Файл: Кулиев, И. Ш. Автоматизация комплекса технологических процессов добычи нефти в нефтяных шахтах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.11.2024

Просмотров: 24

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

измерительного 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 -