Устройство для определения степени трещиноватости буримых пород
Изобретение относится к вращательному бурению. Цель - повышение достоверности определения степени трещиноватости при изменении режима бурения. Устройство содержит трансформатор 1 тока, преобразователь 2, усилитель 3, выпрямитель 4, элемент 5 усреднения, интеграторы 6, 10, запоминающие элементы 7, 11, сумматоры 8, 14, опорный элемент 9, элемент 12 автоматической регулировки усиления,повторитель 13, компаратор 15, ключ 16, регистратор 17. Сигнал, пропорциональный току нагрузки, выпрямляется и усредняется элементом 5. Сумматор 14 сравнивает напряжениеUi , пропорциональное действующему току нагрузки, и напряжение 1)2, пропорциональное усредненному TOKV, При наличии трещины Ui кратковременно понижается, U2 остается постоянным. Если разность Ui - U2 превышает уставку, компаратор 15 открывает ключ 16. Происходит регистрация импульса. Элементы 9-12 предназначены для поддержания лостоянной чувствительности устройства при изменении режима бурения. Элементом 12 регулируется коэффициент усиления усилителя 3. При изменении Ui восстанавливается равенство Ui U0n Опорное напряжение задается элементом 9 и соответствует номинальному режиму бурения. 1 ил.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si>s Е 21 С 39/00
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740714/03 (22) 26,07.89 (46} 07.10.91; Бюл. ¹ 37 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) А.А,Шаповал и В.M.Ïèòåðñêèé (53) 622.241 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1469132, кл. Е 21 С 39/00, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СТЕПЕНИ ТРЕЩИНОВАТОСТИ КУРИМЫХ
ПОРОД (57) Изобретение относится к вращательному бурению. Цель — повышение достоверности определения степени трещиноватости при изменении режима бурения. Устройство содержит трансформатор 1 тока. преобразователь 2, усилитель 3, выпрямитель 4, элемент 5 усреднения, интеграторы 6, 10, запоминающие элементы 7, 11, сумматоры
8,,14, опорный элемент 9, элемент 12 авто,,!Ж„„1682558 А1 матической регулировки усиления, повторитель 13, компаратор 15, ключ 16, регистратор 17. Сигнал, пропорциональный току нагрузки, выпрямляется и усредняется элементом 5. Сумматор 14 сравнивает напряжение U<, пропорциональное действующему. току нагрузки, и напряжение
Uz, пропорциональное усредненному току, При наличии трещины 01 кратковременно понижается,.Uz остается постоянным. Если разность 01 — Uz превышает.уставку, компаратор 15 открывает ключ 16. Происходит регистрация импульса. Элементы 9-12 предназначены для поддержания постоянной чувствительности устройства при изменении режима бурения, Элементом 12 регулируется коэффициент усиления усилителя 3. При изменении 0< восстанавливает- ся равенство 01= Uon Опорное напряжение задается элементом 9 и соответствует номинальному режиму бурения. 1 ил.
1682558
Изобретение of fof.:итс > к технике и технологии вращательного бурения.
Целью изобретения является повышеНИ8 ДОСТОВВРНОСТИ С ПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПВНИ трещиноватости буримых пород при изменении технологического режима бурения.
На чертеже представлена структурная схема устройства для определения степени трещиноватости буримых пород.
Устройство содер>кит трансформатор 1 тока, соединенный с преобразователем 2 тока, выход которого через усилитель,3 с переменным коэффициентом усиления подсоединен к входу двухполупериодного выпрямителя 4, выход Koòîðoãî соединен с входом элемента 5 усреднения, первый выХОД КОТОРОГО ПОДКГ!Ю l8H К П8PВОМУ ВХОДУ первого интегратора 6, выход которого соединен с входом запоминающего элемента 7, первый выход KOToporo подключен к второму входу первого интегратора 6. Третий выход элемента 5 усреднения присоединен к первому входу второгс сумматора 8, Второй вход которого подклю" 8Н к выходу опорного элемента 9, а выход — к первому входу Второго интегратора 10, выход которого соединен с входом вторсго запоминающего элемента 1 I, первый выход которого подключен к второму входу второго интегратора IO, а второй выход -- к входу элемента 12 автоматической регулировки усилителя (APY), выход KQTopol о присоединен K первому входу усилителя 3. Второй выход элемента 5 усреднения через повторитель 13 напря>кения соединен с первым входом первою сумматора 14, второй вход которого подключен к второму эь1ходу первого запоминающего элемента 7, а выход соединен через компаратор 15 и кл оч 16 с регистратОрОм 17, Устройство работает следующим образом, Гармонический си нал, пропорциональны Й тОку В цепи питания приводного эГ!ектродвигателя (не показан) бурового станка при номинальной нагрузка на валу, снимается с выхода преооразователя 2 тока, передается с коэффициентом усиления К = 1 через усилитель 3, выпрямляется двухполупериОДным Выпрямителем 4 и поступает на элемент 5 усреднения с временем усреднениЯ дь на выхоДа KOTQPof.o ДействУет наПряжЕНИЕ Uq, ПрОПОрцИОНаrfa,НОЕ действующему значению ТоКа во Вторичной обмотке трансформатора 1 тока, Напряжение U> с выхода элемента 5 усреднения подается на первый интегратор 6 с запоминающей обратной связью на первом запоминающем элементе 7, а через повто5
55 ритель 13 нь,, яжения — на первый вход первого сумматора 14.
