📄Работа №196724
Тема: Маятниковый акселерометр для измерений процесса бурения скважины для добычи нефти
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электротехника
Объем:
68 листов
Год:
2018
Просмотров:
38
4400
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация 4
Оглавление 5
Введение 8
1 Теоретическая часть 11
1.1 Обоснование и выбор состава акселерометра 11
1.2 Принцип работы акселерометра, функциональная схема 14
1.3 Структурная схема акселерометра 16
1.4 Математическая модель акселерометра 17
1.4.1 Спецификация математической модели 19
1.4.2 Основные исходные параметры 19
1.4.3 Обозначения и индексация 20
1.4.4 Дополнительные исходные характеристики 23
1.4.5 Критериальные статические характеристики 23
1.4.6 Дополнительные статические характеристики 24
1.5 Критерии поступательного и углового движения 25
1.6 Статическая ошибка АК. Предельная перегрузка 26
1.7 Порог чувствительности акселерометра 26
1.8 Прочность упругого подвеса 27
1.9 Устойчивость упругого подвеса 29
1.10 Г азовое демпфирование 29
1.11 Статическая характеристика ДП 32
1.12 Диапазон измерения акселерометра 34
1.13 Модель инструментальных погрешностей 36
2 Расчетная часть 44
2.1 Расчет жескости подвеса 44
2.2 Расчет коэффициента газового демпфирования 45
2.3 Расчет момента инерции и статического момента маятника 47
2.4 Расчет статической ошибки АК 49
2.5 Расчет предельной перегрузки 49
2.6 Расчет порога чувствительности 49
2.7 Прочность упругого подвеса 49
2.8 Устойчивость упругого подвеса 49
2.9 Расчет емкостей ДП 49
2.10 Расчет массы маятника АК 50
2.11 Расчет диапазона измерения АК 52
3 Конструкторская часть 57
3.1 Основные положения для разработки технических требований к
конструкции акселерометра 57
3.2 Конструкция и параметры упругого подвеса 58
3.3 Конструкция и параметры датчика силы МДС 59
Конструкция и параметры датчика перемещения 60
3.5 Описание модели акселерометра 62
Библиографический список
Оглавление 5
Введение 8
1 Теоретическая часть 11
1.1 Обоснование и выбор состава акселерометра 11
1.2 Принцип работы акселерометра, функциональная схема 14
1.3 Структурная схема акселерометра 16
1.4 Математическая модель акселерометра 17
1.4.1 Спецификация математической модели 19
1.4.2 Основные исходные параметры 19
1.4.3 Обозначения и индексация 20
1.4.4 Дополнительные исходные характеристики 23
1.4.5 Критериальные статические характеристики 23
1.4.6 Дополнительные статические характеристики 24
1.5 Критерии поступательного и углового движения 25
1.6 Статическая ошибка АК. Предельная перегрузка 26
1.7 Порог чувствительности акселерометра 26
1.8 Прочность упругого подвеса 27
1.9 Устойчивость упругого подвеса 29
1.10 Г азовое демпфирование 29
1.11 Статическая характеристика ДП 32
1.12 Диапазон измерения акселерометра 34
1.13 Модель инструментальных погрешностей 36
2 Расчетная часть 44
2.1 Расчет жескости подвеса 44
2.2 Расчет коэффициента газового демпфирования 45
2.3 Расчет момента инерции и статического момента маятника 47
2.4 Расчет статической ошибки АК 49
2.5 Расчет предельной перегрузки 49
2.6 Расчет порога чувствительности 49
2.7 Прочность упругого подвеса 49
2.8 Устойчивость упругого подвеса 49
2.9 Расчет емкостей ДП 49
2.10 Расчет массы маятника АК 50
2.11 Расчет диапазона измерения АК 52
3 Конструкторская часть 57
3.1 Основные положения для разработки технических требований к
конструкции акселерометра 57
3.2 Конструкция и параметры упругого подвеса 58
3.3 Конструкция и параметры датчика силы МДС 59
Конструкция и параметры датчика перемещения 60
3.5 Описание модели акселерометра 62
Библиографический список
📖 Аннотация
В данной работе представлено исследование, проектирование и математическое моделирование маятникового акселерометра, предназначенного для использования в системах инерциальной навигации при бурении нефтяных скважин. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения точности и экономической эффективности процесса бурения за счет применения высокотехнологичных средств контроля, позволяющих точно определять ориентацию и траекторию бурового инструмента, что минимизирует риски отклонения и снижает капитальные затраты. В результате проведенного анализа были обоснованы выбор конструкции и параметры акселерометра, разработаны его функциональная и математическая модели, а также определены ключевые статические характеристики, включая порог чувствительности и предельную перегрузку, что подтверждает работоспособность предложенного устройства в условиях вибрационных нагрузок. Научная значимость работы заключается в развитии методик проектирования инерциальных датчиков для специфических условий эксплуатации, а практическая – в возможности внедрения разработанного акселерометра в системы управления буровыми установками для повышения точности навигации. Теоретической основой исследования послужили труды таких авторов, как С.Ф. Коновалов, рассматривающий теорию виброустойчивости акселерометров, Е.С. Левшина и П.В. Новицкий по вопросам измерительных преобразователей, а также Е.А. Никитин и А.А. Балашова, посвятившие работы проектированию гироскопических приборов и акселерометров.
