ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ НА САЙТ KELLER H2O


Надежные эффективные решения для водных применений. Ознакомление с ноу хау опытом использования решений KELLER для измерения уровня и давления H2O.

Система беспроводного мониторинга подземных вод

Тестирование на проникновение конуса

Контроль потребления воды

Открытые горные работы

Производство рассола лития

Добыча в алмазных месторождениях

Осушение алмазных шахт

Измерение уровня воды в скважине

Статические измерения подземных вод

Система беспроводного мониторинга подземных вод

С 2007 года польский геологический институт установил почти 200 регистраторов данных Keller DCX-22. Поскольку процесс мониторинга требовал автоматизации, блок дистанционной передачи данных GSM-2 в сочетании с регистратором данных оказались идеальным решением. Регистраторы данных были установлены в определённых пьезометрических скважинах. Благодаря высокой надежности механической конструкции (водонепроницаемый корпус из нержавеющей стали) и электроники с малым энергопотреблением - это стало идеальным решением для нужд заказчика.

Модуль GSM-2 делает возможным передачу данных через GSM i / GPRS i используя СМС, FTP i или по электронной почте. Кроме того, собранные данные сохраняются в буфере с объёмом 57'000 измерений, что дополнительно повышает безопасность собранных данных. Барометрический датчик, установленный внутри, позволяет применять бескапиллярный чрезвычайно стабильный датчик абсолютного давления для измерения уровня воды.

Датчик уровня, используемый в данном применении - РАА-36 X W с суммарной погрешностью 0,05% (0 ... 40 ° C) и измерением температуры воды, осуществляемым с помощью встроенного датчика Pt1000, достигающего точности 0,1 ° C. Низковольтная электроника требует для работы только 3,2V - питания, что гарантирует срок службы батареи в течении многих лет. Отсутствие капилляра чрезвычайно повышает надежность системы, исключая проблемы конденсата.

GSM-2 модуль, установленный в пластиковой трубке пьезометра (Скважины)

На сегодняшний день системы мониторинга подземных вод, оснащенные GSM 2 – модулями, установлены в 350 точках, по всей стране. Они посылают информацию об уровне и температуре воды напрямую к главной станции контроля и сбора информации, расположенной в Варшаве.

Проникновение и тестирование конуса

Тестирование на проникновение конуса является голландским изобретением (изобретено в конце 50-х годов) и использовалось в течение многих лет в качестве экономичного метода для исследования почвы. Эти тесты дают хорошее представление о структуре почвы и свойствах различных слоев почвы. Они используются во всем мире на всех участках слабых грунтов, где значительные изменения в почве происходят из-за бурения, строительства и т.д..

Тестирование на проникновение конуса означает, что конус (конусообразный наконечник с диаметром 36 мм) вдавливается в землю с постоянной скоростью 2 см / с. Для того, чтобы преодолеть сопротивление почвы, нужна грубая сила, и поэтому зонд вдавливается в землю с помощью специального тяжелого грузовика.

 

cone Тестирование на проникновение конуса в землю с помощью грузовика

Результаты тестирования на проникновение конуса показаны на графике. Горизонтально - сопротивления конуса, вертикально - глубина погружения конуса. Датчики, отслеживающие глубину проникновения конуса, сопротивление почвы, наклон конуса, коэффициент трения, температуру почвы, электропроводность и поверхностное натяжение воды. Для последнего параметра используется наш PA-21 Y.

Поверхностное натяжение воды – очень важный параметр

При строительстве домов или шоссе на слабой почве, например, на бывших болотах или речных дельтах, почва сначала должна быть сжата, чтобы избежать проседания. Почва состоит из гранулянта и воды. При строительстве возникает нагрузка на почву и она должна быть утрамбована, прежде чем начнётся строительство.

earthquake Отчет тестирования на проникновение конуса

Разжижение почвы и структурные повреждения

Если почва сжата слишком сильно, подземные воды не могут найти выход и гидростатическое давление подземных вод поднимется настолько высоко, что приводит к движениям почвы: дамбы или здания могут уплыть целиком! Это явление называется разжижение почвы, и означает, что почва ведет себя как жидкость. Это также может произойти при землетрясении. Плывун также является одной из форм разжижения грунтов.

