- •Глава 2 общие сведения об измерениях и приборах
- •§ 1. Понятие об измерениях
- •§ 2. Физические величины и их единицы
- •§ 3. Погрешность результата измерения и источники ее появления
- •§ 4. Классификация средств измерении
- •§ 5. Погрешности средств измерений и классы точности
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3 государственная система промышленных приборов и средств автоматизации
- •§ 1. Принципы построения
- •§ 2. Характеристика ветвей гсп
- •§ 3. Преобразователи с унифицированными сигналами
- •Контрольные вопросы
- •Системы дистанционных измерении
- •§ 1. Назначение и классификация методов дистанционной передачи
- •§ 2. Электрические системы и преобразователи с естественными сигналами
- •§ 3. Вторичные приборы электрических и пневматических систем дистанционных измерений
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5 измерение давлении и разрежении
- •§ 1. Основные определения и классификация приборов
- •§ 2. Деформационные манометры
- •§ 3. Электрические манометры
- •§ 4. Скважинные манометры
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6 измерение температур
- •§ 1. Температурная шкала
- •§ 2. Термометры манометрические
- •§ 3. Электрические термометры сопротивления
- •§ 4. Измерение средней температуры нефти и нефтепродуктов в резервуарах
- •§ 5. Измерение температуры в скважинах
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7 измерение расхода жидкости, пара и газа
- •§ 1. Определение и классификация методов измерения
- •§ 2. Объемные расходомеры
- •§ 3. Расходомеры переменного перепада давления
- •§ 4. Расходомеры постоянного перепада давления
- •§ 5. Расходомеры переменного уровня
- •§ 6. Тахометрические расходомеры
- •§ 7. Вибрационный массовый расходомер
- •§ 8. Электромагнитные расходомеры
- •§ 9. Измерение расхода в скважине
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8 измерение уровня жидкостей в емкостях и скважинах
- •§ 1. Назначение и классификация приборов
- •§ 2. Поплавковые и буйковые уровнемеры
- •§ 3. Пьезометрические уровнемеры
- •§ 4. Измерение уровня жидкости в скважинах
- •Акустический метод измерения уровня в скважинах
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9 измерение физических свойств веществ и примесей
- •§ 1. Измерение плотности
- •§ 2. Измерение вязкости
- •§ 3. Анализаторы содержания воды в нефти
- •§ 4. Анализаторы содержания солей в нефти
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10 контроль процессов бурения скважин
- •§ 1. Параметры контроля процессов бурения скважин
- •§ 2. Автономные измерительные установки. Измерение осевой нагрузки на забой
- •Измерение крутящего момента
- •§ 3. Системы наземного контроля процесса бурения
- •Преобразователи
- •§ 4. Каналы связи дистанционного контроля глубинных параметров бурения
- •§ 5. Устройства дистанционного контроля глубинных параметров бурения с электрическим каналом связи
- •§ 6. Устройства дистанционного контроля глубинных параметров бурения с гидравлическим каналом связи. Индикатор осевой нагрузки
- •Контрольные вопросы
- •Часть вторая системы автоматического регулирования и средства автоматизации
- •Глава 11
- •Основные понятия теории автоматического регулирования
- •§ 1. Система автоматического управления
- •§2. Обратные связи
- •§ 3. Разомкнутые и замкнутые сау
- •§ 4. Принцип действия системы автоматического регулирования
- •§ 5. Классификация систем автоматического регулирования
- •§ 6. Требования, предъявляемые к cap
- •§ 7. Понятие статической характеристики
- •§ 8. Понятие динамических характеристик
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12 расчет систем автоматического регулирования
- •§ 1. Типовые динамические звенья
- •§ 2. Способы соединения звеньев
- •§3 Понятия устойчивости системы
- •§ 4. Критерии устойчивости
- •§ 5. Оценка качества процесса автоматического регулирования
- •§ 6. Свойства объектов автоматического регулирования
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13 общие сведения об автоматических регуляторах
- •§ 1. Классификация автоматических регуляторов
- •§ 2. Математические модели регуляторов
- •§ 3. Регуляторы прямого действия
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14 пневматические регуляторы
- •§ 1. Основные особенности пневматических регуляторов
