Терендік электр сораппен ұңғыма жабдықталуы
ЖОСПАР
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.ТЕРЕНДІК ЭЛЕКТР СОРАПТАРМЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН
ҰҢҒЫМАЛАРДЫ ЗЕРТТЕУ
1.1 Терендік электр сораппен ұңғыма жабдықталуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
1.2 ЭЦТСҚ типті модульдік центрден тепкіш батырмалы сораптар ... ... ... ...10
1.3Ұңғымаларды батырмалы центрден тереңдік электрсораптарымен эксплуатациялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
2.ТЕРЕНДІК ЭЛЕКТР СОРАППЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН СКВАЖИНАНЫ АВТОМАТТАНДЫРУ
2.1 Батпалы сораптар басқару нысаны ретінде ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
2.2 Басқару тапсырмасынының қойылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
2.3 Модельдеудің қазіргі жағдайы
2.3.1 Сораптың математикалық моделі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..2 7
2.4 Ақпараттық және алгоритмдік қамтамасыздандыруды жобалау ... ... ... ...28
2.5 Техникалық қамтуды жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
2.6 Бағдарламалық қамтуды жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...30
3. ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
3.1 Терендік электр сораппен жабдықталған ұңғыманы автоматтандыру жүйесін енгізудің экономикалық тиімділігін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...34
3.2 Негізгі және қосымша өндірісті ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
3.3 Нақты шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...38
3.4 Техникалық - экономикалық көрсеткіштерге талдау жасау ... ... ... ... ... ...43
4. ЕҢБЕК ҚОРҒАУ БӨЛІМІ
4.1Терендік электрсораптарды пайдалану кезіндегі қауіпті және зиянды өндірістік факторларға талдау жасау ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..46
4.2. Өндірістік санитария ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .48
4.3.Терендік электр электрсораптармен жабдықталған ұңғымаларды пайдалану кезіндегі техника қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..50
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 54
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... .55
КІРІСПЕ
Технологиялық процесс автоматтандыру өнімділікті жоғарылатудағы және еңбек шартын жақсартудағы негізгі фактор болып табылады. Барлық бар немесе салынып жатқан өндіріс нысандары белгілі бір дәрежеде автоматтандыру құралдарымен қамтамасыздандырылады.
Аса қиын өндіріс орындарының жобасы, әсіресе мұнайхимия және химияда, бірқатар технологиялық процесс комплекстық автоматтандыруды қамтиды.
Қазіргі таңда мұнай өңдеу, мұнайхимия, химия салаларындағы негізгі техникалық прогресс жолдары бұл: қуатты жоғарылату, технологиялық қондырғылардың экономикалық тиімділігін арттыру, өнімнің өзіндік құнын төмендету және дайын өнімнің сапасын жоғарылату.
Алынатын өнімнің саны мен сапасы, сонымен қатар барлық қондырғылардың техника-экономикалық көрсеткіштері айтарлықтай дәрежеде мұнай өндірісіндегі батпалы сораптың технологиялық режиміне тәуелді, бұл өз кезегінде жобадағы қарастырылып отырған мәселенің практикалық құндылығы мен өзектілігін айқын көрсетеді.
Мұнайөңдеу, мұнайхимия және химия өнеркәсіптеріндегі көптеген технологиялық қондырғылардың негізі болып табылатын мұнай өндірісінің батпалы сорабын автоматтандыру айтарлықтай жоғары дәрежеге жетті.
Терендік электр сораппен жабдықталған ұңғыманы автоматтандыру, олардың жұмысын қашықтан басқаруға және бақылауға, сонымен қатар әртүрлі ақаулар кезінде зақымданудан қорғауға негізделген.
Мұнай өндірісіндегі терендік электр сорапты автоматты басқару жүйесіне қойылатын талаптар өте жоғары болуы керек, себебі олардың технологиялық режимі соңғы өнімнің сапасы мен санына да әсер етеді.
Технологиялық процесстің жоғарғы технико-экономикалық көрсеткіштерін қамтамасыз етудегі шешуші факторды, сол процесстің оптималды жағдайда өтілуі атқарады. Алынатын өнім сапасын көрсететін параметрлердің ең оптималды мәнде сақталынуы тек ғана процесс басқаратын жоғары эффективті автоматтық басқару жүйесімен қамту арқылы орындалады. Осыған байланысты, технологиялық процесс автоматтандыру проблемалары өте өзекті. Әсіресе, өзара байланысы күрделі, кірістік, режимдік әне шығыстық параметрлер саны өте көп, айтарлықтай кешігуі бар және уақыттық тұрақтысы үлкен процесс автоматтық басқару және бақылау маңызды.
Дипломдық жұмыстың мақсаты- терендік электр сораппен жабдықталған скважинаны автоматтандыру тәртібін қарастыру.
Дипломдық жобада мұнай өндірісінде қолданылатын терендік электр батырмалы сорапты автоматтандыру жүйесі қарастырылған. Мұнай ұңғымаларын бұрғылаудағы негізгі үрдістерге талдай жасалған. Мұнай өндірісіндегі батырмалы сораптың жұмыс жасау режимін автоматты реттеу жүйесі және оны басқаруды оптималдау сипатталған.
Мұнай өндірісіндегі терендік электр сорапты автоматтандыру жүйесін енгізу басқарудың сенімділігі мен сапасының артуы, шығындардың төмендеуі, өнімділіктің жоғарылауы көрсететін, автоматтандырылып отырған өндірістің эффективтілігін жоғарылатуға мүмкіндік береді.
1. ТЕРЕНДІК ЭЛЕКТР СОРАПТАРМЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН ҰҢҒЫМАЛАРДЫ ЗЕРТТЕУ
0.1 Терендік электр сораппен ұңғыма жабдықталуы
Кез-келген ұңғыманың құрамына екі типті машина кіреді: машина-қару (сораптар) және машина-қозғалтқыш (турбиналар). Кең мағынада сораптар деп жұмысшы ортаның энергиясын хабарламалауға арналған машиналарды айтады. Жұмысшы дененің тегіне байланысты сораптар тамшылық сұйықтықтар үшін (тар мағынадағы насостар) және газға арналған (газүрлегіштер және компрессорлар) болып екіге бөлінеді.
Газүрлегіштерде статикалық қысымның төмендеуі айтарлықтай жоғары емес және орты тығыздығының артуын ескермеуге болады. Компрессорларда статикалық қысымның айтарлықтай артуы кезінде ортаның сығылуы пайда болады. Сұйықтықтар үшін арналған сораптарға көбірек тоқталайық. жетектік қозғалтқыштың механикалық энергиясын қозғалыстағы сұйықтықтың механикалық энергиясына түрдендіре отырып, сораптар сұйықтықты белгілі бір биіктікке көтереді, қажетті қашықтыққа горизонтал бойынша тасымалдайды немесе белгілі бір тұйық жүйеде айналымға түсіреді. Қозғалыс принципіне байланысты сораптар динамикалық және көлемдік болып бөлінеді. Динамикалық сораптарда сұйықтық, енгізетін және шығаратын құрылғылармен байланысқан, тұрақты көлем камерасында күштік әсерден қозғалады. Көлемдік сораптарда сұйықтықтың қозғалысы поршендердің, диафрагмалардың, пластиналардың қозғалысы кезінде жұмыстық ортадағы көлемнің циклдік өзгеруі есебінен сұйықтықты сору және ығыстырып шығару арқылы орындалады.
Центрден тепкіш сораптың негізгі элементтері жұмысшы доңғалақ (ЖД) және бұрып алу жолы болып табылады. ЖД тапсырмасы - центрден тепкіш сораптың күрекшелік аппарат доңғалағындағы сұйықтықтың жылдамдығын арттыруы есебінен ағымдағы сұйықтықтың потенциалдық және кинетикалық энергиясын жоғарылату және қысымды арттыру болып табылады. бұрып алу жолының негізгі функциясы сұйықтықты жұмысшы доңғалақтан ажырату, кинетикалық энергияны потенциалдық энергияға түрлендіре отырып сұйық ағынының жылдамдығын төмендету (қысымды арттыру), сұйық ағынын келесі жұмысшы доңғалаққа немесе айдағыш патрубокқа жіберу болып табылады.
Мұнай өндірісіне арналған центрден тепкіш сораптардың кішкентей габариттеріне байланысты отводтар әрдайым күрекшелі бағыттаушы аппарат (БА) түрінде орындалады. ЖД және БА конструкциясы, сонымен қатар сораптың сипаттамалары жобаланып отырған көлемге және саты тегеуріне байланысты. Өз кезегінде көлем мен тегеурін өлшемдері коэффиценттерге байланысты, олар: напор коэффиценті, подача коэффиценті, жылдамжүріс коэффиценті (ең жиі қолданылады).
Жылдамжүріс коэффицентіне байланысты жұмысшы доңғалақтың және бағыттаушы аппараттың геометриялық параметрлері және конструкциясы, сонымен қатар сораптың сипаттамалары да өзгереді.
Ақырынжүрісті центрден тепкіш сораптар үшін (жылдамжүріс коэффиценті аз - 60-90 дейін) тегеуріндік сипаттама сызығының монотонды төмендеуі және берілісті жоғарылату кезінде сорап қуатының тұрақты ұлғайтылуы тән. Жылдамжүріс коэффицентінің артуы кезінде (диагоналды жұмыстың доңғалақ, жылдамжүріс коэффиценті 250-300 артық) сорап сипаттамалары өзінің монотондығын жоғалтады және ойыстар мен дөңбегшелер ( тегеурін мен қуат сызығы) пайда болады. Сол себепті жылдамжүрісті центрден тепкіш сораптар үшін беріліс дроссельдеу көмегімен реттеу (штуцерді орнату) әдетте қолданылмайды.
Борец компаниясы мұнай өндірісіне арналған электрлік центрден тепкіш сораптар қондырғыларының (ЭЦСҚ) толық пакетін шығарады:
- 5" габаритінде - батырылатын корпус диаметрі 92 мм сорап, қаптамалық бағаналары үшін ішкі диаметрі 121,7 мм;
- 6" габаритінде - батырылатын корпус диаметрі 114 мм сорап, қаптамалық бағаналары үшін ішкі диаметрі 144,3 мм.
Борец компаниясы ЭЦСҚ комплектациясының эксплуатация жағдайы мен тапсырыс берушінің талабына сай әртүрлі нұсқаларын ұсынады. Борец зауытының жоғары дәрежелі мамандары, ұңғыма-сорап жүйесінің оптималды жұмысын қамтамасыз ететін, әрбір ұңғымаға сай ЭЦСҚ комплектациясын таңдап береду.
ЭСҚА стандартты комплектациясы: терендік электр тепкіш сорап; шығыстық модуль немесе газтстабильдеуші модуль (газосепаратор, диспергатор, газосепаратор-диспергато); гидроқорғанысы бар батырмалы электрқозғалтқыш (2,3,4), кабель және кабельдік ұзартқыш; батырмалы электрқозғалтқышты басқару станциясы.
Борец компаниясы берілісі 15-тен 1000 м3тәулік-ке дейінгі, тегеуріні 500-ден 3500 м-ге дейінгі батырмалы центрдентепкіш сораптарды келесідей нұсқалар бойынша шығарады:
- жұмысшы сатысы жоғары сапалы нирезисттен жасалған батырмалы центрдентепкіш екі негізді сорап - кез-келген жағдайда эксплутациялауға арналған, сонымен қатар мехқоспалары, құрамындағы газу және жұмысшы сұйықтықтың температурасы жоғары агрессивті ортада; модульдік жағдайда орындалған батырмалы центрден тепкіш сорап (ЭЦТСҚ типті) - негізінен қалыпты ортадағы жұмыс үшін арналған; жұмысшы сатылары жоғары сапалы коррозияға төзімді порошокты материалдан жасалған батырмалы центрден тепкіш екі негізді сораптар - газдық факторы жоғары және динамикалық деңгейі тұрақсыз ұңғымаларға арналған, әрі тұздың жиналуына жол бермейді.
1.2 ЭЦТСҚ типті модульдік центрден тепкіш батырмалы сораптар
ЭСҚА типтітерендік электр сораптар негізінен қалыпты жағдайда пайдалануға арналған. Біртіректі конструкция сатысы, сатылар материалы - жоғары берікті легирленген модифицирленген сұр перлитті шойын, ол механикалық қоспалары 0,2 гл аспайтын пласттік ортада және салыстырмалы түрде агрессивтілігі интенсивті емес жұмыс ортасында тозуға және коррозияға қарсы жоғары төзімділікке ие.
ЭЦТЕТС терендік электр сораптарының негізгі ерекшелігі екі негізді конструкцияның нирезист маркалы шойынынан жасалған сатысы болып табылады. Нирезисттің коррозияға, будағы үйкеліске, гидроабразивті тозуға төзімділігі ЭЦТЕТС сораптарын эксплуатация жағдайы күрделі ұңғымаларда қолдануға мүмкіндік береді.
