Устройство для автоматического регулирования скорости подачи бурового инструмента в зависимости от нагрузки бурового электродвигателя

 

М 45575

ОПИСАНИЕ устройства для автоматического регулирования скорости подачи бурового инструмента в зависимости от нагрузки бурового электродвигателя.

К авторскому свидетельству Е. М. Сйнельникова, заявленному 22 августа 1934 года (спр. о перв. № 152990).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 января 1936 года. (5) В буровых установках с электрическим приводом помощью индукционных двигателей широко известно автоматическое регулирование подачи долота в зависимости от нагрузки бурового двигателя.

Изобретение касается устройства для подобного регулирования, применяемого в буровых установках, в которых в качестве бурового двигателя и двигателя подачи применяются индукционные двигатели, электрически соединенные так, что при повышении или понижении нагрузки бурового двигателя уменьшается или, соответственно, увеличивается скорость двигателя подачи. Согласно изобретению, для подвода энергии к служащему для подачи двигателю двойного питания со стороны статора (или ротора) применен приводимый во вращение буровым двигателем одноякорный коллекторный преобразователь частоты, а- для подвода энергии к двигателю подачи по стороны ротора (или соответственно статора) применен такой же одноякорный коллекторный преобразователь частоты, приводимый во вращение вспомогательным двигателем, снабженным приспособлением, регулирующим его скорость в зависимости от частоты тока первого из указанных преобразователей; этим достигается регулирование скорости двигателя подачи как со стороны ротора, так и со стороны статора. В предлагаемом устройстве в качестве упомянутого регулирующего приспособления применен индукционный двигатель двойного питания, питаемый со стороны статора от первого из указанных преобразователей, а со стороны ротора — от одноякорного коллекторного преобразователя частоты, приводимого вспомогательным двигателем регулируемой скорости. Кроме того в устройстве предусмотрено применение особых контактов, управляемых реле и служащих для производства переключений в цепи двигателей, составляющих устройство.

На чертеже изображена схема электрических соединений приборов и машин, составляющих предлагаемое ус-.ройство.

На валу индукционного бурового двигателя А укре. лен преобразователь В частоты. состоя ций из якоря нормальной машины постоянного тока, у котоl рой выведены на кольца три точки обмотки якоря, отстоящих друг от друга на 120 электрических градусов; якорь помещен в статор, состоящий из железа без обмотки. В цепь ротора вспомогательного асинхронного двигателя С включено регулируемое сопротивление 28, которое может шунтироваться на короткое контактами 18. С валом этого двигателя связан преобразователь Е частоты такой же конструкции, как и В

Для подачи долота служит индукционный двигатель F Статор этого двигателя соединен с коллектором 5 преобразователя В частоты, ротор 8 — с коллектором 9 преобразователя Е частоты.

В цепь ротора вспомогательного асинхронного двигателя б включено регулируемое сопротивление 21. С валом этого двигателя связан преобразователь И частоты такой же конструкции, как В и Е, но меньший по величине.

Статор 13 регулирующего двигателя Х соединен в точке 6 с коллектором 5 преобразователя В частоты. Ротор 14 соединен с коллектором 25 преобразователя И частоты.

Контактом 17 ротор 14 двигат ля 1 может быть отсоединен от коллектора 25 преобразователя Н частоты, а контактом 1о, присоединенным в точке 15, замкнут на короткое.

К точкам 1, 11, 24 подводится переменный ток. Устройство обеспечивает плавную подачу долота в зависимости от нагрузки на буровой двигатель. При этом на буровом двигателе может быть установлена постоянная не зависящая от проходимого грунта нагрузка. Предлагаемое устройство обеспечивает также постоянство нагрузки на буровой двигатель вне зависимости от характера грунта, случайно попадающегося при проходке.

Действие устройства, т. е. изменение скоростей подачи в зависимости от нагрузки бурового двигателя происходит мгновенно.

В случае, когда буровой двигатель не берет нагрузки из-за скольжения долота по породе, обеспечивается своевременная приостановка подачи для предотвращения искривления скважины.