- •§ 2. Унифицированная система элементов промышленной пневмоавтоматики (усэппа)
- •§ 3. Основные регулирующие устройства и вторичные приборы системы старт
- •Контрольные вопросы
- •Глава 15 исполнительные устройства
- •§ 1. Общая характеристика и классификация
- •Исполнительных устройств
- •§ 2. Регулирующие органы
- •§ 3. Исполнительные механизмы
- •§ 4. Основные характеристики и расчет исполнительных устройств
- •Контрольные вопросы
- •Глава 16 построение функциональных систем автоматизации технологических процессов
- •§ 1. Состав технической документации по автоматизации технологического процесса
- •§ 2. Условные обозначения средств автоматизации по конструктивному принципу
- •§ 3. Условные обозначения средств автоматизации по функциональному признаку приборов и устройств
- •§ 4. Функциональные схемы автоматизации
- •Глава 17
- •§ 1.Теоретические основы автоматического
- •§ 2. Фрикционные и гидравлические устройства подачи долота
- •§ 3. Электромашинные устройства подачи долота
- •§ 4. Забойные устройства подачи долота
- •Контрольные вопросы
- •Глава 18 автоматизация добычи и промыслового сбора нефти и нефтяного газа
- •§ 1 Характерные особенности нефтедобывающих предприятии и основные принципы их автоматизации
- •§ 2. Типовая технологическая схема автоматизированного нефтедобывающего предприятия
- •§ 3. Автоматизация нефтяных скважин
- •§ 4. Автоматизированные групповые измерительные установки
- •§ 5. Автоматизированные сепарационные установки
- •§ 6. Автоматизированные блочные дожимные насосные станции
- •Глава 19 автоматизация подготовки и откачки товарной нефти
- •§ 1.Характеристика технологического процесса и задачи автоматизации
- •§ 2. Автоматизированные блочные установки подготовки нефти
- •§ 3. Автоматическое измерение массы товарной нефти
- •§ 4. Автоматизация нефтеперекачивающих насосных станций
- •Контрольные вопросы
- •Глава 20 автоматизация объектов поддержания пластовых давлении
- •§ 1. Характеристика системы поддержания пластовых давлений (ппд)
- •§ 2. Автоматизированные блочные установки для очистки сточных вод и автоматизация водозаборных скважин
- •§ 3. Автоматизированные блочные кустовые насосные станции
- •Контрольные вопросы
- •Глава 21 автоматизация добычи и промысловой подготовки газа
- •§ 1. Характеристика газовых и газоконденсатных промыслов как объектов автоматизации
- •§ 2. Автоматическое управление добычей промысла
- •§ 3. Автоматическое управление процессом низкотемпературной сепарации газа
- •§ 4. Автоматизация абсорбционного процесса осушки газа
- •Контрольные вопросы
- •Глава 22 основные элементы и узлы комплекса технических средств асу тп
- •§ 1. Назначение и общие принципы организации асу тп
- •§ 2. Основные элементы систем телемеханики и вычислительной техники
- •§ 3. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •Контрольные вопросы
- •Глава 23 основы вычислительной техники
- •§ 1. Общие сведения об эвм
- •§ 2. Принципы построения и области применения цвм
- •§ 3. Процессоры
- •§ 4. Запоминающие устройства
- •§ 5. Устройства ввода-вывода
- •§ 6. Порядок решения задачи на цвм
- •Контрольные вопросы
- •Глава 24 телемеханизация технологических процессов добычи нефти и газа
- •§ 1. Понятие об агрегатной системе телемеханической техники
- •§ 2. Телемеханизация нефтедобывающих предприятий
- •§ 3. Телемеханизация газодобывающих предприятий
- •§ 4. Микропроцессоры и некоторые перспективы их применения в нефтяной и газовой промышленности
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Оглавление
Глава 2 общие сведения об измерениях и приборах
§ 1. Понятие об измерениях
Все процессы и явления окружающего мира воспринимаются и изучаются человеком с помощью сравнений и количественных оценок, осуществляемых путем измерений. Физические законы, определяющие количественную связь между физическими величинами, устанавливаются в результате экспериментов, обязательной составляющей которых также являются измерения. Технологические процессы, промышленное производство и вся практическая деятельность человека по производству материальных ценностей развивались и совершенствовались на основе и вместе с развитием физики, химии и других наук, а следовательно, в зависимости от развития методов измерения и приборостроения.
