книги из ГПНТБ / Кулиев, И. Ш. Автоматизация комплекса технологических процессов добычи нефти в нефтяных шахтах
.pdfизмерительного R^ и компенсационного RK термоэлементов. Сопро тивления Rj и R^ являются плечевыми элементами мостовой схе мы. Ь диагональ моста включен измерительный прибор - миллиампер метр. Переменное сопротивление служит для первоначального урав новешивания' мостовой схемы. Сгорание метана осуществляется в ре акционной камере - взрывозащищенном сетчатом колпаке, куда мета
новоздушная смесь поступает естественным путем |
благодаря диффу |
|
зии и конвективной тяге. Внутри реакционной камеры размещены |
||
только измерительный R„ |
и компенсационный R„ |
элементы. |
и |
к |
|
Рис.24. Измерительный элемент датчика метана
При отсутствии метана мостовая схема уравновешена,и через миллиамперметр ток не протекает. Метан, появившийся в рудничной атмосфере и,следовательно,поступивший в реакционную камеру, сгорвет только на измерительном элементе RH . В результате этого со противление возрастает, равновесие мостовой схемы нарушается и через прибор мА, отградуированный в процентах метана, протекает ток дебаланса, величина которого пропорциональна концентрации ме тана.
В диагональ моста параллельно прибору включены второй изме рительный прибор и чувствительные элементы релейно-исполнительно го блока аппарата сигнализации типа АСМТ-2, с помощью которых при определенных концентрациях метана осуществляются сигнализация и отключение электропитания участка.
- 70 -
Компенсационный элемент Rr служит для того, чтобы исключить погрешность, вызванную изменениями физико-химических параметров шахтной атмосферы (температура, влажность, содержание углекислого газа, угольная пыль и т.д.).
Ввиду отсутствия на компенсационном элементе Rjj металличес кого покрытия метан на нем не сгорает. Но так как геометрические и электрические, а следовательно, и тепловые параметры его анало гичны параметрам измерительного элемента то все вышеуказан ные изменения физико-химических параметров среды воспринимаются одинаково как сопротивлением RI , так и сопротивлением В2
Исполнение датчика - рудничное взрывоискробезопасное, при
этом реакционная камера имеет взрывобезопасное |
исполнение, а вся |
|
конструкция и элементы |
схемы питания - искробезопасное с коэффи |
|
циентом искробезопасности 1,1. |
|
|
Питание осуществляется переменным током, напряжением 65 В от |
||
блока автоматизации насосного агрегата. |
|
|
Габариты, мм: |
|
|
высота |
380 |
|
ширина |
164 |
|
длина |
234 |
|
вес, |
кг |
8 |
При включении блока автоматизации насосного агрегата, напря жение 127 В переменного тока поступает на ввод феррорезонансного
стабилизаторе СТ (напряжение 127/65 В). Входное напряжение 65 В по
дается не участок 1к.2к, ДМТ-2, в результате чего загорается лам почка Л2, указывающая на включение датчика (си.рис.22).
При повышении концентрации кетеза более 1% на выходе датчика
э.д.с. подается не обмотку магнитно-электрического реле (типе
U202/I5 25 мкА).
Реле I К (см.рис.21) срабатывает и своим замыквющим контак том замыкает цепь реле повторителя PKHI, которое, в свою очередь, звмыкает цепь РП1 л отключает катушку магнитного пускателя (см.
рис. 22).
Сигнализатор БСКУ является бесконтактным устройством поплавко вого типа и предназначен для контроля заполнения и опорожнения емкостей в системе промыслового сбора нефти.
- 71 -
Сигнализатор выполнен во взрывозащищенном исполнении и может быть установлен во взрывоопасной среде, где могут образовываться парогазовоздушные смеси категорий 1,2,3 групп А,Б,Г согласно ПУЭ.
Принцип индикации положения поплавка основан на "срыве" тока генерации полупроводникового генератора при приближении металли ческого поплавка к торцу ферритового сердечника катушки индуктив ности колебательного контура.
Срыв генерации создается увеличением активных потерь высоко частотной электромагнитной энергии колебательного контура за счет появления вихревых токов на подводимом к катушке индуктивности металлическом теле поплавке.
