Автоматизация технического процесса бурения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Сентября 2009 в 19:16, Не определен

Описание работы

Диплом

Файлы: 1 файл

диплом1.doc

— 481.50 Кб (Скачать файл)

    Такой массив памяти формируется с использованием так называемой стековой организации  хранения данных, суть которой заключается  в том, что в массиве памяти фиксированного объема N , содержащего N значений определенной переменной, новое (N + 1) значение данной переменной помещается в этот массив (стек) за счет исключения из него по определенному правилу одного  из N элементов. Правилами записи в стек могут быть ”первый пришел – первый ушел”, ”первый пришел – последний ушел” и т. п. В данном случае стековая организация хранения  данных организована следующим образом.

    Часть объема ОЗУ ЭВМ, в котором организована оперативная информационная база, разделена  на блоки, включающие по 64 ячейки памяти. Число таких блоков равно максимальному  количеству параметров и показателей процесса бурения, используемых в системе. Каждый из таких блоков является стеком соответствующего параметра; запись информации во все стеки осуществляется по правилу ”первый пришел – первый ушел”. Пусть в момент времени в каком либо стеке, например стеке измерений , находилось 64 предыдущих значений (рис. 7.2) ,( , , …, ).

    В момент времени  было сформировано очередное измерение , которое необходимо поместить в стек, будет перемещено в 63-й элемент, - в 62-й элемент и таким образом до ”вершины” стека, т. е.  до1-го элемента, в который будет помещено значение , а значение будет удалено из стека. Следовательно, в стек будет помещаться каждое новое измерение данного параметра.

    Запись  во все стеки производиться синхронно с периодом , т. е. в момент времени (где K - номер цикла измерений) формируются измерения всех параметров и записываются значения измерений в соответствующие стеки. В любой момент времени в стеках  
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

  
 
 
 
 
 
 

                                                                                                          Ожидание истечения           

                                                                                                                                    

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                               Да 
 

                                       Нет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

               
 
 
 
 

                                                                                                                    Нет 
 
 

                                     Да 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                          Нет 
 

Рис. XXX Блок-схема

Да                                           алгоритма работы

подсистемы

сбора и первичной

обработки информации 
 
 
 

    находятся по 64 измерения каждого из параметров процесса бурения, упорядоченных во времени и позволяющих оценить изменение параметров в интервале времени от до . Например, при с интервал оценки измерения параметров составит с.

    Очевидно, что, располагая данными за такой  относительно длительный  интервал времени, можно достаточно надежно  распознавать возникающие изменения  состояния процесса и прогнозировать тенденции развития технологических  ситуаций. Анализ формируемых таким образом временных рядов производится другими подсистемами системы по математическим методам и алгоритмам, соответствующим задачам, решаемым каждой из подсистем.

    Описанные выше методы опроса, первичной обработки  и хранения информации о параметрах и показателях процесса бурения реализуются программным модулем САУ технологическим процессом, который получает управление циклически, с периодом Данный программный модуль имеет в системе высший приоритет.

    Вся необходимая для работы информация содержится в таблице опроса параметров (рис. xxxx) и определяет требуемый режим и характеристики измерений. Блок схема алгоритма работы модуля приведена на рис. xxxx.

    Важное  преимущество подобной структуры данной подсистемы - возможность простого изменения или замены подпрограммы обработки измерений параметров, и следовательно возможность работы системы с различными датчиками и измерительными приборами.

 

Глава 4. Разработка принципиальной схемы устройства связи персонального  компьютера с объектом автоматизации.

    4.1 Описание автоматизированной  системы управления  процессом бурения Зоя 1.1.

    Система Зоя 1.1 предназначена для контроля технологических параметров бурения с целью оперативного управления и оптимизации режимов бурения скважин на нефть и газ и обеспечивает:

  • автоматический сбор и обработку с расчетом производных параметров и представление текущей информации в наглядной форме на средствах отображения и регистрации бурильщика и бурового мастера;
  • документирование результатов бурения в цифро-аналоговом и графическом виде, включая рапорт за смену,
  • контроль выхода технологических параметров за установленные пользователем пределы со световой и звуковой сигнализацией этих событий;
  • аварийную сигнализацию при выходе параметров "Вес на крюке", "Давление на входе"  за предельные значения с выдачей сигналов блокировки на соответствующее буровое оборудование;
  • автономное функционирование пульта бурильщика при отключении ЭВМ;
  • высокую эксплуатационную надежность и долговечность при минимальных затратах на техническое обслуживание и метрологическое обеспечение.