Эффекты разжижения грунтов в застроенных районах могут быть крайне разрушительными. Здания, чьи фундаменты установлены прямо на песке, который разжижается, могут внезапно потерять опору. Это в свою очередь приведет к резкому проседанию здания, вызывая серьёзные повреждения, такие как трещины фундаментов и повреждения самой строительной конструкции. В строительной конструкции могут возникнуть дефекты впоследствии, даже без структурных повреждений

testing report Разжижения при землетрясении

Там, где существует тонкая корочка между фундаментом здания и сжиженной почвой, может произойти провал фундамента. Неравномерное оседание грунта может разрушить подземные инженерные коммуникации. Давление, направленное вверх, появляющееся при перемещении сжиженного грунта через слой корки, может привести к трещинам слабых фундаментных плит и затоплению через систему вентиляции сервисного центра, что приведет к повреждениям электрических элементов. Мосты и крупные здания, построенные на свайных фундаментах могут потерять опору со стороны прилегающей почвы, искривиться или покоситься после тряски.

Опасность бокового растекания

Земля, находящаяся под наклоном и земля, расположившаяся рядом с реками и озерами может скользить на сжиженном слое почвы (так называемое "боковое растекание"), образовывая большие трещины в земле. Это может привести к серьёзным повреждениям зданий, мостов, дорог, сетей коммунальных услуг (вода, природный газ, канализация, энергоснабжение) находящихся в пораженном месте). Земляные валы, дамбы, плотины от наводнений, могут потерять стабильность или разрушиться, если материал, содержащийся в основании насыпи разжижается.

Мы можем сделать вывод, что измерение натяжения воды будет давать точные данные о максимальной полезной нагрузке на грунт для предотвращения оседания и разжижения почвы.

Контроль потребления питьевой и технической воды на железнодорожных станциях в России

В соответствии с российским Законом "О недрах", для того, чтобы получить лицензию на потребление подземных вод на территории России, необходимо проводить измерения уровня этих вод. Одна из крупнейших российских инжиниринговых компаний использовала продукты Keller, чтобы контролировать потребление питьевой и технической воды на узловых железнодорожных станциях.

Преобразователи Keller в скважинах на железнодорожных станциях России

В России "Закон о недрах" (раздел II, статья 11, 12 7, раздел III, статья 27 РР) устанавливает прямое требование измерения уровня воды для инжиниринговых компаний, чтобы получить лицензию на право добычи подземных вод (выдается на каждую скважину) на территории России.

Для таких случаев Keller предложил датчики уровня 26 Y, который были установлены на всей территории Российской Федерации. Датчики используются для мониторинга и контроля потребления питьевой и технической воды на узловых железнодорожных станциях. Наш клиент - одна из крупнейших инжиниринговых компаний России, которая выбрала наши датчики уровня из-за очень конкурентоспособной цены и выгодных сроков поставки.

 

Цифровой индикатор Evco EVК-512

Digital indicator Evco EVК-512



1 - Цифровой индикатор Evco EVК-512
2 - Выходная труба
3 - Пьезометрическая трубка
4 – Датчик уровня Keller 26Y, 4 ... 20 мА
5 – Погружной насос

Location of wells, in which Keller sensors are installed Расположение скважин, в которых установлены преобразователи Keller

Системы мониторинга уровня воды Keller, применяемые в открытых горных работах в Черногорске

Разведывательная экспедиция осуществляет технологическое тестирование, бурение геомеханических и гидрогеологических скважин и мониторинг уровня и температуры подземных вод в открытом карьере месторождения цветных и драгоценных (золото, платина) металлов в Черногорске, в Норильском регионе России.

