Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя



Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя
Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя
Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя
Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя
Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя
Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя

 


Владельцы патента RU 2615190:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя состоит из имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенной к буровому молотку шарнирно телескопической опоры, соединенной с основанием, размещенного на верхней площадке бурового молотка параллельно его оси угломера, снабженного угломерной шкалой в виде полукруга со стрелкой, а также указателя горизонтальных углов с расположенной на нем линейной угловой шкалой, при этом тренажер дополнительно снабжен закрепленным на буровом молотке по его продольной оси держателем, а также размещенным на плоскости забоя репером, причем репер и держатель взаимосвязаны с указателем горизонтальных углов, а линейная угловая шкала проградуирована по формуле. Технический результат - упрощение конструкции устройства. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров.

Известно устройство для определения направления шпуров, содержащее основание, шарнир и установленную на основании угломерную шкалу (А.с. СССР №667670, МПК Е21В 47/02, 1979 г.).

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет определять пространственные углы заложения шпуров относительно плоскости забоя.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, состоящее из имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенной к буровому молотку шарнирно телескопической опоры, соединенной с основанием, размещенного на верхней площадке бурового молотка параллельно его оси угломера, снабженного угломерной шкалой в виде полукруга со стрелкой, а также указателя горизонтальных углов (Патент РФ №2560762, МПК Е21В 47/02, 2015 г.).

Основным недостатком данного устройства является сложность конструкции, связанная с изготовлением указателя горизонтальных углов в виде дугообразной пластины.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства.

Поставленная задача достигается тем, что тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя состоит из имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенной к буровому молотку шарнирно телескопической опоры, соединенной с основанием, размещенного на верхней площадке бурового молотка параллельно его оси угломера, снабженного угломерной шкалой в виде полукруга со стрелкой, а также указателя горизонтальных углов с расположенной на нем линейной угловой шкалой, при этом тренажер дополнительно снабжен закрепленным на буровом молотке по его продольной оси держателем, а также размещенным на плоскости забоя репером, причем репер и держатель взаимосвязаны с указателем горизонтальных углов, а линейная угловая шкала проградуирована по формуле

где β - значение горизонтального угла наклона штанги к плоскости забоя, град.; Lβ - длина от держателя до репера, соответствующая углу наклона штанги к плоскости забоя (β); Lшт - длина от шарового шарнира до держателя; Lp - длина от шарового шарнира до репера.

Кроме того, указатель горизонтальных углов выполнен в виде гибкой линейки, снабженной механизмом скручивания.

Упрощение конструкции устройства связано с использованием указателя горизонтальных углов, выполненного в виде гибкой линейки, снабженной механизмом скручивания.

Выполнение указателя горизонтальных углов в виде гибкой линейки, снабженной механизмом скручивания, позволяет свободно перемещать буровую машину относительно плоскости забоя, при этом гибкая линейка вытягивается или сматывается механизмом скручивания. За счет натяжения механизмом самоскручивания не допускается провисание гибкой линейки, чем обеспечивается точность измерения горизонтальных углов наклона буровой штанги к плоскости забоя.

По линейной угловой шкале, нанесенной на гибкую линейку, устанавливается численное значение горизонтального угла наклона буровой штанги к плоскости забоя.

Расчет угловых отметок угловой шкалы по приведенной формуле позволяет осуществить разметку шкалы с учетом длины применяемой при бурении шпуров буровой штанги.

Наличие держателя, расположенного на буровом молотке по его продольной оси, а также репера, закрепленного на плоскости забоя, позволяет с минимальной трудоемкостью расположить указатель горизонтальных углов между плоскостью забоя и буровой машиной, что обеспечивает определение угла наклона положения буровой штанги относительно забоя.

Расположение держателя на буровом молотке по его продольной оси позволяет произвести измерение расстояния от держателя до шарового шарнира, что обеспечивает возможность произвести расчеты углов наклона положения буровой штанги по приведенной формуле.

