Способ управления буровой машиной

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БУРОВОЙ МАШИНОЙ, включающий подачу питания на привод вращателя и импульсного питания на привод ударного механизма от одного источника питания, отличающийся тем, что, с целыо уменьшения потребления энергии, питание привода вращателя осуществля-. ют импульсно в промежутки между импульсами питания ударного механизма. (Л оо САЭ ОЭ 00 4;ib

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1

4 А

4(5)) Е 21 В 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3546810/22-03 (22) 02.02.83 (46) 07.01.85. Бюл. Р 1 (72) О.Д.Алимов, П.С.Туровский и А.В.Фролов (71) Институт автоматики АН Киргизской ССР (53) 622.24.051(088.8) (56) 1..Авторское свидетельство СССР

Ф 325360, кл. Е 21 С 1/12, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 765501, кл. Е 21 В 45/00, 197?. (54) (577 СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БУРОВОЙ

МАШИНОЙ, включающий подачу питания на привод вращателя и импульсного питания на привод ударного механизма от одного источника питания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потребления энергии, питание привода врацателя осуществля-. ют импульсно в промежутки между импульсами питания ударного механизма.

1133384

Изобретение относится к буровой технике и может быть применено для управления буровыми машинами вращательно-ударного способа бурения.

Известен способ управления буровой машиной вращательно-ударного способа бурения, при котором приводы вращателя и ударного механизма получают питание от одного источника энергии путем их параллельного неза- 1О висимого включения И .

Известен также способ управления буровой машиной, включающий подачу питания на привод вращателя и импульсного питания на привод ударного ме- 15 ханизма от одного источника питания.

Согласно этому способу управления как привод вращателя„ так и привод ударного механизма включаются на одно и то же напряжение источника 20 энергии (напряжение электрического тока, либо давление жидкости или газа в случае гидравлического или газового привода). Суммарная величина источника энергии (электрического 25 тока, либо расхода жидкости или газа), потребляемой от источника энергообеспечения, равна сумме потоков энергии отдельных приводов. B связи с тем, что потребление энергии 3в приводом ударного механизма произво-. дится дискретно с периодическим изменением но амплитуде, длительности и частоте следования импульсов, пульсации потребляемой энергии при- .водом ударного механизма приводят к соответствующим пульсациям энергии в системе энергоснабжения, что отрицательно сказывается на функционировании и параметрах параллельно под- 40 ключенйых потребителей и всей системы энергообеспечения в целом (2f, Недостатками способа управления буровой машиной путем параллельного независимого питания приводов вращателя и ударного механизма от общего. 45 источника энергии являются значительная величина пульсаций энергоносителя в системе питания., отрицательно влияющих иа нормальную работу смежных потребителей энергии, питающихся от этого же -источника, и трудность рационализации режима потреб,ления энергии при переходе с вращательного на вращательно-ударный режим разрушения горной породы и наоборот.

Цель изобретения — уменьшение потребления энергии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления буровой машиной, включающем подачу питания на привод вращателя и импульс ного питания на привод ударного механизма от одного источника питания) питание привода вращателя осущест— вляют импульсно в промежутки между импульсами питания ударного механизма.

Предлагаемый способ управления может быть реализован с помощью управляемого переключателя, например бесконтактного, выполненного на полупроводниковых элементах.

На чертеже приведена принципиальная схема управления.

На схеме обозначены: УК вЂ” управляемый коммутатор, ФКИ вЂ” формирователь коммутирующих импульсов, К вЂ” обмотка ударного механизма, например электромагнитного, М вЂ” якорь привода вращателя. Управляемый переключатель-коммутатор в зависимости от сигналов управления, поступающих от формирователя коммутирующих импульсов, выполняемого по известным схемам, обеспечивает работу буровой машины в двух режимах: вращательном и вращательно-ударном. При вращательном режиме управляемый ключ УК -: находится в положении 1 и двигатель

М привода вращателя получает непрерывное питание от источника питания (0 ). При вращательно-ударном режиfl ме по сигналам ФКИ ключ УК производит поочередное подключение к источнику питания ударного механизма (положение 2) и привода вращателя (положение 1) с частотой и скважностью, определяемой настройкой ФКИ.

При вращательном режиме бурения буровая машина получает энергию от источника питания только на обеспечение функционирования привода вращателя, а ударный механизм отключен.

Привод вращателя в этом случае работает на своей естественной характеристике и обеспечивает рациональную для данного способа бурения частоту вращения породоразрушающего инструмента.

При переходе во вращательно-удар-. ный режим бурения ударный механизм и привод вращателя получают поочередное импульсное питание, исключающее одновременное потребление энергии. ному значению энергии наиболее нагруженного потребителя, например ударного механизма, а не сумме амплитуд потребителей, как в известном способе, з результате чего величина пульсации уменьшается в (1 1) раз при одинаковых для обоих способов средних значениях, где Sp

Qp

1и соответственно амплитудные значения энергии (тока), потребляемой от источника питания приводом вращения

Способ управления

Извест- Пред ный лагаемый

Амплитуда тока ударного механизма привода вращателя буровой машины, А

1 и ударным механизмом. 30

Пример. Проводят управление буровой машиной, состоящей из электромагнитного ударного механизма и привода вращателя в виде двигателя постоянного тока независимого возбуждения, при бурении с номинальным .крутящим моментом во вращательном и вращательно-ударном режимах, В качестве управляющего переключателя я привода вращателя используют тнристорный инвертор, позволяющий осуществлять поочередное буровой машины, А . питание ударного механизма и привода вращателя с регулируемыми длительЧастота вращения буностью импульсов и скважностью.

40 рового инструмента, Для получения сравнительных дан об/мин: ных проводят бурение этой же буропри вращательном вой машиной с тем же номинальным способе бурения крутящим моментом при управлении по известному способу, т.е. незави-, 45 при вращательно-, симым постоЯнным включен м Ривод а н с б 165 ударном способе вращателя. Данные сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ уменьшает пульсации тока в 1,5 раза и снижает частоту вращеСоставитель В.Булыгин

Техред М. Гергель Корректор Г;Решетник

Среднее значение тока ударного механизма—

20

165

143

Пульсации тока в цепи питания

2,25 1,5

Редактор О.Бугир

Заказ 9934/29 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1133384 4

Импульсное потребление энергии ния бурового инструмента в 1,15 раприводом вращателя приводит к рабо- за. те его на искусственной механической Использование предлагаемого спохарактеристике с 1кеньшей частотой соба управления буровой машиной по вращения бурового инструмента, что 5 сравнению с известным способом обеси необходимо для вращательно-удар- печивает снижение энергопотребления ного способа бурения. и пульсаций в системе энергообеспеОтсутствие одновременного потреб- чения, а также снижение частоты враления энергии ударным механизмом и щения бурового инструмента при нереприводом вращателя в предлагаемом 1б -ходе с вращательиого режима бурения .способе приводит к тому, что макси- на вращательно-ударный, что повышамальное значение энергии, потребля- ет эффективность разрушения горной емой буровой машиной, равно амплитуд- породы.