Екі тіректі сатыны қолдану сораптың эксплуатациялық мінездемесін айтарлықтай жақсартады, валдың көлденең және бойлық беріктігін жоғарылатады және вибрациялық жүктемені төмендетеді. Сорап жұмысының сенімділігі және ресурсы жоғарылайды.
Екі тіректі саты конструкциясының артықшылығы:
-жұмыс доңғалағының төменгі осьтік тіректің жоғарылатылған ресурсы;
-валдың абразивтік және коррозиялық агрессивті сұйықтықтан жақсырақ оқшауланған;
-жұмыс ресурсының жоғарылауы және сатылараралық нығыздағыштардың ұзындығын арттыру есебінен сорап валының радиалды беріктігі.
Аса ауыр эксплуатация жағдайында қолдану үшін, бұл сораптарда радиалды аралық және осьтік керамикалық подшипниктер орнатылады.
ЭЦТСМ терендік электр сораптары әрдайым жығылмалы формадағы тегеуріндік мінездемеге ие, сонымен қатар сорап вибрациясының артуына және құрылғының сыну ықтималдылығының жоғарылауына алып келетін орнықсыз жұмыс жасау режимін болдырмайды.
Екі тіректі сатыны қолдану, вал тіректерін кремний карбидінен жасау, сорап секцияларын "корпус-фланец" типі бойынша беріктік классы 10.9 болатын ұсақ бұрандалы болт көмегімен бекіту ЭЦТСҚ жұмысының беріктігін жоғарылатады және құрылғының істен шығу ықтималдылығын төмендетеді.
1 сурет. Терең сорапты қондырғысы
1.3Ұңғымаларды батырмалы центрден тереңдік электрсораптарымен эксплуатациялау
Ұңғымадағы сұйықтықты соруға арналған центрден тепкіш сораптардың жер бетіндегі суды соруға арналған қарапайым центрден тепкіш сораптардан принципиалды айырмашылығы жоқ. Алайда центрден тепкіш сораптар түсірілетін қаптама колоннасының диаметріне байланысты кіші радиалды өлшемдер, шектелмеген осьтік өлшемдер, үлкен тегеурінді қамтамасыз ету қажеттілігі және сораптың батырмалы жағдайда жұмыс жасауы центрден тепкіш сорап агрегаттарының спецификалық конструктивті орындалуына алып келді.
Сыртқы қалпының құбырдан ешбір айырмашылығы жоқ, бірақ осы құбырдың ішінде мінсіз орындалу технологиясын талап ететін көптеген күрделі детальдар орналасқан.
Судың жылу сыйымдылығы 4,1868 кДжкг-°С, ал таза мұнайдікі 1,675 кДжкг-°С екендігі белгілі. Сондықтан су аралас өнімді сору кезіндегі БЭҚты салқындату жағдайы таза мұнайды сору жағдайынан жақсырақ, ал оның қызып кетуі изоляцияның төмендеуіне және қозғалтқыштың істен шығуына алып келеді. Сондықтан қолданылатын материалдардың изоляциялық сапасы қондырғының жұмыс жасау ұзақтығына әсер етеді.
Қозғалтқышты орауға арналған кейбір изоляциялық материалдардың термотөзімділігі 180 °С дейін, ал жұмыс температурасының 150 °С дейін жеткендігі белгілі.
Температураны қадағалау үшін қарапайым электрлік температура датчиктері ойлап табылған, олар БЭҚ температурасы туралы ақпаратты басқару станциясына қосымша өзекті қолданбай күштік электрлік кабель арқылы тасымалдайды. Осыған ұқсас, сорап кірісіндегі қысым туралы ақпаратты үздіксіз жоғарыға тасымалдайтын құрылғылар бар. Апаттық жағдайда басқару станциясы БЭҚты автоматты түрде өшіреді.
Батырмалы центрден тепкіш электрсораптар (БЦТЭС) - бұл, арнайы конструкциясы бар (БЭҚ) электрқозғалтқыш көмегімен іске келтірілетін, бір блоктағы сатылар саны 120 дейін жететін көпсатылы центрден тепкіш сораптар. Электрқозғалтқыш, барлық бақылау-өлшеу аппарутарасы және автоматика жинақталған станция арқылы, жоғарылатушы трансформатордан немесе автотрансформатордан тартылған кабель арқылы жеткізілетін электрэнергиясымен қоректенеді. БЦТЭС ұңғымаға есептік динамикалық деңгейге түсіріледі, әдетте ол 150-300 м құрайды. Сұйықтық СКҚ арқылы беріледі, оның сыртқы жағына арнайы белдіктер арқылы электркабель орнатылған. Сораптық агрегатта сораптың өзі мен электрқозғалтқыш арасында аралық буын бар, ол протектор немесе гидроқорғаныс деп аталады.
2 Сурет. Ұңғыманы центрден тепкіш сорап қондырғысымен қамтудың жалпы сұлбасы
Маймен толтырылған электрқозғалтқыш БЭҚ(1); гидроқорғаныс буыны немесе протектор(2); сұйықтықты бөгеуге арналған сораптың қабылдау сеткасы(3); көпсатылы центрден тепкіш сорап БЦТЭС(4); СКҚ(5); қорғаныс қабатымен қапталған үшөзекті электркабелі (6); кабельді СКҚ бекітуге арналған белдіктер (7); сағалық арматура (8); түсіру-көтеру жобадарын орындау кезінде және артық кабель мөлшерін сақтауға арналған барабан (9); трансформатор немесе автотрансформатор (10); автоматикалық басқару станциясы (11) және компенсатор (12).
Сорап, протектор және электрқозғалтқыш жеке буын болып табылады және өзара болттық шпилька арқылы жалғанады. Валдың екі шеті шлицтік қосындыға ие, олар барлық қондырғыны құру кезінде түйістіріледі.
Сұйықтықты үлкен биіктікте көтеру қажеттілігі болған кезде БЦТЭС секциялары бір-бірімен жалғанып, жалпы сатылар саны 400 жетеді. Сорылып отырған сұйықтық тізбектей барлық сатыдан өтеді және сораптан сыртқы гидравликалық кедергіге тең тегеурінмен шығады.
БЦТЭСҚ аздаған металл сыйымдылығымен, тегеурін бойынша да шығын бойынша да жұмыстық мінездемелердің кең диапазонымен, айтарлықтай жоғары ПӘК-пен, көп мөлшердегі сұйықтықты сору мүмкіндігімен және үлкен жөндеу аралық периодымен ерекшелінеді. Ресей бойынша бір БЦТЭСҚ арқылы сұйықтықты беру 114,7 ттәул, ал УШСН арқылы 14,1 ттәул екендігін атап өткен жөн.
Барлық сораптар негізгі екі топқа бөлінеді: олар қарапайым және тозуға төзімді. Жобада қолданылып жатқан сораптардың басы көпшілігі (95 % жуық) қарапайым түрде жасалған.
Тозуға төзімді сораптар аздаған мөлшердегі құмы және механикалық қоспалар саны бар (масса бойынша 1 % дейін) ұңғымаларда жұмыс жасауға арналған. Көлденең қимасы бойынша барлық сораптар негізгі 3 шартты топқа бөлінеді: 5; 5А және 6, яғни бұл шама берілген сорап түсіріле алатын қаптамалы сораптың номиналды диаметрін (дюймде) білдіреді.
Тозуға төзімді етіп жасалған сораптарда И әрпі бар. Оларда жұмыстық доңғалақ темірден емес, полиамидті сымаладан жасалады (П-68). Сорап корпусында әрбір 20 саты сайын аралық резина-металлдық валды центрлеуші подшипниктер орнатылады, нәтижесінде тозуға төзімді сораптарта сатылар саны оған сәйкес тегеурін мөлшері деп азырақ.
Жұмыстық доңғалақтың бүйірлік тіректері (торцевые опоры) шойыннан емес, 40Х болаттан тығыздалған сақина түрінде жасалған. Текстолитті тіректі шайба орнына жұмыс доңғалақтарының және бағыттаушы аппараттар арасында майға төзімді резинадан жасалған шайбалар қолданылады.
Сораптардың барлық типі H(Q) (тегеурін, беріліс), η(Q) (пәк., беріліс), N(Q) (тұтынылатын қуат, беріліс) тәуелділік қисығы түріндегі паспорттық жұмыстық сипаттамаға ие. Әдетте бұл тәуелділіктер шығынның жұмыстық өлшемдер дипазонында немесе үлкенірек диапазонда беріледі (1.3 суретін қараңыз).
Барлық центрден тепкіш сорап, сонымен қатар БЦТЭС да, жабық түсірмелі ысырма кезінде (закрытой выкидной задвижке) (A: Q = 0; Н = Нmах 24 нүктелерінде) және түсірмедегі қысымға қарсылықсыз да жұмыс жасай алады.
Сораптың пайдалы жұмысы беріліс пен тегеурін көбейтіндісіне пропорционалды болғандықтан, сорап жұмысының осы екі шектік режимдері үшін пайдалы жұмыс нольге тең, сәйкесінше ПӘК те нольге тең. Q мен Н қатынасы сорапың ішкі шығындары минималды болатындай мөлшерді қабылдаған кезде, ПӘК максималды мәнді қабылдайды, яғни 0,5-0,6.
Әдетте берілісі аз және жұмыстық доңғалақтың диаметрі кші, сонымен қатар сатылар саны көп сораптың ПӘК төмен болып келеді. Максималды ПӘК -ті қамтамасыз ететін беріліс пен тегеурінді сорап жұмысының оптималды режимі деп аталады. η(Q) тәуелділігі өзінің максимум аймағында баяу өзгереді, сондықтан оптималды режимнен белгілі айырмашылығы бар кезде де БЦТЭС жұмысы орындала берілуі әбден мүмкін. Бұл ауытқулардың шамасы БЦТЭС-ның нақты сипаттамасына тәуелді және сорап ПӘК-ін рұқсат еткен аймақта ғана ( 3-5 % аралығында) төмендетуі керек. Бұл БЦТЭС жұмыс режимінің белгілі бір рұқсат етілген аймағын береді, ол ұсынылған (рекомендованная) аймақ деп аталады.
Сорапты ұңғымаға келтіре отырып таңдау дегеніміз БЦТЭС ұңғымаға түсірілген кезде оптималды немесе ұсынылған режимде жұмыс жасай алатындай оның өлшемдерін таңдау болып табылады.
Қазіргі таңда шығарылып отырған сораптардың номиналды шығыны 40-тан (ЭЦН5-40-950) 500 м3тәул дейін (ЭЦН6-501 750) және тегеуріні 450 м-дан (ЭЦН6-500-450) 1500 м-ге дейін есептелген (ЭЦН6-100-1500). Сонымен қатар, арнайы мақсаттарға арналған сораптар бар, мысалы суды пластқа тасымалдауға арналған. Бұл сораптардың номиналды шығыны 3000 м3тәул және тегеуріні 1200 м дейін есептелген.
Сорап орындай алатын тегеурін шамасы ондағы сатылар санына тікелей пропорционалды. Бір сатының омтималды жұмыс режиміндегі бағындыра алатын тегеурін мөлшері жұмыс доңғалағының өлшеміне байланысты, ол өз кезегінде сораптың радиалды габариттеріне тәуелді. Сорап корпусының сыртқы диаметрі 92 мм болған жағдайда, бір сатымен берілетін орташа тегеурін шамасы (сумен жұмыс жасалғанда) 3,86 м тең (ауытқу шамасы 3,69-дан 4,2 м-ге дейін). Сыртқы диаметрі 114 мм болса, орташа тегеурін 5,76 м ( ауытқу зонасы 5,03 м-ден 6,84 м-ге дейін).
Сораптық агрегат сораптан, гидроқорғаныс буынынан, БЭҚ батырмалы электрқозғалтқышынан және БЭҚ-тың төменгі жағына жалғанатын компенсатордан тұрады.
ЭЦН-ның қазіргі конструкциясының гидроқорғаныс буынында артық қысым жоқ, сондықтан БЭҚ-тың іші толтырылған сұйық трансформаторлық майдың ағуы жоқ, сол себепті қорғасын-графитті сальниктің қажеттілігі жоғалды.
Қозғалтқыш қуысымен қабылдағыш бөлім ортасы қарапайым торцтық нығыздағышпен бөлінеді, екі жақтағы қысым өзара тең. Сорап корпусының
ұзындығы әдетте 5,5 м аспайды. Егер де қажетті сатылар санын бір корпус ішіне орналастыру мүмкін емес болған жағдайда (үлкен тегеурінді қамтамасыз ететін сораптарда), оларды бір сораптың дербес секцияларын құрайтын екі немесе үш жеке корпустарға жинайды және оларды сорапты ұңғымаға түсірер кезде біріктіреді.
Гидроқорғаныс буыны - БЦТЭСға болттық қосылыспен жалғанатын дербес буын.
