Введение 14
1. Бурильные трубы 16
1.1 Трубы бурильные легкосплавные 17
1.2 Т рубы бурильные утяжеленные 19
1.3 Трубы бурильные стальные универсальные с приваренными 20
замками
2. Обзор методов измерений отклонений от соосности 22
2.1 Оптический метод 23
2.1.1 Визуально-измерительный метод 23
2.1.2 Оптико-электронный метод 25
2.2 Метод биений 25
3. Выбор датчика для бесконтактного измерения зазора 29
4. Экспериментальные исследования вихретокового датчика 34
4.1 Исследование зависимости амплитуды выходного сигнала от 34
зазора
4.2 Определение функции преобразования и диапазона измерения 39
5. Структурная схема 43
6. Программное обеспечение 45
6.1 Алгоритм программы вычислительного преобразования 45
измерителя
6.2 Программная реализация алгоритма в LabView 46
7. Метрологические характеристики 57
7.1 Расчет погрешности 57
7.2 Метрологическое обеспечение 58
7.2.1 Первичная настройка 58
7.2.2 Калибровка 60
8. Финансовый менеджмент, ресурсоэфективность и 63
8.1 Структура работ в рамках научного исследования
8.2 Определение трудоемкости выполнения работ 65
8.3 Разработка графика проведения исследования 66
8.4 Расчет материальных затрат 66
8.5 Анализ конкурентоспособности разработки 67
8.6 Заключение по разделу “Финансовый менеджмент, 69
ресурсоэфективность и ресурсосбережение”
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 100 с., 54 рис., 15 табл., 18 источников, 3 прил.
Ключевые слова: бурильная труба, метод биений, отклонение от соосности, бесконтактное измерение.
Объектом исследования является бесконтактный измеритель отклонений от соосности сварных соединений бурильных труб.
Цель работы - разработка бесконтактного измерителя отклонений от соосности сварных соединений бурильных труб.
В процессе исследования проводились: теоретический обзор и анализ методов измерения отклонений от соосности, определение функции преобразования и диапазона измерения датчика, разработка программы в LabView.
В результате исследования определен метод измерения отклонений от соосности (метод биений), выбраны вихретоковые датчики, определена функция преобразования и диапазон измерения датчика (от 1 до 4 мм), разработана программа вычислительного преобразования в LabView.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: диапазон измерения параллельного отклонения от соосности от 0 до 2 мм; диапазон измерения углового отклонения от соосности от 0 до 10 мм/м; пределы допускаемой погрешности измерения параллельного отклонения от соосности +0,1 мм; пределы допускаемой погрешности измерения углового отклонения от соосности +0,5 мм/м.
Область применения: промышленность.
Экономическая эффективность/значимость работы стадия разработки.
В будущем планируется разработка конструкции, сборка и испытания на заводе изготовителе бурильных труб.
Определения
В данной работе применены следующие термины с соответствующими определениями:
соосность: Расположение осей объектов на одной линии. вихревые токи: Это замкнутые электрические токи, возникающие в проводниках при изменении пронизывающего их магнитного поля.
В настоящее время большое внимание уделяется обеспечению эффективности и безопасности работ, а также качеству оборудования на производстве.
Контроль качества продукции является важной составляющей производственного процесса, который направлен на проверку надежности и выявление дефектов, а также брака, в готовой продукции. Контроль качества продукции определяется на всех стадиях производства. Поэтому контролю подвергается не только готовая продукция, но, и материалы с сырьем, необходимые для ее изготовления. Что позволяет определить и устранить причину возникновения брака. Вследствие чего возникает необходимость производить контроль качества изделий различными средствами измерениями и методами, на производстве.
Надежность буровых работ определяется отсутствием дефектных элементов в колонне, а также правильностью эксплуатацией бурильного оборудования. У бурильных колонн дефекты появляются в процессе эксплуатации оборудования, либо во время производства труб.
Качественное бурильное оборудование увеличивает эффективность, надежность и снижение стоимости буровых работ. Одним из главных элементов оборудования является бурильная труба. Из-за ее поломки происходит основная доля аварий на производстве.
Бурильные замки обеспечивают стыкование бурильных труб. Они могут быть ниппелями либо муфтами, которые привариваются к трубе (сварка трением). Одним из важных параметров бурильной трубы, является соосность тела трубы и замковых частей. Поэтому необходимо проводить контроль соосности на стадии изготовления трубы. Вовремя проведенный контроль уменьшает экономические и временные затраты.
Целью данной работы является разработка бесконтактного измерителя отклонений от соосности сварных соединений бурильных труб.
Объектом контроля являются бурильные трубы с приваренными замками.
Для разработки данного измерителя необходимо решить ряд задач:
- выбор метода контроля соосности;
- выбор бесконтактного датчика;
- определение функции преобразования;
- разработка программы в LabView.
8.6. Заключение по разделу “Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение”
В данном разделе была определена структура работ, из которой видно, что основными исполнителями исследования являются студент и его научный руководитель. Также была построена диаграмма Гантта, из которой видно, что исследование продолжалось с сентября 2015 года по май 2017 года, и на ней показано распределение участия в исследовании исполнителей (студент и научный руководитель). Основное время разработки измерителя заняла экспериментальная часть, что также отражается в диаграмме Гантта. Далее были рассчитаны материальные и человеческие затраты, по результатам которых можно сказать, что основные материальные затраты ушли на составляющие измерителя. Также была определена конкурентоспособность измерителя, в результате чего, можно сделать вывод, что по техническим и экономическим показателям, а также из-за отсутствия бесконтактных аналогов, он конкурентоспособен. Это в очередной раз подтверждает актуальность выбора темы диссертации.
