖ. Основные технические характеристики:
3. Датчик давления ПЖ на входе Датчик представляет собой тензометрический преобразователь давления. Датчик подключается к нагнетательной линии через средоразделитель штатного манометра на буровой с помощью тройника. Основные технические характеристики:
4. Датчик нагрузки на крюке С помощью тензометрического датчика усилий измеряется натяжение каната на мертвом конце (по аналогии с ГИВ). Крепление – на неподвижном конце талевого каната. Основные технические характеристики:
5. Индикатор потока (расхода) ПЖ на выходе Поток ПЖ измеряется по углу отклонения измерительной лопатки. Датчик крепится на стенке желоба с помощью крепежного приспособления. Основные технические характеристики:
6. Датчик уровня ПЖ в приемной емкости поплавковый Уровень в емкости измеряется по углу отклонения штока с поплавком. Датчик крепится с помощью крепёжного приспособления к верхней кромке приемной ёмкости; поплавок опускается в промывочную жидкость в середине ёмкости. Основные технические характеристики:
7. Датчик уровня ПЖ в приемной емкости герконовый Датчик представляет собой герметичную штангу, по которой двигается поплавок с магнитом. Принцип работы датчика основан на выдаче сигнала стандартного уровня при изменении поплавка в емкости относительно штанги. Для крепления датчика к емкости предусмотрен хомут и уголок. 8. Датчик момента на ключе Датчик представляет собой тензометрический преобразователь усилий. Он размещается на тросе машинного ключа и измеряет натяжение этого троса. 9. Датчик температуры ПЖ на входе/выходе/выходе Датчик крепится с помощью крепежного приспособления. Датчик температуры ПЖ на входе крепится к корпусу емкости, термометр сопротивления погружается в промывочную жидкость в приемной емкости. Датчик температуры ПЖ на выходе крепится в желобной системе, термометр сопротивления погружается в промывочную жидкость в желобе. 10. Датчик ходов насоса (расхода на входе) Основным исполнительным узлом датчика ходов насоса является индуктивный датчик, который срабатывает от приближения металла, выдавая импульсы кратно ходам насоса. Датчик крепится к корпусу насоса с помощью крепежного механизма. 11. Датчик оборотов ротора Основным исполнительным узлом датчика является индуктивный датчик, который выдает импульсы кратно оборотам вала ротора. Датчик крепится с помощью крепежного механизма в непосредственной близости от карданного привода. 12. Датчик крутящего момента на роторе Датчик измеряет реактивный момент роторного стола относительно станины с помощью тензометрического преобразователя усилий. Датчик устанавливается как стягивающее звено между основанием и роторным столом. 13. Датчик крутящего момента на роторе токовый Токовый датчик момента на роторе состоит из двух частей: токоизмерительного преобразователя и электронного блока, соединенных между собой кабелем. Крутящий момент на роторе определяется косвенным способом по величине потребляемой мощности электропривода роторного стола. Установка датчика производится таким образом, чтобы силовой провод проходил через отверстие токоизмерительного датчика. 14. Датчик электропроводности ПЖ на выходе Датчик электропроводности бесконтактный, индуктивного типа. Датчик крепится в желоб с помощью крепежного приспособления. 15. Расходомер ультразвуковой «ARTWIK» Принцип действия расходомера основан на допплеровском эффекте. Расходомер состоит из контроллера и накладного датчика, соединенных кабелем. Датчик крепится к трубе с использованием прилагаемого набора для акустического сопряжения датчика и трубы. Корпус контроллера должен находиться в пределах 6 м от датчика. 16. Расходомер электромагнитный РГР-100 Принцип действия расходомера основан на явлении электромагнитной индукции. Расходомер состоит из соединенных между собой в единый блок двух преобразователей – первичного и передающего. Исполнение – взрывозащищенное. Монтаж первичного преобразователя осуществляется в напорную линию. 17. Плотномер ПЖ радиоактивный Предназначен для бесконтактного непрерывного измерения в стационарных условиях и регистрации значений плотности бурового раствора в трубопроводе. Принцип действия: регистрация изменений потока ионизирующего излучения в зависимости от плотности среды. Плотномер работает с излучателем типа натрий 22. Состав: блок детектирования, микропроцессорный блок обработки информации, устройство крепления. |