Монографія присвячена створенню мобільних вимірювальних систем (МВСК) для контролю свердловинних штангових насосних установок (СІННУ) і шахтних підйомних комплексів (ШПК). Встановлено основні закономірності, а також виявлено причинно-наслідкові зв'язки в механізмі вимірювання параметрів за рахунок комплексної концептуальної адаптації, узагальнення і розвитку сучасних ефективних методів інформаційного забезпечення безпечної експлуатації СПІНУ і ШПК з позицій системної єдності перспективних цифрових методів обробки інформації, останніх досягнень мікроелектронної технології і експлуатаційно-технологічних умов контролю СШНУ і ШПК для їх безаварійної* експлуатації. Розроблена методика вібродіагностування редукторів СШНУ в лабораторних і промислових умовах. Отримані результати з прогнозування ресурсу редукторів СШНУ на основі віброконтролю. Монографія призначена для спеціалістів з контролю нафтогазового та гірничого обладнання, зокрема СШНУ та ШПК, може бути корисною для студентів, магістрів та аспірантів відповідного профілю. ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ …………………………………………………………………………………………………8 ВСТУП …………………………………………………………………………………………………………………………….……9 РОЗДІЛ 1 СТАН ПРОБЛЕМИ І ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ДОСЛІДЖЕНЬ. …………………………………………………….11 1.1 Аналіз існуючих мобільних вимірювальних систем контролю в нафтовій і гірничій промисловостях….….11 1.2 Аналіз сучасних підходів щодо забезпечення надійності і контролю мобільних вимірювальних систем, існуючих стендів і методів контролю параметрів……………………………………………………………………………….....16 1.3 Аналіз сучасних давачів мобільних вимірювальних систем контролю 1.4 Аналіз схем підключення для мобільної вимірювальної системи контролю і побудова сучасної вимірювальної схеми …………………………………………… 26 1.5 Проблеми, етапи і методика розробки мобільних вимірювальних систем контролю………………………… 31 1.6 Мета, завдання і методи дослідження …………………………………………………………………………….. 35 РОЗДІЛ 2 РОЗВИТОК ТЕОРІЇ МОБІЛЬНОЇ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ СВЕРДЛОВИННОЇ ШТАНГОВОЇ НАСОСНОЇ УСТАНОВКИ 1 ШАХТНОГО ПІДЙОМНОГО КОМПЛЕКС…………………………………………………………36 2.1 Теоретичні дослідження мобільних вимірювальних систем контролю свердловинної штангової насосної установки і шахтного підйомного комплексу і методологія імітаційного моделювання процесу 2.2 Математична модель, редукція і синтез мобільної вимірювальної системи для контролю свердловинної штангової насосної установки і шахтного підйомного комплексу 2.3 Математична модель вимірювання руху підйомної посудини мобільною вимірювальною системою контролю ……………………………………………………………………………………………………………38 2.4 Постановка завдання вимірювання мобільною вимірювальною системою для контролю свердловинної штангової насосної установки і шахтного підйомного комплексу ... ……………………….…………… 62 2.5 Дослідження методів фільтрації мобільною вимірювальною системою контролю свердловинної штангової насосної установки і шахтного підйомного комплексу 68 2 .6 Оптимізація вибор складу мобільної вимірювальної системи контролю свердлової штангової насосної установки і шахтного підйомною комплекс………………………………………………………………………73 Моделювання електричних розрядів, що виникають в електричних колах і впливають на вибухобезпечність апаратури мобільної вимірювальної системи контролю…………………………………………………………………………………………………….77 Теоретичний метод оцінки іскробезпеки електричних кіл апаратури мобільної вимірювальної системи контролю 83 Висновки по розділу 2 ………………………………………………………………………………………….. 88 РОЗДІЛ З ПРИНЦИПИ 1 ЗАКОНОМІРНОСТІ СТВОРЕННЯ ДАВАЧІВ МОБІЛЬНОЇ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ ................................................................................................................................................................................ 91 1.7 Акселерометричні давачі контролю лінійних прискорень в мобільній вимірювальній системі………. 91 1.8 Давачі прив'язки реєстрованих параметрів до точок їх виникнення в стволі шахти для апаратури мобільної вимірювальної системи контролю……………………………………………………………103 1.9 Тензометричні давачі контролю в мобільній вимірювальній системі контролю………………………..108 1.10 Застосування дискретних давачів контролю в мобільній вимірювальній системі………………………117 1.11 Контроль переміщень, швидкостей і прискорень в мобільній вимірювальній системі………………….123 Висновки по розділу 3……………………………………………………………………………………………. 129 РОЗДІЛ 4 ОЦІНКА ПОГРІШНОСТЕЙ І МЕТРОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ МОБІЛЬНОЇ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ Мобільна вимірювальна система як метрологічна структура контролю ……………………………………… 131 2.6 Дослідження метрологічних погрішностей, їх моделі в мобільній вимірювальні системі контролю і методика їх оцінки…………………………………………………………………………………………..131 2.7 Метрологічний аналіз цифрових вимірювань мобільної вимірювальної системи контролю 2.8 Нова метрологія цифрових вимірювань мобільної вимірювальної системи контролю………………… 150 2.9 Аналіз погрішностей в мобільній вимірювальній системі контролю. їх облік і компенсація……………………………………………………………………………………………………155 2.10 Раціональна цифрова фільтрація і обробка результатів в МВСК…………………………………………162 2.11 Завадостійкість мобільної вимірювальної системи контролю ................................................................... 167 2.12 Цифровий спектральний аналіз у мобільній вимірювальній системі контролю Висновки по розділу 4 ………………………………………. 170 РОЗДІЛ 5 ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ МОБІЛЬНОЇ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ …………………………………………………………………………. 