    К необходимому типовому элементу любой  системы автоматического управления относятся датчики технологических  параметров. Назначение датчика - преобразование контролируемой или регулируемой величины в величину другого рода, удобную для дальнейшего применения.

    В системе присутствуют следующие  датчики:

  • Датчик веса на крюке устанавливается на неподвижной ветви талевого каната. В качестве первичного преобразователя в датчике используется тензометрический силоизмерительный элемент.
  • Датчик контроля момента на роторе (тензометрический) устанавливается на редукторе привода ротора вместо фиксирующей серьги-стяжки или фиксирующей опоры. Контролируется действующее на датчик усилие растяжения или сжатия.
  • Датчик контроля ходов насоса (индуктивный датчик приближения) устанавливается на шкиве привода насоса.
  • Датчик канала контроля скорости вращения ротора определяет скорость вращения вала привода ротора. В качестве первичного преобразователя применяется датчик приближения. Устанавливается на трансмиссии.
  • Датчик давления (тензорезисторный) устанавливается в нагнетательной линии.
  • Датчик глубин дает исходную информацию для расчета глубины забоя, подачи, положения тальблока. Датчик цепной передачей связан с валом лебедки.
  • Датчик-индикатор изменения расхода бурового раствора на выходе (в желобе) преобразует угол отклонения лопатки от вертикального положения в электрический сигнал в зависимости от уровня и скорости потока.
  • В совмещенном датчике плотности - уровня бурового раствора (БР) и плотности БР на выходе в качестве первичного преобразователя применяется дифференциальный  манометр.  Измеряется гидростатическое давление в погруженных в буровой раствор трубках, через которые   под   давлением продувается воздух.
  • Датчик суммарного содержания горючих газов, выполненный на основе первичного термохимического преобразователя, монтируется вместе с датчиком-индикатором изменения расхода на выходе. Аналогичные датчики   применяются для контроля газосодержания и сигнализации во взрывоопасной зоне.
  • Датчик температуры БР на входе и выходе выполнен на основе специальной микросхемы и устанавливается, соответственно, в рабочей емкости и в желобе.
  • Датчик температуры воздуха (аналогичный) размещен в кабельной распределительной коробке.
  • Датчик момента на ключе (тензометрический) устанавливается на приводном тросе ключа.
  • Датчик момента на турбобуре (тензометрический) устанавливается на узел стопора ротора.

    Информация  от датчиков по кабелям передается в блок УКП, где осуществляется преобразование и обработка сигналов, и, затем, в пуль бурильщика и ЭВМ.

    Информационно-метрологические  характеристики   в  полном  объеме приведены в прилагаемой  таблице №.

                                                                                     Таблица  №.

        Контролируемый параметр
    Наименование  параметра, единица измерения Диапазон  контроля
    1 Вес на крюке, кН 0 - 5000; 0 - 4000

    0 - 3000; 0 - 2500

    0 - 2000; 0-1500

    2 Нагрузка на долото, кН 0-500
    3. Крутящий момент на роторе, кНм 0-60 0-30
    4. Давление на входе, Мпа 0-40
    5 Расход на входе, л/с 0-100
    6 Обороты ротора, об/мин 0-300
    7 Число ходов каждого насоса (до  трех), ход/мин 0-125
    8 Изменение расхода на выходе, % 0-99
    9. Подача, м 0-99,9
    10. Положение талевого блока, м 0-60 0-45
    11 Глубина забоя, м 0 -9999
    12 Положение долота над забоем, м 0 - 9999
    13 Текущее время, дата -
    14. Время бурения 1 м проходки, мин/м 0-1000
    15. Механическая скорость проходки, м/час 0-200
    16. Скорость СПО, м/с 0-3
    17. Время бурения долотом, мин 0-999999
    18. Проходка на долото, м 0-999
    19. Плотность бурового раствора (БР),г/смЗ 0,8-2,6
    20. Уровень БР, м 0,4-2,0; 0,8-2,4

    1,2-2,8

    21 Суммарный объем БР,мЗ 0 - 999,9
    22. Изменение суммарного объема БР, мЗ 0-500
    23 Суммарное содержание горючих газов, % НКПР 0-50
    24. Момент на ключе, кНм 0-60
    25. Момент турбобура, кНм 0-30
    26 Температура на входе и выходе,°С 0-100
    27 Температура воздуха,°С 0-100
    28. Плотность промывочной жидкости  в желобе, г/смЗ 0,8-2,6

Информация о работе Автоматизация технического процесса бурения