Разведывательная экспедиция

Средняя температура на месторождении Черногорска в течение зимы достигает -31 ° С (иногда даже -45 ° С). В авангарде экспериментальных работ по фильтрации и гидрологическим исследованиям, наш Клиент оснастил 14 водозаборных скважин автономными датчиками-даталоггерами гидростатического давления (уровня) и температуры Keller DCX-22 SGс функцией регистрации и записи данных. Датчики уровня и температуры подземных вод, установлены под слоем вечной мерзлоты на глубине 400-500 метров.

Датчики установлены в нижнем перфорированном конце колонны металлических труб, которые имеют внутренний диаметр 33-40 мм, вместе с кабелями, проходящими через эту колонку. Верхняя часть скважины с колонной труб заморожена в слое вечной мерзлоты.

После установки стальных колонн (с системами контроля уровня воды внутри) устье скважины было оснащено защитным металлическим коробом, а также электрическим соединением с регистрирующим устройством для считывания собранных данных через кабель-конвертер интерфейса K-114A (с опцией 7).

Параметры наполнения водоносного горизонта под слоем вечной мерзлоты будут определяться в соответствии с результатами контроля уровня и температуры подземных вод. Эти результаты также помогут уточнить параметры фильтрации на тектонических блоках.

Месторождения Черногорска

Открытые горные работы в Черногорске

Производство рассола лития в Салар-де-Атакама

Горнодобывающая компания Rockwood Litio, работающая в Салар-де-Атакама, в северной части Чили, установила в своих скважинах регистраторы данных Keller DCX-22 А. А. СТД, чтобы контролировать уровень, температуру и электропроводность, так как из-за экологических ограничений данные об уровне очень важны.

Salar de Atacama Завод-изготовитель в Салар-де-Атакама

Определение уровня подземных вод и солевого состава

Целью работы является определение уровня подземных вод, а также ее солевого состава. Эти данные непосредственно связаны с технологическим процессом: в первую очередь извлечения рассола из шахты, а затем лития из рассола.

Production site in Salar de Atacama Завод-изготовитель в Салар-де-Атакама



Из-за экологических ограничений, налагаемых на горнодобывающие компании чилийскими властями, данные об уровне являются чрезвычайно важной информацией.

Данные получены в следующем порядке:
a) Изменение уровня грунтовых вод

против

b) Вода добывается из скважин
b) Восстановление водоносных горизонтов после экстракции.

Салар-де-Атакама является чрезвычайно популярной туристической достопримечательностью в Чили, и поэтому горнодобывающие компании должны проявлять крайнюю осторожность, так как чрезмерная откачка воды может привести к непоправимому экологическому ущербу.

Также, контролируются данные об электропроводности, так как она напрямую связана с соленостью воды, которая, в свою очередь, связанна с содержанием в воде минералов (например, лития).

Production site in Salar de Atacama Производственная площадка завода в Салар-де-Атакама

Для этого проекта, из-за коррозийных свойств воды в Саларе, Keller применил специализированные сенсоры Keller из титана. Параметр АА был выбран, чтобы избежать влияния экстремальных температурных колебаний, которые характерны для условий пустыни. Высокие дневные температуры и заморозки в ночное время, в конечном счете привели бы к образованию конденсата внутри кабеля, если бы он был с вентилируемой (капиллярной) трубкой.

Открытые горные работы в алмазных месторождениях

Месторождение Гриба, расположенное в Мезенском районе в Архангельской области, является одним из крупнейших алмазных месторождений в мире. В зимний период температура может достигать -25 ° С (иногда даже до -37 ° С). Разведочные работы ведет экспедиция "АрхангельскГеолРазведка" - бурение скважин и мониторинг подземных уровней воды и температуры. Скважины оборудованы системами Keller для отслеживания уровня воды, которые позволяют клиенту сэкономить на специальных транспортных средствах и дополнительном персонале, которые должны были бы снимать показания в удаленных местах, а они очень труднодоступны.

Экономия на транспорте специального назначения и дополнительном персонале

Компания контролирует уровень воды и температуру в радиусе 5 км вокруг площади месторождения. В 2011-2014 годы, в общей сложности, в 81 скважине (глубина от 20 до 270 метров) контролировался уровень воды. 81 скважина были оборудованы системами мониторинга уровня воды Keller, состоящих из РАА-36 XW гидростатического давления (уровня) и датчиков температуры, а также 59 GSM i -2\GSM-2 BOX-модуля для автоматической регистрации и передачи данных по GSM.

Использование автоматических систем контроля уровня воды позволяет экономить на специальных транспортных средствах и дополнительном персонале, который будет проводить ручной мониторинг в отдаленных и труднодоступных скважинах.

Монтаж датчиков уровня в труднодоступных местах

Установленная GSM-2 & GT; Box

Пока сеть мониторинга состоит из кластера водяных скважин, можно использовать только один GSM-модуль 2 BOX для регистрации и передачи данных от двух до трех скважин, расположенных на расстоянии 5-10 метров в одном кусте. Это позволило клиенту уменьшить количество GSM 2-х модулей, необходимых для мониторинга 81 водяной скважины от 81 до 59. Таким образом, клиент должен был купить на 22 GSM 2-модуля меньше, чем ожидалось. Что составляет примерно 15% от стоимости всего оборудования для мониторинга в этом проекте.

Шахта Гриба

К GSM-BOX 2\GSM-2 можно подключить датчиков уровня. Модуль может регистрировать и передавать данные один раз в день в условиях низких температур (-25 ... -35 ° С) с низким уровнем или нестабильные GSM-сигнала в течение нескольких лет. В течение всего периода эксплуатации (2011-2016 годы) клиенту не пришлось менять батарейки в своем оборудовании.

Осушение алмазных шахт

Добывающее предприятие "Севералмаз" ведет бурение скважин и мониторинг уровней и температуры подземных вод на открытых горных работах на алмазной шахте имени Ломоносова в Архангельской области. Средняя температура зимой может опускаться до -25 ° С (иногда даже до -37 ° С).

Уровень воды и мониторинг температуры на горизонте - 200 метров под землей

Клиент откачивает грунтовые воды из открытых карьеров через несколько водоотводных скважин, пробуренных по периметру. За 2013-2016 годы 60 водоотводных скважин были оснащены датчиками уровня и температуры Keller DCX-16 VG, с функцией регистрации данных

Регистратор данных измерений уровня и температуры с малым диаметром

Клиент выбрал это решение, так как продукт может быть установлен во влажном стояке диаметром 20 мм (ДУ 17 мм) на глубине 200-300 метров под землей и производить точные измерения.

Благодаря диаметру всего в 16 мм, датчики уровня DCX-16 могут быть использован в местах, где каждый миллиметр на счету.

Измерение уровня в водозаборных скважинах

Датчики уровня Keller используются для измерения статических и динамических уровней воды в скважинах, в надежной и точной манере.

Зачем измерять воду в скважине?

Измерение уровня воды имеет первостепенное значение, поскольку оно обеспечивает информацию о поведении скважины и насосного оборудования. Измерение и анализ данных обеспечивает проактивное идентификацию. Можно понять, когда скважина требует профилактической работы по техническому обслуживанию в связи с увеличением износа муфтовой трубы. Чем больше инкрустации, тем меньше воды может попасть в скважину, в результате чего уровень воды падает. Это приводит к снижению производительности электромеханического насоса, что в свою очередь приводит к увеличению затрат на электроэнергию при перекачивании воды из скважины.

Измерение уровня в сочетании с измерением расхода также дает информацию о состоянии насосного оборудования и эффективности его работы. Крайне важно диагностировать износ насосного оборудования прежде, чем оно выйдет из строя. Это поможет избежать крупных расходов на ремонт.

Кавитация

Распространенное явление, когда насосное оборудование, не приспособленное для погруженного состояния, выходит из строя в режиме кавитации, т.к. не хватает информации о состоянии скважины в реальном времени. С цифровым или аналоговым датчиком уровня вы можете запрограммировать частотный преобразователь для защиты насосного оборудования от изменений уровня через PLC.

