6.Развитие асду на базе современных scada- систем.

Системы SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition – Диспетчерское управление и сбор данных) – это промышленные управляющие системы, предназначенные в первую очередь для сбора информации об объекте управления, ее отображения и архивировании. Сбор информации осуществляется дистанционно в режиме реального времени. Эти системы в состоянии осуществлять работу практически полностью самостоятельно, и участие человека необходимо только в случае возникновения каких-то неполадок, либо при внештатных ситуациях. Даже при возникновении аварии система SCADA предоставляет ценную информацию и необходимые инструкции, помогающие обслуживающему персоналу быстро устранить все неисправности и вернуться к нормальному режиму работы.

Так как системы SCADA создаются для того, чтобы облегчить труд людей и сделать его более эффективным, то одной из главных частей, входящих в состав систем SCADA является интерфейс человек-машина. При проектировании и реализации информационно-аналитических систем диспетчерского управления наша компания следует следующим принципам:

Получаемые данные должны отличаться высокой степенью надежности; Доступ ко всем типам данных должен быть простым;

Создаваемые АСДУ должны быть модульными и открытыми, чтобы дальнейшая их модернизация не вызывали никаких затруднений.

Взаимодействие диспетчера с современной АСДУ, чаще всего, происходит в трех основных режимах, которые могут реализовывать параллельно.

Режим 1. Ведение наблюдения в реальном времени. В современных АСДУ данные отображаются в интуитивно-понятном виде, используются наглядные анимированные мнемосхемы, соответствующие реальному состоянию параметров контролируемого процесса.

Режим 2. Работа в условиях нештатной ситуации. Подсистема, ответственная за обнаружение и архивацию нештатных ситуаций, в случае регистрации такой ситуации подает сигнал тревоги, чтобы сообщить диспетчеру о наступлении нештатной ситуации, и запускает автоматическую архивацию всех действий обслуживающего персонала.

Режим 3. Реализация непрерывной архивации всех контролируемых данных на жесткий диск. Это позволяет диспетчеру в любой момент проанализировать динамику развития каждой ситуации и по результатам анализа составить объективные прогнозы дальнейшего развития событий.

Современные АСДУ предоставляют диспетчерам возможность получать дистанционный доступ ко всем параметрам контролируемых систем. Это значит, что важная информация доступна диспетчеру, не только когда он находится на своем рабочем месте, но из любой точки, где есть вход в Интернет. Диспетчер может сообщать персоналу и руководству о нештатных ситуациях с помощью SMS, либо с помощью пейджингового сервиса.

7.Свойства автоматических регуляторов.

В нефтяной и газовой промышленности встречаются самые раз­личные по назначению конструкции и принципу действия объекты ре­гулирования, например: газосборный коллектор, сепаратор, теплооб­менник, газовая турбина, нефтяная скважина, групповая установка, емкость для сбора нефти и т. д.

Однако, как уже указывалось, при построении системы автомати­ческого регулирования рассматривают не конкретные конструктивные особенности элементов и систем, а их статические и динамические свойства. Это положение распространяется и на объекты регулирования. Принято различать объекты с сосредоточенными и распределен­ными параметрами.

В объектах с сосредоточенными параметрами значе­ние регулируемого параметра в состоянии равновесия можно считать одинаковым во всех точках объекта. Например, установив на газовом сепараторе манометр, можно утверждать, что давление и во всех дру­гих точках сепаратора равно этой величине.

В переходном режиме значение регулируемого параметра в таких объектах зависит только от времени, и поэтому их динамические свойства описываются обыкновенными дифференциальными уравне­ниями.

В объектах с распределенными параметрами регули­руемый параметр может принимать различные значения в отдельных точках объекта. Обычно это характерно для объектов, имеющих зна­чительные геометрические размеры. Так, например, давление газа в различных точках магистрального газопровода в состоянии равно­весия неодинаково. В переходном режиме регулируемый параметр в таких объектах изменяется как во времени, так и в пространстве (в нашем примере — по длине газопровода), а их динамические свой­ства описываются диффернециальными уравнениями в частных про­изводных.

