Реферат ГТИ. Реферат ГТИ Датчики. Реферат Виды датчиков гти, принцип работы и их основные характеристики

• Название: Реферат Виды датчиков гти, принцип работы и их основные характеристики
• Анкор: Реферат ГТИ
• Дата: 18.04.2023
• Размер: 66.8 Kb.
• Имя файла: Реферат ГТИ Датчики.docx
• Тип: Реферат; #1069422
• страница: 7 из 7

2.15. Датчик объемного газосодержания ДОГ-361

Назначение

ДОГ предназначен для обнаружения изменения состава бурового раствора, в том числе газо- и солесодержания и количества твердых включений по изменению его акустических свойств. Он также обеспечивает передачу результатов измерений в системы сбора данных ГТИ, системы контроля, регулирования и управления технологическими процессами (далее системы сбора). ДОГ позволяет оперативно обнаруживать изменения физических свойств бурового раствора и за счет этого повысить оперативность обнаружения газовыделений.

Устройство и принцип работы

ДОГ состоит из блока электроники, преобразователя, содержащего излучатель и приемник, штанги, соединяющей преобразователь с блоком электроники и кронштейна, предназначенного для монтажа изделия. Принцип действия изделия основан на измерении ослабления и времени распространения акустического импульса в жидкости между излучателем и приемником. При постоянном физическом составе жидкости амплитуда импульсов и скорость распространения звука постоянны. При изменении концентрации растворенных в жидкости солей скорость звука изменяется, а амплитуда импульсов остается почти неизменной. При увеличении содержания в жидкости количества твердых или газообразных включений амплитуда импульсов резко уменьшается, а скорость звука незначительно меняется в большую или меньшую сторону. Таким образом, по изменению скорости звука можно заметить изменение количества растворенных в жидкости веществ, а по изменению напряжения на входе – изменение количества твердых и газообразных неоднородностей в жидкости. ДОГ подключается к системе сбора станции ГТИ «Разрез-2» через модуль MBУ-225-02W (МВУ-225-02Wi).

2.16. Индикатор потока бурового раствора ИПБР-3310

Назначение

Индикаторы потока бурового раствора ИПБР предназначены для преобразования угла отклонения лопатки, погруженной в поток жидкости, в пропорциональный электрический код (или аналоговый выходной сигнал). Применяются в составе станции ГТИ для измерения расхода бурового раствора в закрытом или открытом желобе.

ИПБР имеют два варианта исполнения, отличающиеся типом выходного сигнала:

ИПБР-3310-01 – имеет цифровой выходной сигнал с интерфейсом 1-wire;

ИПБР-3310-01-Т – имеет аналоговый выходной сигнал 4 ÷ 20 мА. 16

Устройство и принцип работы

ИПБР представляет собой механическую конструкцию, в которой лопатка отклоняется под действием потока жидкости. Угол отклонения лопатки преобразуется в выходной цифровой или аналоговый сигнал. В корпусе ИПБР расположен подшипниковый узел, в котором вращается ось с магнитом, жестко связанная с лопаткой. При отклонении лопатки поворачивается магнит. Угол поворота магнитного поля измеряется магниточувствительной схемой, расположенной в корпусе блока электроники, и в цифровом или аналоговом виде (в зависимости от варианта исполнения ИПБР) поступает в системы регистрации.

ИПБР-3310-01 имеет дополнительный противовес, обеспечивающий гарантированный возврат лопатки в исходное положение при снижении потока жидкости. Измеряемая скорость движения бурового раствора пропорциональна углу отклонения «лопатки» под воздействием потока.

2.17. Датчик момента на машинном ключе ДММК-313-01

Датчик предназначен для измерения величины момента на машинном ключе и выдачи его значений в цифровом виде для дальнейшей обработки.

Датчик состоит из датчика силы, блока электронного и монтажных серег.

Датчик силы и блок электронный соединяются между собой кабелем КУПЭВ 2х2х0.35.