Защита датчика

Важно установить держатель или шланг, в который может быть вставлен датчик для обеспечения правильной работы и долговечности кабеля. Защита также включает в себя влагопоглотитель для защиты капиллярной трубки датчиков относительного давления, чтобы избежать попадания влаги внутрь датчика.

Измерение с функцией регистрации и записи данных и GSM i

Keller предлагает широкий спектр датчиков уровня с регистрацией данных. Это позволяет хранить всю историю информации, с возможностью даже по истечению времени анализировать поведение скважины, которая помогает в диагностике любых проблем.

Измерение уровня с цифровым индикатором EV06

Скважины с встроенным пазом

Используя GSM-2, информацию и сигналы тревоги можно передавать оператору напрямую, чтобы предотвратить ошибки в режиме реального времени. GSM-2 позволяет вам отправлять данные на мобильный телефон с помощью SMS, электронной почты или веб-сайта, когда это потребуется.

Статические измерения подземных вод

 

Измерение уровня воды автономным даталоггером

В настоящее время эти измерения могут быть сделаны автоматически с помощью датчиков уровня Keller DCX-22 и DCX-22 AA. DCX-22 (АА) является автономным датчиком уровня с функцией регистрации и записи данных с встроенной памятью, микропроцессором и батареей.

Они программируются заранее, чтобы выполнять измерения (например, каждые 6 часов), сохранять эти измерения в памяти и переключаться в спящий режим. Спящий режим позволяет растянуть срок службы батареи до 10 лет. Программирование и считывание данных производится с помощью кабеля USB K-114 A и программного обеспечения Logger 5.2 на базе Windows; работает на ноутбуке или ПК.

Посмотрите на первый график.

DCX-22 (АА) может измерить уровень воды (E) выше диафрагмы датчика. Тем не менее, большинство гидрогеологов заинтересованы знать расстояние от верхней части скважины до фактического уровня воды. Если вы посмотрите на второй график, этот способ измерения станет понятным.

Перевод значения столба воды в «глубину воды» – тоже очень прост. В регистрирующем устройстве: общая глубина установки (B) программируется в качестве пассивного параметра. Когда измеренный уровень воды вычитается из значения глубины установки, в остатке – значение "глубина воды" (F). Таким образом, вычисление B-E = F.



Одна очень важная вещь барометрической компенсации. Когда датчик уровня помещают в жидкость, он измеряет столб жидкости + воздушный столб, который давит на воду. Если коррекция не производится, измеренное значение будет неправильным, так как 1 мбар равен 1 см воды. Таким образом, барометрическое давления необходимо вычитать из гидростатического давления.

Есть несколько способов сделать это. Наиболее часто применяемый метод в датчиках уровня - это использование капилляра, который представляет собой трубу в кабеле датчика уровня присоединённую к сенсору таким образом, что давление воздуха может воздействовать на обратную сторону диафрагмы. Эта механическая компенсация давления воздуха имеет одну опасность: возможный конденсат в капиллярной трубке может вызвать повреждение датчика уровня.

Другим способом является использование второго датчика давления для измерения исключительно давление воздуха. Когда сигналы от датчика уровня и датчика давления воздуха (он же – датчик барометрического давления) вычитаются друг от друга, остается лишь давление столба воды.

Разница между DCX-22 и DCX-22 AA состоит в способе компенсации барометрического давления в DCX-22 AA с помощью барометрического датчика давления, который установлен в банке аккумулятора, который находится в оголовке скважины. DCX-22 AA может сохранять как гидростатические и барометрические так и компенсированные данные уровня воды.

DCX-22 однако всегда требуется отдельный регистратор данных для сбора барометрических давления воздуха.



Существует одно условие для использования Keller DCX-22 AA: датчик барометрического давления не должен быть затоплен. В противном случае барометрическое измерение неосуществимо.

Программно-модульное обеспечение Keller позволяет использовать DCX-22 и DCX-22 AA в измерительной сети как для барометрического давления в DCX-22 AA, так и для барометрической компенсации DCX-22

@
Наверх