Объекты регулирования обладают способностью накапливать (аккумулировать) рабочую среду. Это свойство объектов называет­ся емкостью. Чем больше емкость объекта, тем больше его инер­ционность и тем меньше скорость изменения его регулируемого пара­метра. Например, при регулировании уровня жидкости емкость объекта характеризуется объемом жидкости, при регулировании тем­пературы— теплосодержанием объекта, при регулировании давления газа — массой газа в объекте.

Если переход рабочей среды из одного участка объекта в другой осуществляется свободно, то такой объект называется одноемко-стным. К таким объектам относятся, например, резервуары, в ко­торых регулируется уровень жидкости.

Если переход рабочей среды из одного участка объекта в другой затруднителен, то такой объект называется многоемкостным. Многие объекты регулирования обладают свойством самостоятель­но, без участия регулятора приводить к нулю несоответствие между притоком и расходом, а регулируемый параметр — к новому устано­вившемуся значению. Такое свойство объектов называется самовы-рдвнивянирм.

8. устройства дистанционного контроля глубинных параметров бурения с гидр каналом связи.

Забойный индикатор осевой нагрузки (ЗИН) предназначен для преобразования осевой нагрузки на долото в импульсы давления, частота которых пропорциональна измеряемому параметру. Эти им­пульсы передаются на поверхность по столбу жидкости в скважине и воспринимаются на поверхности преобразователем давления в электрические сигналы.

Схема датчика .осевой нагрузки на долото приведена на рис. 10.12. Система двух поршней 1 и 2 образует гидротрансформа­тор. Осевая нагрузка воспринимается поршнем 1 и через жидкость передается поршню 2. При этом перемещение поршня 2 больше пе­ремещения поршня / на величину, пропорциональную отношению площадей этих поршней. Это перемещение передается к сильфонно-му измерителю 14, и жидкость из камеры 3 через калиброванный дроссель 4 перетекает в верхнюю камеру сильфона 5. Скорость сжа­тия сильфона пропорциональна величине осевой нагрузки на долото.

Гидравлический турботахометр (рис. 10.13,а) состоит из таходатчика 2, посылающего в гидравлический канал импульсы давления с частотой, пропорциональной частоте вращения турбобу­ра 1, индуктивного преобразователя 3 сигналов (импульсов) давле­ния в электрические импульсы, электронного фильтра-усилителя 4, указателя 5 и регистратора 6 частоты вращения турбобура.

Для обеспечения падежной связи по гидравлическому каналу при ■больших расстояниях необходимо, чтобы сигналы от датчика были низкой частоты и большей продолжительности. Во время работы турбобура в гидравлическом канале бурового насоса создаются им­пульсы давления, что способствует появлению помех. Частота сигна­лов помех /_п=1—8 имп/'с. С учетом этого частота полезных сигна­лов от таходатчика /_с должна быть 0,2—0,3 имп/с.

В результате применения инерционной системы в наземном при­боре турботахометра и соответствующих фильтров практически воз­можна четкая регистрация тахосигнала, если его наивысшая частота ■будет в 3—5 раз меньше самой низкой частоты помех, т. е. /_сшах (0,3—0,2). В ГТН-3 применен таходатчик ТДН-8, который посылает кмпульсы давления через каждые 100 оборотов турбобура.

Таходатчик состоит из планетарного редуктора и клапанной си­стемы с гидравлическим усилителем, смонтированных в специальном контейнере, навертываемом на турбобур. Вал турбобура при этом соединяется с входной осью таходатчика.

9. индикатор осевой нагрузки

ИНДИКАТОР ВЕСА (а. weight indicator; н. Gewichtsanzeiger, Drillometer; ф. indicateur de poids; и. indicador de peso) — прибор для измерения нагрузки на крюке буровой установки и определения осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент.

Индикатор веса состоит из первичного преобразователя (датчика веса), устанавливаемого обычно на неподвижной ветви талевого каната (либо на механизме для её крепления), вторичных приборов (для отображения и регистрации измеряемой величины) и линии связи, по которой сигнал датчика передаётся на вторичные приборы. Датчики веса представляют собой устройства, преобразующие воспринимаемое ими усилие натяжения ветви каната, пропорциональное нагрузке на крюке, в гидравлический или электрический сигнал. В качестве вторичных приборов гидравлических индикаторов веса используются приборы манометрического типа, тип вторичных приборов электрического индикатора веса зависит от характера сигнала датчика. Осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент определяют по величине "разгрузки" крюка при передаче части веса бурильной колонны на забой скважины.

