Датчики уровня воды в скважине
Регистраторы уровня для измерения воды в скважинах криолитозоны (вечной мерзлоты)
Вы можете поделиться статьёй в социальных сетях и мессенджерах:
В чём сложность?
Мы часто сталкиваемся с нестандартными задачами в области экологического мониторинга и контроля окружающей среды. Наше оборудование уже много лет эксплуатируется в условиях Крайнего Севера. И у нас снова появился интересный проект - измерение уровня воды в скважинах вечной мерзлоты.
Задача измерения уровня подземных вод под многолетней мерзлотой сопряжена с особенностями эксплуатации скважин в криогидрогеологических структурах.
Дело в том, что после бурения скважины в многолетнем мерзлом грунте, подмерзлотные воды, будучи преимущественно напорными, поднимаются по стволу скважины к устью, быстро замерзают и образуют ледовую пробку, не способную оттаять в естественных условиях.
Решение с помощью регистратора уровня воды в скважине
Наши специалисты совместно с экспертами заказчика пришли к выводу, что в условиях промерзшей скважины, для целей инженерно-геологических изысканий наиболее эффективным становится использование автоматических регистраторов уровня воды. Принцип действия данных приборов - измерение давления столба жидкости и атмосферы. Последующая обработка измеренной величины (вычитание давления атмосферы) даёт точные данные об уровне воды в скважине.
Для решения задачи измерения уровня воды в скважинах криолитозоны подходит регистратор уровня Гидрометрика 501:
Конструкция скважинного уровнемера предусматривает компактное исполнение сенсора, электроники и батареи в одном корпусе, что позволяет исключить повреждение кабеля в процессе эксплуатации.
Регистратор уровня подземных вод гидростатического типа предварительно настраивается при помощи специального программного обеспечения - задаётся интервал измерения, выставляются пороговые значения и более частые измерения при их достижении, задаются требуемые каналы измерения - уровень, температура, а также проводимость, при необходимости. Далее прибор пускается в сопровождении греющего кабеля в толщу подмерзлотных вод, на глубину, заведомо не подверженную промерзанию и оставляется для проведения цикла измерений на требуемый период. Автономность работы регистратора уровня может достигать 5-10 лет, в зависимости от частоты измерений.
По истечении периода измерений, регистратор уровня подмерзлотных вод извлекается после предварительного растапливания ледовой пробки посредством греющего кабеля.
Точность измерения уровня воды в скважине криолитозоны - не всё так просто
Учитывая, что многолетнемерзлые и вечномерзлые грунты могут достигать десятки и сотни метров глубины, возникает задача достижения максимальной точности измерения уровня подмерзлотных вод.
Известно, что сенсор автоматического регистратора уровня воды Гидрометрика 501 имеет определенную погрешность, в стандартном исполнении распределенной по всему диапазону: от нуля до верхнего предела измерения (ВПИ).
Так, при погрешности 0,05% от ВПИ и глубине скважины 200 метров отклонения от действительного уровня могут составлять до 10 см. Данной точности измерения уровня в скважине явно недостаточно по причине того, что уровень колеблется в небольшом диапазоне на глубине, а не по всем 200 м.
Нашими специалистами был предложен алгоритм повышения точности и разработана специальная версия автоматического регистратор уровня подмерзлотных вод Гидрометрика 501/ДМ, которая учитывает специфику измерения колебаний уровня вод скважин под многолетнемерзлыми грунтами.
Используя опыт эксплуатации автоматических регистраторов уровня вод в подмерзлотных водоносных слоях в Якутии, при производстве регистратора Гидрометрика 501/ДМ реализована специальная технология, позволяющая максимально увеличить точность измерений уровня воды на заданном диапазоне и большой глубине скважины.
Дополнительную информацию об особенностях измерения уровня воды в скважинах вечной мерзлоты и эксплуатации регистратора уровня подмерзлотных вод Гидрометрика 501/ДМ вы можете узнать у наших специалистов.