Гидроқорғаныс құрылғысының екі конструкциясы жасалған. ГД гидроқорғанысының сипатталып кеткен Т гидроқорғанысынан айырмашылығы бар. Айырмашылық, резиналық қаптың (5) ішқі қуысындағы сұйық майға жоғары қысым беретін валдағы кіші турбинаға негізделген.
ГД гидроқорғаныс буынының жетілдірілген конструкциясын өндірісте кең таралған БЦТЭСның бұрынғы типтерімен бір комплектте қолдануға болады. Ертеректе, поршеньдік типті протектор деп аталатын гидроқорғаныс қолданылатын, онда майға артық қысым серіппеастыңғы поршеньмен тудырылған. ГДтың және Гның жаңа конструкциясы сенімдірек және ұзағырақ қызмет ететін болып шықты. Майды қыздыру немес салқындату кезіндегі көлемдік өзгерісі БЭҚтың төменгі жағына жалғанған резиналық қап (компенсатор) көмегімен компенсацияланады.
БЦТЭС приводы қызметін ретінде арнайы вертикалды асинхронды маймен толтырылған екі полюсті электрқозғалтқыштар (БЭҚ) атқарады. Сораптың электрқозғалтқыштары үш типке бөлінеді: 5; 5А және 6.
Электрқозғалтқыш корпусының бойымен, сораптан қарағанда, электркабель жүргізілмегендіктен атап кетілген топтағы БЭҚ диаметрлік өлшемдері сәл үлкенірек, атап кеткенде: 5 тобының максималды диаметрі 103 мм, 5А тобынікі - 117мм және 6 тобынікі 123 мм.
БЭҚ маркировкасына номиналды қуат (кВТ) және диаметр кіреді; мысалы, БЭҚ65-117 дегеніміз: Батырмалы электрқозғалтқыш, қуаттылығы 65 кВТ, корпус диаметрі 117 мм, яғни 5А тобына жатады.
Диаметрдің шектеулі болуы және үлкен қуат қажеттілігін қамтамасыз ету үшін (125 кВТ дейін) ұзынырақ қозғалтқыштарды жасауға тура келеді - 8 м дейін, кейде одан да ұзынырақ.БЭҚтың жоғарғы жақ бөлігі буынның төменгі бөлігімен болттық шпилькалар көмегімен бекітіледі. Валдар бір-бірімен шлицтық муфталар арқылы біріктіріледі.
Мұнай өндіруші ұңғымаларды эксплутациялау үшін қолданылатын БЭҚтар әдетте 10-нан 125 кВТ дейінгі қуаттылыққа ие.
Пласттық қысымды ұстап тұру үшін, қуаттылығы 500 кВт тең БЭҚтармен комплектталған, арнайы батырмалы сораптық агрегаттар қолданылады. БЭҚтағы қоректік токтың кернеулігі 350-ден 2000 В-қа дейінгі аралықта тербеледі. Жоғарғы кернеулікте тоқты пропорционалды кемітіп алайда қажетті қуатты сақтай отырып тоқты өткізетін кабель өзегінің қимасын кішіретуге болады, ал бұл өз кезегінде қондырғының көлденең габариттерін кішірейтуге мүмкіндік береді. Бұл қуаттылығы жоғары электрқозғалтқыштар үшін аса маңызды. БЭҚ роторының номиналды сырғымасы 4-тен 8,5% дейін, ПӘК-і 73тен 84 % -ке дейін, қоршаған ортаның шектеулі температурасы 100 °С дейін.
БЭҚ жұмысы кезінде өте көп жылу бөлінеді, сол себепті қозғалтқыштың қалыпты жұмысы үшін салқындату қажет. Мұндай салқындатылу қаптамалы ұңғыма мен электрқозғалтқыш корпусы арасында пайда болатын сақиналы қуыс арқылы өтетін пласттық сұйықтықтың үздіксіз ағыны арқылы қамтамасыздандырылады. Сол себепті сорап жұмысы кезінде СКҚ-дағы парафинның тұнуы эксплуатациялаудың басқа әдістеріне қарағанда айтарлықтай төмен.
Қозғалтқышты орауға арналған кейбір изоляциялық материалдардың термотөзімділігі 180 °С дейін, ал жұмыс температурасының 150 °С дейін жеткендігі белгілі.
Температураны қадағалау үшін қарапайым электрлік температура датчиктері ойлап табылған, олар БЭҚ температурасы туралы ақпаратты басқару станциясына қосымша өзекті қолданбай күштік электрлік кабель арқылы тасымалдайды. Осыған ұқсас, сорап кірісіндегі қысым туралы ақпаратты үздіксіз жоғарыға тасымалдайтын құрылғылар бар. Апаттық жағдайда басқару станциясы БЭҚты автоматты түрде өшіреді.
2.ТЕРЕНДІК ЭЛЕКТР СОРАППЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН СКВАЖИНАНЫ АВТОМАТТАНДЫРУ
2.1 Батпалы сораптар басқару нысаны ретінде
Потенциалды түрде автоматтандыруды қажет ететін, күрделі технологиялық үрдістер үшін ЭЕМ көмегімен басқарушы жүйелерді құру жағынан көп тәжірибесі бар, IBM фирмасының мамандары келесідей факторлар мен сипаттамаларды ұсынады:
- жұмыс режимдерін жиі және айтарлықтай түрде қайта құру қажеттілігі;
- қондырғы қуаттылығы;
- үрдіске әсер ететін қобалжытулар;
- үрдіс қиндығы және т.б.
Геологтық барлау ұңғымаларын бұрғылау үрдісі жұмыс режимдерін жиі және айтарлықтай қайта құрумен сипатталады. Бұл бұрғыланып отырған топырақ қасиеттерінің стохастикалық өзгеруімен, бұрғылау кезіндегі бұрғылаушы қондырғының және тазалаушы агент мінездемесінің өзгеруімен, бұрғылаушы валдың ұзаруымен байланысты. Сонымен қатар қондырғыны орнату жобадарымен, кернды және бұрғылаушы құбырларды көтеруі сияқты спецификалық операциялармен де байланысты болуы мүмкін.
Америкалық мамандардың көзқарасы бойынша, капиталдық салымдар арқылы сипатталған қондырғы қуаттылығы технологиялық процесс автоматтандыру қажеттілігінің бір негізі болып табылады. Күрделі процесс басқаратын жүйенің орташа бағасы 300 мың ақыш доллары және өзін-өзі ақтау уақыты екі жыл болған жағдайда, негізгі фондтың құны 5-тен 60 млн дейін болуы қажет ( 1996 жылғы мәлімет).
Автоматтық басқаруды қажет ететін үрдістер үшін ортақ тағы бір қасиет - экономикалық шығындарға алып келетін жиі әрі үлкен қобалжытушы әсерлер.
Айтарлықтай анықталмағандық жағдайында өтетін бұрғылау үрдісі, әсіресе терең ұңғымалар үшін, үлкен және болжауға келмейтін қобалжытушы әсерге тап болады. Бұл қобалжытулар тау-геологиялық және техника-технологиялық факторларға негізделген.
Бұрғылау үрдісі материалды және еңбек ресурстарын тұтыну, ұңғыма өзегін (бұрғыланған) жасау түріндегі еңбек өнімін өндіру, кернды алу (бұрғылаушы бригадаға төленетін негізгі еңбек түрі) қөзқарасы тұрғысынан өндірістік үрдіс ғана емес, сонымен қатар ғылыми-зерттеу үрдісі болып табылады, егер бұрғылау жұмысының негізгі мақсаты - жер қойнауы туралы ақпарат алу екендігін ескерсек.
Парадокс пайда болады: бұрғылау үрдісін жобалай, жоспарлай және нормалай отырып біз еңбек ортасын - жер қойнауын білеміз деп қарастырамыз. Алайда ұңғымаларды бұрғылаймыз, яғни біз еңбек ортасын білмейміз және жер қойнауы туралы жаңа ақпаратты алуға ұмтыламыз. Бұрғылау үрдісі дайындалып отырған кезде, оны жобалау кезінде біз оны детерминделген үрдіс ретінде қарастырамыз. Бұрғылау басталған кезде және жұмыс барысында бұл өндірістік үрдіс стохастикалық, ғылыми-зерттеулік, ақпараттық мінездемеге ие болады. Процесстің өндірістік және ғылыми-зерттеулік мінездемелері арасындағы нараздық оның ерекшелігі болып табылады, сондықтан автоматтық басқару жүйесін құру кезінде ескеру қажет.
Автоматтық басқару әдістемесі тұрғысынан бұрғылау үрдісі зерттелмеген деп айтуға болады. Максималды мүмкін жиілікпен жазылған, бұрғылау режимі параметрлерінің жазбасы диаграммасының анализі параметрлердің және бұрғылау үрдісі көрсеткіштерінің үздіксіз өзгеруін көрсетеді. Басқару үрдісін қандай жиілікпен басқару қажет, оның эффективтілігі жиілікке қалай байланысты? Қолмен басқару кезінде бұл сұрақтар пайда болмады. Автоматтық басқару кезінде бұл тапсырма принципиалды болып табылады.
Басқару жүйесінен басқарылып отырған нысанға басқарушы әсер уақытында және бұрғылау шарттарының өзгеруіне байланысты жеткізілуі қажет. Басқарудың жылдам әрекет етуі басқарудың сапасына және соңғы нәтижеге әсер етеді. Ал бұрғылау үрдісі динамикалық болғандықтан және басқарушы әсердің жиі түзетіліп отыруын талап еткендіктен, әсіресе жер қойнауының мінездемесі жиі өзгеретін болса, автоматты басқару жүйесінің адамнан артықшылығы айқын.
Технологиялық және эксплуатациялық тұрғыдан қиын үрдістер ЭЕМ-ны қолдана отырып автоматты басқарылу нысаны бола алады. Бұрғылау үрдісінің технологиялық қиындығы, мәндері осы процесстің эффективтілігіне белгілі бір дәрежеде әсер ететін технологиялық айнымалылардың көптігімен және олардың арасындағы өзара байланыстардың молшылығымен негізделген. Бұл байланыстар айқын емес басқарушы әсерді талап етеді. Осы мәселе әсіресе әртүрлі технологиялық жағдайларда байқалады, олардың дұрыс анықталуы бұрғылаушылардың басқарушы әрекетіне әсер етеді. Эксплуатациялық қиындық технологиялық қиындыққа тәуелді және бұрғылау үрдісінің оптималды деңгейде (орнатылған шектейлер жүйесінің аймағында) жүргізілу талабымен сипатталады. Бұл жағдай, бұрғылаушы дұрыс таңдау жасауы үшін салыстырмалы түрде бұрында болған бұрғылау үрдісінің тарихын білу керектігімен қиындатылады.
Егер үлкен тереңдікте және жер қойнауының мінездемесі жиі өзгеретін болса бұрғылау үрдісінің екі-үш параметрін оптималды деңгейде ұстай отырып қолмен басқару мүмкін емес.
Бұрғылау үрдісінің автоматтандырылған басқарылуы бір мезетте, адамға қол жетімсіз жиілікпен екі-үш параметрді өзгертуге мүмкіндік береді. Яғни, автоматтандырылған басқарудың эффективтілік көзі ретінде, тым болмағанда, аралық уақытты қысқарту, опатималды режимді ісдестіру, шарттардың өзгеруіне байланысты бір режимнен екінші режимге жылдам ауысу және де апаттық жағдайға алып келетін процесстің өзгеруіне жол бермеу болып табылады. Сонымен қатар, бұрғылау үрдісін басқару стратегиясы есептелінетін көрсеткіштердің (мысалы, бір айналымдағы қазылатын тереңдік) негізінде құрылуы мүмкін. Бұл жанама айнымалылар басқарушы.
ЭЕМ көмегімен есептелінеді. ЭЕМ бұрғылау үрдісінің негізгі параметрлері туралы ақпаратты қолданады, ал бұл параметрлер өз кезегінде бақылаушы-өлшеуіш құрылғылармен өлшенеді.
Экономикалық эффективтіліктің негізгі көздерінің бірі - автоттандырылу кезіндегі басқару сапасының артуы. Егер бұрғылау үрдісін басқаруды процесстің параметрлерін (мысалы, механикалық жылдамдық және т.б) орнатылған мәнге барынща жақын ұстап тұру ретінде қарастырсақ, онда басқару сапасы болып бұрғылау үрдісінің бекітілген режим мен талаптарға ұзақ уақыт кезеңінде қаншалықты дәлдікпен сәйкес келуі болып табылады. Әрине бұл мәндерді бұрғылаушыға инженер-технолог өзінің бұрғылау шартының геологты-техникалық біліміне негізделе отырып бекітеді. Практика көрсеткендей, әдетте бұрғылаушының күш салуы процесс орнатылған режимде немесе көрсеткіштер шекарасында ұстап тұру үшін жеткіліксіз. Бұл бұрғылау үрдісіне әсер ететін факторлардың кездейсоқ мінездемесімен және адамның шектеулі мүмкіншіліктерімен түсіндіріледі.
