- •Глава 2 общие сведения об измерениях и приборах
- •§ 1. Понятие об измерениях
- •§ 2. Физические величины и их единицы
- •§ 3. Погрешность результата измерения и источники ее появления
- •§ 4. Классификация средств измерении
- •§ 5. Погрешности средств измерений и классы точности
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3 государственная система промышленных приборов и средств автоматизации
- •§ 1. Принципы построения
- •§ 2. Характеристика ветвей гсп
- •§ 3. Преобразователи с унифицированными сигналами
- •Контрольные вопросы
- •Системы дистанционных измерении
- •§ 1. Назначение и классификация методов дистанционной передачи
- •§ 2. Электрические системы и преобразователи с естественными сигналами
- •§ 3. Вторичные приборы электрических и пневматических систем дистанционных измерений
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5 измерение давлении и разрежении
- •§ 1. Основные определения и классификация приборов
- •§ 2. Деформационные манометры
- •§ 3. Электрические манометры
- •§ 4. Скважинные манометры
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6 измерение температур
- •§ 1. Температурная шкала
- •§ 2. Термометры манометрические
- •§ 3. Электрические термометры сопротивления
- •§ 4. Измерение средней температуры нефти и нефтепродуктов в резервуарах
- •§ 5. Измерение температуры в скважинах
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7 измерение расхода жидкости, пара и газа
- •§ 1. Определение и классификация методов измерения
- •§ 2. Объемные расходомеры
- •§ 3. Расходомеры переменного перепада давления
- •§ 4. Расходомеры постоянного перепада давления
- •§ 5. Расходомеры переменного уровня
- •§ 6. Тахометрические расходомеры
- •§ 7. Вибрационный массовый расходомер
- •§ 8. Электромагнитные расходомеры
- •§ 9. Измерение расхода в скважине
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8 измерение уровня жидкостей в емкостях и скважинах
- •§ 1. Назначение и классификация приборов
- •§ 2. Поплавковые и буйковые уровнемеры
- •§ 3. Пьезометрические уровнемеры
- •§ 4. Измерение уровня жидкости в скважинах
- •Акустический метод измерения уровня в скважинах
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9 измерение физических свойств веществ и примесей
- •§ 1. Измерение плотности
- •§ 2. Измерение вязкости
- •§ 3. Анализаторы содержания воды в нефти
- •§ 4. Анализаторы содержания солей в нефти
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10 контроль процессов бурения скважин
- •§ 1. Параметры контроля процессов бурения скважин
- •§ 2. Автономные измерительные установки. Измерение осевой нагрузки на забой
- •Измерение крутящего момента
- •§ 3. Системы наземного контроля процесса бурения
- •Преобразователи
- •§ 4. Каналы связи дистанционного контроля глубинных параметров бурения
- •§ 5. Устройства дистанционного контроля глубинных параметров бурения с электрическим каналом связи
- •§ 6. Устройства дистанционного контроля глубинных параметров бурения с гидравлическим каналом связи. Индикатор осевой нагрузки
- •Контрольные вопросы
- •Часть вторая системы автоматического регулирования и средства автоматизации
- •Глава 11
- •Основные понятия теории автоматического регулирования
- •§ 1. Система автоматического управления
- •§2. Обратные связи
- •§ 3. Разомкнутые и замкнутые сау
- •§ 4. Принцип действия системы автоматического регулирования
- •§ 5. Классификация систем автоматического регулирования
- •§ 6. Требования, предъявляемые к cap
- •§ 7. Понятие статической характеристики
- •§ 8. Понятие динамических характеристик
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12 расчет систем автоматического регулирования
- •§ 1. Типовые динамические звенья
- •§ 2. Способы соединения звеньев
- •§3 Понятия устойчивости системы
- •§ 4. Критерии устойчивости
- •§ 5. Оценка качества процесса автоматического регулирования
- •§ 6. Свойства объектов автоматического регулирования
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13 общие сведения об автоматических регуляторах
- •§ 1. Классификация автоматических регуляторов
- •§ 2. Математические модели регуляторов
- •§ 3. Регуляторы прямого действия
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14 пневматические регуляторы
- •§ 1. Основные особенности пневматических регуляторов
- •§ 2. Унифицированная система элементов промышленной пневмоавтоматики (усэппа)
- •§ 3. Основные регулирующие устройства и вторичные приборы системы старт
- •Контрольные вопросы
- •Глава 15 исполнительные устройства
- •§ 1. Общая характеристика и классификация
- •Исполнительных устройств
- •§ 2. Регулирующие органы
- •§ 3. Исполнительные механизмы
- •§ 4. Основные характеристики и расчет исполнительных устройств
- •Контрольные вопросы
- •Глава 16 построение функциональных систем автоматизации технологических процессов
- •§ 1. Состав технической документации по автоматизации технологического процесса
- •§ 2. Условные обозначения средств автоматизации по конструктивному принципу