В качестве указателя горизонтальных углов в виде гибкой линейки, снабженной механизмом скручивания, можно использовать, например, самоскручивающуюся рулетку, имеющую гибкую линейку и механизм скручивания, что упрощает конструкцию устройства. На гибкой линейке размещается линейная угловая шкала, а механизм скручивания обеспечивает натяжение гибкой линейки.

Устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 и 2 показан общий вид устройства; на фиг. 3 - вид устройства сверху; на фиг. 4 и показано соединение указателя горизонтальных углов с репером и держателем; на фиг. 5 - размещение и соединение угломера на буровом молотке; на фиг. 6 приведена расчетная схема работы устройства; на фиг. 7 приведена расчетная схема работы устройства при наличии информационного окна при использовании в качестве указателя горизонтальных углов самоскручивающей рулетки. На фиг.8 - вывод формулы Lβ.

Устройство содержит шаровой шарнир 1, к которому прикреплена телескопическая буровая штанга 2, соединенная с буровым молотком 3. К нижней плоскости бурового молотка 3 с помощью шарнира 4 присоединена телескопическая опора 5, которая жестко под прямым углом соединена с основанием 6. На буровом молотке 3 параллельно его оси закреплен угломер 7, снабженный стрелкой 8. Также на буровом молотке 3 по его оси закреплен держатель 9. К держателю 9 присоединен указатель горизонтальных углов, выполненный в виде гибкой линейки 10, на которой размещена линейная угловая шкала 11. Другим концом указатель горизонтальных углов 10 соединен с репером 12.

Наличие основания 6 обеспечивает устойчивость буровой машины.

Закрепление элементов устройства можно осуществить, например, с помощью угломера 7 на буровой машине фиксатором 13, штока телескопической штанги 2 стопором 14, штока телескопической опоры 5 зажимом 15.

В качестве указателя горизонтальных углов может быть принята самоскручивающаяся рулетка 16, имеющая информационное окно 17 и снабженная гибкой линейкой 10, на которой размещена угловая шкала 11, а также механизмом скручивания, обеспечивающим натяжение гибкой линейки.

Выполнение репера 12 возможно, например, в форме крюка, а держателя 9 в форме, например, стержня. Соединение гибкой линейки 10 с держателем 9 можно осуществить посредством, например, карабина 18. Тем самым обеспечивается как свободный поворот карабина вокруг держателя, так и соосность оси гибкой линейки 1 с осями держателя 9 и репера 12. Этим достигается высокая точность определения углов наклона буровой штанги 2 относительно забоя по линейной угловой шкале 11, расположенной на гибкой линейке 10.

Соединение опоры 5 с буровым молотком 3 посредством шарнира 4 обеспечивает вертикальность опоры при перемещении буровой машины, а также при изменении высоты опоры. Конечное положение опоры 5 фиксируется зажимом 15.

Закрепление репера 12 на плоскости забоя 19 возможно, например, в коротком шпуре с фиксацией клином.

При использовании в качестве указателя углов самоскручивающей рулетки необходимо, при разметке линейной угловой шкалы, учитывать место расположения информационного окна 17 на рулетке 1 6, в котором считывается значение углов наклона положения буровой штанги 2 относительно забоя по линейной угловой шкале 11. В этом случае расчет длины отрезка на линейной угловой шкале, соответствующей углу наклона штанги к плоскости забоя (β), осуществляется по формуле

где Lβл - длина отрезка на линейной угловой шкале, соответствующая углу наклона штанги к плоскости забоя (β); Lβ - длина от держателя до репера, соответствующая углу наклона штанги к плоскости забоя (β); Lдл - длина от держателя до информационного окна, указывающего значение угла наклона штанги к плоскости забоя (β).

Работа тренажера осуществляется следующим образом.

На плоскости забоя 19 в соответствии с паспортным расположением шпуров, например врубовых шпуров, закрепляются шаровые шарниры 1. В забое устанавливается имитатор буровой машины, например переносного перфоратора, состоящего из бурового молотка 3, телескопической буровой штанги 2, телескопической опоры 5, снабженной основанием 6, на которую опирается буровая машина.