Электронный блок имеет разьём для вывода цифрокодового сигнала.

Датчик силы является первичным преобразователем величины усилия в аналоговый электрический сигнал. Далее электрический сигнал передается по кабелю в блок электронный, который осуществляет преобразование аналогового электрического сигнала в цифровой, что позволяет использовать поступающие с датчика данные в средствах вычислительной техники.

После того, как датчик появится в списке подключенных устройств, можно настроить его АЦП и произвести его градуировку. Коэффициент усиления АЦП – 128. Для этого в таблице коэффициентов калибровки используются две точки. В точках 1 и 2 указываются величины кода и момента указанные в формуляре датчика. После этого показания датчики должны соответствовать истинному значению момента.

2.18. БУ

Назначение

БУ предназначен для обеспечения обмена информацией регистрирующего компьютера с цифровой сетью, обеспечения её питанием и обеспечения телефонной связи станции с буровой.

Рабочие условия эксплуатации:

Место установки	Стойка стола станции
Температура окружающей среды, С	от +4 до +30
Относительная влажность воздуха, %,не более	65
Напряжение питания, В	от 200 до 240
Частота напряжения питания, Гц	от 49 до 51

2.19. Блок распределительный БР1

Назначение

Блок распределительный БР1 ГЭЛС.ХХХХХХ.001 предназначен для подключения и согласования технологических датчиков с системой сбора, обеспечивая стабилизированое питание, защиту, гальваническую развязку там.

Рабочие условия эксплуатации:

Температура окружающей среды, С от -50 до +50

Относительная влажность воздуха, %,не более 95

Напряжение питания, В Незаземленное, от 26 до 36

Устройство и работа

БР1 подключен к станции ГТИ с помощью двух кабелей. Эти кабели обеспечивают подвод питания и информационных сигналов. БР1 стабилизирует питание и обеспечивает защиту его от перегрузки. БР1 осуществляет контроль напряжения и потребляемый ток по 7 линиям питания.

Плата импульсного стабилизатора преобразует входное напряжения 30В в стабилизированное напряжение 12В. Полученным стабилизированным напряжением 12В запитываются модуль питания и блок ввода цифровых каналов.

Блок ввода цифровых каналов формирует шесть раздельных линий питания 9В с защитой по превышению потребляемого тока. На этом блоке стоит микроконтроллер который измеряет напряжение и ток на каждой линии. Информация из микроконтроллера поступает в цифровой канал. Через блок проходит линия ГГС и формируется питание ГГС 12в. К блоку подключаются пять цифровых линий с датчиками. Первая, вторая и третья линия уходят в БР1 через соответствующий разъем. К шестой линии подключается глубиномер через соответствующий разъем. На пятую линию подключается Пульт бурильщика и две кросс платы, также к этой линии на плате подключен микроконтроллер контроля питания. К четвертой линии подключены три разъема для цифровых датчиков.

Модуль генератора питания гальваноразвязки МГП 233 формирует из стабилизированного питания 12В два напряжения - переменное 12В и гальванически развязанное стабилизированное напряжение 5В. Переменное напряжения необходимо для формирования гальванически развязанного питания на модулях кросс платы БР-1. С модуля питания оба напряжения поступают на кросс плату БР-1. Имеется две кросс платы и каждая питается от отдельного модуля МГП 233.

На кросс плате БР-1 размещены модули, которые обеспечивают необходимые сигналы и питающие напряжения для подключения датчиков. В частности модуль МСД-216-02 обеспечивает точное измерение низкочастотного аналогового сигнала по трем каналам. Модуль МСД-211-02 обеспечивает управления дегазатором, опрос датчиков по цифровому каналу MicroLan и измерение аналоговых сигналов с низким

2.20. Блок распределительный БР2

БР-207-02

Блок распределительный БР2 ГЭЛС.ХХХХХХ.001 предназначен для подключения и согласования технологических датчиков с системой сбора, обеспечивая стабилизированное питание, защиту, гальваническую развязку.

