Процесс глубокого отверстия встроенного датчика относится к встраиванию миниатюрных датчиков в закрытую полость основных движущихся частей (шток поршня/цилиндр ствола) внутри гидравлического домкрата для достижения мониторинга состояния оборудования в реальном времени на месте.
Название: Встроенный сенсорный процесс
Краткое введение:
Процесс глубокого отверстия встроенного датчика относится к встраиванию миниатюрных датчиков в закрытую полость основных движущихся частей (шток поршня/цилиндр ствола) внутри гидравлического домкрата для достижения мониторинга состояния оборудования в реальном времени на месте, что в основном решает следующие проблемы:
1. Скрытый мониторинг состояния оборудования
- Датчики встраиваются в глубокие отверстия (Φ5-20 мм) в штоке поршня или стенке цилиндра (10-20 мм от поверхности), чтобы избежать повреждений при столкновении со скважиной.
- Интенсивность отказов традиционных внешних датчиков снижена на 90% (среднее время безотказной работы скважины увеличилось с 6 месяцев до 5 лет)
2. Многомерное определение состояния
- Синхронизированный мониторинг:
A[Гидравлические параметры] --> B[Давление(0-60МПа)]
A --> C[Расход(±0.5л/мин)]
D[Механические параметры] --> E[Перемещение(±0.1мм)]
D --> F[Вибрация(10-5000Гц)]
G[Параметры окружающей среды] --> H[Температура(-40~150°C)]
G --> I[Скорость коррозии]
3. Замкнутый контур интеллектуального управления
- Данные загружаются в электрогидравлическую систему управления (PM4) в режиме реального времени через беспроводную передачу данных по схеме «масло-жидкость» или через оптоволоконное контактное кольцо.
- Участие в алгоритме адаптивной поддержки группы стентов (например, предупреждение о предстоящем давлении в верхней пластине, автоматическая компенсация нагрузки смещения)
1. Технология интеграции микродатчиков
Типы датчиков | Размер упаковки | Метод имплантации | Эксплуатационные показатели |
волоконно-оптическая решетка | Φ1.5×10mm | Центральное сквозное отверстие в штоке поршня | Измерение деформации ±0,5 мкм |
давление MEMS | 3×3×1mm | Предварительно выточенный паз в стенке ствола цилиндра | Устойчивость к давлению 100 МПа |
ультразвуковое измерение толщины | Φ6mm | Плавающий монтаж масляной камеры | Разрешение 0,01 мм |
беспроводная температура и вибрация | Φ8mm | Магнитное крепление | Частота дискретизации 10 кГц |
2. Сверхнадежная передача сигнала
- Масляно-жидкостная передача направленной волны:
Использование гидравлического масла в качестве среды, ослабление радиосигнала 2,4 ГГц <3 дБ/м
- Технология самогенерации:
Пьезоэлектрический коллектор энергии получает электрическую энергию от вибрации поршня (выходная мощность ≥10мВт)
3. Приспособленность к экстремальным условиям окружающей среды
- Герметизация под высоким давлением:
Полость датчика запечатана металлическим стеклом, сопротивление давлению 150MPa
- Антиэлектромагнитные помехи:
Оптоволоконные датчики полностью защищены от электромагнитных помех, создаваемых скважинными преобразователями.
- Коррозионностойкая конструкция:
Выбор материала оболочки Hastelloy C276, кислотные и щелочные среды pH 1-14
4. интеллектуальные алгоритмы диагностики
- Библиотека характеристик неисправностей:
Тип неисправности | Характерные сигналы | Пороги предупреждения |
Нарушение уплотнения | Колебания давления >±2 МПа/с | Третичные сигналы тревоги |
Изгиб штока | Перепад деформации >200 мкε | Немедленное отключение |
Внутренняя утечка | Отклонение расхода >5 % | Предупреждения о техническом обслуживании |
- Цифровая двойная связь:
Данные датчиков приводят в действие виртуальную модель домкрата в реальном времени для прогнозирования оставшегося срока службы
5. Сравнение с традиционными внешними решениями
Метрики | Встроенные датчики | Внешние датчики |
Установочное пространство | Требуются более глубокие отверстия, чем Φ5 мм | Занимают внешнее пространство |
Циклы обслуживания | Практически не требует обслуживания | Ежемесячная проверка |
Целостность данных | Запись в течение всего срока службы | Подвержены потере исторических данных |
Устойчивость к потерям | Защита от проникновения IP68 | IP65 |
1. Раннее предупреждение о давлении на грунт при ударе:
Раннее предупреждение за 10-30 секунд по внезапному изменению деформации штока поршня (>500με/мс)
2. Мониторинг состояния уплотнения:
Автоматическая сигнализация, когда внутренняя утечка составляет >3 мл/мин
3. Интеллектуальное слежение за перемещением машины:
В соответствии с кривой давление-вытеснение в реальном времени для оптимизации скорости перемещения.
Эта технология продвигает гидравлическую поддержку горнодобывающей промышленности от "механизации" к "нейролизации", а в будущем, благодаря биомиметическому зондированию и технологии квантового мониторинга, будет реализована диагностика здоровья оборудования на молекулярном уровне и переопределен стандарт надежности интеллектуального оборудования для горнодобывающей промышленности.