Меню

Датчики давления и температуры в скважинах

Датчики давления и температуры xQuartzPT

Номер в ГРСИ РФ: 67278-17
Категория: Датчики давления
Производитель / заявитель: Фирма «Weatherford International Ltd.», США

Датчики давления и температуры серии xQuartzPT (далее — датчики) предназначены для измерений давления и температуры жидких и газообразных сред в процессе добычи, закачки и мониторинга скважин.

Скачать

67278-17: Описание типа СИ Скачать 235 КБ
67278-17: Методика поверки МП 207.1-004-2017 Скачать 1.5 MБ

Информация по Госреестру

Основные данные
Номер по Госреестру 67278-17
Наименование Датчики давления и температуры
Модель xQuartzPT
Срок свидетельства (Или заводской номер) 14.04.2022
Производитель / Заявитель

Фирма «Weatherford International Ltd.», США

Назначение

Датчики давления и температуры серии xQuartzPT (далее — датчики) предназначены для измерений давления и температуры жидких и газообразных сред в процессе добычи, закачки и мониторинга скважин.

Описание

Принцип действия датчиков при измерении давления основан на преобразовании упругой деформации чувствительного элемента (ЧЭ), выполненного в виде мембраны, в изменение сопротивления тензорезисторов, расположенных на мембране и включенных по мостовой схеме. Выходное напряжение моста изменяется пропорционально приложенному давлению. Принцип действия датчиков при измерении температуры основан на зависимости частоты термочувствительного кварцевого резонатора от температуры. Далее сигналы преобразуются в цифровую форму при помощи встроенного микроконтроллера и передаются по проводной связи на внешнее устройство — вторичный блок сбора данных nForm-mqx, RMSwhxq, nForm-eq+ или nForm-ss по протоколу UDP с помощью модуляции BFSK (двоичной фазовой манипуляции несущей частоты). Доступ к датчикам осуществляется с использованием мультиплексирования с временным разделением каналов (TDMA). Полностью обмен данными организован в соответствие с требованиями стандарта IWIS (Intelligent Well Interface Standardization). Функция модема для сбора и преобразования данных, приходящих с датчика, реализована на карте DHI (Down Hole Interface). При этом протокол UDP используется для передачи данных с датчика по кабелю в интерфейсную карту DHI, являющуюся неотъемлемой частью любого вторичного блока сбора данных. Дальнейшая передача данных между интерфейсной картой DHI и компонентами наземного блока, а также внешними устройствами (персональный компьютер, существующая система АСУ ТП и т.д.) происходит по стандартным протоколам Modbus, TCP-IP, RS-485/422 и др.

Конфигурация вторичного блока может дополнительно комплектоваться различными модулями передачи данных по требованию пользователя (например, GSM модемом, если необходимо организовать передачу данных с удаленных месторождений). В зависимости от требуемой конфигурации (количества датчиков в одной скважине, количества скважин и т.д.) количество карт DHI может варьироваться. Также существует возможность использования 2-х карт DHI для сбора информации с одного датчика с возможностью реализации функции «горячей замены» карты в случае ее отказа.

В качестве чувствительного элемента используется датчик фирмы «Quartzdyne, Inc.»,

Датчики xQuartzPT имеют полностью сварную конструкцию с уплотнительными стыками, также используется концевая кабельная муфта с уплотнением типа металл-металл.

Датчик устанавливается на мандрели в составе насосно-компрессорной трубы (НКТ) с присоединенным к нему электрическим кабелем, который в свою очередь крепится к НКТ кабельными хомутами-протекторами. Датчик может поставляться для измерения параметров либо в НКТ, либо в затрубном пространстве, при этом на одном одножильном кабеле может быть установлено до 16 датчиков.

Фотография общего вида датчиков приведена на рисунке 1. Фотография общего вида интерфейсной карты DHI приведена на рисунке 2. Фотографии общего вида вторичных блоков сбора данных приведены на рисунках 3-6.