Автоматтандырылған басқару жүйесі, өзінің сыртқы әсерге жылдам әрекет етуінің және процесстің көрсеткіштері мен параметрлерінің өзара әрекеттесуі ескерілген басқарушы әсерді өндіру ерекшелігінің арқасында, басқаруы сапасының артуын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, жүйе басқарудың сапалылығына кепілдік береді. Процесстің бекітілген күйін ұстап тұруға (локалдық реттеу деп те атауға болады) негізделген, басқаруға деген сипатталып кеткен тәсілінен басқа, жүйеде дәстүрлі қолмен басқару әдісімен іске асыруға келмейтін перспективті әдістер де іске асырылуы қажет. Олардың қатарына автоматтандырылған басқару үрдісі кезінде іске асырылатын келесідей әдістерді жатқызуға болады: оперативті оптимизациялау, адаптивті келтіруі, сыртқы әсер бойынша реттеу, тікелей өлшеуге мүмкін емес есептелінетін жанама айнымалылар бойынша басқару (мысалы, бұрғылау қуатының бұрғылаудың механикалық жылдамдығына қатынасының минималды мәніне жетуі) және т.б. Автоматтандырылған басқару жүйесінің эффективтілігінің басқа көзі - бұрғылаудың механикалық жылдамдығының артуы есебінен еңбек өнімділігінің артуы, ақаулар мен апаттар санының кемуі, обьективті құжатталған басқару есебінен өнімділік уақытының артуы.
Бұрғылау қондырғысында қызмет көрсетуші персоналдың қысқартылуы жуырдағы болашақта көзделмегені айқын, себебі тым болмағанда қауіпсіздік техникасы тұрғысынан бұрғылаушы қондырғы кемінде екі қызметкермен бақылануы қажет. Алайда автоматтандырылған басқаруы бар бір ұңғыманы бұрғылау үрдісі кезінде шартты түрде персоналдың босатылуын айтуға болады. Басқару жүйесі бұрғылаушы қызмет көрсетуші персоналдың функциясының бір бөлігін өзіне алғандықтан, босаған уақытта жұмысшылар басқа да әртүрлі көмекші жұмысты атқара алады. Бұрғылау жылдамдығының артуы есебінен бұрғылаушы қондырғылар санын қысқартуға болады, нәтижесінде жұмысшылар саны да азаяды.
Ұңғыманы бұрғылаудың 1 метрінің өзіндік құнын төмендету - бұрғылау үрдісінің автоматтандырылған басқару жүйесінің эффективтілігінің тағы бір көзі. Бұл бір жағынан еңбек өнімділігінің артуымен, екінші жағынан тозатын материалдардың, құралдардың, энергияның шығынының төмендеуімен және қондырғыларды жөндеу жобадарының арасындағы уақыттың ұзаруы есебінен қол жеткізіледі. Мысалы, Севукргеологияда В. А. Флянтиковпен және В. А. Бабишинмен құрастырылған Вектор-1 жүйесі еңбек өнімділігінің 46% артуын, механикалық жылдамдықтың және рейс ұзындығының сәйкесінше 30 және 43% артуын, 1 метрды қазуға кететін қуаттың кемуін, тозатын материалдар шығынын және бұрғылау жұмысының өзіндік құнын сәйкесінше 6,50 және 19,3% төмендеуін қамтамасыз етті.
Бұл көрсеткіштер жалпы көлемі 10 мың м3 болатын жоспарлы геологты барлаушы ұңғымаларды бұрғылау кезінде алынған. Айтылған жүйе басқару алгоритмінің қатаң, аппараттық іске асырылуы нәтижесінде шектеулі функционалдық мүмкіншіліктерге ие екендігін және анықтай келсек тек бір ғана жер қойнауын бұзушы қондарғы (долото) жүктемесінің параметрі бойынша анықталатынын айта кеткен жөн.
Айқын емес экономикалық эффективтілік көздеріне параметрлерді бақылау және тіркеу функциясын жатқызуға болады, сонымен қатар басқару жүйесімен атқарылған бұрғылау үрдісінің көрсеткіштерін де айта кеткен жөн. Осы кезде процесс хронометрлейтін және мәліметтерді алдын-ала өңдейтін инженер-техникалық жұмысшылардың бір бөлігі босатылады.
Обьективті алынған мәліметтер бұрғылау үрдісін оптималды жобалау үшін, нормалау үшін және т.б негіз болып табылады.
Жақын болашақта заманауи гидрофицирленген бұрғылаушы қондырғыларды енгізу есебінен, бұрғылау үрдісін басқару жүйесінің функционалдық мүмкіншіліктерінің кеңейуі есебінен эффективтіліктің өсуі мүмкін. Функционалдық мүмкіншіліктерге: көтеру-түсіру операцияларын автоматтандыру, станок күйін диагностикалау, ұңғымалық геофизика мәліметтерін оперативті өңдеу, материалдар шығынын есептеу және т.б жатады.
Автоматтандырылған басқару жүйесін енгізудің әлеуметтік мағынасы бар. Ең біріншіден бұл ақыл және физикалық жұмыс арасындағы айырмашылықты жою, еңбек шарты мен қауіпсіздік техникасын жақсарту, себебі автоматтандыру нәтижесінде бұрғылаушы персонал қозғалатын және айналатын бөлшектерден қауіпсіз қашықтыққа жөнелтіле алады, және де комфорттық жұмыс жағдайын жасау.
2.2 Басқару тапсырмасынының қойылымы
Әртүрлі түстерде іске асырылған өзара байланысқан технологиялық параметрлердің топтық панельдерімен, реттеу мен басқару панельдерімен, технологиялық процесстің мнемосұлба фрагменттерінің көмегімен операторлық панельдерде және жұмысшы станциялардың экранынан қондырғыны автоматты басқару мен оперативті бақылау:
- технологиялық персонал параметрлер орнатылған технологиялық және авариялық шекарадан жоғары немесе төмен шығып кеткен жағдайда ескертуші және авариялық дабыл беру;
- сәйкес орындаушы механизмдері мен құрылғыларға әсер ете отырып жүйе алгоритімін іске асыру;
- оператор-технологтарға ақпаратты мнемосұлбада, бақылау мен реттеу панельдерінде, графиктер түрінде, оқиғалар протоколымен, өзара байланысқан параметрлер тобының мәнін, кестелерді, мәтіндік хабарламаларды жіберу арқылы іске асырылу қажет. Айтылған ақпараттар жұмыс станциясындағы түсті монитор экранында көрсетілуі қажет;
- келесі класстар оқиғаларының пайда болуы бойынша автоматтық протоколдау:
- технологиялық үрдіс барысында ақаулар мен ауытқулар туралы хабарламалар;
- екілік оқиғалардың (электрқұралдарын өшіруқосу, клапандарды ашужабу) пайда болуы туралы хабарламалар;
- оператор-технологтың іс-әрекеті туралы хабарлама;
- жүйелік хабарламалар;
- бір тәулікте ауысымтәулік бойынша технологиялық параметрлердің орташаландырылған мәнін автоматты протоколдау және қалыптастыру;
- шикізат шығынын автоматты протоколдау және қалыптастыру, соңғы өндіруді есептеу және нақты өндірумен салыстыру;
- бір ауысым, тәулікте қондырғы бойынша жалпы материалдық ағындардың орташаландырылған мәнін автоматты протоколдау және қалыптастыру;
- авария алдыңғы жағдайдың даму протоколын қалыптастыру және басып шығару;
- авариялық бағдарламаның іске қосылуының бірінші себебін анықтауды қалыптастыру және басып шығару.
КИПиА құралдары мен қондырғыларда ақаулардың пайда болу протоколын қалыптастыру;
Бекітілген уақыт бойынша есептік және оперативті ақпаратты архивтеу және оны технологиялық персонал талдаудан өткізу үшін басып шығару.
2.3 Модельдеудің қазіргі жағдайы
2.3.1 Сораптың математикалық моделі
Автоматтандырылған жіберу құралының жобасын есептеу үшін және штангалы мұнайдың тереңдік сораптарын басқару мен автоматты реттеу жүйесін синтездеу үшін қолданылатын математикалық сораптар үшін арнайы талаптар қойылады. Олар қарапайым әрі бастапқы мәннен өлшеніп алынған параметрлердің өсімін (температура мен қысым) бағалау үшін стационарлық емес процесс жоғары дәлдікпен сипаттауы қажет. Бұл дәлдік өтпелі процесстың барлық уақыт интервалында сақталуы қажет.
Параметрлердің өсімін бағалау үшін стацонарлық емес процесс сипаттау дәлдігінен мұнай өндіруші батырмалы сораптардың санын дұрыс анықтау және олардың реттелу диапазоны байланысты.
Автоматты реттеу жүйесінің орнықтылығын бағалау кезінде сенімді әрі дұрыс қорытынды алу үшін процесс барлық уақыт интервалында жоғары дәлдікпен сипаттау қажет.Модельдерді бөлшекті-рационалды беріліс функциясы ретінде беру үшін олардың дәрежесін төмендету арқылы қарапайымдау әдісі жиі қолданылатыны белгілі.
Қарапайымдалған модельдер процесс орташа және үлкен уақыт мәнінде жақсы сипаттайды да, аз уақытта нашар екені әдебиеттер көзінен белгілі. Мұндай модельдерді қолдану орнықтылықты зерттеу кезінде қателікке алып келуі мүмкін, әсіресе қарастырылып отырған тармақталған параметрлері бар жүйе үшін және де трансцендентті беріліс функциясын қарапайымдаған кезде.
Станцияны немесе өнімділік реттегіштерін қосу (өшіру) кезінде пайда болатын өтпелі процесстің бастапқы кезеңінің сипаттамасы реттеудің сипаттамаларын анықтайтындығын автоматтандырылған реттеу жүйесін есептеу тәжірибесі көрсетеді.
Мұнай өндірісінің сораптарын және ұңғымаларды бұрғылау үрдісін математикалық модельдеу нәтижелері төменде көрсетілген.
Оптималды режимді жобалау зерттеулер мәліметтері бойынша жасалады, оларға сүйене отырып ұңғыманың өндірістік мүмкіншіліктері анықталады. Оларға қондырғының мүмкіншіліктері сәйкес келуі қажет.
2.4 Ақпараттық және алгоритмдік қамтамасыздандыруды жобалау
Процесстің технологиялық айнымалыларын басқару бойынша қойылған тапсырмаларды шешу үшін, процесстің технологиялық айнымалылары туралы аналогты және дискретті ақпаратты жинауға және өңдеуге, басқарушы сигналдарды бақылау мен жіберуге және олардың орындалу дәлдігін бақылауға негізделген ақпараттық қамтамасыздандыруды жасау қажет.
БС басқару мақсатында микроконтроллерларға келесідей технологиялық айнымалыларды кодтау және жіберу керек:
- құбырлық кеңістіктегі мұнайдың температурасын;
- құбырлық кеңістіктегі мұнайдың қысымы;
- құбырлық кеңістіктегі мұнайдың қысымы;
- құбырдан тыс мұнай қысымы;
- ток күшін бақылау;
- қуатты бақылау;
- тербеліс саны бойынша қозғалтқышты басқару;
- қозғалтқышты пускстоп бойынша басқару;
- клапан күйі;
- ЧРП-ПУ рұқсат етілмеген ену.
Процесстің айнымалылары туралы ақпаратты әкелетін, датчиктерден келетін сигналдар Simatic S7-200 микроконтроллерларының аналогты кірістеріне келіп түседі, ол өз кезегінде бұл шамаларды талдайды және модуль шығыстары арқылы орындаушы механизмдерге сәйкес басқарушы сигналдарын жібереді.
Технологиялық процесстің жүрісі туралы барлық қажетті ақпарат компьютер экранында процесс бақылайтын оператордың қабылдауына ыңғайлы графикалық түрде көрсетіледі. Процесстің бақыланып отырған айнымалылары орнатылған шекарадан асып кетсе, компьютер экранында ескерту терезесімен қатар дыбыстық сигнал пайда болады.
2.5 Техникалық қамтуды жобалау
Техникалық құралдар комплексын таңдау және негіздеу.
Техникалық қамтуға келесідей техникалық құралдар комплексы енеді:
-есептеуші техниканы, микроконтроллерлар технологиялық параметрлер мен технологиялық қондырғының күйі туралы ақпаратты алуға мүмкіндік береді;
- ақпаратты сақтау мен өңдеу құралдары;
- басқарушы әсерді реализациялау және шығару құралдары;
- ақпаратты көрсету құралдары;
- оператор-технологтың жұмыс станциясы (басқару пульті).
