2 Модернизацияланған жетектің стендтік сынақтары

Жобаның негізгі міндеті, бір мезгілде сорап қондырғысының конструкциясының элементерінің салмақтылығы және жүктеу динамикасы секілді эксплуатациялық параметрлерін жақсарта отырып, штангалы сораптың сериялы балансирлік жетектерінің жүрісінің ұзындығын еселеп арттыру болып табылатындықтан, сынақтар кезіндегі ең көп ақпарат беретін параметрлер тегістелген штоктың жүрісінің ұзындығы және оның қозғалыс (жылдамдық және үдеу) кинематикасы, балансирдің бастиегіне жүктемелердің динамограммасы (немесе штокқа динамикалық жүктемелер), сонымен қатар жұмыс барысында жалпы конструкцияның салмақтылығы болып табылады. Онымен қоса, айдағыш станоктарға МЕМСТ 5866-76 талаптарына сәйкес, ұңғыманың шарттар бойынша 12 мм аспауға тиіс сағасына қатысты сериялы жетектің балансирінің және мачталық қосымшасының тербелу жазықтығы, штоктағы максималды жол берілетін жүктеме кезінде қолмен тежегіштің қосиінін бекіту мүмкіндігі және штокқа максималды жол берілетін жүктеме бақыланды.

Осыны негізге ала отырып,модернизацияланған жетектің стендтік сынақтарының және тереңдіктегі сораптың штогына әсер ететін жүктемелерді имитациялаудың әдістемесі жасалды, параметрлерді тіркеуге және бақылауға арналған бақылағыш-өлшегіш аспаптар мен жабдық кешені таңдап алынды.

2.1 Модернизацияланған жетектің стендтік эксперименталды сынақтарының жалпы әдістемесі

Сериялы СК3-1,2-630 айдағыш станогының базасында модернизацияланған ұзын жүрісті жетектің стендтік сынақтары Қ.И.Сәтбаев ат. ҚазҰЗТУ «Мұнай және газ өнеркәсібінің машиналары және жабдығы» кафедрасының оқу-өндірістік шеберханаларының базасында жүргізілді.

Сынақ әдістемесі келесі параметрлерді:

- сериялы және модернизацияланған жетектің штогының нақты жүрісінің ұзындығын;

- бір мезгілде ваттметрграммаларды пайдалана отырып, баланстауды «Баланс-СК2» тасымалды аспабымен шұғыл бақылай және ретке келтіре отырып, штангалар бағанынан жүктемелерді имитациялаған кезде жетектің негізгі тораптарына және арқан-полиспастты жүйесіне әрекет ететін жүктемелердің динамограммаларын;

- модернизацияланғанжетекке максималды жол берілетін жүктемені;

- штокты асу нүктесінің жылдамдығын және үдеулерін анықтай отырып, жетектің минутына қосарланған жүрістерінің санын;

- сынаққа дейін және одан кейін ультрадыбыстық әдіспен, конструкцияның ең жүктелген нүктелерінде дәнекерленген жіктерді бақылауды анықтай отырып, жалпы қондырғының конструкциясының жұмысқа қабілеттілігін анықтауды қарастырды.

Құрама бірліктердің және жалпы айдағыш станоктың жұмыс істеуінің дұрыстығы және беріктігі Q_np=l,25Q_раб жүктеме астында, кем дегенде 2 сағ. тексерілді. Дәнекерленген қосылыстарда қалдық деформацияларға және жарықшақтарға жол берілмейді. Дәнекерленген жіктерді бақылау «Тапко-М» компаниясының А1212 МASTERультрадыбыстық дефектоскопымен жүргізілді.

2.2 Модернизацияланған ұзын жүрісті жетектің стендтік зертханалық сынақтарын жүргізуге арналған бақылағыш-өлшегіш аспаптар және жабдық

2.2.1 Сериялы және модернизацияланған жетектің штогының жүрісінің нақты ұзындығы бейнетүсіру нәтижелері бойынша 4 м-лік рулеткамен анықталды (2-ші суретті қар.).