Рисунок 6 — Общий вид вторичного блока сбора данных nForm-ss для подводных фонтанных арматур

Пломбирование датчиков не предусмотрено.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) осуществляет обработку измерительной информации и передачу результатов измерений с вторичных блоков сбора данных на внешние устройства по интерфейсному кабелю через USB-порт, через порт Ethernet (витая пара) по протоколам TCP-IP, Modbus и RS-485 / 422. Изменение ПО через интерфейс пользователя невозможно. Обновление ПО в процессе эксплуатации не осуществляется.

Программное обеспечение не является метрологически значимым и представляет собой технологическую программу, используемую при проверке работоспособности и функциональности приборов. Идентификационные данные внешнего ПО приборов приведены в таблице 1.

Идентификационные данные (признаки)

Идентификационное наименование ПО

Weatherford CM Common Platform

Номер версии (идентификационный номер) ПО(1)

Цифровой идентификатор программного обеспечения

по номеру версии

по номеру версии

Примечание: (1) — и более поздние версии.

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений — «средний» в соответствии с рекомендацией по метрологии Р 50.2.077-2014, программное обеспечение защищено от преднамеренных изменений с помощью специальных программных средств.

Технические характеристики

приведены в таблице 2.

Диапазоны измерений температуры, °С

от +25 до +150 от +25 до +170

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °С

Диапазоны измерений избыточного давления, МПа

от 0 до 68,9 от 0 до 110,3 от 0 до 137,9

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений избыточного давления, МПа

±(0,0002’■ВПИ+0,0001Ф), где: ВПИ — верхний предел диапазона измерений, P -значение измеряемого давления

— напряжение питания постоянного тока, В

Рабочие условия эксплуатации датчиков давления и температуры серии xQuartzPT:

— температура окружающего воздуха, °С

— относительная влажность воздуха (без конденсации), %

от -45 до +200 до 100

Рабочие условия эксплуатации вторичного блока сбора данных nForm-mqx+

— температура окружающего воздуха, °С

— относительная влажность воздуха (без конденсации), %

от 0 до +50 до 85

Рабочие условия эксплуатации вторичного блока сбора данных nForm-whqx

— температура окружающего воздуха, °С

— относительная влажность воздуха (без конденсации), %

от -40 до +60 до 95

Рабочие условия эксплуатации вторичного блока сбора данных nForm-eq+

— температура окружающего воздуха, °С

— относительная влажность воздуха (без конденсации), %

от -30 до +65 до 100

Рабочие условия эксплуатации вторичного блока сбора данных nForm-ss

— температура окружающего воздуха, °С

— относительная влажность воздуха (без конденсации), %

от -20 до +70 до 100

Габаритные размеры (длинахдиаметр), мм, не более

Масса, кг, не более

Средний срок службы, лет, не менее

Средняя наработка на отказ, ч, не менее

Примечание — Вариация выходного сигнала не превышает значения допускаемой основной приведенной погрешности

Знак утверждения типа

наносится типографским способом на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта.

Комплектность

Комплект поставки датчиков приведен в таблице 3.

Датчик давления и температуры серии xQuartzPT

Компакт-диск с ПО «Weatherford CM Common Platform»

Источник

Что собой представляет датчик давления воды и для чего он нужен?

При отсутствии централизованного водоснабжения организуют автономную систему подачи воды. Для этого подсчитывают расход воды, разрабатывают схему, определяются с точкой водозабора, приобретают подходящее оборудование, автоматику.

Датчик давления воды является необходимым элементом индивидуального водопровода, который управляет работой насоса.

Что это такое?

Датчик — это устройство, которое реагирует на изменение давления, преобразует полученные показания в сигнал для водозаборного оборудования.

Прибор размещают между насосом и гидроаккумулятором. Настройками выставляют допустимый диапазон давления.

Устройство обеспечивает беспрерывную работу домашнего водопровода:

  • по достижении верхней границы размыкает цепь, останавливает забор воды,
  • при падении давления до нижнего уровня возобновляет работу насоса.

Зачем устанавливается?

Контроллер – необходимое звено в системе автономного водопровода, обеспечивает нужный напор воды для нормальной работы сантехнических приборов и продлевает срок их службы. Но при повышенном расходе давление в системе падает, насос работает на предельном режиме.