Сигнализатор уровня содержит камеру, свободно плавающий в жидкости сферический поплввок, электронную схему и чувствительный элемент (стерженек катушки индуктивности).
Бесконтактный сигнализатор контроля уровня работает сле дующим образом. При отсутствии жидкости в емкости поплавок сво бодно лежит на трех упорах - ограничителях и удален от торца фер ритового стерженька катушки индуктивности колебательного контура, которая изолирована от полости камеры пластмассовым нефтестойким колпаком.
В этом случае обеспечивается условие самовозбуждения полупро водникового генератора, который собран на триоде ПТ1 и изображен на электрической схеме (см.рис.22).
Высокочастотное напряжение, снимаемое с выходной обмотки транс форматора, детектируется диодами Д1 и Д2 и подается на электрон ный ключ, который выполнен на триодах ПТ2 и ПТЗ.
Триод ПТ2, являющийся одновременно усилителем мощности и ин вертером, управляется триодом ПТЗ, работающим в ключевом режиме. Таким образом, при отсутствии металлического поплавка в активном поле распространения электромагнитных волн, излучаемых катушкой индуктивности колебательного контура, триод П И находится в режиме генерации, а с выхода детектора (Д1 и Д2) снимается напряжение, открывающее триод ПГ2 и приблизительно равное потенциалу эмиттера. Оно подается через делитель на базу электронного ключа ПТЗ, кото рый закрывается.
С заполнёнием емкости жидкостью поплавок приближается к тор цу стержня катушки индуктивности колебательного контура генерато ра, в котором происходит срыв тока генерации. При этом на выходе
детектора отсутствует напряжение, |
триод ПТ2 заперт, а электронный |
- 72 |
- |
ключ Ш ’З открыт. Следовательно, наличие или отсутствие жидкости
вемкости соответствует определенному состоянию ключа.
Всхеме применена стабилизация питающего напряжения стаби литроном типа Д813, что позволяет подключить сигнализатор к ис точнику питания 24Е±10+153».
Сигнализатор смонтирован во взрывозащитном сварном корпусе, основанием которого является доработанная стандартная заглушка, Снизу корпус закрывается колпаком из конструкционного прессматериала АГ-48, в котором установлен чувствительный элемент. Сверху корпус закрывается крышкой с четырьмя невыпадахщими винтами. Электрическая схема сигнализатора собрана на двух скрепленных между собой печатно-монтажных платах, которые крепятся к основа нию сигнализатора.
Унифицированная схема управления насосным агрегатом уклона нефтяной шахты составлена с учетом различных вариантов принципи альной схемы.
ВАРИАНШ |
ПРИМЕНЕНИЯ СХЕМ |
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ |
|
Вариант I предназначен |
для управления работой электропогру- |
жного нзсоса а состоит из датчиков метана, давления, верхнего уровня и реле минимальной нагрузки, выполняющего функции датчика нижнего уровня и реле производительности насоса (см.рис.22).
При понижении уровня жидкости в емкости до минимальной отмет ки происходит срыв работы насоса, т.е. уменьшение нагрузки элек тродвигателя на 15*20$, что влечет за собой срабатывание реле ми нимальной нагрузки РТЫ, которое включено во вторичную цепь транс форматора тока Тт.
Таким образом, реле РТН, выполняющее функции датчика нижнего
уровня, замыкает свой замыкающий контакт в цепи реле РП1. РП1 сраба тывает и размыкает свой размыкающий контакт в цепи реле РП. Обесточи вается реле РП, и размыкается цепь питания катушки пускателя.Электро двигатель останавливается. При заполнении емкости цикл повторяется.
При перегрузке и коротком замыкании срабатывает реле РТ (типа PT-8-I/2), замыкая свои контакты в цепи РП1, и отключает электродви гатель насоса.
- 73 -
При обрыве фаз или повышении токов утечки кабеля и обмотки электродвигателя срабатывает реле РЗ, установленное в цепи, пи тающей автоматический выключатель, который отключает электро двигатель.
Вариант И предназначен для управления работой винтового погружного насоса и состоит из датчиков давления, метана, верхне го и нижнего уровня.