Рабочие условия эксплуатации:

Температура окружающей среды, С от -50 до +50

Относительная влажность воздуха, %, не более 95

Напряжение питания, В Незаземленное, от 26 до 36 Устройство и работа

БР2 подключен к станции ГТИ через БР1 с помощью одного кабеля. Этот кабель обеспечивают подвод питания и информационных сигналов. БР2 стабилизирует питание и обеспечивает защиту его от перегрузки.

Плата импульсного стабилизатора преобразует входное напряжения 30В в стабилизированное напряжение 12В. Полученным стабилизированным напряжением 12В запитываются модуль питания и блок ввода цифровых каналов.

Модуль генератора питания гальваноразвязки МГП 233 формирует из стабилизированного питания 12В два напряжения - переменное 12В и галванически развязанное стабилизированное напряжение 5В. Переменное напряжения необходимо для формирования гальванически развязанного питания на модулях кросс платы БР-2. С модуля питания оба напряжения поступают на кросс плату БР-2.

На кросс плате БР-2 размещены модули которые обеспечивают необходимые сигналы и питающие напряжения для подключения датчиков.

Модуль МСД-211-02 обеспечивает управления дегазатором, опрос датчиков по цифровому каналу MicroLan и измерение аналоговых сигналов с низким разрешением. Модуль МВУ-225-01-L обеспечивает двуполярное гальванически развязанное питание 24В и преобразование ток-напряжение для датчика типа LT1000-SI/SP58. Модуль МВУ-225-01-Д обеспечивает гальванически развязанное напряжение управления включение-выключения дегазатора, а также нормирование аналогового сигнала потребления дегазатора для модуля МСД-211-02.

2.21. Пульт бурильщика

Назначение

Пульт бурильщика ИПБ-280-15 представляет собой комплекс для визуального контроля технологической информации, предназначенный для использования в наземных системах сбора геолого-технологической информации в процессе бурения.

ИПБ-280-15 позволяет контролировать следующие параметры процесса бурения:

• 
  положение талевого блока
  
• 
  положение долота над забоем
  
• 
  забой
  
• 
  вес на крюке
  
• 
  нагрузка на долото
  
• 
  крутящий момент на роторе
  
• 
  проходка
  
• 
  скорость проходки
  
• 
  расход на входе
  
• 
  расход на выходе
  
• 
  давление в манифольде
  
• 
  плотность бурового раствора
  
• 
  баланс долива
  
• 
  суммарное содержание легких и тяжелых газов
  

Все выше перечисленные параметры выводятся на пульт бурильщика в цифровом виде. Некоторые параметры продублированны светодиодными индикаторными линейками, для удобства визуального наблюдения.

В низу на пульте бурильщика находится строка сообщений, с помощью которой бурильщику может быть послана произвольная информация, необходимая в процессе бурения. Также на пульте предусмотрена световая и звуковая сигнализация выхода некоторых параметров за пределы установленного диапазона.

Пульт бурильщика связан с системой сбора информации кабельным каналом связи (стандарт RS485). По этому каналу от системы сбора поступают, собранные и обработанные, (с установленных на буровой датчиков) данные.

Пульт предназначен для использования в составе станции ГТИ «Разрез-2», или аналогичной, имеющей совместимые с прибором интерфейс и протокол.

Устройство и работа

На вход пульта бурильщика, через входной разъем 2РМ18Б7Ш, на микроконтроллер датчика сетевого унифицированного (МСДИ-206), информация поступает в цифровом виде по двухпроводным линиям связи, в стандарте RS485.

Далее, прошедшие обработку, пакеты данных поступают на плату модуля управления индикацией (МУИ-455-20) и плату строки сообщений (ИСС-454-15) по однопроводной асинхронной линии связи). На плате модуля управления индикацией расположен микропроцессор AT89LV52, который осуществляет обработку полученного пакета данных и рассылает информацию, по конкретным индикаторам, на платы:

индикатора веса и момента на роторе (ИВМ-450-15)

индикатора глубин и талевого блока (ИГТ-451-15)

индикатора расхода ПЖ и содержания горючих газов (ИРГ-452-15)

индикатора скорости проходки (ИСП-453-15).