Вы можете поделиться статьёй в социальных сетях и мессенджерах:
Появились вопросы?
Спросите опытного эксперта сейчас и получите варианты решения!
datchiki.com
Скважина и учет воды — datchiki.com
Вы можете поделиться статьёй в социальных сетях и мессенджерах:
Правовая часть вопроса
Скважина и учет воды. Актуальные вопросы недропользования.
При использовании водных ресурсов из недр земли, включая откачку со скважин, необходимо вести учет объема забора и расход. Требование обязательно к исполнению всем предприятиям, промышленным объектам и организациям. Оно распространяется и в тех случаях, когда добыча ведется не для питьевых нужд, а в технических целях.
Об этом говорится в Приказе Минприроды №205, вступившем в силу 08 августа 2009 года. Данный документ определяет правила и полный порядок регистрации добываемых водных ресурсов.
Невыполнение этих требований грозит административным наказанием в виде крупного штрафа или отзыва лицензии на право недропользования.
Что нужно знать об учете воды скважин?
Система КИП, необходимая для построения регистрирующего узла учета воды в общем виде состоит из трех типов приборов:
- Расходомер. Необходим для измерения добытой воды.
- Уровнемер. Помогает проводить изменение глубины скважины или водоема.
- Регистратор. Получает информацию от приборов учета и сохраняет ее для дальнейшего использования.
В зависимости от конкретного объекта и производственных задач, измерительный комплекс расширяется дополнительным оборудованием.
Основные требования к приборам для учета воды в скважине или любых других водных объектах сводятся к соблюдению двух условий:
- Диапазон шкалы измерительных приборов, их минимальные и максимальные пределы должны соответствовать параметрам технологического процесса: производительности насосов, диаметру трубопроводов и т.п.
- Средства измерения подлежат периодической поверке. Проводить ее после монтажа нового оборудования не обязательно. Новые приборы учета расхода уже поверены заводом-изготовителем, с наличием соответствующих подтверждающих документов.
Следует помнить, устанавливать регистрирующие приборы требуется не только в месте забора воды со скважины. Все участки подачи в схемы оборотного водоснабжения, системы ее повторного использования, узлы передачи остальным потребителям также оснащаются средствами измерения.
Учет расхода в скважине: примеры практических решений
Значение расхода проходящей из скважины воды осуществляется в наземных точках трубопровода. Для этого чаще всего используются расходомеры электромагнитного принципа действия. Приемлемое решение – электромагнитный расходомер «ТехноМАГ-31», выпускаемый в различных вариантах диаметра присоединения, вплоть до 1200 мм.
Расходомер электромагнитныйИзмерение уровня воды скважин может быть проблематичным. Это связано с их значительной глубиной. Выполняют такие задачи специально разработанные приборы.
Например, водомерный узел учета — скважинная станция "АКВАРЕЛЬ" предназначена для наблюдения за уровнем подземных вод. По интерфейсу RS-485 она интегрируется с компьютерной системой диспетчеризации SCADA, что позволяет вести наблюдения, составлять графики и отчеты для журнала учета воды из скважины. При необходимости, от станции можно вывести дополнительные индикаторы для отображения показаний «по месту».
В случае если на объекте действует несколько скважин, в которых ведется учет расхода, целесообразно объединить их в единую сеть. При невозможности прокладки кабельных линий (например, из-за отдаленности друг от друга), используют беспроводные методы передачи данных, построенных на базе устройств Wi-Fi.
Точечные измерения расхода и уровня воды в скважине производят с помощью электроконтактных уровнемеров ленточного типа. Хорошим решением в этом случае станет погружной уровнемер «Анаконда XL» (длина ленты до 1000 метров). При необходимости выполнить точные измерения, следует выбрать прибор ЭКУ-М. Он тоже имеет ленточную конструкцию, но шкала уровня отградуирована делениями 1 мм. Правда использоваться он может в скважинах глубиной 10-300 метров.