Барлық техникалық құралдарды басқару микроконтроллерларға жүктеледі. Оператор-технолог микроконтроллермен жұмыс станциясы көмегімен технологиялық процесстің параметрлерінің мәні туралы ақпаратты сұрай және ала отырып, автоматтық құралдармен бақыланбайтын параметрлер туралы мәліметті және жаңа тапсырмаларды енгізе отырып ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.ТЕРЕНДІК ЭЛЕКТР СОРАПТАРМЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН
ҰҢҒЫМАЛАРДЫ ЗЕРТТЕУ
1.1 Терендік электр сораппен ұңғыма жабдықталуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
1.2 ЭЦТСҚ типті модульдік центрден тепкіш батырмалы сораптар ... ... ... ...10
1.3Ұңғымаларды батырмалы центрден тереңдік электрсораптарымен эксплуатациялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
2.ТЕРЕНДІК ЭЛЕКТР СОРАППЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН СКВАЖИНАНЫ АВТОМАТТАНДЫРУ
2.1 Батпалы сораптар басқару нысаны ретінде ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
2.2 Басқару тапсырмасынының қойылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
2.3 Модельдеудің қазіргі жағдайы
2.3.1 Сораптың математикалық моделі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..2 7
2.4 Ақпараттық және алгоритмдік қамтамасыздандыруды жобалау ... ... ... ...28
2.5 Техникалық қамтуды жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
2.6 Бағдарламалық қамтуды жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...30
3. ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
3.1 Терендік электр сораппен жабдықталған ұңғыманы автоматтандыру жүйесін енгізудің экономикалық тиімділігін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...34
3.2 Негізгі және қосымша өндірісті ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
3.3 Нақты шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...38
3.4 Техникалық - экономикалық көрсеткіштерге талдау жасау ... ... ... ... ... ...43
4. ЕҢБЕК ҚОРҒАУ БӨЛІМІ
4.1Терендік электрсораптарды пайдалану кезіндегі қауіпті және зиянды өндірістік факторларға талдау жасау ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..46
4.2. Өндірістік санитария ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .48
4.3.Терендік электр электрсораптармен жабдықталған ұңғымаларды пайдалану кезіндегі техника қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..50
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 54
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... .55
КІРІСПЕ
Технологиялық процесс автоматтандыру өнімділікті жоғарылатудағы және еңбек шартын жақсартудағы негізгі фактор болып табылады. Барлық бар немесе салынып жатқан өндіріс нысандары белгілі бір дәрежеде автоматтандыру құралдарымен қамтамасыздандырылады.
Аса қиын өндіріс орындарының жобасы, әсіресе мұнайхимия және химияда, бірқатар технологиялық процесс комплекстық автоматтандыруды қамтиды.
Қазіргі таңда мұнай өңдеу, мұнайхимия, химия салаларындағы негізгі техникалық прогресс жолдары бұл: қуатты жоғарылату, технологиялық қондырғылардың экономикалық тиімділігін арттыру, өнімнің өзіндік құнын төмендету және дайын өнімнің сапасын жоғарылату.
Алынатын өнімнің саны мен сапасы, сонымен қатар барлық қондырғылардың техника-экономикалық көрсеткіштері айтарлықтай дәрежеде мұнай өндірісіндегі батпалы сораптың технологиялық режиміне тәуелді, бұл өз кезегінде жобадағы қарастырылып отырған мәселенің практикалық құндылығы мен өзектілігін айқын көрсетеді.
Мұнайөңдеу, мұнайхимия және химия өнеркәсіптеріндегі көптеген технологиялық қондырғылардың негізі болып табылатын мұнай өндірісінің батпалы сорабын автоматтандыру айтарлықтай жоғары дәрежеге жетті.
Терендік электр сораппен жабдықталған ұңғыманы автоматтандыру, олардың жұмысын қашықтан басқаруға және бақылауға, сонымен қатар әртүрлі ақаулар кезінде зақымданудан қорғауға негізделген.
Мұнай өндірісіндегі терендік электр сорапты автоматты басқару жүйесіне қойылатын талаптар өте жоғары болуы керек, себебі олардың технологиялық режимі соңғы өнімнің сапасы мен санына да әсер етеді.
Технологиялық процесстің жоғарғы технико-экономикалық көрсеткіштерін қамтамасыз етудегі шешуші факторды, сол процесстің оптималды жағдайда өтілуі атқарады. Алынатын өнім сапасын көрсететін параметрлердің ең оптималды мәнде сақталынуы тек ғана процесс басқаратын жоғары эффективті автоматтық басқару жүйесімен қамту арқылы орындалады. Осыған байланысты, технологиялық процесс автоматтандыру проблемалары өте өзекті. Әсіресе, өзара байланысы күрделі, кірістік, режимдік әне шығыстық параметрлер саны өте көп, айтарлықтай кешігуі бар және уақыттық тұрақтысы үлкен процесс автоматтық басқару және бақылау маңызды.
Дипломдық жұмыстың мақсаты- терендік электр сораппен жабдықталған скважинаны автоматтандыру тәртібін қарастыру.
Дипломдық жобада мұнай өндірісінде қолданылатын терендік электр батырмалы сорапты автоматтандыру жүйесі қарастырылған. Мұнай ұңғымаларын бұрғылаудағы негізгі үрдістерге талдай жасалған. Мұнай өндірісіндегі батырмалы сораптың жұмыс жасау режимін автоматты реттеу жүйесі және оны басқаруды оптималдау сипатталған.
Мұнай өндірісіндегі терендік электр сорапты автоматтандыру жүйесін енгізу басқарудың сенімділігі мен сапасының артуы, шығындардың төмендеуі, өнімділіктің жоғарылауы көрсететін, автоматтандырылып отырған өндірістің эффективтілігін жоғарылатуға мүмкіндік береді.
1. ТЕРЕНДІК ЭЛЕКТР СОРАПТАРМЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН ҰҢҒЫМАЛАРДЫ ЗЕРТТЕУ
0.1 Терендік электр сораппен ұңғыма жабдықталуы
Кез-келген ұңғыманың құрамына екі типті машина кіреді: машина-қару (сораптар) және машина-қозғалтқыш (турбиналар). Кең мағынада сораптар деп жұмысшы ортаның энергиясын хабарламалауға арналған машиналарды айтады. Жұмысшы дененің тегіне байланысты сораптар тамшылық сұйықтықтар үшін (тар мағынадағы насостар) және газға арналған (газүрлегіштер және компрессорлар) болып екіге бөлінеді.
Газүрлегіштерде статикалық қысымның төмендеуі айтарлықтай жоғары емес және орты тығыздығының артуын ескермеуге болады. Компрессорларда статикалық қысымның айтарлықтай артуы кезінде ортаның сығылуы пайда болады. Сұйықтықтар үшін арналған сораптарға көбірек тоқталайық. жетектік қозғалтқыштың механикалық энергиясын қозғалыстағы сұйықтықтың механикалық энергиясына түрдендіре отырып, сораптар сұйықтықты белгілі бір биіктікке көтереді, қажетті қашықтыққа горизонтал бойынша тасымалдайды немесе белгілі бір тұйық жүйеде айналымға түсіреді. Қозғалыс принципіне байланысты сораптар динамикалық және көлемдік болып бөлінеді. Динамикалық сораптарда сұйықтық, енгізетін және шығаратын құрылғылармен байланысқан, тұрақты көлем камерасында күштік әсерден қозғалады. Көлемдік сораптарда сұйықтықтың қозғалысы поршендердің, диафрагмалардың, пластиналардың қозғалысы кезінде жұмыстық ортадағы көлемнің циклдік өзгеруі есебінен сұйықтықты сору және ығыстырып шығару арқылы орындалады.
Центрден тепкіш сораптың негізгі элементтері жұмысшы доңғалақ (ЖД) және бұрып алу жолы болып табылады. ЖД тапсырмасы - центрден тепкіш сораптың күрекшелік аппарат доңғалағындағы сұйықтықтың жылдамдығын арттыруы есебінен ағымдағы сұйықтықтың потенциалдық және кинетикалық энергиясын жоғарылату және қысымды арттыру болып табылады. бұрып алу жолының негізгі функциясы сұйықтықты жұмысшы доңғалақтан ажырату, кинетикалық энергияны потенциалдық энергияға түрлендіре отырып сұйық ағынының жылдамдығын төмендету (қысымды арттыру), сұйық ағынын келесі жұмысшы доңғалаққа немесе айдағыш патрубокқа жіберу болып табылады.
Мұнай өндірісіне арналған центрден тепкіш сораптардың кішкентей габариттеріне байланысты отводтар әрдайым күрекшелі бағыттаушы аппарат (БА) түрінде орындалады. ЖД және БА конструкциясы, сонымен қатар сораптың сипаттамалары жобаланып отырған көлемге және саты тегеуріне байланысты. Өз кезегінде көлем мен тегеурін өлшемдері коэффиценттерге байланысты, олар: напор коэффиценті, подача коэффиценті, жылдамжүріс коэффиценті (ең жиі қолданылады).
Жылдамжүріс коэффицентіне байланысты жұмысшы доңғалақтың және бағыттаушы аппараттың геометриялық параметрлері және конструкциясы, сонымен қатар сораптың сипаттамалары да өзгереді.
Ақырынжүрісті центрден тепкіш сораптар үшін (жылдамжүріс коэффиценті аз - 60-90 дейін) тегеуріндік сипаттама сызығының монотонды төмендеуі және берілісті жоғарылату кезінде сорап қуатының тұрақты ұлғайтылуы тән. Жылдамжүріс коэффицентінің артуы кезінде (диагоналды жұмыстың доңғалақ, жылдамжүріс коэффиценті 250-300 артық) сорап сипаттамалары өзінің монотондығын жоғалтады және ойыстар мен дөңбегшелер ( тегеурін мен қуат сызығы) пайда болады. Сол себепті жылдамжүрісті центрден тепкіш сораптар үшін беріліс дроссельдеу көмегімен реттеу (штуцерді орнату) әдетте қолданылмайды.
Борец компаниясы мұнай өндірісіне арналған электрлік центрден тепкіш сораптар қондырғыларының (ЭЦСҚ) толық пакетін шығарады:
- 5" габаритінде - батырылатын корпус диаметрі 92 мм сорап, қаптамалық бағаналары үшін ішкі диаметрі 121,7 мм;
- 6" габаритінде - батырылатын корпус диаметрі 114 мм сорап, қаптамалық бағаналары үшін ішкі диаметрі 144,3 мм.
Борец компаниясы ЭЦСҚ комплектациясының эксплуатация жағдайы мен тапсырыс берушінің талабына сай әртүрлі нұсқаларын ұсынады. Борец зауытының жоғары дәрежелі мамандары, ұңғыма-сорап жүйесінің оптималды жұмысын қамтамасыз ететін, әрбір ұңғымаға сай ЭЦСҚ комплектациясын таңдап береду.
ЭСҚА стандартты комплектациясы: терендік электр тепкіш сорап; шығыстық модуль немесе газтстабильдеуші модуль (газосепаратор, диспергатор, газосепаратор-диспергато); гидроқорғанысы бар батырмалы электрқозғалтқыш (2,3,4), кабель және кабельдік ұзартқыш; батырмалы электрқозғалтқышты басқару станциясы.
Борец компаниясы берілісі 15-тен 1000 м3тәулік-ке дейінгі, тегеуріні 500-ден 3500 м-ге дейінгі батырмалы центрдентепкіш сораптарды келесідей нұсқалар бойынша шығарады:
- жұмысшы сатысы жоғары сапалы нирезисттен жасалған батырмалы центрдентепкіш екі негізді сорап - кез-келген жағдайда эксплутациялауға арналған, сонымен қатар мехқоспалары, құрамындағы газу және жұмысшы сұйықтықтың температурасы жоғары агрессивті ортада; модульдік жағдайда орындалған батырмалы центрден тепкіш сорап (ЭЦТСҚ типті) - негізінен қалыпты ортадағы жұмыс үшін арналған; жұмысшы сатылары жоғары сапалы коррозияға төзімді порошокты материалдан жасалған батырмалы центрден тепкіш екі негізді сораптар - газдық факторы жоғары және динамикалық деңгейі тұрақсыз ұңғымаларға арналған, әрі тұздың жиналуына жол бермейді.
1.2 ЭЦТСҚ типті модульдік центрден тепкіш батырмалы сораптар
ЭСҚА типтітерендік электр сораптар негізінен қалыпты жағдайда пайдалануға арналған. Біртіректі конструкция сатысы, сатылар материалы - жоғары берікті легирленген модифицирленген сұр перлитті шойын, ол механикалық қоспалары 0,2 гл аспайтын пласттік ортада және салыстырмалы түрде агрессивтілігі интенсивті емес жұмыс ортасында тозуға және коррозияға қарсы жоғары төзімділікке ие.
ЭЦТЕТС терендік электр сораптарының негізгі ерекшелігі екі негізді конструкцияның нирезист маркалы шойынынан жасалған сатысы болып табылады. Нирезисттің коррозияға, будағы үйкеліске, гидроабразивті тозуға төзімділігі ЭЦТЕТС сораптарын эксплуатация жағдайы күрделі ұңғымаларда қолдануға мүмкіндік береді.
