15 Дәріс. Техникалық диагностика жүйелерін іс жүзінде қолдану мысалы.
Мысал ретінде штангалы тереңдікте сорғыш құрылғысының күйін диагностикалау алгоритмін қарастырайық. Тереңдікте сорғыш құрылғысының кинематикалық схемасы 15.1 суретте келтірілген.
Сурет 15.1. Кинематикалық схема. 1 - скважина; 2 – құбыр; 3 —штанг; 4 – айдаушы клапан; 5 - плунжер; б – сұйық; 7 – қабылдаушы клапан (ПК); 8 –қыртыс сұйығы
Жұмыстың бас кезінде 7-клапан ашылып, сұйық қыртыстан (пласт) цилиндрге қарай ұмтылады. Поршеннің 5 жоғары бағытпен қозғалысы кезінде 4 клапан жабық күйде. Поршен төмен бағытта қозғалғанда, 7-клапан жабылып, 4-клапан ашылып, поршеннің төмен жағындағы сұйық оның үстіне қарай ығысады. Түрлі зерттеулер бойынша, құрылғының күйі туралы толық диагностикалық ақпаратты динамометрлеу, яғни p=f(s) тәуелділігін (мұндағы р – штокқа түсетін күш мөлшері, s – штанганы ілу нүктесінің қозғалысы) тұрғызу арқылы айқындауға болады. Қарапайым теоретикалық динамограмма 15.2 суретте келтірілген.
Сурет 15.2. Қарапайым теориялық динамограмма.
So – штанганы ілу нүктесінің жылжуы; Sпл – плунжердің жылжуы (м).; X - штанга мен құбырдың деформациясы (м); Р - плунжер үстіндегі сұйық бағанасының салмағы (кг); Р – сұйықтағы штанганың салмағы (кг)
Суреттегі АВСД параллелограмда АВ және СД қабырғалары жүктемені қабылдау (АВ) және жүктемені алып тастау (СД) режимдеріне сәйкес келеді. Ал ВС және ДА қабырғалары плунжердің жоғарғы және төменгі бағыттағы қозғалыстары кезіндегі тұрақты жүктемені бейнелейді. АВС және СДА бөліктері штанганың ілу нүктесінің жоғары және төмен бағыттағы қозғалысын сипаттайды.
Құрылғының нақты жұмысы кезінде динамограмның ВС және ДА бөліктері қисық сызықты болып келеді. Мұндай қисаю жұмыс кезінде штокқа түсетін күш мөлшерінің тербелісінен туындайды. Динамограмманың деформациялануына қарай, құрылғының қандай ақаулық күйге сәйкес келетіндігін талдауға болады.
15.3 суретте құрылғының негізгі сегіз ақаулық күйлерінің динамограммасы келтірілген.
Сурет 15.3 Ақаулық күйлерін сипаттаушы динамограмма
а — қалыпты жұмыс; б -қабылдаушы клапан ақаулығы; в –айдаушы клапан ақаулығы; г – насос ақаулығы; д – плунжер ақаулығы(тым жоғары орналасқан); е - плунжер ақаулығы(тым төмен орналасқан); ж - насос штангасының кептеліп қалуы; з - насос штангасының үзіліп кетуі
Бұл практикалық динамограммалар құрылғының диагностикалық моделі болып табылады. Динамограмманың формасын талдау арқылы, құрылғыда орын алатын түрлі ақаулықтардың нышандарын анықтауға болады және соларға сүйене отырып диагностикалық алгоритм құрылады. Диагностикалық алгоритмнің блок схемасы 15.4 суретте келтірілген.
15.4 Сурет. Диагностикалау алгоритмінің схемасы
ОШ – штанганың үзілуі, ПП – плунжердің ақаулығы, НПП – плунжер тым төмен орналасқан, НН – сорғышқа (насос) сұйықпен бірге газ берілген, УПК – қабылдағыш клапан ақаулы;
Тереңдіктен сорғыш құрылғыны техникалық диагностикадан өткізудің микропроцессорлық жүйесінің құрылымдық схемасы 15.5 суретте келтірілген.
Күш датчигінен ДУ және жылжу датчигінен ДХ сигналдар смесительге См түсіп, ары қарай байланыс каналы арқылы жолақтық фильтрге ПФ және төменгі жиілік фильтіріне ФНЧ түседі. Бұл фильтрлерде сигналдар өзара ажыратылады. Фильтрлердің шығысынан р(t) және s(t) сигналдары кезекпен микропроцессорлы басқару және өңдеу жабдығының МБУО басқаруымен аналогтық коммутаторға АК және аналогтық-цифрлық түрлендіргішке АЦП енгізіледі.
Сурет 15.5 Микропроцессорлық техникалық диагностика жүйесінің құрылымдық схемасы. Bi, Bi — түзеткіш (выпрямитель); См –араластырғыш( смеситель), ПФ —жолақ фильтрі; ФНЦ –төменгі жиілік фильтрі; АК – аналогтық коммутатор; БП – жады блогы; МБУО – микропроцессорлық басқару және өңдеу блогы; РУ – тіркеу құрылғысы; КС –байланыс каналы; ДУ –күш датчигі; ДХ –жүріс датчигі; БП – қорек көзі
Түрлендіргіште әрбір уақыт моменттерінде ti сигналдардың мәндері өлшенеді. Өлшенген сигналдардың шамалары р(ti) және s(ti) жадыда сақтау құрылғысына БП беріледі. Ары қарай, жадыда сақталған ақпараттарды микропроцессор арнайы программаға сәйкес өңдейді, нәтижесінде р=f(s) тұйықталған графигі тұрғызылады. Тұрғызылған график бойынша, жоғарыда келтірілген диагностика алгоритміне сәйкес, құрылғының ақаулық күйлері айқындалады. Диагностикалық нәижелер тіркеу құрылғысына РУ беріледі.
Әдебиеттер нег.3 [304 - 308]
Бақылау сұрақтары:
Тереңдіктен сору құрылғысын диагностикалаудың ерекшеліктері неде?
Микропроцессорлы диагностикалық жүйенің жұмыс принципін келтір.
Диагностикалық жүйедегі микропроцессордың атқаратын қызметі.
4 Теоретикалық динамограмма не үшін қажет?