Преимущества установки инвертора:

  • постоянное давление в системе водоснабжения;
  • нужный объем воды без предельной загрузки насоса;
  • предотвращение температурных скачков в нагревательном баке из-за изменений давления;
  • плавный запуск и остановка насоса, что увеличивает срок службы оборудования и предотвращает гидроудары.

Напор снижается только при значительном расходе, когда не хватает мощности насоса. Но и в этом случае показатели системы будут стабильными на уровне, на который способно водозаборное оборудование.

Устройство и принцип работы

По принципу действия различают контроллеры, управляющие насосом по давлению или по потоку:

    Механический датчик состоит из диафрагмы, системы механизмов и рычагов, которые включают или выключают насос при отклонении мембраны за верхнюю или нижнюю границы установленного диапазона.

По тому же принципу работают электронные, стрелочные датчики и блоки управления, различаются типом сигнала, который формирует устройство.
Датчики, управляющие насосным оборудованием по потоку, поддерживают примерно постоянное давление при равномерном заборе воды. Когда все краны закрыты, насос качает воду до максимальной точки давления и отключается. Гидроаккумулятор часто входит в комплект блока управления водозабором по потоку, в этом случае он имеет небольшой объем (0,2-0,6 л) для гашения гидроудара без накопления.

Для датчика с управлением по потоку внимательно рассчитывают мощность водозаборного оборудования, чтобы не создавать избыточного давления в баке или ставят редуктор, чтобы уберечь систему от предельного напора.

  • При прекращении подачи воды для сохранения работоспособности водозаборного оборудования удобно иметь датчик сухого хода с противоположным принципом действия. Устройство выключит насос, как только напор воды в системе упадет ниже заданного давления. Имеет кнопку или рычажок сброса для принудительного запуска.
  • Подключение высокочастотного преобразователя намного улучшает управляемость.

    Инвертор изменяет:

    • частоту тока, подаваемого на двигатель насоса,
    • балансирует вращение,
    • качает тот объем воды, который потребляется в данный момент.

    Какие виды существуют?

    Контроллеры различают по сложности конструкции и набору команд, которые они способны отправлять системе:

      Механические датчики состоят из корпуса с одним выходом для присоединения к ответвлению трубы.

    Это самые дешевые модели, без индикации давления. Регулировка диапазона производится на глаз, поворотом прижимных гаек на пружинах.

  • Стрелочные имеют экран с двумя стрелками, которые показывают верхнюю и нижнюю границы и выставляются винтами. Имеют в комплекте вилку для подключения к электросети и розетку для соединения с насосом.
  • Электронные отличаются друг от друга набором функций:
    • все они управляют насосом, включают или выключают при выходе давления из заданного диапазона;
    • показывают текущее значение давления на экране, дают возможность тонкой настройки;
    • защищают от сухого хода с автоматическим многократным перезапуском;
    • предупреждают о протечках или разрывах трубопровода, выводят код ошибки на дисплей для диагностики неполадок;
    • в самых продвинутых моделях добавлена индикация неисправности гидроаккумулятора, которая высвечивается в случае повреждения мембраны или стравливания воздуха из бака.
  • Чем отличается от манометра?

    Стрелочные или электронные имеют встроенный манометр, но это только часть конструкции датчика. Индикационное устройство замеряет и показывает значение давления на циферблате или электронном табло.

    В недорогих моделях точность показаний невелика. В схему с датчиком нижнего ценового сегмента даже при наличии индикатора часто включают отдельный манометр высокой чувствительности.

    Критерии выбора

    Выбор зависит от целей, для которых устраивается индивидуальная система водоснабжения. Для небольшого дачного домика, где 1-2 человека проводят сезон, не имеет смысла дорогое мощное оборудование.

    В семейном коттедже надежная и сложная автоматика с инвертором сбережет дорогую сантехнику и избавит от перепадов температуры во время купания ребенка.

    При подключении контроллера к высокочастотному преобразователю нужно убедиться в совместимости датчика и инвертора.

    Цена датчика зависит от производителя и набора функций. Дороже всего импортные комбинированные электронные устройства, совмещающие управление насосом, датчик сухого хода, диагностику всей системы.

