油田注水全自動裝置的設計

3．2．1 攪拌機系統(tǒng)
攪拌軸包括傳動軸本身和隨軸轉(zhuǎn)動的漿葉，它是流體攪拌裝置中的一個子系統(tǒng)，攪拌軸是執(zhí)行攪拌混合操作的主要部件。由于流體激振力作用，輸入轉(zhuǎn)速波動和攪拌軸偏心的影響，在攪拌軸上存在三種型式的振動：軸向振動、扭轉(zhuǎn)振動、彎曲振動。軸向振動是攪拌軸的伸長和縮短，軸向振動的自然頻率一般很高(大于3 ooo Hz)，因而在攪拌器的設計中，攪拌軸的軸向振動一般不考慮。扭轉(zhuǎn)振動引起攪拌軸轉(zhuǎn)速的波動，實際操作中很難觀測到，它的自然頻率也較高。彎曲振動是軸的橫向擺動，它是最有害的一種振動形式，它的自然頻率較低，破壞性極強，與流體激振頻率和軸的轉(zhuǎn)速較接近，易引起共振。因而研究攪拌軸的彎曲振動，準確確定攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速，對于設計攪拌軸和預測軸的破壞有重要意義。該裝置設計的攪拌轉(zhuǎn)速為120 r／min，槳葉安裝在離軸端100 mm處，攪拌軸通過聯(lián)軸器與減速機的輸出軸連接在一起。螺旋漿葉一般為3葉，也可為2葉或4葉。其葉片直徑與攪拌槽內(nèi)徑之比為0．2~0．5，通常取為0．33，螺距與葉片直徑的比值為1：2。圖3給出攪拌機結(jié)構(gòu)示意圖。

3．2．2 計量加藥裝置
計量加藥裝置直接與氣力輸送系統(tǒng)相連，氣力輸送系統(tǒng)正常工作必須有恒定的壓力條件，如果系統(tǒng)壓力損失過大，會給風機增加負擔，甚至引起藥粉的堵塞而影響工作。為了盡量降低系統(tǒng)的壓力損失，裝置設計中的計量加藥裝置，采用變螺距螺旋輸送器作為壓送式氣力輸送裝置的供料器，該裝置越靠近氣力輸送管道處其螺距越小，使輸送的藥粉越壓越緊以斷絕氣體漏出的渠道，圖4給出螺旋加料裝置結(jié)構(gòu)。在帶襯套的鑄鐵殼體3內(nèi)有一段變螺距螺旋軸4，其右端通過彈性聯(lián)軸節(jié)與電機5相連，當螺旋在殼體內(nèi)快速旋轉(zhuǎn)時，物料從上方的加料斗2經(jīng)過閘門l經(jīng)螺旋而被壓入下方的輸料管6，該輸料管又與壓送式氣力輸送裝置的輸料管道相連，物料由此被送入了氣力輸送系統(tǒng)。由于螺旋的螺距從左至右逐漸減少，使進入螺旋的物料被越壓越緊，可防止氣力輸送管道內(nèi)的壓縮空氣通過螺旋漏出。當物料進入氣力輸送系統(tǒng)管道后，遇到壓縮空氣并將其吹散，使物料加速，形成壓縮空氣與物料的混合物均勻地進入氣力輸送系統(tǒng)的輸料管中，在高速氣流的帶動下輸送物料。

3．3 程序設計
系統(tǒng)程序大部分使用梯形圖編制，而在模擬量計算及輸出方面使用了功能塊和語句表。梯形圖直觀易懂，且較多的采用RS觸發(fā)器和時間繼電器，在程序編寫中，對每個被控(PLC輸出)只需分析找到所有置位、復位條件，即可順序編寫。這樣可使程序簡明，減少編程出錯機會。
啟動自動運行后，首先會自動判斷DF23的開關狀態(tài)(即1號罐管線打藥閥DF23是開還是關?若DF23關，說明2號罐往管線打藥，l號罐可以進水、加藥及攪拌；若DF23開，說明l號罐往管線打藥，2號罐可以進水、加藥及攪拌)。若DF23關，此時1號加藥罐中的液位不是最低液位，即操作面板的加藥罐最低液位顯示燈未亮，而且加藥罐中的液位也不是最高液位，則進水電磁閥打開，加水電機啟動，開始向加藥罐中進水，當加藥罐中的液位到達最高位時，傳感器發(fā)出信號，加水電機停車，進水電磁閥關閉，加水過程完成。之后加藥電機和攪拌機同時啟動。定時器KF3和KF4啟動，延時一定的時間后，加藥電機先停車，再攪拌一定的時間后攪拌機停車，加藥攪拌過程完成。1號罐的加水，加藥，攪拌過程完成，等待。
2號罐打藥過程中，最低液位報警時，發(fā)出信號要求，2號罐打藥閥DF24關閉，1號罐打藥閥DF23打開，l號罐往管線打藥，實現(xiàn)2號罐自動加水、定量加藥、定時攪拌。完成倒罐過程。圖5給出加藥裝置的程序流程，圖6給出控制系統(tǒng)梯形圖。

4 結(jié)語
油田注水全自動裝置系統(tǒng)設計中，各環(huán)節(jié)工作信息傳送至PLC控制系統(tǒng)，使加藥系統(tǒng)全自動運行，藥液濃度恒定，投加準確，實現(xiàn)了加藥罐的全部自動化，大大提高了工作效率，減輕了工人的勞動強度，減少了藥劑對人體的危害。同時該裝置還具有結(jié)構(gòu)緊湊、配置豐富、安裝簡單、可靠性高等優(yōu)勢，是目前自動化程度較高的藥劑投加系統(tǒng)。通過論述旨在找到一種實用價值更高，應用前景更廣闊的產(chǎn)品，從而達到環(huán)境效益與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。