Екі тіректі сатыны қолдану сораптың эксплуатациялық мінездемесін айтарлықтай жақсартады, валдың көлденең және бойлық беріктігін жоғарылатады және вибрациялық жүктемені төмендетеді. Сорап жұмысының сенімділігі және ресурсы жоғарылайды.
Екі тіректі саты конструкциясының артықшылығы:
-жұмыс доңғалағының төменгі осьтік тіректің жоғарылатылған ресурсы;
-валдың абразивтік және коррозиялық агрессивті сұйықтықтан жақсырақ оқшауланған;
-жұмыс ресурсының жоғарылауы және сатылараралық нығыздағыштардың ұзындығын арттыру есебінен сорап валының радиалды беріктігі.
Аса ауыр эксплуатация жағдайында қолдану үшін, бұл сораптарда радиалды аралық және осьтік керамикалық подшипниктер орнатылады.
ЭЦТСМ терендік электр сораптары әрдайым жығылмалы формадағы тегеуріндік мінездемеге ие, сонымен қатар сорап вибрациясының артуына және құрылғының сыну ықтималдылығының жоғарылауына алып келетін орнықсыз жұмыс жасау режимін болдырмайды.
Екі тіректі сатыны қолдану, вал тіректерін кремний карбидінен жасау, сорап секцияларын "корпус-фланец" типі бойынша беріктік классы 10.9 болатын ұсақ бұрандалы болт көмегімен бекіту ЭЦТСҚ жұмысының беріктігін жоғарылатады және құрылғының істен шығу ықтималдылығын төмендетеді.
1 сурет. Терең сорапты қондырғысы
1.3Ұңғымаларды батырмалы центрден тереңдік электрсораптарымен эксплуатациялау
Ұңғымадағы сұйықтықты соруға арналған центрден тепкіш сораптардың жер бетіндегі суды соруға арналған қарапайым центрден тепкіш сораптардан принципиалды айырмашылығы жоқ. Алайда центрден тепкіш сораптар түсірілетін қаптама колоннасының диаметріне байланысты кіші радиалды өлшемдер, шектелмеген осьтік өлшемдер, үлкен тегеурінді қамтамасыз ету қажеттілігі және сораптың батырмалы жағдайда жұмыс жасауы центрден тепкіш сорап агрегаттарының спецификалық конструктивті орындалуына алып келді.
Сыртқы қалпының құбырдан ешбір айырмашылығы жоқ, бірақ осы құбырдың ішінде мінсіз орындалу технологиясын талап ететін көптеген күрделі детальдар орналасқан.
Судың жылу сыйымдылығы 4,1868 кДжкг-°С, ал таза мұнайдікі 1,675 кДжкг-°С екендігі белгілі. Сондықтан су аралас өнімді сору кезіндегі БЭҚты салқындату жағдайы таза мұнайды сору жағдайынан жақсырақ, ал оның қызып кетуі изоляцияның төмендеуіне және қозғалтқыштың істен шығуына алып келеді. Сондықтан қолданылатын материалдардың изоляциялық сапасы қондырғының жұмыс жасау ұзақтығына әсер етеді.
Қозғалтқышты орауға арналған кейбір изоляциялық материалдардың термотөзімділігі 180 °С дейін, ал жұмыс температурасының 150 °С дейін жеткендігі белгілі.
Температураны қадағалау үшін қарапайым электрлік температура датчиктері ойлап табылған, олар БЭҚ температурасы туралы ақпаратты басқару станциясына қосымша өзекті қолданбай күштік электрлік кабель арқылы тасымалдайды. Осыған ұқсас, сорап кірісіндегі қысым туралы ақпаратты үздіксіз жоғарыға тасымалдайтын құрылғылар бар. Апаттық жағдайда басқару станциясы БЭҚты автоматты түрде өшіреді.
Батырмалы центрден тепкіш электрсораптар (БЦТЭС) - бұл, арнайы конструкциясы бар (БЭҚ) электрқозғалтқыш көмегімен іске келтірілетін, бір блоктағы сатылар саны 120 дейін жететін көпсатылы центрден тепкіш сораптар. Электрқозғалтқыш, барлық бақылау-өлшеу аппарутарасы және автоматика жинақталған станция арқылы, жоғарылатушы трансформатордан немесе автотрансформатордан тартылған кабель арқылы жеткізілетін электрэнергиясымен қоректенеді. БЦТЭС ұңғымаға есептік динамикалық деңгейге түсіріледі, әдетте ол 150-300 м құрайды. Сұйықтық СКҚ арқылы беріледі, оның сыртқы жағына арнайы белдіктер арқылы электркабель орнатылған. Сораптық агрегатта сораптың өзі мен электрқозғалтқыш арасында аралық буын бар, ол протектор немесе гидроқорғаныс деп аталады.
2 Сурет. Ұңғыманы центрден тепкіш сорап қондырғысымен қамтудың жалпы сұлбасы
Маймен толтырылған электрқозғалтқыш БЭҚ(1); гидроқорғаныс буыны немесе протектор(2); сұйықтықты бөгеуге арналған сораптың қабылдау сеткасы(3); көпсатылы центрден тепкіш сорап БЦТЭС(4); СКҚ(5); қорғаныс қабатымен қапталған үшөзекті электркабелі (6); кабельді СКҚ бекітуге арналған белдіктер (7); сағалық арматура (8); түсіру-көтеру жобадарын орындау кезінде және артық кабель мөлшерін сақтауға арналған барабан (9); трансформатор немесе автотрансформатор (10); автоматикалық басқару станциясы (11) және компенсатор (12).
Сорап, протектор және электрқозғалтқыш жеке буын болып табылады және өзара болттық шпилька арқылы жалғанады. Валдың екі шеті шлицтік қосындыға ие, олар барлық қондырғыны құру кезінде түйістіріледі.
Сұйықтықты үлкен биіктікте көтеру қажеттілігі болған кезде БЦТЭС секциялары бір-бірімен жалғанып, жалпы сатылар саны 400 жетеді. Сорылып отырған сұйықтық тізбектей барлық сатыдан өтеді және сораптан сыртқы гидравликалық кедергіге тең тегеурінмен шығады.
БЦТЭСҚ аздаған металл сыйымдылығымен, тегеурін бойынша да шығын бойынша да жұмыстық мінездемелердің кең диапазонымен, айтарлықтай жоғары ПӘК-пен, көп мөлшердегі сұйықтықты сору мүмкіндігімен және үлкен жөндеу аралық периодымен ерекшелінеді. Ресей бойынша бір БЦТЭСҚ арқылы сұйықтықты беру 114,7 ттәул, ал УШСН арқылы 14,1 ттәул екендігін атап өткен жөн.
Барлық сораптар негізгі екі топқа бөлінеді: олар қарапайым және тозуға төзімді. Жобада қолданылып жатқан сораптардың басы көпшілігі (95 % жуық) қарапайым түрде жасалған.
Тозуға төзімді сораптар аздаған мөлшердегі құмы және механикалық қоспалар саны бар (масса бойынша 1 % дейін) ұңғымаларда жұмыс жасауға арналған. Көлденең қимасы бойынша барлық сораптар негізгі 3 шартты топқа бөлінеді: 5; 5А және 6, яғни бұл шама берілген сорап түсіріле алатын қаптамалы сораптың номиналды диаметрін (дюймде) білдіреді.
Тозуға төзімді етіп жасалған сораптарда И әрпі бар. Оларда жұмыстық доңғалақ темірден емес, полиамидті сымаладан жасалады (П-68). Сорап корпусында әрбір 20 саты сайын аралық резина-металлдық валды центрлеуші подшипниктер орнатылады, нәтижесінде тозуға төзімді сораптарта сатылар саны оған сәйкес тегеурін мөлшері деп азырақ.
Жұмыстық доңғалақтың бүйірлік тіректері (торцевые опоры) шойыннан емес, 40Х болаттан тығыздалған сақина түрінде жасалған. Текстолитті тіректі шайба орнына жұмыс доңғалақтарының және бағыттаушы аппараттар арасында майға төзімді резинадан жасалған шайбалар қолданылады.
Сораптардың барлық типі H(Q) (тегеурін, беріліс), η(Q) (пәк., беріліс), N(Q) (тұтынылатын қуат, беріліс) тәуелділік қисығы түріндегі паспорттық жұмыстық сипаттамаға ие. Әдетте бұл тәуелділіктер шығынның жұмыстық өлшемдер дипазонында немесе үлкенірек диапазонда беріледі (1.3 суретін қараңыз).
Барлық центрден тепкіш сорап, сонымен қатар БЦТЭС да, жабық түсірмелі ысырма кезінде (закрытой выкидной задвижке) (A: Q = 0; Н = Нmах 24 нүктелерінде) және түсірмедегі қысымға қарсылықсыз да жұмыс жасай алады.
Сораптың пайдалы жұмысы беріліс пен тегеурін көбейтіндісіне пропорционалды болғандықтан, сорап жұмысының осы екі шектік режимдері үшін пайдалы жұмыс нольге тең, сәйкесінше ПӘК те нольге тең. Q мен Н қатынасы сорапың ішкі шығындары минималды болатындай мөлшерді қабылдаған кезде, ПӘК максималды мәнді қабылдайды, яғни 0,5-0,6.
Әдетте берілісі аз және жұмыстық доңғалақтың диаметрі кші, сонымен қатар сатылар саны көп сораптың ПӘК төмен болып келеді. Максималды ПӘК -ті қамтамасыз ететін беріліс пен тегеурінді сорап жұмысының оптималды режимі деп аталады. η(Q) тәуелділігі өзінің максимум аймағында баяу өзгереді, сондықтан оптималды режимнен белгілі айырмашылығы бар кезде де БЦТЭС жұмысы орындала берілуі әбден мүмкін. Бұл ауытқулардың шамасы БЦТЭС-ның нақты сипаттамасына тәуелді және сорап ПӘК-ін рұқсат еткен аймақта ғана ( 3-5 % аралығында) төмендетуі керек. Бұл БЦТЭС жұмыс режимінің белгілі бір рұқсат етілген аймағын береді, ол ұсынылған (рекомендованная) аймақ деп аталады.
Сорапты ұңғымаға келтіре отырып таңдау дегеніміз БЦТЭС ұңғымаға түсірілген кезде оптималды немесе ұсынылған режимде жұмыс жасай алатындай оның өлшемдерін таңдау болып табылады.
Қазіргі таңда шығарылып отырған сораптардың номиналды шығыны 40-тан (ЭЦН5-40-950) 500 м3тәул дейін (ЭЦН6-501 750) және тегеуріні 450 м-дан (ЭЦН6-500-450) 1500 м-ге дейін есептелген (ЭЦН6-100-1500). Сонымен қатар, арнайы мақсаттарға арналған сораптар бар, мысалы суды пластқа тасымалдауға арналған. Бұл сораптардың номиналды шығыны 3000 м3тәул және тегеуріні 1200 м дейін есептелген.
Сорап орындай алатын тегеурін шамасы ондағы сатылар санына тікелей пропорционалды. Бір сатының омтималды жұмыс режиміндегі бағындыра алатын тегеурін мөлшері жұмыс доңғалағының өлшеміне байланысты, ол өз кезегінде сораптың радиалды габариттеріне тәуелді. Сорап корпусының сыртқы диаметрі 92 мм болған жағдайда, бір сатымен берілетін орташа тегеурін шамасы (сумен жұмыс жасалғанда) 3,86 м тең (ауытқу шамасы 3,69-дан 4,2 м-ге дейін). Сыртқы диаметрі 114 мм болса, орташа тегеурін 5,76 м ( ауытқу зонасы 5,03 м-ден 6,84 м-ге дейін).
Сораптық агрегат сораптан, гидроқорғаныс буынынан, БЭҚ батырмалы электрқозғалтқышынан және БЭҚ-тың төменгі жағына жалғанатын компенсатордан тұрады.
ЭЦН-ның қазіргі конструкциясының гидроқорғаныс буынында артық қысым жоқ, сондықтан БЭҚ-тың іші толтырылған сұйық трансформаторлық майдың ағуы жоқ, сол себепті қорғасын-графитті сальниктің қажеттілігі жоғалды.
Қозғалтқыш қуысымен қабылдағыш бөлім ортасы қарапайым торцтық нығыздағышпен бөлінеді, екі жақтағы қысым өзара тең. Сорап корпусының
ұзындығы әдетте 5,5 м аспайды. Егер де қажетті сатылар санын бір корпус ішіне орналастыру мүмкін емес болған жағдайда (үлкен тегеурінді қамтамасыз ететін сораптарда), оларды бір сораптың дербес секцияларын құрайтын екі немесе үш жеке корпустарға жинайды және оларды сорапты ұңғымаға түсірер кезде біріктіреді.
Гидроқорғаныс буыны - БЦТЭСға болттық қосылыспен жалғанатын дербес буын.