Вариант Ш предназначен для управления центробежным и порш невым насосами и имеет следующие функциональные элементы: датчики
давления, метана, |
верхнего и нижнего уровня, |
реле температуры на |
|||
б |
точек. |
|
|
|
|
|
Вариант IY |
предназначен для управления |
насосом, |
работающим |
|
с |
предварительным |
заливом. |
|
|
|
|
Все эти варианты можно осуществить с помощью переключения |
||||
схем на клеммных наборах, |
расположенных |
внутри |
оболочки |
||
ПМВИ-1365. |
|
|
|
|
|
|
Основными критериями надежности элементов блока управления |
||||
насосными агрегатами .являются номинальная интенсивность отказов и номинальная наработка на I отказ.
Исходные данные для расчета сведены в табл.7 . Номинальная интенсивность .отказов:
Ех = (26,48 + 6,41 + 3,62 + 3,62 + 4,35) П Г 5 = 44,48хЮ"5 1/ч
пноминальная наработка на I отказ:
Т= — I— = ------ 1---- - = 2,31 х Ю 3(час). 2Х 44,48 х 10~ь
Опытный образец блока автоматизации успешно прошел межведом ственные испытания.
Образец блока автоматизации насосных агрегатов рекомендован для серийного производства и внедрения в широких промышленных масштабах в нефтяных и газовых шахтах.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
I. С учетом опыта эксплуатации и добычи нефти на Ярегской нефтешахте объединения "Коминефть" впервые определены принципы и обоснованы объемы автоматизации и диспетчеризации комплекса тех нологических процессов добычи нефти на существующих и перспектив
ных подземных нефтяных промыслах.
- 74 -
|
|
Т а б л и ц а |
7 |
|
Наименование элементов |
Обозна |
Номинальная |
|
|
чение |
интенсивность |
|||
|
|
на |
отказов |
|
|
|
схеме |
10-5 1/ч. |
|
Реле типа Р Ж ».. _ |
|
PKHI |
1,0 |
|
Т о ж е ....................... |
|
РКН2 |
1,0 |
|
_*т_ |
|
РКНЗ |
1,0 |
|
_п_ |
|
|
||
|
Р |
1,0 |
|
|
Реле промежуточное МКУ-4Я |
|
|
||
|
р щ |
5,0 |
|
|
То Ж8 ................. ......... |
|
РП2 |
5,0 |
|
Реле магнитоэлектрическое |
M202/I5 |
|
||
.. IM |
1,2 |
|
||
Реле индукционное РТ-85/2... |
...... |
РТ |
1,2 |
|
Реле максимального тока РТ-40/06 ... РТН |
1,2' |
|
||
Трансформатор тока ........... |
|
Тт |
С,62 |
|
Трансформатор понижающий, |
100 В |
|
|
|
380/127/36/24 .................. |
|
Тр |
1,04 |
|
Стабилизатор 127/65/ В /849-32...... |
Ст |
5,3 |
|
|
Мост выпрямительный Д7Бх4........ |
. |
1Д-4Д |
0,3 |
|
Сопротивление напроволочное.... ... |
ЩТ-1,0 |
0,07 |
|
|
То ж е ...................... |
|
. МЛТ-1.0 |
0,07 |
|
Конденсатор 1x400 |
|
|
|
|
|
С * |
0,18 |
|
|
Датчик метана ..................... |
|
дагг-2 |
6,42 |
|
Датчик нижнего уровня ............. |
|
БСК0 |
3,62 |
|
Датчик верхнего уровня............. |
|
БСК0 |
3,62 |
|
Температурное пневмоэлектрическое |
|
|
|
|
реле комбинированное •••••...... |
ПРК |
4,35 |
|
|
Датчик давленая .................. |
. |
B3-I6PB |
1,2 |
|
Исследована, разработана и испытана система телемеханизации технологических цроцессов добычи нефти с использованием радио- и телефонного каналов связи, удовлетворяющих основным требованиям эксплуатации на примере Ярегских нефтяных шахт.
2. |
Проведены исследования, |
разработаны и успешно прошли меж |
ведомственные испытания автоматические программные пневматические |
||
устройства АПУ-1 и А Ш Г (групповой) |
(выпускается Кировабадеким |
|
приборостроительным заводом) для управления работой периодически
- 75 -
эксплуатирущихся эрлифтных, паронагнетательных и инжекционных |
||
скважш и внедрены |
на ырегских нефтяных шахтах. |
• ' |
Фактический |
годовой экономический эффект от внедрения |
этих |
устройств составил более 60 тыс. руб.
