Информационно-измерительная система контроля параметров подземных водозаборов
Организация контроля функционирования подземных водозаборов с большим количеством скважин. Практическое определение эксплуатационных параметров скважин и прогнозирования состояния источника подземных вод. Накопительные емкости, водоочистные сооружения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.01.2020 |
| Размер файла | 61,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Самарский государственный технический университет
Информационно-измерительная система контроля параметров подземных водозаборов
С.П. Орлов
Д.А. Нечаев
В настоящее решается проблема обеспечения населения и промышленных объектов в Российской Федерации водой нормативного качества. В рамках государственной программы «Чистая вода» проводится широкая модернизация существующих и строительство новых водозаборов. В Самарской области большинство источников водоснабжения строится на подземных водозаборах. В связи с этим актуальна задача информационного обеспечения систем водоснабжения, внедрения современных информационно-измерительных систем.
Водозаборы больших городов Самарской области, таких как гг. Тольятти и Новокуйбышевск, построены с использованием подземных вод и имеют несколько десятков скважин. Неправильные эксплуатационные режимы, отсутствие прогноза изменений состояния водных пластов могут привести к таким нежелательным явлениям, как потеря производительности скважин, засоление добываемой воды и др. В статье рассматривается структура информационно-измерительной системы для контроля эксплуатационных параметров скважин, управления режимами водозабора и прогнозирования его гидрогеологического состояния.
Модель объекта измерений и управления. Водозабор подземных вод включает следующие сооружения: эксплуатационные и наблюдательные скважины с водоприемными устройствами, водоводы для сбора воды, накопительные емкости, водоочистные сооружения. Водозабор должен обеспечить требуемую суммарную производительность при безусловном выполнении нормативов СанПиН 2.1.4.1074-01 по качеству воды.
Основой водозабора является комплекс из I скважин, I = IЭ+IН, где IЭ и IН - соответственно количества эксплуатационных и наблюдательных скважин, причем IЭ >>IН. Следовательно, вклад наблюдательных скважин в суммарный дебит водозабора незначителен. Основное назначение этих скважин - мониторинг состояния водоносного пласта.
Водозабор описывается двойкой , где Q - суммарная производительность (дебит) и - вектор нормативных показателей качества воды:
где - вектор влияющих параметров;
J - количество параметров;
I - количество скважин водозабора;
K - количество контролируемых нормативных показателей;
U - вектор управляющих воздействий;
W - вектор внешних воздействий.
К влияющим параметрам относятся напор (глубина уровня) воды в скважине, мощность насосной установки, диаметры водоводов, гидравлические и гидрогеологические параметры водных пластов и др. В их число входят также измеряемые величины: коэффициент фильтрации водовмещающих пород, мощность водоносного горизонта, гидравлическое сопротивление в точке расположения скважины [1].
К внешним воздействиям относятся климатические данные, временной график объемов потребляемой городом воды, заданные экономические и экологические показатели и др.
Следовательно, задача управления водозабором состоит в нахождении вектора U* управляющих воздействий на эксплуатационные скважины, обеспечивающего максимум дебита водозабора,
при заданных ограничениях
где - область допустимых значений k-го нормативного показателя СанПиН;
- расчетное и допустимое значения понижения уровня воды в i-й скважине.
Информационно-измерительная система. В рамках разработки региональной программы водообеспечения была предложена общая структура информационно-управляющей системы для территориального водоснабжения [2]. В ее состав были включены информационно-измерительные системы на крупных водозаборах области. Задача ИИС контроля водозабора состоит в измерении, обработке и хранении данных, характеризующих параметры , и дальнейшем использовании измеряемых параметров для управления режимами работы сооружений водозабора.
Структура ИИС приведена на рисунке.
