Автоматизация процесса бурения

Страница 10

· 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

4.2 Место УСО в АСУ процесса бурения

АСУ ТП должна иметь возможность и средства связи с объектом управления. Однако из главных различий между системами обработки данных и АСУ ТП состоит в том, что последняя должна быть способна в реальном времени получать информацию о состоянии объекта управления, реагировать на эту информацию и осуществлять автома­тическое управление ходом технологического процесса. Для решения этих задач ЭВМ, на базе которой строится АСУ ТП, должна относиться к классу управляющих вычислительных машин (УВС), т. е. представлять собой управляющий вычислительный комплекс (УВК) УВК можно определить как вычислительную машину, ориентированную на автоматический прием и обработку информации, поступающей в про­цессе управления, и выдачу управляющих воздействий непосредственно на исполнительные органы технологического оборудования. Такая ори­ентация обеспечивается устройствами связи с объектом (УСО) (рис. ммм) - набором специализированных блоков для информационного обмена между уп­равляющей ЭВМ и объектом управления. Различают пассивные и ак­тивные УСО.

Пассивные устройства выполняют команды опроса датчиков и команды выдачи управляющих воздействий. Они содержат комплекты входных и выходных блоков и блок управления. В состав входных и выходных блоков, обеспечивающих прием аналоговой и дискретной информации, входят преобразователи формы информации типа аналог-код и код-аналог, коммутаторы, усилители и т. п. Блок управления обеспечивает необходимый обмен информацией с управляющей ЭВМ и управление всеми блоками устройства, расшифровывает команды, поступающие от ЭВМ, и обеспечивает необходимый обмен информацией через блоки ввода-вывода

Активные УСО способны работать в автономном режиме слежения за состоянием управляемого объекта (процесса), а также выполняют определенные алгоритмы преобразования информации, например, алгоритмы регистрации параметров и сигнализации об отклонении их от нормы, регулирования по одному из относительно простых законов и др. Построение УСО по активному принципу позволяет повысить надежность АСУ ТП в целом и эффективность использования управляющей вычислительной машины в результате сокращения потока информации, поступающей от объекта управления в управляющую ЭВМ.