Выдвижной шток буровой штанги 2 соединяется с шаровой пятой шарового шарнира 1, закрепленного на плоскости забоя 19. Выдвижением штока буровой штанги 2 устанавливается и фиксируется стопором 14 проектная длина буровой штанги (Lшт), на которую выполнен расчет угловой шкалы 11. Выдвижением штока телескопической опоры 5 буровая машина устанавливается в горизонтальном положении и фиксируется зажимом 15 опоры, при этом стрелка 8 угломера 7, закрепленного на буровом молотке 3 фиксатором 13, указывает значение угла 90° - буровая штанга 2 находится в горизонтальном положении.

Далее на плоскости забоя 19, на расстоянии (Lp) от шарового шарнира 1, принятом для расчета угловой шкалы 11, закрепляют репер 12, например, в форме крюка известным способом, например размещением его в коротком шпуре с фиксацией клином.

Затем к закрепленному на буровом молотке 3 держателю 9, выполненному, например, в форме стержня, посредством, например, карабина 18 присоединяется указатель горизонтальных углов, в качестве которого принята, например, самоскручивающаяся рулетка 16, снабженная гибкой линейкой 10, на которой размещена угловая шкала 11. Гибкая линейка 10 соединяется с репером 12, расположенным на плоскости забоя 19.

Тренажер подготовлен к работе.

Далее бурильщик перемещает буровую машину относительно плоскости забоя, пока в информационном окне 17 самоскручивающей рулетки 16 не появится на угловой шкале 11 искомое значение угла заложения забуриваемого шпура в горизонтальной плоскости, равное углу наклона буровой штанги к плоскости забоя (β). Бурильщик глазомерно фиксирует положение буровой машины в горизонтальной плоскости относительно забоя при данном угле наклона буровой штанги 2 к плоскости забоя 19.

Для определения угла наклона шпура в вертикальной плоскости ослабляется зажим 15 телескопической опоры 5, буровая машина опускается вниз или поднимается вверх до положения проектного угла наклона шпура в вертикальной плоскости, устанавливаемого по стрелке 8 угломера 7. При этом шток телескопической опоры 5 вдвигается или выдвигается из цилиндра опоры. Соединение опоры 5 с буровым молотком 3 посредством шарнира 4 обеспечивает вертикальность опоры при изменении ее длины. Конечное положение опоры фиксируется зажимом 15. Бурильщик глазомерно фиксирует положение буровой машины в вертикальной плоскости относительно забоя при данном угле наклона.

Устойчивость буровой машины при осуществлении перечисленных выше работ обеспечивается наличием основания 6.

Контроль навыков глазомерного пространственного ориентирования бурильщиком буровой машины может быть осуществлен следующим образом.

Бурильщик, при закрытом информационном окне, глазомерно ориентирует буровую машину по значению заданного угла заложения шпура в горизонтальной относительно плоскости забоя, выполняя действия, перечисленные выше. После этого по угловой шкале 11 устанавливают фактическое значение угла наклона угла заложения шпура (буровой штанги) в горизонтальной плоскости (β).

Такими же действиями, при, например, снятой стрелке 8 угломера 7, изменяется положение машины в вертикальной плоскости, а затем по стрелке 8 по угломеру 7 устанавливается фактическое значение угла наклона буровой штанги 2 в вертикальной плоскости.

Конструктивные размеры тренажера и продолжительность работы с ним определяются экспериментально.

Использование предлагаемого устройства позволяет осуществить обучение бурильщиков глазомерному ориентированию буровой штанги в горизонтальной и вертикальной плоскостях по заданным углам наклона относительно плоскости забоя.

Упрощение конструкции устройства связано с применением в устройстве указателя горизонтальных углов, выполненного в виде гибкой линейки с размещенной на ней линейной угловой шкалой.

1. Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя, состоящий из имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенной к буровому молотку шарнирно телескопической опоры, соединенной с основанием, размещенного на верхней площадке бурового молотка параллельно его оси угломера, снабженного угломерной шкалой в виде полукруга со стрелкой, а также указателя горизонтальных углов с расположенной на нем линейной угловой шкалой, отличающийся тем, что тренажер дополнительно снабжен закрепленным на буровом молотке по его продольной оси держателем, а также размещенным на плоскости забоя репером, причем репер и держатель взаимосвязаны с указателем горизонтальных углов, а линейная угловая шкала проградуирована по формуле

где β - значение горизонтального угла наклона штанги к плоскости забоя, град.; Lβ - длина от держателя до репера, соответствующая углу наклона штанги к плоскости забоя (β); Lшт - длина от шарового шарнира до держателя; Lp - длина от шарового шарнира до репера.

2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что указатель горизонтальных углов выполнен в виде гибкой линейки, снабженной механизмом скручивания.



 

Похожие патенты:

Устройство подготовки эксплуатационного персонала энергетического оборудования содержит группы рабочих мест тренинга оперативного, неоперативного, технического и ремонтного персонала, сетевые коммутаторы, ЭВМ расчета модели оборудования, ЭВМ рабочего места управления тренингом, основной коммутатор, ЭВМ базы данных автоматизированной системы управления технологических процессов (АСУТП), блок моделирования аварийных сигнализаций, ЭВМ базы данных предупредительной сигнализации, блок предупредительной сигнализации, блок ранней диагностики аварийной ситуации, модуль обработки и коммутации результатов моделирования, блок управления моделью, блок учебно-методического обеспечения, блок предварительной индексации качества топлива, модуль защит и блокировок, база данных АСУТП, блок обучения персонала техобслуживания и ремонта, модуль телефонных переговоров, модуль теплотехнического, тепломеханического, гидравлического, аэродинамического, электротехнического моделирования, модуль моделирования химводоочистки, модуль пошаговых программ, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к области бронетанковой техники и может быть использовано при обучении экипажей объектов бронетанковой техники (БТТ) и при демонстрации тактико-технических возможностей объектов.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Технический результат - упрощение конструкции устройства, а также снижение трудоемкости работы при обучении навыкам глазомерного определения направления бурения шпуров.

Группа изобретений относится к способу и системе контроля готовности экипажа космического аппарата (КА) к внештатным ситуациям. Для контроля готовности экипажа к внештатным ситуациям моделируют внештатную ситуацию, определяют готовность космонавтов к внештатной ситуации путем сравнения параметров текущих координат космонавтов, используя излучатели и детекторы инфракрасного излучения, с заданными значениями, Система контроля готовности экипажа содержит средства отображения визуальной информации, блок моделей систем КА, блок управления тренировкой, блок задания внештатных ситуаций, блок задания параметров эталонных действий, блок определения уровня подготовки, блоки излучателей инфракрасных импульсных сигналов, радиоприемные устройства, позиционно-чувствительные детекторы инфракрасного излучения, оптические системы, блоки формирования данных приема инфракрасных сигналов, радиоприемо-передающие устройства, блок формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов, синхронизатор, блок задания расположения детекторов инфракрасного излучения, блок задания параметров оптических систем, блок определения параметров направлений от детекторов на излучатели, блок определения координат местоположений излучателей, блок индикации фиксированных положений космонавтов и блок определения параметров относительного положения излучателей при фиксированном положении, блок определения параметров положения космонавтов, блок анализа и регистрации информации о выполненных действиях космонавтов, блок задания эталонных положений космонавтов, блок моделирования параметров событий нештатных ситуаций, блоки аудиовоспроизведения, блоки аудиозаписей, средства сопряжения радиоустройства с экраном и блоками аудиозаписи и воспроизведения, система обмена данными, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к области приводов кинематических систем, используемых, например, для тренажеров полета, а более конкретно к линейным приводам. Линейный привод (2) для перемещения груза (3) содержит стойку (4), связанную с грузом (3) с помощью шарового шарнира, и пластину (6), подвижную в передвижении вдоль оси (5), принадлежащей плоскости основания (9) привода (2).

Изобретение относится к созданию имитационной модели движения транспортных и пешеходных потоков, использующейся в тренажерах для обучения вождению. Техническим результатом является создание высокоточной имитационной модели дорожного движения с возможностью гибкой настройки взаимоотношений между множеством участников дорожного движения.