10. понятие о САР. Требования, предъявляемые к сар.

Автоматическое управление в технике, совокупность действий, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления. А. у. широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время, для повышения производительности труда, качества и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в условиях относительной недоступности или опасных для здоровья (см. Автоматизация производства, Автоматизация управленческих работ, Большая система). Цель управления тем или иным образом связывается с изменением во времени регулируемой (управляемой) величины — выходной величины управляемого объекта. Для осуществления цели управления, с учётом особенностей управляемых объектов различной природы и специфики отдельных классов систем, организуется воздействие на управляющие органы объекта — управляющее воздействие. Оно предназначено также для компенсации эффекта внешних возмущающих воздействий, стремящихся нарушить требуемое поведение регулируемой величины. Управляющее воздействие вырабатывается устройством управления (УУ). Совокупность взаимодействующих управляющего устройства и управляемого объекта образует систему автоматического управления.

Система автоматического управления (САУ) поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде случаев вспомогательные для САУ операции (пуск, остановка, контроль, наладка и т.д.) также могут быть автоматизированы. САУ функционирует в основном в составе производственного или какого-либо другого комплекса.

История техники насчитывает много ранних примеров конструкций, обладающих всеми отличительными чертами САУ (регулирование потока зерна на мельнице с т. н. «потряском», уровня воды в паровом котле машины Ползунова, 1765, и т. д.). Первой замкнутой САУ, получившей широкое техническое применение, была система автоматического регулирования с центробежным регулятором в паровой машине Уатта (1784). По мере совершенствования паровых машин, турбин и двигателей внутреннего сгорания всё более широко использовались различные механические регулирующие системы и устройства, достигшие значительного развития в конце 19 — начале 20 вв. Новый этап в А. у. характеризуется внедрением в системы регулирования и управления электронных элементов и устройств автоматики и телемеханики. Это обусловило появление высокоточных систем слежения и наведения, телеуправления и телеизмерения, системы автоматического контроля и коррекции. 50-е гг. 20 в. ознаменовались появлением сложных систем управления производственными процессами и промышленными комплексами на базе электронных управляющих вычислительных машин.

САУ классифицируются в основном по цели управления, типу контура управления и способу передачи сигналов. Первоначально перед САУ ставились задачи поддержания определённых законов изменения во времени управляемых величин. В этом классе систем различают системы автоматического регулирования (CAP), в задачу которых входит сохранение постоянными значения управляемой величины; системы программного управления, где управляемая величина изменяется по заданной программе; следящие системы, для которых программа управления заранее неизвестна.

11. статические, динамические и частотные характеристики.

для определения динамических свойств обьекта на практике чаще всего используют методику снятия переходной характеристики. При определении динамических характеристик обьекта по его переходной характеристике (кривой разгона) на вход подается или ступенчатый пробный сигнал или прямоугольный импульс – см.раздел 2.3. Во втором случае переходная характеристика (кривая отклика) должна быть достроена до соответствующей кривой разгона. Процесс получения передаточной функции обьекта, исходя из данных о переходном процессе, называется идентификацией обьекта.

Самовыравниванием процесса регулирования называется свойство регулируемого объекта после нарушения равновесия между притоком и расходом вернуться к этому состоянию самостоятельно, без участия человека или регулятора. Самовыравнивание способствует более быстрой стабилизации регулируемой величины и, следовательно, облегчает работу регулятора. Процесс изменения параметра Х(t) и его переходная характеристика h(t) изображена на рис.1. Сняв кривую разгона, и оценив характер обьекта управления (с самовыравниванием или без) можно определить параметры соответствующей передаточной функции.

рекомендуется применять для обьектов управления с явно выраженной преобладающей постоянной времени. Перед началом обработки переходную характеристику (кривую разгона) рекомендуется пронормировать (диапазон изменения нормированной кривой от 0 до 1) и выделить из ее начального участка величину чистого временного запаздывания.