Измерительные системы ИС 1 - ИС IЭ содержат комплексы датчиков, расположенных на эксплуатационных скважинах, а ИС 1 - ИС IН - датчики на наблюдательных скважинах. Отличие в составе датчиков заключается в том, что на наблюдательных скважинах производится измерение дополнительных параметров, характеризующих состояние водоносного пласта. Кроме того, частота опроса датчиков на эксплуатационных скважинах выше для оперативного реагирования на изменение режимов. Измерительная система ИС ТС содержит датчики, установленные на технологических сооружениях: накопительных емкостях, водоочистном оборудовании, водоводах. База данных хранит временные ряды измерений за длительный период эксплуатации.
Структура ИИС контроля параметров водозабора подземных вод
Кроме контроля текущего состояния водозабора, актуальной является задача прогнозирования роста водопотребления, будущих изменений в гидрогеологии пласта, возможных отклонений качества воды под действием техногенных и антропогенных факторов в долгосрочной перспективе. Функции прогноза реализованы в модуле «Прогноз», который содержит базу знаний и экспертную систему. Выходные данные модуля используются при формировании управляющих воздействий U, а также потока Z информационных сообщений для информационно-управляющей системы территориального водоснабжения.
Часть функций, выполняемых в модуле обработки данных и модуле управляющих воздействий, реализуется в программируемых логических контроллерах. Управление базой данных, базой знаний, работа экспертной системы и многие другие функции реализованы в персональном компьютере.
Для более экономичного построения ИИС целесообразно использовать мобильную систему анализа качества воды на основе погружного зонда [3]. Это позволит получать достаточно подробную информацию от наблюдательных скважин в реальном режиме водоотбора.
В рамках областной программы водоснабжения предусмотрено создание информационного обеспечения для управления системами водообеспечения, в том числе и построение информационно-измерительных систем контроля источников воды.
Библиографический список
водозабор скважина подземный емкость
1. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: Учеб. пособие. - М.: АСВ, 2004.
2. Орлов С.П. Информационно-управляющая система для территориального водоснабжения // Вестник Самар. гос. техн ун-та. Сер. Технические науки. - 2008. - № 2(22). - С. 111-118.
3. Солодов И.Н., Величкин В.И., Рубцов М.Г., Купер В.Я., Черток М.Б. Гидрогеохимический каротаж. Теория и практика. - М.: Едиториал УРСС, 2005.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Использование комплексной механизации на подземных рудниках и шахтах. Условия выбора погрузочно-доставочных комплексов. Расчет мощности двигателей и расхода электропневмоэнергии буровых установок. Правила техники безопасности при работе на машинах.
курсовая работа [63,3 K], добавлен 17.02.2014Изучение способов очистки внутренней полости трубопроводов, оборудования для промывки и продувки. Приемка и ввод в эксплуатацию подземных газопроводов. Технология проведения аварийно-восстановительных ремонтов. Испытания газопроводов на герметичность.
реферат [890,4 K], добавлен 31.01.2013Морские водозаборные сооружения. Водозаборные сооружения временного типа: плавучие, фуникулёрные. Рыбозащитные устройства водозаборов. Технологические трубопроводы. Сварочные работы: кислородно-флюсовая резка. Охрана труда при газопламенных работах.
курсовая работа [265,6 K], добавлен 19.09.2008История возникновения автоматических заправочных станций. Спецификация резервуаров, необходимых для заправочных станций. Технологические свойства стали. Основные параметры подземных ёмкостей. Схема установки технологического оборудования бензоколонки.
презентация [2,1 M], добавлен 19.03.2015Изучение технологии бурения и контроля нефтяных и газовых скважин на нефтедобывающем предприятии "Сургутнефтегаз". Освоение скважин с применением струйных насосов и пенных систем. Артезианская эксплуатация и газлифтное фонтанирование, давление пласта.
отчет по практике [4,8 M], добавлен 29.04.2015Назначение свайных опор при сооружении магистральных трубопроводов. Выбор и расчет параметров бурильно-сваебойной машины, устройство ее рабочего органа. Анализ потребности в эксплуатационных материалах. Организация и технология работ по бурению скважин.