Добыча нефти, и газа — сложный технологический процесс, в котором находятся во взаимосвязи и взаимодействии продуктивный пласт, расположенный на глубине сотен метров от земной поверхности, и промысловое оборудование. Для максимального извлечения из пласта нефти и газа в установленные сроки с наименьшими затратами необходимо знать и контролировать основные технологические параметры, характеризующие процесс добычи, свойства коллектора и добываемых нефти и газа в условиях их залегания в пласте.
Успехи в развитии отечественной нефтяной и газовой промышленности в значительной степени стали возможны вследствие создания и развития отечественного нефтяного приборостроения.
Современный этап развития бурения, добычи и транспорта нефти и газа немыслим без применения контрольно-измерительных приборов.
Вопросами теории измерений, средствами обеспечения их единства и способов достижения необходимой точности занимается специальная наука — метрология.
Процесс измерения заключается в нахождении соотношения между измеряемой величиной и другой» условно принятой за единицу измерения.
Так, если Q — измеряемая величина, и — единица измерения, а q — числовое значение измеряемой величины в принятой единице, то приведенное выше определение будет выражено следующим уравнением:
Q=qu. (2.1)
Правая часть равенства (2.1) представляет собой результат измерения.
Результат всякого измерения является именованным числом и состоит из единицы измерений, имеющей название, и числа q, показывающего, сколько раз данная единица содержится в измеряемой величине.
Так, определяя длину тела, мы сравниваем ее с единицей длины — метром. Если мы говорим, что длина тела равна 5 м, то это значит, что измеряемая величина Q в 5 раз (q=5) больше единицы измерения (и=1 м).
Процесс измерения не всегда может быть выполнен простым сравнением измеряемой величины с единицей измерений.
С точки зрения общих методов измерений в метрологии различают прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.
Прямыми измерениями называют такие, при которых искомую величину находят непосредственно из опытных данных. В этом случае значение
Q=qu=X. (2.2)
К прямым можно отнести измерения: длины при помощи линейки, массы — с помощью гирь и весов, давления — с помощью пружинного манометра, температуры — с помощью ртутного термометра.
Большую часть физических величин определяют не путем непосредственных измерений, а с помощью вычислений, пользуясь известными функциональными зависимостями.
Измерения, при которых искомую измеряемую величину определяют вычислениями по результатам прямых измерений величин, связанных с искомой величиной известной функциональной зависимостью, называют косвенными измерениями.
Значения измеряемой величины определяют по формуле
Q=f(X1, X2, Х3, .... Хn), (2.3)
где Q — значение измеряемой величины; X1, ...,Xn — значения величин, измеряемых прямым способом. Примеры косвенных измерений — определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров; определение расхода вещества, протекающего в трубопроводе, по перепаду давления на дроссельном устройстве, установленном на пути потока; измерение температуры с помощью термопары по эдс, возникающей в ее цепи при нагреве спая двух материалов, из которых термопара составлена. 'Косвенные измерения представляют самый многочисленный ряд измерений.
Совокупными измерениями называют такие, при которых искомое значение величин находят решением системы уравнений, полученных при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Совместными называют производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними. Примером совместных измерений может быть измерение зависимости характеристики геликсной пружины скважинного манометра при различной температуре окружающей среды, выполняемое для определения коэффициента температурной поправки.
По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерения.
Абсолютными называют измерения, основанные на прямых определениях одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант. Пример абсолютных измерений — измерение длины в метрах, давления в паскалях, температуры в градусах.
Относительными называют измерения отношения величины к одноименной, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной, принимаемой за исходную. Пример относительных измерений — измерение относительной влажности воздуха, определяемой как отношение количества водяных паров в 1 м3 воздуха к количеству водяных паров, которое насыщает 1 м3 воздуха при данной температуре.