Изобретение относится к военной области, а именно к тренажерам для обучения стрельбе по движущимся мишеням. Тренажер содержит экран, усилитель, блок обработки, оружие, кинопроектор.

Использование: изобретение относится к гидроакустике и может использоваться в системах подводной цифровой связи в условиях высокого уровня помех от многолучевости распространения акустического сигнала; сущность: защита от помех многолучевости и реверберации достигается применением в передатчике и приемнике синтезаторов сетки синхронно перестраиваемых частот для передачи и приема каждого отдельного бита кодовой последовательности в сочетании с управляющими тактовыми генераторами, осуществляющими байтовую и битовую синхронизацию данных; технический результат: повышенная помехоустойчивость к внутрисимвольной и межсимвольной интерференции акустических лучей при высокой скорости передачи данных и увеличенной дистанционности канала связи.

Изобретение относится к области тренажеров и симуляторов железнодорожного транспорта для обучения машинистов тягового подвижного состава. Тренажер включает в себя блок моделирования с устройством формирования сигналов имитации, модуль модели системы безопасности, модуль рабочего места машиниста с монитором, модуль рабочего места инструктора.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля работоспособности авиационной пеленгационной аппаратуры и имитации сложной фоно-целевой обстановки.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для геонавигации бурильного инструмента и управления его траекторией при проводке скважин в нужном направлении.

Изобретение относится к средствам обеспечения проводки скважины при операциях направленного бурения. В частности, предложен скважинный отклоняющий инструмент, содержащий: корпус скважинного отклоняющего инструмента; отклоняющий механизм для управления направлением бурения подземного ствола скважины; датчики для измерения углового положения подземного ствола скважины; и скважинный процессор.

Изобретение относится к области бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, в частности к определению угловых параметров пространственной ориентации бурового инструмента (азимута, зенитного угла и угла установки отклонителя в апсидальной плоскости).

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к средствам отслеживания бурения множества скважин относительно друг друга. Техническим результатом является повышение точности обнаружения магнитного градиента за счет минимизации влияния тока на магнитный градиометр.

Изобретение относится к способу и системе прямого моделирования скважинного изображения свойств пласта. Техническим результатом является повышение эффективности прямого моделирования скважинного изображения свойств пласта.

Изобретение относится к средствам передачи информации из скважины на поверхность. Техническим результатом является повышение эффективности использования поплавкового клапана и снижение затрат энергии на передачу информации по давлению на поверхность.

Изобретение относится к области инклинометрии и может быть использовано в нефте- и газопромысловой геофизике. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей инклинометра за счет более высокой точности выработки азимута и обеспечения работоспособности инклинометра в условиях произвольного характера распределения поля в зоне считывания.

Изобретение относится к направленному бурению скважин, в частности к средствам каротажа удельного сопротивления пород в реальном времени. Техническим результатом является повышение точности и информативности о наборе слоев перед буровым долотом по мере перемещения компоновки низа бурильной колонны, что обеспечивает более точное управление направленным бурением.

Изобретение относится к средствам для выполнения скважинного каротажа. Техническим результатом является повышение чувствительности и точности информации в процессе измерений в скважине.

Изобретение относится к ориентирующей системе, предназначенной для направления движения бурового наконечника так, чтобы избежать столкновения с обсадной трубой в первом стволе скважины или ввести его в столкновение с ней.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения скважин. Техническим результатом является повышение точности определения пространственных углов заложения скважин. Предложен способ определения положения веера скважин, пробуренных в контуре выработки, включающий расположение в устьях скважин по их осям жестких стержней с выводом концов во внутренний контур выработки, фотографирование сечения выработки в плоскости расположения скважин с последующим увеличением изображения до заданного графического масштаба по рейке-базису, замер углов наклона проекций концов стержней на вертикальную плоскость с последующим графическим построением. При этом в выработке размещают горизонтальную базу, а фотографирование осуществляют в поперечном и продольном сечениях выработки в плоскости расположения скважин. Причем углы наклона проекции стержней определяют от горизонтальной базы, а углы наклона скважин рассчитывают по приведенному математическому выражению. 6 ил.
Наверх