ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ

по опытной эксплуатации системы регулирования уровня промывочной

жидкости в промежуточной емкости буровой установки

При опытной эксплуатации ультразвукового уровнемера в бригаде бу-рового мастера Альметьевского ПБР Мансурова была смонтирована схема управления со следующим оборудованием:

Ультразвуковой уровнемер для измерения уровня жидко-сти Rosemount серии 3100 модель 3105

Двухканальный измеритель-регулятор ТРМ1А.Щ2А.Т.Р.

«Овен»

Магнитный пускатель ПМ12-100150

Ультразвуковой уровнемер Rosemount смонтирован в емкости при по-мощи металлической пластины без непосредственного контакта с жидкостью

(рисунок 1)

Рисунок 1 – Смонтированный ультразвуковой датчик уровня

Двухканальный измеритель-регулятор ТРМ1А.Щ2А.Т.Р. «Овен» смон-

тирован в щите управления и предназначен для приема сигнала от ультразву-кового датчика об уровне жидкости в емкости и выдачи команд на включе-ние и отключение магнитного пускателя. Магнитный пускатель, в свою оче-

редь, предназначен для управления электродвигателем вертикально-шламового насоса в режиме прямого пуска (рисунок 2).

Рисунок 2 – Двухканальный измеритель-регулятор ТРМ1А.Щ2А.Т.Р. «Овен»

в щите управления

Опыты проводились с сентября 2014 г. по июнь 2015 г. Во время экс-плуатации производилось управление уровнем бурового раствора в емкости

при помощи вертикально-шламового насоса с электродвигателем мощностью

30 кВт. Уровень жидкости измерялся ультразвуковым датчиком, токовый сиг-

нал 4 … 20 мА с которого передавался в измеритель-регулятор, который при

достижении верхнего заданного уровня включал при помощи магнитного пускателя электродвигатель вертикально-шламового насоса, а при достиже-нии нижнего уровня отключал.

При помощи измерителя-регулятора, который оснащен цифровым

экраном, имелась возможность наблюдать передаваемую информацию об уровне жидкости в емкости с ультразвукового датчика.

Схема управления положительно себя зарекомендовала, сбоев в управ-

ляющей схеме не наблюдалось.

Недостатком данной схемы на фоне высокой надежности управле-

ния уровнем жидкости является низкая надежность защиты электро-

двигателя вертикально-шламового насоса, построенная на тепловом ре-ле и автоматическом выключателе, а также наличие силовых «сухих»

контактов на магнитном пускателе, выгорающих в процессе эксплуата-

ции вследствие частых пусков и остановов электродвигателя верти-

кально-шламового насоса.

Для устранения данных недостатков в бригаде бурового мастера Аль-метьевского ПБР Григорьева проведена опытная эксплуатация с июля 2014

года по июнь 2015 года устройства плавного пуска в промежуточной емкости

на электродвигателе вертикально-шламового насоса.

При опытной эксплуатации в бригаде бурового мастера Альметьевско-го ПБР Григорьева была использована схема со следующим оборудованием:

Датчик-реле РОС-301

Устройство плавного пуска и торможения Schneider

Altistart 48 ATS48C79Q.

Непосредственный контакт с измеряемой средой электродов дат-

чика-реле РОС приводило к налипанию шлама как на контактные со-

единения, так и к самим электродам, что приводило к ложным срабаты-

ваниям (рисунок 3). Особенно тяжелая эксплуатация оказалась в зимнее время года – необходимость чистки от снега и наледи, периодический

отогрев электродов, постоянный контроль за ними и принятие дополни-

тельных мер по защите от механических повреждений.

Технический результат эксплуатации устройства плавного пуска за-

ключается в следующем (рисунок 3):

• снижение бросков тока в статоре электродвигателя в момент

его запуска;

• обеспечение полного контроля перегрузок двигателя;

• устранение рывков в вертикально-шламовом насосе, что повы-

шает эксплуатационный срок всего оборудования;

• устранение гидравлических ударов в трубопроводах при запуске

вертикально-шламовых насосов;

• управление остановкой электродвигателя в заданный момент

времени;

• при отключении в аварийной ситуации устройство обеспечивает

предельное быстродействие.

Смена вертикально-шламовых насосов из-за износа механических ча-

стей производилась ориентировочно в два раза меньше, выходов из строя

электродвигателей не наблюдалось.