2-сурет – Модернизацияланған жетектің штогының аспасының жоғарғы және төменгі қалыптарының бейнеграммасы

2.2.2 штангалар бағанынан жүктемелерді имитациялаған кезде жетектің негізгі тораптарына және арқан-полиспастты жүйесіне әсер ететін жүктемелердің динамограммалары штангалы тереңдегі сорап қондырғыларының жұмыс режимдерін бақылауға және диагностикалауға арналған стационарлы ДДС-04динамометрлендіру жүйесімен (динамографпен) тіркелді (3-ші суретті қар.).

1- ДДС-04 күш көрсеткіші; 2 - КК-04 клеммалық қорабы; 3 - ДП-04.01 қалып көрсеткіші;

4 – қалып көрсеткішін бекіту штангасы

3-сурет – ДДС-04 стационарлы динамометрлендіру жүйесі

ДДС-04 жүйесі айдағыш станокпен немесе шынжырлы жетекпен әрекетке келтірілетін штангалы тереңдегі сораптың штогына күш түсуді тіркеуге және штоктың төменгі мен жоғарғы «өлі» нүктелерден өту сәттерін тіркеуге арналған.

ДДС-04динамометрлендіру жүйесінің импорттық және отандық аналогтардың көпшілігінен басты айырмашылығы – сандық шығыс сигналы бар микропроцессорлық көрсеткіштердің қолданылуы. Бұл пайдалы сигналға электр қозғалтқыштардан, іске қосқыштардан және жиілікті түрлендіргіштерден электрмагниттік кедергілердің әсер етуімен, сигналдың байланыстырғыш кабельдің ұзындығына, оның кедергісіне және оның кедергісінің температуралық өзгеруіне тәуелділігімен болатын проблемаларды бірден алып тастайды (енжар аналогтық көрсеткіштері бар жүйелерде байланыстырғыш кабельді шекті қысқа етіп төсеу керек).

Екінші жағынан, микропроцессординамограммалардың массивтерін қалыптастыруға және оны тікелей көрсеткіште алдын ала талдауды жүргізуге мүмкіндік береді, бұл контроллерді босатады және телеметриялық ақпарат тарату арналарының жүктемесін азайтады.

Д1 жүйесінің элементтерінің МЕМСТ 12997-84 бойынша климаттық орындалу тобы минус 40 бастап 50°С дейінгі температураларға арналған, бұл штангалы сораптардың жетектерін пайдаланудың температуралық режимдерінің бүкіл диапазонын қамтиды.

ДДС-04 жүйесіМЕМСТ Р 51330.10.99 бойынша жарылыстан қорғалудың «жарылысқа қарсы жоғарылатылған сенімділік» деңгейімен және жарылыстан қорғалудың «ұшқынға қауіпсіз электр тізбегі» түрімен, жарылыстан қорғалған бұйым болып табылады.

ДУ-04 күш көрсеткіші (3.3 суретті қар.) жарылыстан қорғалудың "2Exic IIBT4" таңбалануына ие және Тұтынушылардың қондырғыларын пайдалану ережелерінің 7.8 тарауына сәйкес, жарылысқа қауіпті аймақтарда қолданыла алады. Жүйеге кіретін ДУ-04 күш көрсеткіші өз бетімен жеке де, телемеханика жүйесінің құрамында да пайдаланыла алады.

Телемеханика жүйесінің құрамындағы ДУ-04 күш көрсеткішінің жұмыс режимдерін жүйенің контроллері белгілейді. Бұл кезде:

• күш түсу бойынша мәліметтерді уақыттың нақты масштабында беріп отыру;

• өлшеудің дискреттілігін өзгерту;

• RS-485 стандартындағы Modbus-RTU қоса отырып, әртүрлі сандық хаттамалар бойынша жұмыс істеу мүмкіндігі пайда болады.

ДДС-04 жүйесінің құрамы:

• ДУ-04 күш көрсеткіші;

• ДП-04.01 қалып көрсеткіші;

• БИСГ 12-4 ұшқыннан қорғау кедергісі;

• КК-04 клеммалық қорабы;

•  «DinamoGraph» бағдарламалық қамтамасыз етуі.