Также платы модуля управления индикацией осуществляется управление яркостью всех индикаторов на пульте бурильщика.

Плата строки сообщений (ИСС-454-15), получая ту же информацию, что и МУИ-455-20 , выполняет следующие функции:

вывод сообщения на индикацию

запись сообщения в память

чтение сообщения из памяти с выводом на индикацию

подача звукового сигнала

передача информации о яркости на МУИ-455-20

Пульты бурильщика выпускаются в нескольких модификациях - ИПБ-280-13, ИПБ-280-15. Эти изделия полностью взаимозаменяемы и имеют одинаковую схему подключения внешних кабелей, входные и выходные характеристики. Функциональная, принципиальная и монтажная схемы блоков ИПБ-280-13 и ИПБ-280-15 немного отличаются, и в приложениях приведены схемы на поставляемый вариант.

Заключение

Датчики технологических параметров, используемые в станциях ГТИ, являются одной из самых важных составных частей станции. От точности показаний и надежности работы датчиков во многом зависит эффективность службы ГТИ при решении задач по контролю и оперативному управлению процессом бурения. Однако из-за тяжелых условий эксплуатации (широкий диапазон температур от –50 до +50 ºС, агрессивная среда, сильные вибрации и т.д.) датчики остаются самым слабым и ненадежным звеном в составе технических средств ГТИ.

Применяемые в производственных партиях ГТИ датчики в большинстве своем были разработаны в начале 90-х годов с использованием отечественной элементной базы и первичных измерительных элементов отечественного производства. Причем из-за отсутствия выбора использовались общедоступные первичные преобразователи, которые не всегда отвечали жестким требованиям работы в условиях буровой. Этим и объясняется недостаточно высокая надежность применяемых датчиков.

Принципы измерения датчиков и их конструктивные решения выбраны применительно к отечественным буровым установкам старого образца, и поэтому на современные буровые установки и тем более на буровые установки иностранного производства их монтаж затруднителен.

Из вышесказанного следует, что разработка нового поколения датчиков чрезвычайно актуальна и своевременна.

При разработке датчиков ГТИ одним из требований является их адаптация ко всем существующим на российском рынке буровым установкам.

Наличие широкого выбора первичных преобразователей высокой точности и высокоинтегрированных малогабаритных микропроцессоров позволяет разработать высокоточные, программируемые датчики с большими функциональными возможностями. Датчики имеют однополярное напряжение питания и одновременно цифровой и аналоговый выходы. Калибровка и настройка датчиков производятся программно из компьютера со станции, предусмотрены возможность программной компенсации температурной погрешности и линеаризация характеристик датчиков. Цифровая часть электронной платы для всех типов датчиков однотипная и отличается только настройкой внутренней программы, что делает ее унифицированной и взаимозаменяемой при ремонтных работах.

Список использованной литературы

1. Техническая инструкция по проведению геолого-технологических исследований нефтяных и газовых скважин РД 153-39.0-069-01, 2001.

2. Нюняйкин В.Н., Галлеев Ф.Ф., Зейгман Ю.В., Шамаев Г.А. Справочник нефтяника. Уфа: Башкортостан. 2001г., 264с.

3. Лукьянов Э.Е. Создание новых технологий информационного обеспечения строительства нефтегазовых скважин - веление времени // НТВ Каротажник. Тверь: Изд. АИС. 2005. Вып. 132-133.
4. Махмутов Ш.Я., Лугуманов М.Г. Полевой высокочувствительный экспресс-хроматограф «ХГ-1» и разработанные на его базе газоаналитические комплексы //НТВ Каротажник. Тверь: Изд. АИС. 2003. Вып. 111-112.