- •§ 3. Условные обозначения средств автоматизации по функциональному признаку приборов и устройств
- •§ 4. Функциональные схемы автоматизации
- •Глава 17
- •§ 1.Теоретические основы автоматического
- •§ 2. Фрикционные и гидравлические устройства подачи долота
- •§ 3. Электромашинные устройства подачи долота
- •§ 4. Забойные устройства подачи долота
- •Контрольные вопросы
- •Глава 18 автоматизация добычи и промыслового сбора нефти и нефтяного газа
- •§ 1 Характерные особенности нефтедобывающих предприятии и основные принципы их автоматизации
- •§ 2. Типовая технологическая схема автоматизированного нефтедобывающего предприятия
- •§ 3. Автоматизация нефтяных скважин
- •§ 4. Автоматизированные групповые измерительные установки
- •§ 5. Автоматизированные сепарационные установки
- •§ 6. Автоматизированные блочные дожимные насосные станции
- •Глава 19 автоматизация подготовки и откачки товарной нефти
- •§ 1.Характеристика технологического процесса и задачи автоматизации
- •§ 2. Автоматизированные блочные установки подготовки нефти
- •§ 3. Автоматическое измерение массы товарной нефти
- •§ 4. Автоматизация нефтеперекачивающих насосных станций
- •Контрольные вопросы
- •Глава 20 автоматизация объектов поддержания пластовых давлении
- •§ 1. Характеристика системы поддержания пластовых давлений (ппд)
- •§ 2. Автоматизированные блочные установки для очистки сточных вод и автоматизация водозаборных скважин
- •§ 3. Автоматизированные блочные кустовые насосные станции
- •Контрольные вопросы
- •Глава 21 автоматизация добычи и промысловой подготовки газа
- •§ 1. Характеристика газовых и газоконденсатных промыслов как объектов автоматизации
- •§ 2. Автоматическое управление добычей промысла
- •§ 3. Автоматическое управление процессом низкотемпературной сепарации газа
- •§ 4. Автоматизация абсорбционного процесса осушки газа
- •Контрольные вопросы
- •Глава 22 основные элементы и узлы комплекса технических средств асу тп
- •§ 1. Назначение и общие принципы организации асу тп
- •§ 2. Основные элементы систем телемеханики и вычислительной техники
- •§ 3. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •Контрольные вопросы
- •Глава 23 основы вычислительной техники
- •§ 1. Общие сведения об эвм
- •§ 2. Принципы построения и области применения цвм
- •§ 3. Процессоры
- •§ 4. Запоминающие устройства
- •§ 5. Устройства ввода-вывода
- •§ 6. Порядок решения задачи на цвм
- •Контрольные вопросы
- •Глава 24 телемеханизация технологических процессов добычи нефти и газа
- •§ 1. Понятие об агрегатной системе телемеханической техники
- •§ 2. Телемеханизация нефтедобывающих предприятий
- •§ 3. Телемеханизация газодобывающих предприятий
- •§ 4. Микропроцессоры и некоторые перспективы их применения в нефтяной и газовой промышленности
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Оглавление
Преобразователи
Преобразователь веса инструмента ППВИ-3 предназначен для измерения веса инструмента и нагрузки на долото. В состав его входят: первичный преобразователь, устанавливаемый стационарно в механизме для крепления неподвижного конца талевого каната между подвижным рычагом и основанием механизма; промежуточный преобразователь и усилитель, размещаемые в шкафу управления комплексом или в стойке индикаторного табло.
Чувствительный элемент датчика — чашечная мембрана — имеет две параллельные стойки, на каждой из которых с двух сторон укреплены ферритовые чашки с катушками индуктивности. Против каждой катушки расположена ферритовая чашка—якорь. Ферритовые якори укреплены с внутренней стороны П-образной скобы, установленной на второй стойке. Под действием усилия в неподвижном конце талевого каната мембрана прогибается, вследствие чего нарушается параллельность стоек и изменяются воздушные зазоры между катушками и якорями. При этом изменяются реактивные сопротивления катушек, являющихся плечами измерительного моста.
Измерительный мост размещен на плате промежуточного преобразователя. Напряжение разбаланса моста поступает в операционный усилитель, формирующий унифицированный аналоговый сигнал. Для питания измерительного моста предназначен генератор прямоугольных импульсов.
Для установления соответствия выходного аналогового сигнала типу оснастки сигнал масштабируется при помощи специального операционного усилителя и трехпозиционного делителя напряжения, управляемого переключателем.
Линейная зависимость выходного напряжения от нагрузки (входного параметра) обеспечивается дифференциальным включением катушек индуктивности датчика и регулировкой начальных величин воздушных зазоров катушек. Диапазон измерения 0—6 и 0—8 МН, основная приведенная погрешность 1,5%.
Преобразователь подачи инструмента ППП предназначен для определения проходки на долото за один рейс. В состав преобразователя входят: первичный преобразователь, собранный в пылеводозащищенном корпусе, который крепится на станине буровой лебедки; логический блок на печатной плате, расположенный в шкафу управления комплексом или в стойке индикационного табло.