Гидроқорғаныс құрылғысының екі конструкциясы жасалған. ГД гидроқорғанысының сипатталып кеткен Т гидроқорғанысынан айырмашылығы бар. Айырмашылық, резиналық қаптың (5) ішқі қуысындағы сұйық майға жоғары қысым беретін валдағы кіші турбинаға негізделген.
ГД гидроқорғаныс буынының жетілдірілген конструкциясын өндірісте кең таралған БЦТЭСның бұрынғы типтерімен бір комплектте қолдануға болады. Ертеректе, поршеньдік типті протектор деп аталатын гидроқорғаныс қолданылатын, онда майға артық қысым серіппеастыңғы поршеньмен тудырылған. ГДтың және Гның жаңа конструкциясы сенімдірек және ұзағырақ қызмет ететін болып шықты. Майды қыздыру немес салқындату кезіндегі көлемдік өзгерісі БЭҚтың төменгі жағына жалғанған резиналық қап (компенсатор) көмегімен компенсацияланады.
БЦТЭС приводы қызметін ретінде арнайы вертикалды асинхронды маймен толтырылған екі полюсті электрқозғалтқыштар (БЭҚ) атқарады. Сораптың электрқозғалтқыштары үш типке бөлінеді: 5; 5А және 6.
Электрқозғалтқыш корпусының бойымен, сораптан қарағанда, электркабель жүргізілмегендіктен атап кетілген топтағы БЭҚ диаметрлік өлшемдері сәл үлкенірек, атап кеткенде: 5 тобының максималды диаметрі 103 мм, 5А тобынікі - 117мм және 6 тобынікі 123 мм.
БЭҚ маркировкасына номиналды қуат (кВТ) және диаметр кіреді; мысалы, БЭҚ65-117 дегеніміз: Батырмалы электрқозғалтқыш, қуаттылығы 65 кВТ, корпус диаметрі 117 мм, яғни 5А тобына жатады.
Диаметрдің шектеулі болуы және үлкен қуат қажеттілігін қамтамасыз ету үшін (125 кВТ дейін) ұзынырақ қозғалтқыштарды жасауға тура келеді - 8 м дейін, кейде одан да ұзынырақ.БЭҚтың жоғарғы жақ бөлігі буынның төменгі бөлігімен болттық шпилькалар көмегімен бекітіледі. Валдар бір-бірімен шлицтық муфталар арқылы біріктіріледі.
Мұнай өндіруші ұңғымаларды эксплутациялау үшін қолданылатын БЭҚтар әдетте 10-нан 125 кВТ дейінгі қуаттылыққа ие.
Пласттық қысымды ұстап тұру үшін, қуаттылығы 500 кВт тең БЭҚтармен комплектталған, арнайы батырмалы сораптық агрегаттар қолданылады. БЭҚтағы қоректік токтың кернеулігі 350-ден 2000 В-қа дейінгі аралықта тербеледі. Жоғарғы кернеулікте тоқты пропорционалды кемітіп алайда қажетті қуатты сақтай отырып тоқты өткізетін кабель өзегінің қимасын кішіретуге болады, ал бұл өз кезегінде қондырғының көлденең габариттерін кішірейтуге мүмкіндік береді. Бұл қуаттылығы жоғары электрқозғалтқыштар үшін аса маңызды. БЭҚ роторының номиналды сырғымасы 4-тен 8,5% дейін, ПӘК-і 73тен 84 % -ке дейін, қоршаған ортаның шектеулі температурасы 100 °С дейін.
БЭҚ жұмысы кезінде өте көп жылу бөлінеді, сол себепті қозғалтқыштың қалыпты жұмысы үшін салқындату қажет. Мұндай салқындатылу қаптамалы ұңғыма мен электрқозғалтқыш корпусы арасында пайда болатын сақиналы қуыс арқылы өтетін пласттық сұйықтықтың үздіксіз ағыны арқылы қамтамасыздандырылады. Сол себепті сорап жұмысы кезінде СКҚ-дағы парафинның тұнуы эксплуатациялаудың басқа әдістеріне қарағанда айтарлықтай төмен.
Қозғалтқышты орауға арналған кейбір изоляциялық материалдардың термотөзімділігі 180 °С дейін, ал жұмыс температурасының 150 °С дейін жеткендігі белгілі.
Температураны қадағалау үшін қарапайым электрлік температура датчиктері ойлап табылған, олар БЭҚ температурасы туралы ақпаратты басқару станциясына қосымша өзекті қолданбай күштік электрлік кабель арқылы тасымалдайды. Осыған ұқсас, сорап кірісіндегі қысым туралы ақпаратты үздіксіз жоғарыға тасымалдайтын құрылғылар бар. Апаттық жағдайда басқару станциясы БЭҚты автоматты түрде өшіреді.
2.ТЕРЕНДІК ЭЛЕКТР СОРАППЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН СКВАЖИНАНЫ АВТОМАТТАНДЫРУ
2.1 Батпалы сораптар басқару нысаны ретінде
Потенциалды түрде автоматтандыруды қажет ететін, күрделі технологиялық үрдістер үшін ЭЕМ көмегімен басқарушы жүйелерді құру жағынан көп тәжірибесі бар, IBM фирмасының мамандары келесідей факторлар мен сипаттамаларды ұсынады:
- жұмыс режимдерін жиі және айтарлықтай түрде қайта құру қажеттілігі;
- қондырғы қуаттылығы;
- үрдіске әсер ететін қобалжытулар;
- үрдіс қиндығы және т.б.
Геологтық барлау ұңғымаларын бұрғылау үрдісі жұмыс режимдерін жиі және айтарлықтай қайта құрумен сипатталады. Бұл бұрғыланып отырған топырақ қасиеттерінің стохастикалық өзгеруімен, бұрғылау кезіндегі бұрғылаушы қондырғының және тазалаушы агент мінездемесінің өзгеруімен, бұрғылаушы валдың ұзаруымен байланысты. Сонымен қатар қондырғыны орнату жобадарымен, кернды және бұрғылаушы құбырларды көтеруі сияқты спецификалық операциялармен де байланысты болуы мүмкін.
Америкалық мамандардың көзқарасы бойынша, капиталдық салымдар арқылы сипатталған қондырғы қуаттылығы технологиялық процесс автоматтандыру қажеттілігінің бір негізі болып табылады. Күрделі процесс басқаратын жүйенің орташа бағасы 300 мың ақыш доллары және өзін-өзі ақтау уақыты екі жыл болған жағдайда, негізгі фондтың құны 5-тен 60 млн дейін болуы қажет ( 1996 жылғы мәлімет).
Автоматтық басқаруды қажет ететін үрдістер үшін ортақ тағы бір қасиет - экономикалық шығындарға алып келетін жиі әрі үлкен қобалжытушы әсерлер.
Айтарлықтай анықталмағандық жағдайында өтетін бұрғылау үрдісі, әсіресе терең ұңғымалар үшін, үлкен және болжауға келмейтін қобалжытушы әсерге тап болады. Бұл қобалжытулар тау-геологиялық және техника-технологиялық факторларға негізделген.
Бұрғылау үрдісі материалды және еңбек ресурстарын тұтыну, ұңғыма өзегін (бұрғыланған) жасау түріндегі еңбек өнімін өндіру, кернды алу (бұрғылаушы бригадаға төленетін негізгі еңбек түрі) қөзқарасы тұрғысынан өндірістік үрдіс ғана емес, сонымен қатар ғылыми-зерттеу үрдісі болып табылады, егер бұрғылау жұмысының негізгі мақсаты - жер қойнауы туралы ақпарат алу екендігін ескерсек.
Парадокс пайда болады: бұрғылау үрдісін жобалай, жоспарлай және нормалай отырып біз еңбек ортасын - жер қойнауын білеміз деп қарастырамыз. Алайда ұңғымаларды бұрғылаймыз, яғни біз еңбек ортасын білмейміз және жер қойнауы туралы жаңа ақпаратты алуға ұмтыламыз. Бұрғылау үрдісі дайындалып отырған кезде, оны жобалау кезінде біз оны детерминделген үрдіс ретінде қарастырамыз. Бұрғылау басталған кезде және жұмыс барысында бұл өндірістік үрдіс стохастикалық, ғылыми-зерттеулік, ақпараттық мінездемеге ие болады. Процесстің өндірістік және ғылыми-зерттеулік мінездемелері арасындағы нараздық оның ерекшелігі болып табылады, сондықтан автоматтық басқару жүйесін құру кезінде ескеру қажет.
Автоматтық басқару әдістемесі тұрғысынан бұрғылау үрдісі зерттелмеген деп айтуға болады. Максималды мүмкін жиілікпен жазылған, бұрғылау режимі параметрлерінің жазбасы диаграммасының анализі параметрлердің және бұрғылау үрдісі көрсеткіштерінің үздіксіз өзгеруін көрсетеді. Басқару үрдісін қандай жиілікпен басқару қажет, оның эффективтілігі жиілікке қалай байланысты? Қолмен басқару кезінде бұл сұрақтар пайда болмады. Автоматтық басқару кезінде бұл тапсырма принципиалды болып табылады.
Басқару жүйесінен басқарылып отырған нысанға басқарушы әсер уақытында және бұрғылау шарттарының өзгеруіне байланысты жеткізілуі қажет. Басқарудың жылдам әрекет етуі басқарудың сапасына және соңғы нәтижеге әсер етеді. Ал бұрғылау үрдісі динамикалық болғандықтан және басқарушы әсердің жиі түзетіліп отыруын талап еткендіктен, әсіресе жер қойнауының мінездемесі жиі өзгеретін болса, автоматты басқару жүйесінің адамнан артықшылығы айқын.
Технологиялық және эксплуатациялық тұрғыдан қиын үрдістер ЭЕМ-ны қолдана отырып автоматты басқарылу нысаны бола алады. Бұрғылау үрдісінің технологиялық қиындығы, мәндері осы процесстің эффективтілігіне белгілі бір дәрежеде әсер ететін технологиялық айнымалылардың көптігімен және олардың арасындағы өзара байланыстардың молшылығымен негізделген. Бұл байланыстар айқын емес басқарушы әсерді талап етеді. Осы мәселе әсіресе әртүрлі технологиялық жағдайларда байқалады, олардың дұрыс анықталуы бұрғылаушылардың басқарушы әрекетіне әсер етеді. Эксплуатациялық қиындық технологиялық қиындыққа тәуелді және бұрғылау үрдісінің оптималды деңгейде (орнатылған шектейлер жүйесінің аймағында) жүргізілу талабымен сипатталады. Бұл жағдай, бұрғылаушы дұрыс таңдау жасауы үшін салыстырмалы түрде бұрында болған бұрғылау үрдісінің тарихын білу керектігімен қиындатылады.
Егер үлкен тереңдікте және жер қойнауының мінездемесі жиі өзгеретін болса бұрғылау үрдісінің екі-үш параметрін оптималды деңгейде ұстай отырып қолмен басқару мүмкін емес.
Бұрғылау үрдісінің автоматтандырылған басқарылуы бір мезетте, адамға қол жетімсіз жиілікпен екі-үш параметрді өзгертуге мүмкіндік береді. Яғни, автоматтандырылған басқарудың эффективтілік көзі ретінде, тым болмағанда, аралық уақытты қысқарту, опатималды режимді ісдестіру, шарттардың өзгеруіне байланысты бір режимнен екінші режимге жылдам ауысу және де апаттық жағдайға алып келетін процесстің өзгеруіне жол бермеу болып табылады. Сонымен қатар, бұрғылау үрдісін басқару стратегиясы есептелінетін көрсеткіштердің (мысалы, бір айналымдағы қазылатын тереңдік) негізінде құрылуы мүмкін. Бұл жанама айнымалылар басқарушы.
ЭЕМ көмегімен есептелінеді. ЭЕМ бұрғылау үрдісінің негізгі параметрлері туралы ақпаратты қолданады, ал бұл параметрлер өз кезегінде бақылаушы-өлшеуіш құрылғылармен өлшенеді.
Экономикалық эффективтіліктің негізгі көздерінің бірі - автоттандырылу кезіндегі басқару сапасының артуы. Егер бұрғылау үрдісін басқаруды процесстің параметрлерін (мысалы, механикалық жылдамдық және т.б) орнатылған мәнге барынща жақын ұстап тұру ретінде қарастырсақ, онда басқару сапасы болып бұрғылау үрдісінің бекітілген режим мен талаптарға ұзақ уақыт кезеңінде қаншалықты дәлдікпен сәйкес келуі болып табылады. Әрине бұл мәндерді бұрғылаушыға инженер-технолог өзінің бұрғылау шартының геологты-техникалық біліміне негізделе отырып бекітеді. Практика көрсеткендей, әдетте бұрғылаушының күш салуы процесс орнатылған режимде немесе көрсеткіштер шекарасында ұстап тұру үшін жеткіліксіз. Бұл бұрғылау үрдісіне әсер ететін факторлардың кездейсоқ мінездемесімен және адамның шектеулі мүмкіншіліктерімен түсіндіріледі.