Рисунок 3 – Смонтированная схема регулирования уровня бурового раствора

с датчиком-реле РОС и устройством плавного пуска

Выводы.

Рекомендуется к внедрению схема регулирования уровня бурового рас-

твора в емкости с использованием ультразвукового уровнемера, цифрового

измерителя-регулятора и устройства плавного пуска.

Приложения:

1. Сравнительный анализ датчиков-реле РОС и ультразвуковых датчи-

ков Rosemount и их систем управления.

2. Альтернативные поставщики ультразвуковых датчиков уровня.

3. Опросный лист на ультразвуковой датчик уровня.

Ведущий инженер-энергетик АУ ЦЭО ООО «Бурение»

О.В. Никулин

Мастер КИП и А АУ ЦЭО ООО «Бурение»

Ю.Г. Матвеев

Механик, занятый в производственных процессах по бурению скважин АУ ЦЭО ООО «Бурение»

Е.В. Беляев

Приложение 1 – Сравнительный анализ датчиков-реле РОС и ультразвуковых датчиков Rosemount и их систем управления.

Датчик-реле РОС Ультразвуковой датчик Rosemount

Используются два электрода, непосредственно кон-

тактирующих с измеряемой средой.

Имеется обязательное требование к заземлению ем-

кости и электрической связи между корпусами емкости и

модулем управления. Используются «сухие» контакты в модуле управле-

ния.

Уровень жидкости измеряется без непосредственного контакта с измеряемой средой.

Датчик-реле РОС Ультразвуковой датчик Rosemount

Непосредственный контакт с измеряемой средой приво-дит к налипанию шлама как на контактные соединения, так и

к самим электродам, что приводит к ложным срабатываниям.

Без непосредственного контакта с измеряемой

средой нет налипания шлама, контактные соединения закрыты внутри датчика.

Датчик-реле РОС Ультразвуковой датчик Rosemount

Необходимость принятия дополнительных мер по защите электродов от механических повреждений.

Низкая монтажеспособность при переездах буровых бригад – необходимость подбора места установки на каж-

дой конкретной емкости, изменения длины электродов, способов прокладки кабельных линий.

Дополнительных мер по защите не требуется вслед-

ствие высокой степени защиты датчика. Высокая монтажеспособность – необходимо только

закрепить пластину датчика к емкости в любом удобном

месте.

Схема с датчиком-реле РОС Схема с ультразвуковым датчиком Rosemount

Используется контактор (пускатель) с «сухими» силовыми и вспо-могательными контактами. В конструкции реле ТОР так же использованы

«сухие» контакты. Ток измеряется посредством пропуска шин через отвер-стия в реле ТОР. Измерение тока производится косвенно.

Реле обеспечивает автоматическое отключение нагрузки при воз-никновении аварийных ситуаций с индикацией причины отключения:

- при обрыве одной или двух фаз или при небалансе токов в фазах 40+10% от значения уставки рабочего тока в течение 4...8с (светодиод ОБ-

РЫВ);

- при перегрузках в фазах более 130% от значения уставки рабочего тока в течение 4...120с в зависимости от значения перегруза (светодиод

ПЕРЕГРУЗ); - при подаче сигнала релейного типа от внешних датчиков техноло-

гической защиты (например, ЭКМ) без выдержки времени (светодиод ВН.

АВАРИЯ);

- при срабатывании датчика типа "сухой ход" - для объектов, ис-пользующих в качестве датчика два металлических электрода, установлен-

ных на определенном уровне в емкости с водой.

«Сухие» контакты отсутствуют как в силовой цепи, так и в цепях управления.

Выполняются одновременно функции управления пуском и

торможением и защита двигателя. Ток измеряется и регулируется непосредственно.

Более 20 параметров защиты.