"DinamoGraph"бағдарламалық қамтамасыз етуі

Телемеханика жүйесі қалыптастыратын жекелеген файлдар түрінде алынған, штоктағы күш түсудің уақыт бойынша өзгеруі жөніндегі мәліметтерді есептеуге, өңдеуге және сақтауға арналған.

"DinamoGraph" бағдарламалық қамтамасыз етуінің мүмкіндіктері:

• ұңғымаларды зерттеулер бойынша мәліметтер мұрағатын қалыптастыру;

• сағалық, теориялық және плунжерлік динамограммаларды, сондай-ақ динамограмманың уақыт бойынша жаймасын құру;

• сорап жабдығының жағдайын диагностикалау мақсатымен динамограммаларды талдау;

• динамограмма бойынша сорап қондырғысының өнімділігін бағалау;

• штангалардағы жол берілетін кернеулерді есептеу;

• ұңғымаларды зерттеу бойынша кесте және графика түрлеріндегі есептерді қалыптастыру;

• мәліметтерді қажетті пішіндегі файлға экспорттау (тапсырыс берушімен келісіп алу бойынша).

Бір ұңғыманың шегінде динамограммалардың кез келгені эталонды динамограмма ретінде қабылдануы мүмкін, бұл кезде ұңғыма бойынша қалған өлшеулерді эталонмен салыстыру мүмкіндігі пайда болады.

Бағдарламада бір ұңғыма бойынша барлық өлшеулерді қабаттастыру мүмкіндігі қарастырылған. Осының арқасында ұңғыма жабдығының жағдайының эволюциясын қадағалап отыруға болады, бұл жабдықтың жұмысындағы өзгерістерді шұғыл анықтауға және, осыған орай,штангалы сорап қондырғысын дер кезінде жөндеуге жағдай жасайды.

Динамометрлендіру жүйесінің техникалық сипаттамалары кестеде көрсетілген.

2-кесте - ДДС-04динамометрлендіру жүйесінің техникалық сипаттамалары

Штокқа жүктеменің өзгеру диапазоны, кН	0…100
Шешуші қабілеттілік, кН	0,1
Тербелістер санының өзгеру диапазоны, 1/мин	1…20
Қоректену кернеуі, В	9…12
Тұтынылатын ток, мА, аспайды	50
Шығыс сигнал:  токтық, мА  сандық	4…20 RS-485 интерфейсі Modbus-RTU хаттамасы
Салмағы, кг, аспайды:  күш көрсеткіш  қалып көрсеткіш	4 0,5
Габариттікөлшемдері, мм:  күш көрсеткіш  қалып көрсеткіш (диаметрі/ұзындығы)	165х85х75  22/70

Динамометрлендіру кезеңінде қосиіннің қалпы айдағыш станоктың редукторында бекітілген индукциялық көрсеткішпен бақыланды (4-ші суретті қар.).

4-сурет – Қалып көрсеткіштің орнатылуы

Күш көрсеткішті орнату үшін штоктың арқанды аспасының стандартты түйіні 5-ші суретте көрсетілгендей модернизацияланды.

5-сурет – Күш көрсеткішті штокқа орнату

ДПУ-50-1 сериялы жалпы мақсаттағы динамометрлер дәлдіктің Модернизацияланған жетекке максималды жол берілетін жүктеме 6 суретте көрсетілген, 5 т дейінгі динамометрдің көрсетулері бойынша тіркелді.

Созылуға ДПУ механикалық динамометрлері жалпы мақсаттағы динамометрлер болып табылады және статикалық, созатын күш түсулерді өлшеу үшін қолданылады1-ші санатына сәйкес келеді. Көрсетулердің жол берілетін негізгі дәлсіздігінің шегі өлшеудің ең көп шегінен ± 1%аспайды. ДПУ динамометрлерінің көрсетулерінің вариацияларының жол берілетін мәнінің шегі, негізгі дәлсіздіктің жол берілетін мәнінің шегінің абсолюттік мәнінен аспайды. Жауап қайтару шегі өлшеудің ең көп шегінің 0,5 аспайды. Жүктемеден босатылғаннан кейін шкаланы нөлдік белгісіне стрелканың қайтып оралмауы шкала бөлінісінің бағасының 0,5 аспайды.

