Устройство для управления процессом бурения

 

(и 533722

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.10.72 (21) 1833151/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 02.12.76 (*44 ЛЭ. ц. 4 (51) М Кл г Е 21 В 45(00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 622.24.082 (088.8) (72) Автор изобретения

А. В. Сахаров (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к информационновычислительным системам, контролирующим процесс алмазного бурения. Оно может быть применено в буровых станках для алмазного бурения, оснащенных плавнорегулируемыми приводами подачи и вращения, а также аппарату рой для измерения механической скорости V,„ex бурения, скорости и вращения коронки, осевой нагрузки F на коронку и буримости Ко Горнон породы.

Известно устройство, содержащее датчик момента, датчик осевой нагрузки и блок деления и оценивающее крепость горной породы kl 1 отношением (— ) крутящего момента к осе ) вой нагрузке, по которому можно судить оо интенсивности износа породоразрушающего инструмента. Однако эта оценка относительная. Она не содержит информации о текущей абсолютной величине интенсивности износа породоразрушающего инструмента.

Известно устройство оценки износа долота, в котором характеристикой износа является сигнал, пропорциональный отношению

Vp

)и рейсовой скорости бурения к механи1 мех ческой скорости бурения.

Устройство содержит датчик механической скорости бурения и вычислительное устройство для расчета рейсовой скорости бурения.

Оценка износа долота по отношеьнпо также не содержит информации о текущем значении интенсивности износа долота, однако она бо л1 лее полная, чем оценка,по отношению

Э ) так как основана на отношении реакцтп> (скоростей) долота на управляемые и неуправляемые воздействия (управляющие параметры, буримость горной породы) .

Устройство работает следующим образом.

В вычислительное устройство поступают сигналы, пропорциональные механическои скорости бурения, времени чистого бурения, времени спуска — подъема, углубке за рейс и рассчитывается значение рейсовой скорости и отношение т.

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату.

Основным недостатком его является то, что указанное отношение сравнивается с произвольно заданным значением при вь1полнении условия m) m>, которое тоже не дает оценки

25 абсолютного значения интенсивности износа долота и нс позволяет определить сигнал, пропорциональный текущей интенсивности износа долота пл:i сигнал, пропорциональный проходке на долото, а следовательно, не позволяет установить оптимальныс режимные параметры.

533722

К,(F n), 5

15

1 мек н=, (— ) 25

60 где А=

К

Кб

Целью изобретения является обеспечение выбора оптимальных режимных параметроь.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено блоком о»рсделения буримости, блоком определения переменной интенсивности износа коронки, блоком определения интенсивности износа коронки и блоком определения величины проходки на коронку, причем выходы блоков определения переменной интенсивности износа, буримости и мощности управления подключены к блоку определения интенсивности износа коронки, выход которого совместно с выходом датчика скорости бурения подключен к блоку определения величины проходки на коронку, связанному с исполнительным механиз мом.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления процессом бурения.

Устройство для управления процессом бурения включает в себя датчик 1 осевой пагрузi n iia коронку, zaTvnic 2 схоросТп вращения коронки, датчик 3 механической скорости бурения, блок 4 определения мощности управления, блок 5 определения буримости горной породы, блок 6 определения переменной интенсивности износа коронки, блок 7 определения интенсивности износа коронки, блок 8 определения величины проходки на коронку, исполнительный механизм 9.

Устройство для управления процессом бурения работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1, пропорциональный осевой нагрузке F, и сигнал с датчика 2, пропорциональный скорости и вращения коронки, поступают одновременно в блок 4 определения бмощности управления, где происходит их перемножение (F n), и в блок 6 определения

F переменной (— ) интенсивности износа кол ронки, где происходит деление величины сигнала с датчика 1 осевой нагрузки на величину сигнала с датчика 2 скорости вращения.

Сигнал с датчика 3 механическои скорости бурения и сигнал с блока 4 поступают одновременно в блок 5 определения буримости F„-, горной породы, где происходит операция деления ("" . Сигналы с блоков 4, 5 и 6 одноF и, временно поступают в блок 7 определения интенсивности износа коронки, где происходят операции умножения и сложения поступающих сигналов.

fi, и K - — «озффпциепты, у пггывающие типоразмер коронки.

Сигналы с датчика 3 и блока 7 одновременно поступают в блок 8 определения величины проходки Н на коронку, где происходит one ме 1 рация деления - (величины сигнала, про7/ порциональпого механической скорости бурения, на величину сигнала, пропорционального интенсивности износа коронки.

В установившемся режиме, когда Г=-const, 1L = const Kg= const, блок 8 определяет величину. проходки на,коронку.

О 1ме

При регулировании параметров сигнал на выходе блока 8 будет пропорционален вели in

»е приращения проходки на коронку.

Сигнал с выхода блока 8 поступает на исполнительный механизм 9, преобразующий электрический сигнал в механическое управляющее воздействие.

Экономическая эффективность предлагаемого устройства для управления процессом бурения заключается в том, что оно позволяет производить процесс бурения в любых геологических условиях с минимальным расходом алмазов, т. е. позволяет получать максимально возможную проходку на коронку.

Формула изобретения

Устройство для управления процессом бурения, включающее датчик скорости вращения коронки, осевой нагрузки и механической скорости бурения, блок определения мощности управления и исполнительный механиз м, î Tл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения выбора оптимальных режимных параметров, оно снабжено блоком определения, буримости, горной породы, блоком определения переменной интенсивности износа, коронки, блоком определения интенсивности износа коронки и блоком определения величины проходки на коронку, причем выходы блоков определения переменной интенсивности износа, буримости горной породы и мощности управления подключены к блоку определения интенсивности износа коронки, выход которого совместно с выходом датчика механической скорости бурения подключен к блоку определения величины проходки на коронку, связанному с исполнительным механизмом.

533722

Составитель А. Силина

Техред М. Семенов

Корректор Е. Хмелева

Редактор E. Шепелева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2582/4 Изд. _#_e 1832 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобоетеннй и открытий

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