Файл: Реферат Виды датчиков гти, принцип работы и их основные характеристики.docx

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.