Электроконтактный уровнемер Анаконда XL
Уровнемер скважинный ЭКУ-М (лента в мм)
Если у вас возникли вопросы о реализации водомерных узлов учета расхода, обращайтесь по телефону 8 (812) 454-0-666, электронной почте [email protected] или сделайте запрос. Наши специалисты дадут подробную консультацию, составят комплектацию приборов, необходимых для вашего участка.
Вы можете поделиться статьёй в социальных сетях и мессенджерах:
Появились вопросы?
Спросите опытного эксперта сейчас и получите варианты решения!
datchiki.com
Применение датчиков уровня воды в колодцах
В связи с расширяющимся в последнее время частным домостроительством, вопрос о водоснабжении стоит очень остро. Многие домовладельцы используют собственные скважины и колодцы. Устанавливают насосы и насосные станции, безопасность работы которых обеспечивают, в лучшем случае, датчики сухого хода и тепловые реле. И у владельцев возникают вопросы: как не спалить дорогое оборудование и не оставить любимую жену в мыле в самый неподходящий момент? Также возникают ситуации, когда стирка, мойка посуды (автомобиля) производятся ночью, в целях экономии на стоимости электроэнергии. Как быть уверенным, что воды в резервуаре точно хватит? Рассмотрим несколько систем, разделив их по стоимости и оценив недостатки и преимущества.
Если вы владеете колодцем, то, скорее всего, проблем с водой у вас нет. Нужно только знать, когда она закончилась. Для такого применения подойдет обычный поплавковый датчик уровня.
В данном случае, самом дешевом, используется 1 поплавковый датчик (в зависимости от глубины, можно выбрать конкретный датчик, например, из серии NivoFloat NLP 100) и контактор на нагрузку. Многие датчики оборудованы грузом, закрепленным на кабеле, длиной которого мы регулируем рабочий диапазон. Рекомендуется использовать закрепленную опору, к которой будет крепиться датчик, во избежание зацепления провода или груза за водозабор и элементы колодца.
Как быть в дни пиковой нагрузки? Когда днем наполняем поливочные емкости, бассейны и прочее, а вечером у всей семьи «водные процедуры» и «большая стирка». Как определить, есть ли вода и хватит ли ее? На помощь нам приходит второй поплавковый датчик. Это может быть модель из той же серии NivoFloat NLP 100.
При срабатывании датчика на рабочий уровень у нас загорается сигнальная лампа, показывающая, что воды хватает.
И таких уровней можно сделать несколько.
«Плюсом» таких систем является низкая цена и минимум автоматики. Основной «минус» таких систем в неудобстве регулировки датчика в связи с необходимостью вытаскивать его из емкости. Второй «минус» – невозможность использовать в узких колодцах и скважинах.
Рассмотрим бюджетную систему контроля уровня в узком колодце.
Используем реле уровня Nivocont KRK-522 и несколько электродов. Возьмем практическую задачу: Имеем неглубокую скважину с диаметром не позволяющим использовать поплавковые датчики и небольшим объемом воды. Для обеспечения суточных потребностей семьи установлен накопительный резервуар. Давление в системе создается насосной станцией, без всякой защиты.
Для автоматизации процесса установим два клапана, один на слив лишней воды, когда ее много, второй на долив в скважину, когда воды там нет. Для отключения насосной станции понадобится пускатель и одно реле. Также установим индикацию и ручное управление сливом и доливом.
В качестве электродов используем погружные кондуктометрические датчики.
Временные задержки настраиваются, исходя из руководства по эксплуатации. Система автоматически будет доливать воду в резервуар, при ее избытке в скважине (отслеживая перелив емкости) и сливать назад, выключая при этом насос, при ее отсутствии.
Схематично все будет выглядеть так:
Система получается дороже предыдущей, но при этом она уже частично автоматизирована, и вероятность остаться в душе, наполовину в мыле, очень мала. «Минус» системы в том, что рабочий уровень придется подбирать также опытным путем, двигая датчик. Если скважина у нас выполнена из метала, то в качестве общего электрода можно использовать ее стенки.