На второй вход первого сумматора 14 подается напряжение с выхода первого запоминающего элемента 7, пропорциональное значению тока нагрузки, усредненному на заданном интервале времени
hit »А
Первый сумматор 14 сравнивает напряжение Ut, пропорциональное действующему значению тока (1 нагрузки электродвигателя, и напряжение Uz, пропорциональное току I
Напря>кение 01 с третьего выхода элемента 5 усреднения подается также на первый вход второго сумматора 8. На второй :. Од второго сумматора 8 с выхода опорного элемента 9 подается напряжение Uon.
Второй сумматор 8 сравнивает напряжение U> и напряжение Uorf. Напряжение рассогласования Бз = U< — U» поступает на первый вход второго интегратора 10 с запоминающей обратной связью на втором запоминающем элементе 11, С второго выхода запоминающего элемента 11 напряжение U3, усредненное на интервале времени ht2 > l2f (с целью устранения самовозбуждения цепей АРУ), подается на элемент 12 АРУ усилителя 3.
Автоматическая регулировка усиления усилителя 3 осуьцествляется следующим образом.
При неизменной номинальной нагрузке на бурильном валу напряжение U< неизменно и равно опорному U1 = U«. При изменении нагрузки в течение времени более Atz, выходное напряжение 0з второго запоминающего элемента 11 также изменяется.
При увеличении нагрузки на бурильном валу и, соответственно, увеличении напряжения U< с выхода элемента 5 усреднения положительное напряжение рассогласования 0з с выхода второго запоминающего элемента 1 подается на элемент 12 АРУ, При этом происходит уменьшение коэффициента усиления усилителя 3 v. снижение напряжения 01 до значения, равного 0», Снижение нагрузки на бурильном валу приводит к снижению напряжения Uf Если время снижения напряжения U> больше
Л Т2, то этО приводит к появлению Отрица тельного напряжения Ua рассогласования и, следовательно, к увеличению коэффициента усиления усилителя 3 и повышению напряжения U< до восстановления равенства U> = — Uoï.
Таким образом, регулируя коэффициент усиления усилителя З„достигается равенст1682558
Составитель А.Рыбаков
Техред М.Моргентал Корректор M.Максимишинец
Редактор Н.Гунько
Заказ 3391 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.. агарина, 101 во U> - Пол в пределах времени усреднения
At2, постоянство чувствительностиустройства при изменении входного информативного сигнала от изменения технологичности режима бурения и, соответственно, повы- 5 шение достоверности определения показателей степени трещиноватости буримой породы, При прохождении буровой коронкой трещины действующее значение тока I> 10 кратковременно уменьшается, при этом напряжение Ut также понижается с постоянной времени 4 элемента 5 усреднения.
Напряжение U2 при этом остается практически постоянным. С выхода первого сумма- 15 тора 14 напряжение, пропорциональное разности входных напряжений Uq = Uz -01, подается на компаратор 15, где сравнивается с пороговым значением, и при превышении последнего открывает ключ 16, который 20 замыкает измерительную цепь регистратора 17. В результате происходит отсчет и регистрация импульса, соответствующего прохождению буровой коронкой трещины.
Формула изобретения 25
Устройство для определения степени трещиноватости буримых пород, содержащее трансформатор тока, подключенный к входу преобразователя тока, двухполупериодный выпрямитель, элемент усреднения, 30 первый запоминающий элемент, первый интегратор, повторитель напряжения, первый сумматор, ком паратор, кл юч и регистратор, причем выход двухполупериодного выпрямителя подключен к входу элемента 35 усреднения, первый выход которо о соединен через повторитель напряжения с первым входом первого сумматора, второй выход подключен к первому входу первого интегратора, выход которого соединен с входом первого запоминающего элемента, первый выход которого подключен к второму входу первого интегратора, второй выход соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого через последовггелb но соединенные компаратор и ключ подключен к регистра гору, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности определения степени трещиноватости при изменении режима бурения, оно снабжено вторым сумматором, опорным элементом, вторым интегратором, вторым запоминающим элементом, элементом автоматической регулировки усиления и .усилителем с переменным коэффициентом усиления, причем третий выход элемента усреднения соединен с первым входам ВТорого сумматора, второй вход которого подключен к опорному элементу, выход соединен с первым входом второго интегратора, выход которого подключен к входу вто рого запоминающего элемента, первый выход которого соединен с вторым входом второго интегратора, второй выход подключен чсрез элемент автоматической регулировки усиления к первому входу усилителя с переменным коэффициентом усиления, второй вход которого соединен с выходом преобразователя тока, выход подключен к входу двухполупериодного выпрямителя.