Входной вал первичного преобразователя соединен с валом барабана лебедки. При повороте вала барабана лебедки, пропорциональном вертикальному перемещению бурильной колонны, через редуктор и вариатор преобразователя приводится в движение флажок. Вращающийся флажок прерывает генерацию высокочастотного генератора, преобразуя частоту вращения вала в пачки импульсов высокой частоты. Далее высокочастотные импульсы детектируются, усиливаются и на выход первичного преобразователя поступают прямоугольные импульсы, интервалы между которыми соответствуют перемещению бурового инструмента на 0,1 м.
С планетарным редуктором механически связан магнитоуправляемый контакт, выходной сигнал которого фиксирует направление перемещения бурильной колонны. Специальные кулачки планетарного редуктора фиксируют положение фрикционного диска на валу вариатора. При этом устанавливается соответствие передаточного числа вариатора с положением слоя навивки каната на барабане лебедки. Выходные сигналы первичного преобразователя, соответствующие расстоянию, на которое перемещается колонна, и ее направлению, поступают в логический блок. Логический блок выполняет следующие операции: фиксирует число поступивших импульсов и определяет расстояние, на которое перемещается бурильная колонна; выполняет алгебраическое суммирование этого расстояния со значением проходки на долото, находящимся в памяти логического блока, формирует выходной сигнал о приращении проходки на долото; накапливает в памяти значения проходки.
Преобразователь давления ППДР-4, предназначенный для измерения давления бурового раствора, состоит из первичного преобразователя, который устанавливают на горизонтальном участке нагнетательной линии бурового насоса, и промежуточного преобразователя на печатной плате, который монтируют в шкафу управления комплексом или в стойке индикационного табло.
Чувствительный элемент представляет собой чашечную мембрану, непосредственно воспринимающую давление контролируемой жидкости. Преобразование перемещения мембраны под действием давления в унифицированный аналоговый сигнал аналогично описанному выше в преобразователе веса инструмента ППВИ-3.
Диапазон измерения 0—25 и 0—40 МПа, основная приведенная погрешность 1,5%.
Преобразователь частоты вращения ПП 4-2, предназначенный для преобразования частоты вращения ведущего вала ротора в электрический сигнал, состоит из первичного преобразователя, представляющего собой формирователь импульсов и диск с зубцами, и промежуточного преобразователя на печатной плате.
Формирователь импульсов размещен в пылеводозащищенном корпусе, который крепится к крышке ведущего вала ротора. Диск с зубцами установлен на ведущем валу ротора. Промежуточный преобразователь размещен в шкафу управления комплексом или в стойке индикационного табло.
При вращении диска зубцы прерывают генерацию высокочастотного генератора формирователя импульсов, преобразуя частоту вращения ротора в пачки импульсов высокой частоты. Высокочастотные импульсы детектируются, усиливаются и на выход первичного преобразователя поступают прямоугольные импульсы.
Промежуточный преобразователь при помощи частотного детектора преобразует частоту импульсов в унифицированный аналоговый сигнал. Зависимость выходного аналогового сигнала от частоты вращения ротора линейна. Диапазон измерения 0—300 об/мин. Основная приведенная погрешность 1,5%.
Преобразователь крутящего момента на машинном ключе ПКМК-2, предназначенный для контроля крутящего момента на машинном ключе буровых установок глубокого бурения, состоит из датчика, устанавливаемого стационарно на хвостовике машинного ключа между шарнирным рычагом и кронштейном, и промежуточного преобразователя, который монтируют в .шкафу управления комплексом или в стойке индикационного табло.
Усилие натяжения каната, удерживающего ключ, действует на чувствительный элемент датчика—чашечную мембрану, имеющую две параллельные стойки. На одной из стоек с двух сторон укреплены ферритовые чашки с катушками индуктивности. Против каждой катушки расположена с воздушным зазором ферритовая чашка-якорь, укрепленная с внутренней стороны П-образной скобы, установленной на второй стойке. Когда под действием усилия на ключ мембрана изгибается, параллельность стоек нарушается и изменяются реактивные сопротивления катушек, являющихся плечами измерительного моста.
Измерительный мост размещен на плате промежуточного преобразователя. Напряжение разбаланса моста поступает на операционный усилитель, формирующий на выходе унифицированный аналоговый сигнал. Для питания измерительного моста промежуточный преобразователь имеет генератор прямоугольных импульсов.
Линейная зависимость выходного напряжения от входного параметра обеспечивается дифференциальным включением катушек индуктивности датчика и регулировкой начальных величин воздушных зазоров катушек. Диапазон измерения составляет 0—60 и О—120 кН*м, основная приведенная погрешность 1,5%.
Информационно-измерительная подсистема БУРУН комплектуется устройствами для измерения расхода и плотности бурового раствора. Для измерения расхода применяют индукционный расходомер РГР-7. Для измерения плотности Грозненским НПО «Пром-автоматика» разработан автоматический весовой плотномер АВП-1М, принцип действия которого аналогичен ДУВ-ТК-101(см. гл. 9).
Диапазон измерения АВП-1М 800—2600 кг/м3, основная погрешность не более 15 кг/м3.