курсовая работа [160,7 K], добавлен 08.11.2013Особенности производственного процесса в бурении. Производственный цикл в строительстве скважин, его состав и структура. Проектирование работ по строительству скважин. Организация вышкомонтажных работ. Этапы процесса бурения скважин и их испытание.
контрольная работа [23,8 K], добавлен 11.12.2010Характеристика геологического строения Самотлорского месторождения и продуктивных пластов. Гидродинамические исследования водонагнетательных скважин. Свойства нефти, газа и воды в пластовых условиях. Методы контроля за разработкой нефтяных месторождений.
курсовая работа [59,6 K], добавлен 14.11.2013Характеристика целей, видов и технологий исследования скважин. Описание приборов и оборудования для данного исследования. Особенности построения индикаторных диаграмм. Методы расчета параметров призабойной зоны и коэффициента продуктивности скважины.
курсовая работа [11,7 M], добавлен 27.02.2010Почвенная коррозия - разрушение металла под воздействием агрессивной почвенной среды, ее механизм. Защита газопроводов от коррозии: пассивная и активная. Определение состояния изоляции подземных трубопроводов. Расчет количества сквозных повреждений.
реферат [1,5 M], добавлен 04.04.2015Поддержание на забое скважин условий, обеспечивающих соблюдение правил охраны недр, безаварийную эксплуатацию скважин. Изменение технологического режима эксплуатации скважин в процессе разработки. Анализ показателей разработки на Мастахском месторождении.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 19.04.2015Методы неразрушающего контроля, их позитивные и негативные стороны, условия применения: эхо-метод, зеркально-теневой. Выбор преобразователей, схем контроля и расчет параметров развертки. Проектирование стандартных образцов для ультразвукового контроля.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.11.2014Группа предприятий газового хозяйства, организация их эксплуатации в Новороссийске: режим работы систем газораспределения, техническое обслуживание подземных газопроводов, отопительных газовых приборов с водяным контуром. Определение себестоимости работ.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.05.2011Расчет и выбор посадки с натягом, комбинированной и переходной посадок, посадок подшипников качения. Расчет калибров и резьбового соединения, подбор параметров зубчатого колеса, расчет размерной цепи. Разработка схем контроля, отклонения поверхностей.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.05.2010Характеристики и обоснование выбора марки стали сварной конструкции. Организация рабочего места, выбор источника питания, электродов и режима сварки. Определение расхода проката и сварочных материалов. Методы контроля качества и устранения дефектов.
курсовая работа [159,1 K], добавлен 15.01.2016Понятие о нефтяной залежи. Источники пластовой энергии. Приток жидкости к перфорированной скважине. Режимы разработки нефтяных месторождений. Конструкция оборудования забоев скважин. Кислотные обработки терригенных коллекторов. Техника перфорации скважин.
презентация [5,1 M], добавлен 24.10.2013Характеристика залежей нефти и газа, коллекторские свойства продуктивных горизонтов, режим залежи и конструкция скважин Муравленковского месторождения. Охрана труда, недр и окружающей среды в условиях ОАО "Сибнефть", а также безопасность его скважин.
дипломная работа [111,1 K], добавлен 26.06.2010Влияние внедрения автоматизированного контроля технологического процесса производства вареных колбас на качество продукции и надежность работы технологических линий. Подбор манометра для измерения избыточного давления и датчиков контроля температуры.
доклад [12,6 K], добавлен 04.10.2015Определение и расчет параметров посадки гладкого цилиндрического соединения. Выбор контролируемых параметров зубчатых колес. Определение размеров калибров для контроля отверстия и вала, контрольных калибров к ним. Расчет посадок для подшипников качения.
курсовая работа [30,5 K], добавлен 28.11.2013Технические средства направленного бурения скважин. Компоновки низа бурильной колонны для направленного бурения. Бурение горизонтальных скважин, их преимущества на поздних стадиях разработки месторождения. Основные критерии выбора профиля скважины.
презентация [2,8 M], добавлен 02.05.2014