6-сурет – ДПУ-50-1 динамометрі

Модернизацияланғанжетектің стендтік сынақтары барысында баланстауды шұғыл басқару мен реттеу, ваттметрграммаларды пайдалана отырып, «Баланс-СК2»  тасымалды аспабымен жүргізілді (7-ші суретті қар.). Тасымалды «Баланс СК -2» аспабы ваттметрграммаларды пайдалана отырып, айдағыш станоктарды шұғыл баланстауды жүргізуге арналған. −40 ^оС дейінгі температуралар кезінде жұмыс істеуге арналып орындалған. Жеткізілімге жинақы термопринтер кіреді.

1 – токөлшегішқышқаш; 2- «фаза» және «нейтраль»қысқыштары; 3 – Графикалық дисплейі және бағдарламалық қамтамасыз етуі бар «Баланс СК-2» аспабы; 4 – жинақы термопринтер; 5 – кабельдер; 6- тасымалдыгерметикалыққаптама

7-сурет – «Баланс СК -2» аспабының жалпы түрі

«Баланс СК -2» аспабының көмегімен ваттметрграммалар бойынша баланстауды жүргізуге болады. Осы мақсат үшін, токөлшегіш қышқаштардың көмегімен өлшенетін электр қозғалтқыштың тогын пайдаланумен салыстырғанда, АС баланстау үшін, айдау циклы ішінде тұтынылатын қуатты өлшеу графигін пайдалану баланстау процесінің тиімділігін бірнеше есе арттыруға мүмкіндік береді. Ақыр нәтижесінде бұл мұнай шығаруға қуаттың үлестік тұтынылуын азайтады және жабдықтың тозуын төмендетеді.

Ваттметрграммаларды алу үшін АС басқарудың күш беру шкафының қақпағын ашу, қоректендіретін кабельдің бір тал сымына өлшегіш токтық қышқашты қосу және басқару станциясының іске қосқышының шығыс клеммаларының нейтраліне және фазаға «қолтырауын» типті екі қысқышты қосу қажет. Тұтынылатын токқа және қоректендіретін кернеуге пропорционал сигналдар аспапқа ортақ кабель бойынша келіп түседі (8-ші суретті қар.).

8-сурет – «Баланс СК-2» айдағыш станогының басқару пультіне қосу сызбанұсқасы

Аспаптағы қоректендіретін желінің әрбір кезеңі үшін тұтынылатын қуаттың сәттік мәндерін орташаландырудың негізінде, аспаптың экранында қуаттың өзгеруінің айдағыш станоктың жұмысының бірнеше циклын қамтитын графигі тұрғызылады.

Ваттметрграмманы талдаудың негізінде, «Баланс-СК2»аспабының ішкі бағдарламасы балансталмау коэффициентін автоматты түрде есептейді, теңгеруші жүктің ығысуын түзету бойынша ұсыныстар беріледі. Ваттметрграммада тұтынушының ваттметрграмманы алуы барысында аспаптың клавиатурасындағы «Count» батырмасын басуымен енгізілетін, тегістелген штоктың жоғарғы қалпы туралы уақыт белгілерін (графиктерде бұл тік сызықтар) қолдану жүктің жылжуының бағытын нақты көрсетуге мүмкіндік береді. Егер баланстаудың бастапқы рәсімі онша тиімді етіп орындалмаса, баланстаудан кейін екінші қайтара өлшеуді және есептеуді жүргізе отырып, есептеудің мамандандырылған алгоритмін пайдаланып, жүктің жылжуының қажетті шамасын дәл анықтауға болады.

Аспапты іс-тәжірибеде қолдану ыңғайлы болуы үшін, онда 32 нүктеге 122 нүкте шешімге ие шағын графикалық экран пайдаланылған, бұл айдағыш станоктарды баланстау барысында тіркелген ваттметрграммаларды экранда қарап шығу үшін әбден жеткілікті. Ваттметрграмманың пішінін осындай көз мөлшерімен қарап талдау дайындалған тұтынушыға штангалы сораптың жағдайын тікелей сол жерде диагностикалауды және сигналдардың пішіні бойынша ақауларды іздестіруді жүргізуге мүмкіндік береді. Аспапта 60 ваттметрграмманы сақтауға арналған жады қарастырылған. Сақталынған мәліметтерді аспапқа кіріктірілген ИҚ порттың (аспаптың опциясы) көмегімен компьютерге қайта жазып алуға болады. «Баланс-СК 2» аспабының техникалық параметрлері 3.2 кестеде көрсетілген.