Далее рассмотрим датчики, применение которых имеет свои особенности и более дорого из-за использования блоков преобразования сигналов.
К таким относятся емкостные датчики и погружные гидростатические уровнемеры.
Емкостные датчики работают, исходя из названия, по принципу изменения емкости конденсатора, которая меняется от соприкосновения с водой.
Погружные гидростатические уровнемеры измеряют давление жидкости, при изменении уровня, меняется и давление.
Выход емкостных и гидростатических датчиков обычно аналоговый (4-20мА либо 0-10В), что требует какого-либо программируемого блока для дальнейшей работы системы, а это удорожает систему и усложнит настройку. Однако использование таких датчиков позволяет гибче настраивать и использовать водораспределение.
|
|
rusautomation.ru
Система автоматизации и телеметрии водозаборных скважин
|
Решение разработано для проекта модернизации системы водоснабжения ГОКа, а также в ответ на участившиеся запросы клиентов на автоматизацию и телеметрию водозаборных скважин.
Спрос на такие решения связан с положениями законодательства в области недропользования, указывающими на необходимость оценки максимальной производительности скважин.
Предлагаемая система позволяет производить непрерывное уточнение дебита скважин и обеспечивать забор и подачу воды в автоматическом режиме с оптимальным распределением расхода между источниками, принимая при этом в расчет ресурсы насосного оборудования. Насосные станции и другие объекты водоснабжения (накопительные емкости и водонапорные башни) объединены в сеть передачи данных с использованием беспроводных каналов связи.
В целом, данное решение актуально для предприятий горнодобывающей, сельскохозяйственной и других отраслей, которые часто удалены от централизованных коммуникаций и в качестве источников водоснабжения используют скважины.
В представленной распределенной системе мы постарались осуществить оптимальный подбор компонентов по соотношению «цена/качество», поскольку понимаем, что цена на компоненты играет большую роль, когда речь идет о десяти и более точек контроля.
Трехуровневая модель автоматизации
Шкаф управления, его задачи:
- обработка сигналов с датчиков и управление насосным оборудованием и запорной арматурой в автоматическом, ручном, дистанционном и местном режимах;
- учет моторесурса насосов;
- ведение журнала всех событий;
- обеспечение противоаварийной защиты;
- контроль параметров питающего напряжения;
- расчет текущего дебита скважины;
- местная индикация основных параметров работы.
Связь ПЛК с вышестоящими системами осуществляется по интерфейсу Ethernet, в том числе с использованием беспроводных каналов передачи данных, таких как Wi-Fi в составе локальной или публичной сети сотовой связи GSM.
Универсальные входы контроллера снимают ограничения в выборе датчиков для полевого уровня. В данном случае проектом предусмотрены:
- счетчик/расходомер с интерфейсом RS 485;
- преобразователи давления и уровня с выходом 4…20мА;
- кондуктометрический датчик сухого хода.
APM оператора. Возможности SCADA-системы
«Мозг» системы – ее верхний уровень – АРМ оператора со SCADA-системой. SCADA-система, работая в режиме web-сервера, позволяет получить доступ к интерфейсу не только на рабочем месте оператора, но и с любого ПК через интернет-браузер. SCADA разработана в среде PROMOTIK (Чехия).
Возможности SCADA-системы:
- дистанционное управление скважинным оборудованием;
- мониторинг параметров скважины, насосных станций и резервуаров;
- анализ потребления воды и формирование запросов по расходу воды для каждого источника;
- ведение журнала замеров;
- ведение объединенной базы данных;
- интеграция с 1С ERP.
ПО SCADA в режиме «web-сервер» позволяет получить доступ к интерфейсу не только на рабочем месте оператора, но и с любого удаленного ПК с использованием обычного интернет-браузера.
Система может быть дополнена датчиками температуры и химического состава воды, что позволяет возложить на нее, в том числе, удаленный контроль мониторинговых скважин.
|
|
rusautomation.ru