177 12 Завадостійкість низькопотенціальннх електричних вимірювань………………………………………………….174 в мобільній вимірювальній систем контролю ……………………………………………………………………… 177 13 Використання автономних джерел живлення в мобільній вимірювальній системі контролю………………… 181 14 Верифікація моделі радіоканалу і радіотехнічний зв'язок в мобільній вимірювальній системі контролю ……188 15 Нормуючий підсилювач для вимірювального давача контролю навантаження мобільної вимірювальної системи контролю ………………………………………………………………………………………………………………. 195 16 Адекватне сполучення в мобільній вимірювальній системі контролю …………………………………………….201 17 Надійність мобільної вимірювальної системи контролю ………………………………………………………….. 207 18 Методика візуального аналізу параметрів, контрольованих мобільною вимірювальною системою…………… 213 Висновки по розділу 5………………………………………………………………………………………………………216 РОЗДІЛ 6 НАУКОВІ ОСНОВИ КОНСТРУКТОРСЬКО-ПРОЕКТНИХ РІШЕНЬ І ВИМОГ МОБІЛЬНОЇ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ …………………………………………………………………………………………………... 219 1.12 Конструкторсько-проектні рішення, стандарти і вимоги до іскробезпечних кіл вибухозахищеної мобільної * вимірювальної системи контролю ……………………………………………………………………………………219 1.13 Стратегія технічного обслуговування вибухобезпечної мобільної вимірювальної системи контролю………... 221 1.14 Оцінка поведінки мобільної вимірювальної системи контролю на промислах і шахтах, методика контролю іскробезпеки електричних кіл ………………………………………………………………………………………... 222 1.15 Дослідження електростатичної безпеки апаратури МВСК і методи боротьби із статичною електрикою…….. 229 1.16 Наукові основи створення устаткування МВСК із застосуванням розділових захисних бар'єрів ……………...232 1.17 Кабельні фідерні з'єднання в МВСК …………………………………………………………………………………239 Висновки по розділу 6 ……………………………………………………………………………………………………… 241 РОЗДІЛ 7 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗНОСУ ДЕТАЛЕЙ РЕДУКТОРА МЕТОДОМ ВІБРАЦІЙНОЇ ДІАГНОСТИКИ І ВПЛИВ ВІБРАЦІЇ СШНУ НА ДОВГОВІЧНІСТЬ РЕДУКТОРА ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 243 2.13 Вібраційна діагностика технічного стану редукторів СШНУ .... …………………………………………………..243 2.14 Вібраційні характеристики редукторів в промислових умовах ... ………………………………………………….253 2.15 Застосування вібродіагнстики під час стендових випробувань редукторів……………………………………….269 7.4 Оптимізація розміщення дівачів в мобільній вимірювальній системі контролю штангової свердловинної насосної установки і шахтного підіймального комплексу …………………………………………………………………… 292 Висновки по розділ)' 7 ………………………………………………………………………………………………………303 РОЗДІЛ 8 ПРОМИСЛОВІ І ШАХТНІ ВИПРОБУВАННЯ ………………………………………………………………305 19 Умови застосування мобільних вимірювальних системи контролю свердло винної штангової насосної установки і шахтного підйомного комплексу 305 20 Методика обробки контрольованих параметрів з перевіркою корельованості в мобільній вимірювальній системі контролю ........................................................................................................................................................................ 310 21 Підготовка і проведення вимірювального експерименту із застосуванням мобільної вимірювальної системи контролю для штангової свердловинної насосної установки і шахтного підіймального комплексу …………………………………………………………………………………. 314 22 Функціональні можливості мобільної вимірювальної системи контролю………………………………………...318 23 Результати післяремонтних та промислових випробувань мобільної вимірювальної системі контролю……… 323 24 Результати шахтних випробувань мобільної вимірювальної системи контролю………………………………... 324 25 Концептуальні принципи функціонування мобільної вимірювальної системи контролю……………………… 331 Висновки по розділ; 8 ……………………………………………………………………………….………. 337 РОЗДІЛ 9 ТЕХНОЛОГІЧНІ СХЕМИ, ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ І ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ МВСК …………………………………………………………………….. 340 9.1 Технологічна схема способу контролю штангової свердловинної насосної установки і шахтного підйомного комплексу мобільною вимірювальною системою………………………………………………………………….. 340 1.18 Методика промислових і шахтних випробувань мобільної вимірювальної системи контролю якості штангової свердловинної насосної установки і шахтного підйомного комплексу…………………………………………... 344 1.19 Структура процесу і методу контролю якості штангової свердловинної насосної установки і шахтного підйомного комплексу мобільною вимірювальною системою…………………………. 350 1.20 Структура і методика проектування мобільної вимірювальної системи контролю якості свердловинної насосної установки і шахтного підйомного комплексу 355 1.21 Народно-господарська ефективність застосування розроблених технологій контролю із застосуванням мобільної вимірювальної системи контролю ………………………………………………………………… 359 9.6 Схема алгоритму процесу проектування цифрової мобільної вимірювальної системи контролю ………………………………………… 364 26 Завдання подальшого розвитку досліджень, перспективи застосування мобільної вимірювальної системи контролю в нафтогазовій і гірничій галузях із застосуванням новітніх комп'ютерних технологій……… 368 27 Особливості побудови мобільної вимірювальної системи контролю якості свердловинної штангової насосної установки і шахтного підйомного комплексу……………………………………………………... 372 Висновки по розділу 9 ………………………………………………………………………………………………. 377 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ …………………………………………………………………………………………. 380