📖 Введение
Высокие технологии сегодня активно и успешно используются в процессах подземного бурения. При этом важнейшее значение приобретают технические решения, способствующие существенному снижению капитальных затрат при освоении месторождений. Например, применение акселерометров в системах контроля бурения позволяет точно определять ориентацию и глубину пробуренных скважин, направлять бурильную головку в заданный район, проводить сейсмические измерения.
Для определения линейных параметров движения объекта (линейное ускорение, линейная скорость, перемещение) в инерциальных навигационных системах (ИНС) используют акселерометры.
Известно большое количество конструкций и схем акселерометров, однако, как следует из обзора отечественных и зарубежных источников информации, в настоящее время для измерения ускорений в ИНС применяют только гироинтеграторы линейных ускорений, маятниковые и струнные акселерометры.
Основное достоинство гироинтеграторов по сравнению с компенсационными акселерометрами заключается в более высокой долговременной стабильности масштабного коэффициента. Так, в гироинтеграторах отсутствует важнейшая для компенсационных акселерометров проблема временной и температурной стабильности параметров постоянного магнита компенсационного датчика. Кроме того, гироинтеграторы способны с высокой точностью представлять результаты измерений в цифровом виде, не требуя при этом использования в своем составе прецизионных электронных элементов (стабилитронов, усилителей постоянного тока), необходимых для цифровых преобразователей компенсационных приборов. Благодаря этому гироинтеграторы имеют более высокую радиационную стойкость. Однако они дороги, сложны в производстве, имеют крупные габаритные размеры и уступают компенсационным акселеро- метрам по времени готовности. Поэтому их применение ограничивается системами управления крупных тяжелых объектов.
Струнные акселерометры более радиационно устойчивы, чем компенсационные приборы, и имеют значительно меньшие размеры, проще и дешевле гироинтеграторов. Однако они несколько уступают гироинтеграторам и компенсационным акселерометрам по точности и имеют значительно худшие уда- ро- и вибропрочность, в связи с чем их, как правило, используют с индивидуальными амортизаторами, снижающими точность ИНС. Затрудняет использование струнных акселерометров на объектах с большим уровнем вибровоздействий заметная нелинейность их выходной характеристики. Поэтому в этих условиях применяют в основном маятниковые компенсационные акселерометры.
Основные преимущества акселерометров компенсационного типа:
• Погрешность масштабного коэффициента акселерометра определяется параметрами исполнительного элемента и не зависит от погрешностей коэффициентов преобразования входящих в акселерометр устройств (усилитель сигнала датчика перемещения, усилитель обратной связи);
• Нелинейность функции преобразования акселерометра компенсационного типа определяется нелинейностью исполнительного элемента и не зависит от нелинейности функций преобразования других входящих в акселерометр устройств;
• Составляющие функции преобразования акселерометра компенсационного типа определяется нелинейностью исполнительного элемента и не зависит от нелинейности функций преобразования других входящих в акселерометр устройств;
...
Для определения линейных параметров движения объекта (линейное ускорение, линейная скорость, перемещение) в инерциальных навигационных системах (ИНС) используют акселерометры.
Известно большое количество конструкций и схем акселерометров, однако, как следует из обзора отечественных и зарубежных источников информации, в настоящее время для измерения ускорений в ИНС применяют только гироинтеграторы линейных ускорений, маятниковые и струнные акселерометры.
Основное достоинство гироинтеграторов по сравнению с компенсационными акселерометрами заключается в более высокой долговременной стабильности масштабного коэффициента. Так, в гироинтеграторах отсутствует важнейшая для компенсационных акселерометров проблема временной и температурной стабильности параметров постоянного магнита компенсационного датчика. Кроме того, гироинтеграторы способны с высокой точностью представлять результаты измерений в цифровом виде, не требуя при этом использования в своем составе прецизионных электронных элементов (стабилитронов, усилителей постоянного тока), необходимых для цифровых преобразователей компенсационных приборов. Благодаря этому гироинтеграторы имеют более высокую радиационную стойкость. Однако они дороги, сложны в производстве, имеют крупные габаритные размеры и уступают компенсационным акселеро- метрам по времени готовности. Поэтому их применение ограничивается системами управления крупных тяжелых объектов.
Струнные акселерометры более радиационно устойчивы, чем компенсационные приборы, и имеют значительно меньшие размеры, проще и дешевле гироинтеграторов. Однако они несколько уступают гироинтеграторам и компенсационным акселерометрам по точности и имеют значительно худшие уда- ро- и вибропрочность, в связи с чем их, как правило, используют с индивидуальными амортизаторами, снижающими точность ИНС. Затрудняет использование струнных акселерометров на объектах с большим уровнем вибровоздействий заметная нелинейность их выходной характеристики. Поэтому в этих условиях применяют в основном маятниковые компенсационные акселерометры.
Основные преимущества акселерометров компенсационного типа:
• Погрешность масштабного коэффициента акселерометра определяется параметрами исполнительного элемента и не зависит от погрешностей коэффициентов преобразования входящих в акселерометр устройств (усилитель сигнала датчика перемещения, усилитель обратной связи);
• Нелинейность функции преобразования акселерометра компенсационного типа определяется нелинейностью исполнительного элемента и не зависит от нелинейности функций преобразования других входящих в акселерометр устройств;
• Составляющие функции преобразования акселерометра компенсационного типа определяется нелинейностью исполнительного элемента и не зависит от нелинейности функций преобразования других входящих в акселерометр устройств;
...
✅ Заключение
-
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.