    Но не менее популярны устройства российского производства с ценой в несколько сотен рублей, которые надежно управляют автономной системой.

    Где и примерно в какую цену продаются?

    Датчики продаются в специализированных магазинах сантехнического оборудования, электротоваров, инструментов, строительных гипермаркетах. Цены составляют от 300 руб. до 10 тысяч и выше за автоматику с богатыми возможностями.

    Самая совершенная модель управления насосной станцией с подключением высокочастотного преобразователя, но минусом установки инвертора является высокая цена, которая начинается от 3000 руб.

    Пошаговая инструкция, как подключить

    Подробная схема монтажа датчика давления есть в инструкции, с которой продается устройство. В общем случае последовательность шагов одинакова.

    Подключение к частотному преобразователю

    Датчик подключают к инвертору в следующем порядке:

    • монтируют датчик на трубопровод, соединяют устройство с высокочастотным преобразователем сигнальным кабелем;
    • в соответствии со схемой, приведенной в документации, подключают провода к соответствующим клеммам;
    • настраивают программную часть преобразователя и проверяют работу связки.

    Для предотвращения помех и корректной работы инвертора для прокладки применяют экранированный сигнальный кабель.

    К системе водоснабжения

    Обычному датчику для монтажа на трубопровод требуется штуцер с пятью выводами:

    • вход и выход воды;
    • выход на расширительный бак;
    • под реле давления, как правило, с наружной резьбой;
    • ответвление под манометр.

    К датчику подводят шнур от насоса для управления включением или выключением. Электропитание обеспечивается кабелем, который прокладывают к щитку.

    Как настроить?

    Заводские настройки датчика часто оставляют без изменения, но в случае необходимости верхнюю или нижнюю границы диапазона регулируют под свои потребности. Сначала тестируют систему, фиксируют существующие параметры и вносят корректировки.

    В системе водоснабжения

    Изменение значения давления производится подтягиванием или ослаблением пружин:

    • большая отвечает за нижнюю точку, включающую насос;
    • устанавливают нужное давление на манометре и подтягивают пружину до тех пор, пока мотор водозаборника не начнет работать;
    • верхнюю границу меняют маленькой пружиной, потом тестируют систему, проверяют фактические значения.

    В простых датчиках для доступа к регуляторам снимают крышку корпуса, в продвинутых модификациях для регулировки есть внешние винты или кнопки.

    В частотном преобразователе

    При подключении через частотник изменение настроек приводит к уменьшению или увеличению сигнала, поступающего к преобразователю.

    Когда придет время принять душ, насосная станция включится, и будет поддерживать постоянное давление без заметного перепада.

    Как регулировать датчик давления на насосной станции, подскажет видео:

    Возможные поломки и пути их решения

    При сбоях в работе насосной станции проводят общую диагностику, чтобы исключить поломку насоса или повреждение мембраны бака.

    Автоматика может стать причиной неисправности в следующих случаях:

    1. Слабый или избыточный напор происходит при некорректной настройке, проводят повторную регулировку.
    2. Ослабление винтов, держащих контактную группу, приводит к самопроизвольному включению или отключению устройства, нагреванию и даже обгоранию контактов, для устранения заменяют блок.
    3. При засорении трубопровода или штуцера прибор реагирует с задержкой, исправляют прочисткой системы, а для предотвращения предусматривают установку надежных фильтров между насосом и датчиком.

    Перед проведением работ по техническому обслуживанию отключают электропитание и не проводят действий при работающем насосе.

    Устройство будет неправильно работать, если размещено на большом расстоянии от гидроаккумулятора или имеет зауженную подводку к баку. В этом случае проще переделать схему подключения оборудования.

    Как почистить датчик давления воды, подскажет видео:

    Заключение

    Датчик давления отвечает за оптимальный режим работы оборудования, подающего воду в частный дом. Для сложных и дорогих сантехнических приборов лучше установить высокочастотный преобразователь, который поддерживает постоянное давление в системе.

    Но и обычное устройство самой простой конструкции обеспечит автоматическое включение или выключение насоса, удобное управление системой водоснабжения.

    Источник

    Читайте также:  Повышение высоты на уровень атмосферного давления
    Adblock
    detector