Автоматтандырылған басқару жүйесі, өзінің сыртқы әсерге жылдам әрекет етуінің және процесстің көрсеткіштері мен параметрлерінің өзара әрекеттесуі ескерілген басқарушы әсерді өндіру ерекшелігінің арқасында, басқаруы сапасының артуын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, жүйе басқарудың сапалылығына кепілдік береді. Процесстің бекітілген күйін ұстап тұруға (локалдық реттеу деп те атауға болады) негізделген, басқаруға деген сипатталып кеткен тәсілінен басқа, жүйеде дәстүрлі қолмен басқару әдісімен іске асыруға келмейтін перспективті әдістер де іске асырылуы қажет. Олардың қатарына автоматтандырылған басқару үрдісі кезінде іске асырылатын келесідей әдістерді жатқызуға болады: оперативті оптимизациялау, адаптивті келтіруі, сыртқы әсер бойынша реттеу, тікелей өлшеуге мүмкін емес есептелінетін жанама айнымалылар бойынша басқару (мысалы, бұрғылау қуатының бұрғылаудың механикалық жылдамдығына қатынасының минималды мәніне жетуі) және т.б. Автоматтандырылған басқару жүйесінің эффективтілігінің басқа көзі - бұрғылаудың механикалық жылдамдығының артуы есебінен еңбек өнімділігінің артуы, ақаулар мен апаттар санының кемуі, обьективті құжатталған басқару есебінен өнімділік уақытының артуы.
Бұрғылау қондырғысында қызмет көрсетуші персоналдың қысқартылуы жуырдағы болашақта көзделмегені айқын, себебі тым болмағанда қауіпсіздік техникасы тұрғысынан бұрғылаушы қондырғы кемінде екі қызметкермен бақылануы қажет. Алайда автоматтандырылған басқаруы бар бір ұңғыманы бұрғылау үрдісі кезінде шартты түрде персоналдың босатылуын айтуға болады. Басқару жүйесі бұрғылаушы қызмет көрсетуші персоналдың функциясының бір бөлігін өзіне алғандықтан, босаған уақытта жұмысшылар басқа да әртүрлі көмекші жұмысты атқара алады. Бұрғылау жылдамдығының артуы есебінен бұрғылаушы қондырғылар санын қысқартуға болады, нәтижесінде жұмысшылар саны да азаяды.
Ұңғыманы бұрғылаудың 1 метрінің өзіндік құнын төмендету - бұрғылау үрдісінің автоматтандырылған басқару жүйесінің эффективтілігінің тағы бір көзі. Бұл бір жағынан еңбек өнімділігінің артуымен, екінші жағынан тозатын материалдардың, құралдардың, энергияның шығынының төмендеуімен және қондырғыларды жөндеу жобадарының арасындағы уақыттың ұзаруы есебінен қол жеткізіледі. Мысалы, Севукргеологияда В. А. Флянтиковпен және В. А. Бабишинмен құрастырылған Вектор-1 жүйесі еңбек өнімділігінің 46% артуын, механикалық жылдамдықтың және рейс ұзындығының сәйкесінше 30 және 43% артуын, 1 метрды қазуға кететін қуаттың кемуін, тозатын материалдар шығынын және бұрғылау жұмысының өзіндік құнын сәйкесінше 6,50 және 19,3% төмендеуін қамтамасыз етті.
Бұл көрсеткіштер жалпы көлемі 10 мың м3 болатын жоспарлы геологты барлаушы ұңғымаларды бұрғылау кезінде алынған. Айтылған жүйе басқару алгоритмінің қатаң, аппараттық іске асырылуы нәтижесінде шектеулі функционалдық мүмкіншіліктерге ие екендігін және анықтай келсек тек бір ғана жер қойнауын бұзушы қондарғы (долото) жүктемесінің параметрі бойынша анықталатынын айта кеткен жөн.
Айқын емес экономикалық эффективтілік көздеріне параметрлерді бақылау және тіркеу функциясын жатқызуға болады, сонымен қатар басқару жүйесімен атқарылған бұрғылау үрдісінің көрсеткіштерін де айта кеткен жөн. Осы кезде процесс хронометрлейтін және мәліметтерді алдын-ала өңдейтін инженер-техникалық жұмысшылардың бір бөлігі босатылады.
Обьективті алынған мәліметтер бұрғылау үрдісін оптималды жобалау үшін, нормалау үшін және т.б негіз болып табылады.
Жақын болашақта заманауи гидрофицирленген бұрғылаушы қондырғыларды енгізу есебінен, бұрғылау үрдісін басқару жүйесінің функционалдық мүмкіншіліктерінің кеңейуі есебінен эффективтіліктің өсуі мүмкін. Функционалдық мүмкіншіліктерге: көтеру-түсіру операцияларын автоматтандыру, станок күйін диагностикалау, ұңғымалық геофизика мәліметтерін оперативті өңдеу, материалдар шығынын есептеу және т.б жатады.
Автоматтандырылған басқару жүйесін енгізудің әлеуметтік мағынасы бар. Ең біріншіден бұл ақыл және физикалық жұмыс арасындағы айырмашылықты жою, еңбек шарты мен қауіпсіздік техникасын жақсарту, себебі автоматтандыру нәтижесінде бұрғылаушы персонал қозғалатын және айналатын бөлшектерден қауіпсіз қашықтыққа жөнелтіле алады, және де комфорттық жұмыс жағдайын жасау.
2.2 Басқару тапсырмасынының қойылымы
Әртүрлі түстерде іске асырылған өзара байланысқан технологиялық параметрлердің топтық панельдерімен, реттеу мен басқару панельдерімен, технологиялық процесстің мнемосұлба фрагменттерінің көмегімен операторлық панельдерде және жұмысшы станциялардың экранынан қондырғыны автоматты басқару мен оперативті бақылау:
- технологиялық персонал параметрлер орнатылған технологиялық және авариялық шекарадан жоғары немесе төмен шығып кеткен жағдайда ескертуші және авариялық дабыл беру;
- сәйкес орындаушы механизмдері мен құрылғыларға әсер ете отырып жүйе алгоритімін іске асыру;
- оператор-технологтарға ақпаратты мнемосұлбада, бақылау мен реттеу панельдерінде, графиктер түрінде, оқиғалар протоколымен, өзара байланысқан параметрлер тобының мәнін, кестелерді, мәтіндік хабарламаларды жіберу арқылы іске асырылу қажет. Айтылған ақпараттар жұмыс станциясындағы түсті монитор экранында көрсетілуі қажет;
- келесі класстар оқиғаларының пайда болуы бойынша автоматтық протоколдау:
- технологиялық үрдіс барысында ақаулар мен ауытқулар туралы хабарламалар;
- екілік оқиғалардың (электрқұралдарын өшіруқосу, клапандарды ашужабу) пайда болуы туралы хабарламалар;
- оператор-технологтың іс-әрекеті туралы хабарлама;
- жүйелік хабарламалар;
- бір тәулікте ауысымтәулік бойынша технологиялық параметрлердің орташаландырылған мәнін автоматты протоколдау және қалыптастыру;
- шикізат шығынын автоматты протоколдау және қалыптастыру, соңғы өндіруді есептеу және нақты өндірумен салыстыру;
- бір ауысым, тәулікте қондырғы бойынша жалпы материалдық ағындардың орташаландырылған мәнін автоматты протоколдау және қалыптастыру;
- авария алдыңғы жағдайдың даму протоколын қалыптастыру және басып шығару;
- авариялық бағдарламаның іске қосылуының бірінші себебін анықтауды қалыптастыру және басып шығару.
КИПиА құралдары мен қондырғыларда ақаулардың пайда болу протоколын қалыптастыру;
Бекітілген уақыт бойынша есептік және оперативті ақпаратты архивтеу және оны технологиялық персонал талдаудан өткізу үшін басып шығару.
2.3 Модельдеудің қазіргі жағдайы
2.3.1 Сораптың математикалық моделі
Автоматтандырылған жіберу құралының жобасын есептеу үшін және штангалы мұнайдың тереңдік сораптарын басқару мен автоматты реттеу жүйесін синтездеу үшін қолданылатын математикалық сораптар үшін арнайы талаптар қойылады. Олар қарапайым әрі бастапқы мәннен өлшеніп алынған параметрлердің өсімін (температура мен қысым) бағалау үшін стационарлық емес процесс жоғары дәлдікпен сипаттауы қажет. Бұл дәлдік өтпелі процесстың барлық уақыт интервалында сақталуы қажет.
Параметрлердің өсімін бағалау үшін стацонарлық емес процесс сипаттау дәлдігінен мұнай өндіруші батырмалы сораптардың санын дұрыс анықтау және олардың реттелу диапазоны байланысты.
Автоматты реттеу жүйесінің орнықтылығын бағалау кезінде сенімді әрі дұрыс қорытынды алу үшін процесс барлық уақыт интервалында жоғары дәлдікпен сипаттау қажет.Модельдерді бөлшекті-рационалды беріліс функциясы ретінде беру үшін олардың дәрежесін төмендету арқылы қарапайымдау әдісі жиі қолданылатыны белгілі.
Қарапайымдалған модельдер процесс орташа және үлкен уақыт мәнінде жақсы сипаттайды да, аз уақытта нашар екені әдебиеттер көзінен белгілі. Мұндай модельдерді қолдану орнықтылықты зерттеу кезінде қателікке алып келуі мүмкін, әсіресе қарастырылып отырған тармақталған параметрлері бар жүйе үшін және де трансцендентті беріліс функциясын қарапайымдаған кезде.
Станцияны немесе өнімділік реттегіштерін қосу (өшіру) кезінде пайда болатын өтпелі процесстің бастапқы кезеңінің сипаттамасы реттеудің сипаттамаларын анықтайтындығын автоматтандырылған реттеу жүйесін есептеу тәжірибесі көрсетеді.
Мұнай өндірісінің сораптарын және ұңғымаларды бұрғылау үрдісін математикалық модельдеу нәтижелері төменде көрсетілген.
Оптималды режимді жобалау зерттеулер мәліметтері бойынша жасалады, оларға сүйене отырып ұңғыманың өндірістік мүмкіншіліктері анықталады. Оларға қондырғының мүмкіншіліктері сәйкес келуі қажет.
2.4 Ақпараттық және алгоритмдік қамтамасыздандыруды жобалау
Процесстің технологиялық айнымалыларын басқару бойынша қойылған тапсырмаларды шешу үшін, процесстің технологиялық айнымалылары туралы аналогты және дискретті ақпаратты жинауға және өңдеуге, басқарушы сигналдарды бақылау мен жіберуге және олардың орындалу дәлдігін бақылауға негізделген ақпараттық қамтамасыздандыруды жасау қажет.
БС басқару мақсатында микроконтроллерларға келесідей технологиялық айнымалыларды кодтау және жіберу керек:
- құбырлық кеңістіктегі мұнайдың температурасын;
- құбырлық кеңістіктегі мұнайдың қысымы;
- құбырлық кеңістіктегі мұнайдың қысымы;
- құбырдан тыс мұнай қысымы;
- ток күшін бақылау;
- қуатты бақылау;
- тербеліс саны бойынша қозғалтқышты басқару;
- қозғалтқышты пускстоп бойынша басқару;
- клапан күйі;
- ЧРП-ПУ рұқсат етілмеген ену.
Процесстің айнымалылары туралы ақпаратты әкелетін, датчиктерден келетін сигналдар Simatic S7-200 микроконтроллерларының аналогты кірістеріне келіп түседі, ол өз кезегінде бұл шамаларды талдайды және модуль шығыстары арқылы орындаушы механизмдерге сәйкес басқарушы сигналдарын жібереді.
Технологиялық процесстің жүрісі туралы барлық қажетті ақпарат компьютер экранында процесс бақылайтын оператордың қабылдауына ыңғайлы графикалық түрде көрсетіледі. Процесстің бақыланып отырған айнымалылары орнатылған шекарадан асып кетсе, компьютер экранында ескерту терезесімен қатар дыбыстық сигнал пайда болады.
2.5 Техникалық қамтуды жобалау
Техникалық құралдар комплексын таңдау және негіздеу.
Техникалық қамтуға келесідей техникалық құралдар комплексы енеді:
-есептеуші техниканы, микроконтроллерлар технологиялық параметрлер мен технологиялық қондырғының күйі туралы ақпаратты алуға мүмкіндік береді;
- ақпаратты сақтау мен өңдеу құралдары;
- басқарушы әсерді реализациялау және шығару құралдары;
- ақпаратты көрсету құралдары;
- оператор-технологтың жұмыс станциясы (басқару пульті).
Барлық техникалық құралдарды басқару микроконтроллерларға жүктеледі. Оператор-технолог микроконтроллермен жұмыс станциясы көмегімен технологиялық процесстің параметрлерінің мәні туралы ақпаратты сұрай және ала отырып, автоматтық құралдармен бақыланбайтын параметрлер туралы мәліметті және жаңа тапсырмаларды енгізе отырып ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz