Система управления буровым станком

 

СИСШ1АхУПРАВЛЕНИЯ БУРОВЫМ СТАНКОМ по авт. св. О 929826, о т л и Ч: а ю ц а я с я , что, с целью повышения надежности бурового станка, она снабжена сигнализатором длительности импульса и дрполншгельг ным элементом И, один из входов которого объединен с включамцим входом одного из триггеров с разде11ЬН1Л4И входами запоминания пусясовой операции блока управлений, а другой вход соединён с выходом злементя И блока управления, вход-которого соединен с выходсмм сигнализатора . длительности импульса, а выход дополнительного элемента И соединён с распределителем вращения бурового « йнструмента влево и. с входе сигна .лизатора длительности импульса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОФЭВВВ И

РЕСПУБЛ4Н

ИЮ И)

E(50 Е 21 В 44/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаиСнаеагСаИДВтВльртвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

- A0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЦТИЙ. (61) 929826 (21):3486290/22-03 . (22) .25.06.82 .. (45). 07 ° .01.84. Вюл. Р 1 . (72) С.Г.Варжавийов. и В.Г,Луравлев (71) Донецкое отделение Института, Гипроуглеавтоматизация (53) 622-225(088. 8) .(56) 1.: Авторское свидетельство СССР

9.929826, кл. Е 21 В 44/ОО,:1980.. : (54) (57) СИСТЕПА.-:УПРАВЛЕИИЯ БУРОВЬ%1

GTAHKCN no авт. as. В 929826,. о .т:-. л, и ч;а ю щ а:я а я тем,"-что, с целЬю. повывения надежности бурового

Станка, она снабжена сигнализаторои длительности импульса и: дополнитель-. ным элементом. И, один из- входов. кото-: рого объединен с включающим входом

ogsoro из триггеров с раздельными входами запоминания пусковой .операции блока. управления, а друтой вход соединен с выходом элемента."И блока управления, вход .которого соЕдинвн. с .выходом сигнализатора длительности импульса, а выход дополнительного элемента И соедИнен с. распределителем врацения бурового инструмента влево и с входом сигнализатора длительности импульса.

106 5585

Устройство относится к системам управления горными машинами, в частности к буровым станкам.

По основному авт. св. Р 929826 известна система управления буровым станком, содержащая блок управления 5 с кнопками Пуск, Стоп и триггером с раздельными входами для запоминания пусковой операции и соединенные с блоком управления, распре..целители включения исполнительных )0 механизмов подачи и вращения бурового инструмента, очистки скважины, а также датчики контроля конечных положений механизма подачи бурового инструмента, снабженная дополнитель.ными триггерами с раздельными входами, элементами ИЛИ и И, датчиками контроля конечных положений механизма питателя, датчиком контроля наличия буровых штанг н питателе, датчиком контроля соединения буровой штанги со ставом, распределителями включения механизма питателя, управлянщие входы которых соединены с выходами соответствукщих триггеров с раздельными входами, выключающие входы последних соединены с выходами соответствукщих датчиков. контроля конечных положений механизма питателя и с входами элементов ИЛИ и И, причем второй вход элемента И соединен с блоком управления, а выход - с управлякщим входом распределителя включения исполнительноIo механизма очистки и с вторым Вхо дом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управлякщими входами распределителя включения исполнительных механизмов подачи и вращения бурового инструмента, включакщие входы триггера с раздельными входа- 4О ми соединены с выходами датчика конт" роля заднего конечного положения механизма подачи бурового инструмента и датчика контроля соединения буровой штанги со ставом, а питающий вход триггера с раздельными входами запоминания пусковой i.ïåðàöèH в блоке управления соединен с выходом датчика контроля наличия буровых штанг в питателе (1).

Недостатком системы является отсутствие воэможности автоматического отключения и повторного включения приводову вращения влево и подачи назад при несостоявшемся разъединении хвостовика вращателя от бурового 55 става. На практике в таких случаях оператор подходит к станку из безопасного места, переключает его на местный режим управления и несколькими повторными включениями и отклю" 0 чениями приводов вращения влево и подачи назад отсоединяет хвостовик вращателя от бурового става, потом переключает станок с местного режима управления на автоматический ре- 65 жим управления (на местном пульте) и отходит на безопасное расстояние, откуда с дистанционного пульта запускает станок в работу в автоматическом режиме управления. В период переходов оператора из безопасного места к станку и обратно буровой станок простаивает, что влияет на его производительность. Кроме того, в известной системе после отсоединения хвостовика вращателя от бурового става привод вращателя влево отключается только в крайнем заднем положении подачи,. т.е. в исходном состоянии для приема новой штанги, а так как после отсоединения хвостовика вращателя от бурового става вращатель работает беэ нагрузки, его частота вращения резко увеличивается и превышает допустимую частоту вращения, что приводит привод к преждевременному износу, а следовательно, и станка в целом.

Цель изобретении — повышение надежности бурового станка.

Поставленная цель достигается тем, что система управления буровым станком снабжена сигналиэатором длительности импульса и дополнительным элементом И, один иэ входов кото- рого объединен с включакщим входом одного из триггеров с раздельными входами запоминания пусковой операции блока управления,, другой вход соединен с выходом элемента И блока управления, вход .которого соединен с выходом сигналиэатора длительности импульса, а выход дополнительного элемента И соединен с распределителем вращения бурового инструмента влево и с входом сигналиэатора длительности импульса..

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой системы управления.

Система управления. буровым станком, реализованная, например, на пневмозлементах, содержит блок 1 управления с кнопками Пуск, Стоп и триггером 2 с раздельными входами для запоминания пусковой операции, распределители 3 — 10 включения исполнительных механизмов подачи бурового става назад 3, впе« ред 4, вращения бурового става влево 5, вправо 6, закрытия 7 и открытия 8 привода подхвата, служащего для фиксации бурового става в скважине при проведении операции по наращиванию бурового става, включения механизма питателя вперед 9 и назад 10, служащего для подачи буровых штанг на ось бурения, распределителя 1.1, служащего для подачи воды или воздуха в скважину для ее очистки. Система содержит датчики контроля: закрытия подхвата 12, контролирующий технологическую опе1065585

Кроме того, система содержит элв.мент ЗАПРЕТ 28, включакщий вход которого соединен с выходом датчи» ка 16, отключающий вход — с выходом

40 датчика 1 4, а выход - с отключающим входом триггера 2 с раздельными входами запоминания .пусковой операции, сигналиэатор 29 длительности . импульса, который выполнен только на переменном дросселе и обратном клапане, и элемент И 30, выход которого соединен с управлякщей камерой распределителя 5 и с входом

45 сигнализатора 29 длительности импульса. 50

В блоке 1 управления выход элемента И 23 соединен с управлякщим входом распределителя 3 включения подачи назад и с одним из входов элемента И 30, второй вход которого соединен с выходом датчика 17 (в данном случае через блок управления), выключающий вход элемента И 23 соединен с выходом сигналиэаъора 29, а включающий - c выходом датчика 12, контролирукщего фиксацию бурового става в скважине, т.е. закрытое положение подхвата. Выход триггера 24 соединен с управлякщим входом распределителя 7 и е одним из входов элемента И 23, а выход импульсато- 65 рацию фиксации бурового става в скважине, соединения буровых штанг i3, контролирукщий окончание процесса соединения штанг, т.е. наращивания бурового става, наличия буровых штанг 14, контролирукщий наличие 5 штанг в питателе, и датчики контроля конечных положений переднего 15 . и заднего 16 механизма питателя, служащего для подачи буровых штанг иэ питателя на ось бурения, перед- 10 него 17 и,заднего 18 положения механизма подачи бурового става, слу» жащего для подачи бурового става в процессе бурения.

В систему управления входят также триггеры 19 и 20 с раздельными входами, осуществлякщие функцию запоминания технологической операции перемещения механизма питателя вперед и назад, а также логические элементы И 21 и ИЛИ 22. В блок управления входят также -логические элементы И 23, триггер 24 с раздельными входами, осуществлякщий функцию эа1 поминания технологической операции Под= ват закрыт, элемент ЗАП--.

РЕТ. 25, элемент ИЛИ 26, импульсатор 27, состоящий иэ элемента ЗАПРЕТ и звена задержки из дросселя и обратного клапана. Эти элементы, входящие в блок управления, осуществ- 0 ляют логическую связь между датчиками контроля, распределителями и кнопками Пуск и Стоп .

Наличие этих элементов не является обязательным для блока управления. ра 27 соединен с управлякщим входом распределителя 8 " открытия подхвата, один из входов элемента ИЛИ 26 соединен с выходом датчика 12 контроля закрытия подхвата, а дторой вход - с запускакщим входом триггера 24 и выходом датчика 17 контроля переднего положения питателя механизма подачи. Выход датчика 16 контроля заднего положения питателя соединен с выключакиаими входами триггера 19 и с элементом Запрет 28, с одним:иэ входов элемента И 21 и с входом импульсатора 27. Включакцие входы триггеров 19 и 20 соединены с выходами датчиков 13 и 18 контроля соответственно соединения штанг и заднего положения механизма подачи. Выключающие входы этих триггеров соединены соответственно с выходами датчиков контроля заднего 16 и переднего 15 положения питателя и с входами соответствукщих элемен» тав И 21 и ИЛИ 22. Выход элемента И 21 соединен с управлякщим входом распределителя 11 включения исполнительного механизма очистки скважины и с вторым входом элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с управлякщими входами распределителей включения исполнительных механизмов подачи 4 и вращения 6 бурового става. Выходы триггеров 19 и 20 соединены с управлякщими входами распределителей 9 и 10 соответственно включения привода механизма питателя вперед и назад.

На чертеже изображены также ис-.полнительный механизм 31 для подачи бурового става, меха.;измы 32 вращения бурового става, штанги 33 механизм 34 питателя, механизм 35 подхвата и буровой став 36.

Работает система следукщим образом.

При подаче сжатого воздуха (пи ания) в систему управления буровым станком сигнал с выхода датчика 18 контролг заднего положения механизма подачи поступает в блок 1 управления и на включение триггера 20.

Одновременно питание поступает на пктакщий вход триггера 20, т.е. при наличии питания и сигнала с датчика 18 триггер срабатывает, подготавливая распределитель 9 механизма движения питателя вперед (на чертеже триггер 20 показан во включенном состоянии), но питатель не приходит в движение, так как не включена маслостанция.

При нажатии на кнопку Пуск срабатывает триггер 2, и сигнал с его выхода поступает на включение маслостанции. С разворотом привода маслостанции появляется давление в гидросистеме. Рабочая жидкость через включенный предварительно распреде106 5585 лителв 9 поступает на привод пере- . срабатывает датчик 17, контролируюмещения механизма пнтателя вперед, щий крайнее положение привода податем "самым осуществляется подача .. чи, сигнал с его выхода поступает штанги на ось бурения. С приходом в блок 1 управления на вход элеменпитателя в крайнее переднее положе- та ИЛИ 26, на включающий вход тригние срабатывает датчик 15, и сигнал . 5 гера 24 и на один из входов элеменс его вйхода. поступает на отключаю-. та И 30. Проходя элема@ай ИЛИ 26, щий вход триггера 20 и через:.эле-;, сигнал поступает на выключающий вход мент ИЛИ 22 на "включение распредели-. элемента Запрет 25 блока управления, талей б и 4:. При их. срабатывании осу«. тем самым снимая. питанщий. сигнал с ществляются .технологические опера- . ц) элемента H 21, выключав распредели ции вращенйя вправо и подача впе- тели 4, б. и. 11. Срабатывание. триггеред -:происходит процесс наращива- ра 24 приводит к включению распрения бурового става,: т. е . соединения делителя 7 включения механизма,фикштанг. По окончании этого процесса,, сации бурового. става в акважине, и контролируемого:.датчиком 13, т.е. 1е одновременно сигнал с триггера 24 после его срабатывания, сигнал с поступает на один из входов И 23. его выхода поотуиает на включакщий Когда буровой став фиксируется, сравход триггера 19, йоследний срабаты-. батывает датчик 12,. контролирукщий вает, и сигнал с его выхода посту- это состояние, а сигнал с датчика 12 пает на включение распределителя 10 поступает на.второй вход элеменвключения привода механизма питателя . та И 23, сигнал с выхода которого назад. при отходе питателя назад включает распределитель:3 подачи на-: выключается датчик 15, следователь- зад и поступает на второй вход эле-. но, снимаются управлякщие сигналы мента И 30, сигнал с.выхода послед»с. распределителе » б и 4. Они отклю- него включает распределитель 5 вра--.: чаютсл, т.е. выключают .технологичес- щения влево и поступает на вход сиг