Приложение 2 – Альтернативные поставщики ультразвуковых датчиков уровня

№,

п/п Наименование Поставщик Телефон

Электронный ад-

рес Веб-ресурс с инфор-

мацией о приборе Примечание

1

Уровнемер уль-тразвуковой Б-

AN56119

ООО «Сивтрейд» (495)788-39-79 info@baktrade.ru

http://baktrade.ru/prod

ucts/urovnemer-

ultrazvukovoj-

izmeritel-urovnja-

jidkosti

2

Бесконтактные ультразвуковые уровнемеры

Rosemount cерии

3100

Метран, Производ-

ственная Компания

Екатеринбург (343)384-55-89

Казань (843)206-

01-48

Москва (495)268-

04-70 Самара (846)206-03-16

Санкт-Петербург (812)309-46-40

Саратов (845)249-

38-78 Уфа (347)229-48-12

mtn@nt-rt.ru

http://metran-

nsk.neobroker.ru/list/?s

ort=vote_up&type=tbl

3 Уровнемер УЛМ-11

ЗАО "ЛИМАКО" (4872) 22-44-09,

26-94-70 in@limaco.ru

http://www.limaco.ru/r

u/production/101/119/

4

Ультразвуковой

уровнемер Prosonic S

FDU91F

Пром Комплект Инжи-

ниринг (4812) 35-81-67

(4812) 35-81-68 iee@pkimpex.ru

http://www.pkimpex.ru

/opisanie/urovnemer-

prosonic-s-fdu91f

5

Ультразвуковой

уровнемер для жидкостей • Мо-дель NUS-R-4

Официальное пред-

ствительство KOBOLD

Messring GmbH в Рос-сии: ООО "КОБОЛД

РУС"

(4912) 24-60-61,

92-51-51, 92-57-57

marketing@kobold-

rus.ru

http://kobold-

rus.ru/products/urovne

mery_signalizatory/nep

reryvnoe_izmerenie_ur

ovnja/id-295/

6

Ультразвуковой

уровнемер серии

EchoTREK

Росприбор +7 (495) 960-28-32

+7 (499) 750-96-75

rospribor@rambler.

ru

sales@rospribor.co

m

http://росприбор.рф/c

atalog/datur/urovnemer

/43-echotrek.html

7

Ультразвуковой

датчик уровня Gauger420

ГК «Новые техноло-гии»

Казань (843)206-

01-48 grg@nt-rt.ru

http://gauger.nt-

rt.ru/index.php/sitemap

/124-gauger420

8

Датчик уровня ультразвуковой

LUC-M10-

G5A42-IHD-EX

PROTON (495) 789-41-64 Pro-

ton@ProtonPC.ru

http://protonpc.ru/indus

trial/datchiki/datchiki-

urovnya/216673

9

УЛЬТРАЗВУ-

КОВОЙ ДАТ-

ЧИК УРОВНЯ

ULT

Компания "ОЛИЛ"

Москва: +7 495

5438854

С.Петербург: +7

812 4014749

Екатеринбург: +7

343 2983551

Казань: +7 843

2053646

info@dwyer.ru

http://dwyer.kz/catalog

/datchiki-

urovnya/ultrazvukovoj-

datchik-urovnya-ult

10

Ультразвуковой

датчик уровня для общего при-

менения

ООО "СибМашПоли-

мер" (383) 310-11-47

http://www.smp-

prom.ru/goods/151091

09-

ultrazvukovoy_datchik

_urovnya_dlya_obshch

ego_primeneniya

11

ДАТЧИКИ

УРОВНЯ БУ-

РОВОГО РАС-

ТВОРА ICS SL

ООО «ГЕОТЕК-

ПРИБОР»

+7(845-2) 27-88-

28, 27-13-80

geotek.mail@bk.ru,

mail@geotek.ru

http://geotek.ru/ktts.ph

p?Page=sensors#extDi

v_14

Приложение 3 – Опросный лист на ультразвуковой датчик уровня

ОПРОСНЫЙ ЛИСТ НА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК УРОВНЯ

(Технические характеристики)

Принцип измерения ультразвуковой

Измеряемая среда Буровой раствор

Диапазон измерения 0,5 … 5 м

Положение при монтаже вертикальное относительно поверхности среды

Температура изм. среды -40 ... +50 °C

Температура окр. среды -40 ... +70 °C

Материал корпуса металлический

Присоединение к процессу резьбовое дюймовое или метрические присоедине-

ние

Релейный сигнал не критично наличие

Аналоговый выход 4 ... 20 мA

гальван. изолированный

Напряжение питание 220 В желательно, но может быть и другой диапазон

по согласованию

Степень защиты не менее IP 65

Опросный лист составил: Ведущий инженер-энергетик

Альметьевского участка ЦЭО ООО «Бурение»

Никулин Олег Викторович +79172551234