Устройство действует следующим образом. Буровик в зависимости от глубины устанавливает контроллером сопротивление 21 в цепи ротора 20 двигателя g.

При этом на коллекторе 25 образуется определенная частота; так как благодаря наличию вентилятора 26 и вкл(оченного сопротивления 21 обороты двигателя 8 и, следовательно, преобразователя H получат определенное значение.

Если скольжение бурового двигателя А мало, то мала и частота на коллекторе 5 преобразователя В частоты, и двигатель Х придет в движение и начнет увеличивать сопротивление 28 ротора 19 двигателя G.

Вследствие наличия вентилятора на валу этого двигателя скорость его и преобразователя -Е частоты уменьшится, частота же преобразуемого тока увеличится.

Увеличение частоты на роторе 8 двигателя Р приведет к ускорению подачи, Это ускорение будет продолжаться, пока двигагель А не загрузится, и частота на коллекторе 5 не сделается равной частоте, на коллекторе 25;, тогда двигатель 1 остановится, устройство нридет в равновесие, а подача будет -происходить с установившейся скоростью, определяемой разностью частот на коллекторе 9 преобразователя Е частоты и на коллекторе 5 преобразователя В частоты.

Если теперь по какой-нибудь причине (переход в другой грунт) буровой двигатель А начнет перегружаться, то при этом, во-первых, немедленно уменьшится скорость подачи, так как частота, подаваемая на статор 7 двигателя F, возрастет по сравнению с частотой, подаваемой на ротор 8 того же двигателя (значит перегрузки вызовут реверс двига-, теля Р) и, во-вторых, придет в движе.ние двигатель Х, который начнет уменьшать сопротивление 28, уменьшая этим частоту, подаваемую на ротор 8 двигателя F, что будет вызывать уменьшение скорости подачи, пока двигатель А не разгрузится до заданного значения.

После этого скорость подачи устанЬвится на новом стабильном значении.

При недогрузках бурового двигателя, как это ясно, будет происходить обратный процесс.

На случай, когда долото скользит по грунту, а буровой двигатель не берет нагрузки, в целях избежания излишней передачи и искривления скважины, предусматривается, под воздействием реле, ра бота ющего от дриллометра, включение короткозамыкающих ротор 19 двигателя С контактов 18, размыкание нормально замкнутых контактов 17 и включение короткозамыкающих ротор 14 двигателя 1 контактов 16.

Это вызовет резкое уменьшение частоты, подаваемой на ротор 8 двигателя F и, следовательно, его реверс, а уменьшение сопротивления 28, которое произведет двигатель I, подготовит, когда реле выпадет, начало подачи от малой скорости.

Предмет изобретения.

1. Устройство для автоматического регулирования скорости подачи бурового инструмента в зависимости от нагрузки бурового электродвигателя с использованием в качестве бурового двигателя и двигателя подачи индукционных двигателей, электрически соединенных так, что при повышении или понижении нагрузки бурового двигателя уменьшается или, соответственно, увеличивается скорость двигателя подачи, отличающееся тем, что для подвода энергии к служащему для подачи двигателю F двойного питания со стороны статора (или ротора) применен приводимый во вращение буровым двигателем А одноякорный коллекторный преобразователь В частоты, а для подвода энергии к двигателю F со стороны ротора (или, соответственно, статора) применен такой же одноякорный коллекторный преобразователь Е частоты, приводимый во вращение вспомогательным двигателем С, снабженным регулирующим его скорость в зависимости от частоты тока преобразователя В приспособлением I, с целью регулирования скорости двигателя F как со стороны ротора, так и со стороны статора.

2. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что в качестве приспособления 1 применен индукционный двигатель двойного питания, питаемый со стороны статора от преобразователя В, а со стороны ротора от одноякорного коллекторного преобразователя H частоты, приводимого двигателем G с регулируемой скоростью.

3. Форма выполнения устройства по и. 2, отличающаяся тем, что в цепь ротора двигателя I включены контакты

17 и 16 для отклонения его от преобразователя Н и шунтирования ротора на короткое, а в цепь ротора двигателя С включены контакты 18 для шунтирования ротора на короткое с целью реверсирования двигателя I подачи.