25 кие операции вращения вправо и пода- налиэатора 29. Таким образом, происчн вперед. Когда питатель возвращает- ходит процесс разьединения хвостови- . ся в крайнее запнее положение, сра- -ка-вращателя от бурового става, набатывает датчик 16, н сигнал с его - ходяцегося в скважине, и возвращение выхода поступает на выключающий - Е цривода подачи в крайнее заднее повход триггера 19 и на управляющий :», ложение. В крайнем заднем положеиии вход импульсатора 27 в блоке управ- . привода срабатывает датчик 18,"и ления, тем самым включая на опреде-. - технологический цикл работы системы .ленное время, определяемое настрой- управления буровим станкоМ, повторЯеткой звена задержки.нмпульсатора, 35 ся. распределитель 8, т.е. происходйт .. . Яо если хвостовик вращателя .не процесс расфиксации бурового става отсоединяется от бурового: ставав подхвате, в то же время сигнал и течение 3-5 с (время срабатывания с патчика 16 поступает на один из - устанавливается сигналиэатором 29), входов элемента И 21 и иа включаю- 4{) то на выходе сигнализатора .29:появ- щий вход элемента ЗАПРЕТ 28, но на ляется сигнал, который выключаетвыходе последнего сигнал не появля- элемент 23, т.е. исчезает сигнал ется, так как íà его отключакщнй на одном из входов элемента.И 30 вход постуиает сигнал от датчика 14 и на входе распределителя 3., à спеналичия штанг. при срабатывании при- 4 довательно, выключаются цриводы-повода раскрытия подхвата (расфикоа- дачи назад и вращения влево:. Когда цня бурового става) срабатывает дат- давление.в выключакщей камере эле-. чнк 12, тем самым снимаеТся сигнал мента И 23 понижается до уровня:сра» с его выхода, т.е. происходит сйя- батывания этого элемента, на. егО тне выключакщего сигнала с элемен- 5О выходе аовторно появляется сигнал, та Запрет 25 .блока управления, который поступает на вход элеМен- в результате чего на внходе эле- . та. И 30 и на распределитель.3, т..е. мента 25 появляется сигнал, который повторно включатся приводы подачи поступает на второй вход элемен-. " назад и вращения влево и т.д., пока та И 21,. сигнал с выхода последнего хвостовик,вращателя не отсоеДинитсЯ поступает на включакщий вход распре- сп бурового става. делителя 11 включения технологичес-. : После.отсоединения хвостовика вра-. .кой операции очистки скважины и йа : щателя от бурового Става отключается второй вход элемента ИЛИ 22, выход- датчик 17, контролирующий крайнее ной сигнал с которого поступает на переднее положение механизма подачи включающие входы распределителей б (вращателя), исчезает сигнал на его.: и.-4 соответственно вращения вправо выходе, а следовательнЬ, исчезает и подачи бурового става вперед, .т.е. сигнал на одном иэ входов элеменпроисходит процесс бурения. та И 30 и на входе распределителя 5

После того, как скважина пробуре- вращения .влево; перемещение вращаиа на глубину, равную длине штанги, 65- теля назад осуществляется без враце-

1065585 ния влево, т.е. привод вращателя беэ нагрузки выключен.

Когда последняя штанга из питателя подана на ось бурения, срабатывает датчик 14, контролирукщнй наличие штанг в питателе, т.е. при от-. S сутствии штанг в питателе íà его выходе исчезает сигнал, тем самьи снимается сигнал с выключакщего входа элемента Запрет 28, но процесс соединения штанги с буровым ставом про- fQ должается, и только, когда питатель возвращается в крайнее заднее положение, срабатывает датчик 16, сигнал с выхода которого поступает на включающий вход элемента Запрет 28, а сигнал с выхода последнего поступает на выключакщий вход триггера 2 с раздельными входами,. служащего для запоминания пусковой операции, триггер 2 выключается, выключая все приводы станка.

Когда питатель заполнят штангами для запуска станка необходимо нажать кнопку Пуск, и прерванный технологический цикл бурения восстанавливается, так как при заполнении питателя штангами срабатывает датчик 14, сигнал с выхода которого поступает на выключакщий вход элемента Запрет 28 и, тем самым снимает сигнал с выключакщего входа триггера 2 °

Таким образом, введение в систему сигнализатора длительности импульса и дополнительного элемента И позволяет повысить надежность бурового станка путем автоматического отключения и повторного включения приводов подачи назад и вращения влево при несостоявшемся разъединении хвостовика вращателя от бурового става и отключить привод вращателя (вращение влево) при отсоединении хвостовика вращателя от бурового става, т.е. когда вращатель будет работать беэ . нагрузки и может пойти вразнос .

1 06 5585

Составитель И.Назаркина

Редактор О.Бугир Техред И.Метелева К оррек тор A . Тя с ко

Заказ 11019/36 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеНий и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4