3. Проведены экспериментальные исследования по созданию средств измерения температуры нефтяных залежей, эксплуатируемых шахтным способом, усовершенствованию многоточечного электронного моста и логометров .для измерения температуры и изучению поля рас пространения тепла в пласте и скважине при термическом методе воздействия на пласт.
Разработана схема автоматизации управления работой термичес ких скважин для регулирования температурного режима воздуха уклогт нефтешахт в соответствии с требованиями техники безопасности.
4. Разработан и изготовлен опытный образец, прошедший межве домственное испытание - блок автоматизации насосных агрегатов для откачки жидкости (тяжелых, легких нефтей и воды) и рекомендован для серийного производства и внедрения па нефтяных и .газовых шахтах (решение МИЛ СССР).
Экономически!; эффект составит от внедрения около 45 тыс.руб. в год.
ЛИ Т Е Р А Т У Р А
I.К р е н к А.Я. Ухта - родина шахтной добычи нефти Советского
Союза. Сыктывкар, 1966.
2 ., К у л и е в И.Ш. Исследование по созданию систем и средств автоматизации для объектов добычи нефти на подземных промыслах с применением методов термического воздействия. Сборн. реф., сер.08,
й II—12, 1972, БИТИ, центр. |
|
||
■3. К у л и е в |
И.Ш., |
С е р е г и н |
И.А. К вопросу диспетче |
ризации нефтяных шахт .”3а технический прогресс’.’^ 7, 1971. |
|||
4 . К у л и е в |
И.Ш. |
Автоматизация компрессорных скважин под |
|
земных нефтяных промыслов . ЗТП. й 12, 1972. |
|||
5. К у л и е в |
И.Ш. |
Исследование |
и создание систем и средств |
автоматизации для объектов добычи на подземных промыслах с приме нением методов термического воздействия . Отчет по НИР. Тена
й60173. Фонды АзНЙЛИнефть.
6.К у л и е в И.Ш. Блок автоматизации насосных агрегатов для откачки жидкости в нефтешахтах . ВНИИ0ЭНГ-,текущая информация, се рия "Нефтепромысловое дело". й 20, 1970.
-76 -
с О Д E p i; Л Н И Е
Введение ........ |
. . . . . ......................... |
3 |
||
Автоматизация технологических процессов добычи нефти |
|
|||
шахтнш способом . |
........................................ |
|
|
4 |
Телемеханизация объектов нефтяных шахт .......... |
. . |
9 |
||
Исследование |
электрических свойств |
распространения |
|
|
радиоволн в горних породах и определение радиопомех в |
|
|
||
шахтных условиях |
............................................ |
|
|
14 |
Автоматизация работы компрессорных |
скважин . . . . . |
. |
24 |
|
Автоматическое измерение температуры в термических |
|
|
||
скважинах ................................ |
|
|
|
|
Автоматизация проветривания и регулирования темпера |
|
|||
туры нефтешахтной атмосферы при термическом воздействии на |
|
|||
п л а с т ................................. |
|
|
|
|
Автоматизация работы насосных агрегатов в нефтяных |
|
|
||
шахтах . . . . . . |
............................. . . . . . |
64 |
||
Выводы и рекомендации ........................
Литература..................................
Y з -
АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДОБЫЧИ НЕФТИ В НЕФТЯНЫХ ШАХТАХ. М., ВНИИОЭНГ, 1974.
Ведущий редактор Е.Г.Зацепина
Технический редактор Э.А.Кузнецова Корректор Л.М.Королева
ВНИИОЭНГ 6616 |
Подписано в печать 28/XI |
1974 |
г. |
Т-21007 |
||
Формат |
60x84 I/I6 |
Печ.л. 4,75 |
Уч.-изд.л. |
4,16 |
Усл.печ.л. 4,42 |
|
Тираж |
1300 экз. |
Цена |
35 коп. |
|
|
Заказ |
|
ВНИИОЭНГ, Москва, II3I62, Хавская, II |
|
||||
|
Типография ХОЗУ |
Миннефтепрома |
|
|
||
|
Набережная Мориса Тореза, |
26/1 |
|
|
||
