Что такое астатический прибор и где он применяется
Астатический прибор — это специализированный автоматический регулятор, ключевая задача которого заключается в поддержании постоянного значения регулируемого параметра (например, давления) независимо от изменений внешних воздействий на систему. Благодаря этому свойству, он нашел широкое применение в различных автоматизированных системах управления технологическими процессами. Особенно важную роль эти устройства играют в топливно-энергетическом комплексе, в частности, на магистральных трубопроводах при разработке газовых и нефтяных месторождений. В СССР активная разработка отечественных моделей астатических приборов началась во второй половине 1950-х годов в специализированных конструкторских бюро, в том числе входящих в систему Министерства газовой промышленности.
Интеграция в системы управления и сферы использования
На газовых магистралях в пределах месторождений астатические приборы работают не изолированно, а в комплексе с другим контрольно-измерительным и защитным оборудованием: манометрами, реле и запорной арматурой. Вся эта система приборов обычно интегрирована в локальную компьютерную сеть с выводом данных на контрольно-диспетчерский пункт, что позволяет осуществлять централизованный мониторинг и управление. Устанавливается такой прибор, как правило, непосредственно на газопроводе около точки добычи, и его основная функция — стабилизация давления газа на заданном уровне. Аналогичные приборы монтируют и на нефтепроводах возле скважин для регулирования давления нефти при её транспортировке к накопительным ёмкостям.
Исторически первые промышленные астатические приборы для нефтегазовой отрасли были созданы и внедрены в США ещё в 1930-х годах. В Советском Союзе их активное применение на месторождениях Азербайджана, Татарстана, Башкирии и Западной Сибири развернулось в 1950-1960-х годах. Конструктивно приборы для газа и нефти имеют существенные отличия, обусловленные разной физической природой регулируемых сред — газа и вязкой жидкости. Помимо добычи, астатические регуляторы широко используются на предприятиях газо- и нефтеперерабатывающей промышленности на различных трубопроводных системах. В 1980-е годы в СССР для повышения надёжности рядом с критически важными приборами стали устанавливать видеокамеры для наблюдения за их работой и контроля воздействия внешних факторов: снежных заносов, экстремальных температур, песчаных бурь.
Конструктивные особенности и безопасность
Для обеспечения безопасности и предотвращения аварийных ситуаций, на трубопроводе непосредственно перед астатическим прибором (со стороны скважины и приёмной ёмкости) устанавливается запорная арматура — обычно это клапан с электроприводом. В случае возникновения нештатной ситуации такой клапан оперативно перекрывает поток нефти или газа к регулятору. С 1960-х годов сферы применения астатических приборов расширились, включив предприятия химической промышленности. Для таких условий приборы изготавливались из химически стойких материалов.
Климатическое исполнение приборов также имеет ключевое значение. Для работы в суровых условиях Крайнего Севера и Заполярья их производили из специальных морозостойких сталей и сплавов, способных выдерживать температуры до -70 °C и даже ниже. Для жарких южных регионов применялись материалы, устойчивые к длительному воздействию высоких положительных температур (от +50 до +70 °C).
История развития и современное состояние
В конце 1930-х годов СССР импортировал компактные и лёгкие астатические приборы из США и Германии. Однако в условиях резких перепадов температур, характерных для многих регионов страны (например, Западной Сибири), эти импортные модели часто выходили из строя. Это стимулировало отечественные КБ на разработку более надёжных, прочных и адаптированных к местным условиям моделей.
В 1990-е годы, на фоне распада СССР и экономических преобразований, производство астатических приборов в России резко сократилось. Дефицит этих важных компонентов привёл к консервации многих нефтяных скважин. В настоящее время производство в России восстановлено и осуществляется, как правило, под конкретные заказы потребителей. Среди выпускаемых марок можно выделить такие, как АР-Г-10/30 (для газа), АР-Н-15/50 (для нефти), АР-В-20/60 и другие, каждая из которых предназначена для работы в определённых диапазонах параметров.