3-кесте - Баланс-СК 2 аспабының техникалық параметрлері

Параметр	Мәндері
Бір үздіксіз тіркеуді жүргізу уақыты	80 секундқа дейін
Өлшенетін токтардың диапазоны	1 — 100 A
Өлшенетін кернеулердің диапазоны	200 — 250 В
Ваттметрграммдардың мұрағатын сақтауға арналған жадының көлемі	60 бір.
Аспапты қоректендіру көзі – АА аккумуляторлары	2 дан.
Аккумуляторлардан үздіксіз жұмыс істеу уақыты	10 сағат
Аспаптың жұмыс температураларының диапазоны, градус	-40 ... +50

9-сурет – А1212 МASTER ультрадыбыстық дефектоскопытың жалпы түрі

Сынаққа дейін және сынақтан кейін дәнекерленген жіктерді бақылау А1212 Masterультрадыбыстық дефектоскопымен жүргізілді. Бұл металдардың, пластмассалардың және басқа да біртекті материалдардың дәнекерленген жіктеріндегі ақауларды табу үшін қолданылатын қазіргі заманғы ультрадыбыстық дефектоскоп. Ол соққыға төзімді эргономикалы корпусымен және шешімі жоғары (640 x 480 px) контрастылы түрлі-түсті дисплейімен ерекшеленеді. Зарядтаусыз 8 сағат бойына автономиялы жұмыс істеуге қабілеттілігі оның пайдаланылуын айтарлықтай жеңілдетеді.

4-кесте –А1212 МASTER ультрадыбыстық дефектоскопытың техникалық сипаттамалары

Параметр	Мәні
Бақылау нысанының максималды қалыңдығы (болат бойынша)	3500 мм
Жұмыс жиіліктері	0,5÷15,0 МГц
Дефектоскоптың динамикалық диапазоны	100 дБ
Дефектоскоптың уақыт аралықтарының өзгеру диапазоны	1÷1200 мкс
Ультрадыбыстың жылдамдығын ретке келтіру диапазоны	1000÷15000 м/с
Қабылдағыш тракттың жиіліктер жолағы	0,14÷21 МГц
Аттенюаторды қайта құрастыру диапазоны	0÷90 дБ
ВРЧ динамикалық диапазоны,кем дегенде	30 дБ
Зондтаушы импульстың параметрлері:
- кезеңдер саны	0,5÷5
- амплитудасы (өріс алудың жартысы)	20, 100, 200 В
- фронттардың ұзақтықтары,аспайды	20 нс
- зондтаушы импульстардың қайталану жиілігі	5÷200 Гц
Дисплейдің типі	сұйық кристалды
Экранның нүктелерінің саны	320 х 240
Экранныңбейнелейтін алаңының өлшемдері	77 х 58 мм
Қоректену (кіріктірілген  аккумуляторлық батарея)	7,2 В
Үздіксіз жұмыс істеу уақыты (жарық берумен, жылытумен)	15 сағ. (12 сағ, 2 сағ.)
Жұмыс температураларының диапазоны	-20°Сбастап +50°С дейін
Габариттікөлшемдері	245 х 120 х 40 мм
Электронды блоктың салмағы	650 г

 

А1212 Master моделіндегі ультрадыбыстық дефектоскоп жинақы және тасымалдауда ыңғайлы. Оның өлшемдері, биіктегі нысандарды қоса отырып, жетуі қиын жерлерде жұмыс істеу үшін оңтайлы. Бұл кезде оның жинақылығы жабдықтың функционалдылығын ешқалай да нашарлатпайды: А1212 Master бірыңғай корпусында қазіргі заманғы ультрадыбыстық дефектоскоптың барлық мүмкіндіктері үйлестірілген.