Устройство управления процессом бурения

 

1Ц 470593

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.07.70 (21) 1462728/22-3 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР

Опубликовано 15.05.75. Бюллетень ¹ 18 ио делам изобретений (51) М, Кл. E 21Ь 45/00

G 05I1 17/02 (53) УДК 622.24.08 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 20.08.75 (72) Авторы изобретения

Е. М. Пахомов, В. П. Суверов и 3. Г. Салихов

Всесоюзный заочный политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕНИЯ

Устройство предназначено для автоматического поддержания оптимальных параметров режима бурения взрывных скважин, преимущественно шарошечными долотами на горнодобывающих предприятиях.

Известны устройства управления процессом бурения, содержащие датчики скорости подачи долота, скорости вращения долота и осевой нагрузки, вибродатчик, подключенный через элемент сравнения к регулятору скорости вращения долота, и датчик тока двигателя, подключенный через второй элемент сравнения к регулятору осевой нагрузки. При этом скорость устанавливается прямо пропорционально, а осевая нагрузка — обратно пропорционально крепости проходимых пород, что не всегда соответствует минимуму расходов на буровые работы при сложной перемежаемости буримых пород. Кроме того, вследствие колебаний величины крутящего момента на долоте, эта программа не всегда выдерживается.

Предлагаемое устройство отличается тем, что один выход датчика скорости подачи через многофункциональный преобразователь оптимальной скорости вращения от скорости подачи подключен к элементу сравнения встречно с датчиком скорости вращения, а второй выход датчика скорости подачи через многофункциональный преобразователь оптимальной осевой нагрузки от скорости подачи подключен ко второму элементу сравнения встречно с датчиком фактической осевой нагрузки. При этом осевая нагрузка и скорость вращения долота регулируются по их отклонению от области оптимального сочетания осевой нагрузки, скорости вращения и скорости подачи, которая устанавливается для каждого предприятия заранее. Это обеспечивает поддержание оптимального режима бурения при изменении физико-механических свойств горных пород.

На чертеже показана схсМН описываемого устройства и приняты условные обоз«ачсния:

1 — датчик скорости пода ьи долота; 2 — мпо15 гофункциональный преобразователь скорости вращения от скорости подачи; 3 — многофункциональный преобразователь осевой нагрузки от скорости подачи; 4 — датчик действительной скорости вращения; 5 — в«бродатчик; 6—

20 элемент сравнения; 7 — регулятор скорости вращения долота; 8 — датчик дсйствитсль«ой осевой нагрузки; 9 — датчик тока якоря; 10— элемент сравнения; 11 — регулятор осевой нагрузки; 12 — станок.

25 Выходной сигнал датчика 1 поступает «а вход многофункциона 7b«o o «17собразоватс IH

2, в котором преооразуется по а IpIIop«oII зависимости оптимальной скорости вращения от оптимальной скорости пода ш. Вид зависимо30 сти при необходимости может меняться, а470593

Составитель А, Назаретовй

Техред 3. Тараненко Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод

Редактор Л. Тюрина

Заказ 1097 12 Изд. Хе 1464 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб,, д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2

3 пример, с помощью сменных лекал. Выходной сигнал функционального преобразователя 2, пропорциональный величине оптимальной скорости вращения, соответствующей текущему значению скорости подачи на элементе сравнения 6, алгебраически суммируется с выходным сигналом датчика 4 действительной скорости вращения долота. Выходной сигнал (рассогласование) элемента сравнения 6 поступает на вход регулятора 7 скорости вращения долота. Если вибрация станка превышает некоторый критический уровень, на элемент сравнения 6 встречно с выходным сигналом преобразователя 2 дополнительно поступает сигнал с вибродатчика 5, т. е. осуществляется корректировка режима по вибрации.

Контур оптимизации осевой нагрузки работает аналогично описанному выше контуру.

Выходной сигнал многофункционального преобразователя оптимальной осевой нагрузки от скорости подачи поступает на элемент сравнения 10, где алгебраически суммируется с выходным сигналом датчика 8 действительной осевой нагрузки и датчика 9 тока якоря двигателя вращения (который срабатывает лишь при превышении током критической величины). Выходной сигнал (рассогласование) элемента сравнения 10 поступает на вход регулятора 11 осевой нагрузки, который обеспечива4 ет стабилизацию заданной оптимальной осе вой нагрузки.

Таким образом, устройство позволяет автоматически поддерживать оптимальный по критерию экономичности режим бурения при произвольном сочетании буримых пород.

Предмет изобретения

Устройство управления процессом бурения, 10 содержащее датчик скорости подачи долота, скорости вращения долота и осевой нагрузки, вибродатчик, подключенный через элемент сравнения к регулятору скорости вращения долота, и датчик тока двигателя, подключен15 ный через второй элемент сравнения к регулятору осевой нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения оптимального режима бурения при изменении физико-механических свойств горных пород, один выход

20 датчика скорости подачи через многофункциональный преобразователь оптимальной скорости вращения от скорости подачи подключен к элементу сравнения встречно с датчиком скорости вращения, а второй выход датчика

25 скорости подачи через многофункциональный преобразователь оптимальной осевой нагрузки от скорости подачи подключен ко второму элементу сравнения встречно с датчиком фактической осевой нагрузки.