Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) 21 44/00 (2009.01) 05 15/00 (2009.01) 06 10/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(57) Полезная модель относится к автоматизированным системам управления буровыми процессами, в частности к системам оперативного контроля процесса бурения скважин. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности системы. Система оперативного контроля процесса бурения скважин содержит датчики, которые соединены с аналого-цифровыми преобразователями 1, в частности с электрическими счтчиками, связанными через оптопары 2 с контроллерами 3, выход которых подключен к радиостанциям 6, каждая из которых связана с базовой станцией 7, при этом каждый контроллер 3 состоит из микроконтроллера 4, запоминающего устройства, кварцевого резонатора,вспомогательных -цепей, светодиодов, размещенных на одной печатной плате, и модема 5. Отличие предлагаемой полезной модели заключается в том, что модем размещен на одной печатной плате с микроконтроллером 4.(72) Сушко Сергей Михайловия Койлубаев Эркин Сабыралиевич Оралбеков Марат Тилекович Койкелдиев Кадыркул Касенович Кайпбаев Дюсетай Бегун Анатолий Данилович Повелицын Владимир Михайлович Дауренбеков Сарин Джугибаевич(73) Акционерное общество Волклвгеология Товарищество с ограниченной ответственностью Институт высоких технологий(56) Малышев В.В. Опыт диспетчеризации бурения различными системами. Сборник докладов Передовые технологии проектирования буровзрывных работ на карьерах, Кыргызская Республика, Кыргызско-Российский Славянский университет, Бишкек, 2006, с. 40-43(54) СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ СКВАЖИН 592 Полезная модель относится к автоматизированным системам управления буровыми процессами, в частности к системам оперативного контроля процесса бурения скважин. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности системы. Система оперативного контроля процесса бурения скважин содержит датчики, которые соединены с аналого-цифровыми преобразователями 1, в частности с электрическими счтчиками, связанными через оптопары 2 с контроллерами 3, выход которых подключен к радиостанциям 6, каждая из которых связана с базовой станцией 7, при этом каждый контроллер 3 состоит из микроконтроллера 4, запоминающего устройства, кварцевого резонатора,вспомогательных -цепей, светодиодов, размещенных на одной печатной плате, и модема 5. Отличие предлагаемой полезной модели заключается в том, что модем размещен на одной печатной плате с микроконтроллером 4. Полезная модель относится к автоматизированным системам управления буровыми процессами, в частности к системам оперативного контроля процесса бурения скважин. Известна система для оперативного контроля и учта энергоресурсов (Свидетельство на полезную модель Российской Федерации 18313, МПК 01 22/00, публ. 10.06.2001 г.). Она содержит электронные счтчики электроэнергии, теплосчтчики и т.п., программируемые контроллеры, модемы, радиостанции, сервер автоматизированного рабочего места, рабочие станции, бесконтактный силовой коммутатор. В системе применен микроконтроллер МК на базе однокристального микропроцессора 16877/201 с электрическиперепрограммируемым ПЗУ. Он имеет большое число дискретных и аналоговых входов (до 16 и 8 соответственно) для создания измерительных каналов интегрированной системы учета и управления энергоресурсами с проводными линиями связи, позволяющими осуществить подсоединение каждого первичного измерительного преобразователя непосредственно к дискретному или аналоговому входу микроконтроллера, причем для электропитания функциональных схем дискретных и аналоговых входов и выходов микроконтроллеров применена магистральная схема электропитания, обеспечивающая питание от централизованного источника питания независимых друг от друга источников автономного питания гальванически развязанных входов и выходов микроконтроллера МК. Недостатком известной системы является е недостаточная наджность. Известна система для оперативного контроля процесса бурения скважин, входящая в систему автоматизированного проектирования буровзрывных работ, выбранная в качестве наиболее близкого аналога (Малышев В.В.Опыт диспетчеризации бурения различными системами, Сборник докладовПередовые технологии проектирования буровзрывных работ на карьерах, Кыргызская Республика, Кыргызско-Российский Славянский уни 2 верситет, Бишкек, 4-7 сентября, 2006 г., с.40-43). Эта система содержит датчики, соединенные с аналого-цифровыми преобразователями, которые соединены через оптопары с контроллерами, выходы которых подключены к радиостанциям, каждая из которых связана с базовой станцией, причем каждый контроллер состоит из микроконтроллера, запоминающего устройства, кварцевого резонатора,вспомогательных -цепей, светодиодов, расположенных на одной печатной плате, и модема. Одновременно могут быть подключены все стандартные датчики буровых станков (глубины, давления, оборотов, тока, напряжения и т.п.), 8 датчиков, имеющих стандартный токовый или потенциальный выход. Микроконтроллер соединен с модемом посредством 9-контактного разъма. В известной системе контакты разъема, соединяющего микроконтроллер и модем, со временем загрязняются и окисляются, что может привести к нарушению связи и, вследствие этого, к недостаточной наджности системы. В основу полезной модели положена задача создания системы оперативного контроля процесса бурения скважин, обладающей высокой надежностью. Технический результат повышение надежности системы. Для достижения указанного технического результата в системе оперативного контроля процесса бурения скважин, содержащей датчики, которые соединены с аналого-цифровыми преобразователями, связанными через оптопары с контроллерами,выход которых подключен к радиостанциям, каждая из которых связана с базовой станцией, при этом каждый контроллер состоит из микроконтроллера,запоминающего устройства, кварцевого резонатора,вспомогательных -цепей, светодиодов, размещенных на одной печатной плате, и модема, в соответствии с полезной моделью, модем размещен на одной печатной плате с микроконтроллером. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели аналого-цифровыми преобразователями являются электрические счтчики. На фиг. 1 представлена общая структурная схема системы оперативного контроля процесса бурения,на фиг. 2 - блок - схема системы оперативного контроля процесса бурения на буровой установке на фиг. 3 - суточный график потребления электроэнергии буровой установки. На каждой буровой установке установлены датчики трансформаторы тока, соединенные с аналогоцифровыми преобразователями, например, электрическими счтчиками 1 (производство ТОО ). Выход счтчика 1 через оптопару 2 соединен с контроллером 3. Контроллер 3 содержит микроконтроллер МК 51 (КМ 1816 ВЕ 51) 4 и модем 5 (модем 604). Все электронные элементы микроконтроллера 4 и модема 5 размещены на одной печатной плате. При помощи перемычек, устанавливаемых на плате, возможно усиление и ослабление на 10 Дб как входного, так и выходного сигналов 592 модема. Кроме того, печатной плате контроллера размещены его следующие компоненты- кварцевый резонатор на 3,579 И Мгц- светодиоды , индицирующие моменты считывания значений потребляемой буровым станком электрической энергии.- Используемый в контроллере микроконтроллер МК 51 серии 1816 имеет в своем составе следующие аппаратные средства процессор, в состав которого входят 1 байтное арифметико - логическое устройство АЛУ и схемы аппаратной реализации команд умножения и деления- стираемое ПЗУ программ емкостью 4 Кбайт, ОЗУ данных емкостью 128 байт- блок двухуровневого векторного прерывания от пяти источников асинхронный канал дуплексного последовательного ввода/вывода информации со скоростью до 375 Кбит/с генератор, схему синхронизации и управления. Микроконтроллер МК 51 использует один источник электропитания напряжением 5 В, рассеивает мощность около 1,5 Вт и работает в диапазоне температур от 0 до 70 С. Микроконтроллер МК 51 может работать в диапазоне частот от 1,2 до 12 МГц, при этом минимальный цикл выполнения команды равен 1 мкс, а быстродействие равно одному миллиону коротких операций в секунду. С использованием внешних дополнительных интегральных схем (БИС) постоянной и оперативной памяти адресное пространство контроллера увеличено до 64 Кбайт. Путем подключения интерфейсной БИС 604 реализована связь с радиостанцией 6 . В качестве -модема в системе использована микросхема 604, обеспечивающая обмен информацией по стандартному протоколу .23, со скоростью передачи данных - 1200 бит/с. В качестве радиостанции 6 использована радиостанция СМ-140, производство Моторола. Контроллер соединен посредством радиостанции 6 с базовой станцией - сервером системы 7, расположенном на диспетчерском пункте. На верхнем уровне модем базовой станции подключается к порту -232 компьютера. Переключение радиостанции производится сигналомот устройства, к которому подключен модем, с помощью оптрона с током коммутации до 50 мА- 1 (-12 232) - модем в приеме (оптрон выключен). Питание модема производится от внешнего источника питания, подключаемого к клеммам 5 В и -5 В модема. Система работает следующим образом. Счтчики электроэнергии 1 осуществляют непрерывный сбор измерений активной электроэнергии с интервалом 1 мин. Передача информации со счтчиков 1 реализована за счт использования импульсного оптронного выхода. За основу подсчета потребленной электрической энергии буровым станком взято соотношение заданной потребленной мощности на один импульс. Общая потребленная мощность за определенный промежуток времени вычисляется суммированием выходных импульсов счетчика. Оптопара 2 обеспечивает гальваническую развязку между выходом счтчика и импульсным входом контроллера 3. Контроллер системы 3 предназначен для сбора измерений со счетчика электрической энергии с интервалом в 1 минуту и их передачи на диспетчерский пункт в виде пакета данных по энергии за 15 минутных интервалов. Функции, реализуемые микроконтроллером 4 в схеме контроллера - обработка информации, поступающей от счетчика электрической энергии 1- обеспечение управления шинами, осуществляющими связь между микроконтроллером, таймером реального времени и памятью- управление выводом информации на модем 5 ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Система оперативного контроля процесса бурения скважин, содержащая датчики, которые соединены с аналого-цифровыми преобразователями,связанными через оптопары с контроллерами, выход которых подключен к радиостанциям, каждая из которых связана с базовой станцией, при этом каждый контроллер состоит из микроконтроллера, запоминающего устройства, кварцевого резонатора,вспомогательных -цепей, светодиодов, размещенных на одной печатной плате, и модема, отличающаяся тем, что модем размещен на одной печатной плате с микроконтроллером. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что аналого-цифровыми преобразователями являются электрические счетчики.

МПК / Метки

МПК: G06Q 10/00, E21B 44/00, G05B 15/00

Метки: оперативного, контроля, система, скважин, бурения, процесса

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/6-u592-sistema-operativnogo-kontrolya-processa-bureniya-skvazhin.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Система оперативного контроля процесса бурения скважин</a>

Похожие патенты