Устройство для автоматического регулирования процесса бурения с магнитострикционным вибратором

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ф-.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01D7.74 (21) 2039959/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 0501.78.Б1оллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 050178 (51) М. Кл.

E 21 В 19/08

Геетдеретееняый яомнтет

Совета Мяннетроо ВОСР яо делам неойротеннй

r отярытнй (53) Уllk 622.233.059 (088. 8) (72) Авторы

Ю.M. Быков, В. К, Григорьев, Л.Д. Дьякон, A. Е. Загорский, изобретения ю.м. котлЯРевский, В.и. Радин и Я.и.шнапир

Государственный проектно-конструкторский и экспериментальный институт по обогатительному оборудованию (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ С МАГНИТОСТРИКЦИОННЬ1М ВИБРАТОРОМ

Изобретение относится к бурению скважин вибрационными устройствами .

Известны устройства для автоматического регулирования процесса бурения с магнитострикционным вибратором, содержащие блок для поддержания резонансной частоты питания магнитострикционного нибратора, регулятор осевого данления и исполнительный элемент

f1) .

Однако конструкция таких устройств не позволяет оптимизировать режим работы вибратора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 15 устройстно для автоматического регулирования процесса бурения с магнитострикционным вибратором, нключающее двигатель вращателя с обмоткой возбуждения, асинхронный двигатель с ге- 20 нератором, подающее устройство, преобразователь частоты, датчики давления и резонансного режима, регулятор частоты и выпрямитель (2j .

Однако известное устройство обла- 25 дает следующими недостатками . отсутствуют воэможности автоматического выбора в процессе бурения оптимальных соотношений между скоростью вращения бура и величиной амплитуды Ъ3 колебаний, что не позволяет получить максимально возможную проходку при допустимом уровне вибраций; имеются дне независимые системы электропитания (помимо систем движения, привода компрессора и т.п.), два силовых полупроводниковых агрегата и два регулятора напряжения.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса бурения за счет обеспечения максимальной проходки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком регулирования напряжения генератора, датчиками скорости и вибраций, задатчиком отклонения частоты от резонансной и оптимизатором процесса бурения, подключенным своим входом к датчику скорости, а выходом — к блоку регулирования напряжения генератора и эадатчику отклонения частоты от резонансной, вход которого соединен с регулятором частоты, причем выход датчика вибраций подключен ко второму входу блока регулирования напряжения генератора.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство состоит из бурового станка 1, содержащего магнитострик587235 ционный электровибробур 2, асинхронный двигатель 3, к валу которого подсоединен генератор 4. Генератор че ° рез статический преобразователь 5 частоты питает бур, а через выпрямитель б - двигатель 7 вращателя. Датчик 8 вибраций, датчик 9 разонансного режима, датчик 10 давления и датчик

11 скорости подключены к блоку 12 регулирования напряжения генератора, регулятору 13 частоты, оптимизатору

14 процесса бурения, который подключен к блоку 12 регулирования напряжения генератора и задатчику 15 отклонения частоты от резонансной, соединенному с регулятором частоты.

Устройство работает следующим образом.

При изменении условий бурения сигнал от датчиков 9 и 10 поступает на регулятор 13 частоты, в результате чего устанавливается новый резонансный режим. В зависимости от свойств породы, состояния инструмента и т.п. меняется скорость проходки и величина вибраций станка, что фиксируется датчиками 8 и 11.

Для того, чтобы при заданном уров не вибраций станка скорость проходки осталась максимальной, необходимо поддерживать оптимальное соотношение между амплитудой колебаний бура и скоростью вращения. Применение задатчика 15 отклонения от резонансной позволяет задавать отклонение частоты от резонансной, изменяя при этом частоту питания бура, изменяя тем самым амплитуду его колебаний. Опти. мизатор процесса бурения по сигналу, поступающему от датчика 11 скорости проходки, осуществляет подбор оптимальных значений напряжения генератора и отклонения частоты питания.

После получения соответствующих сигналов от датчиков 8 и 11 изменяется напряжение генератора, изменяя тем саум одновременно скорость вращения и амплитуду колебаний бура.

Применение подобной системы позволяет полностью автоматизировать управление процессом бурения, значи. тельно уменьшить время переходных режимов (одновременное регулировани@ амплитуды колебаний и скорости врацени.;), облегчить управление станком,, значительно облегчить вес электрооборудования. Все это приводит в кС нечном счете к снижению стоимости и повышению производительности работ.

Формула изобретения

Устройство для автоматического у регулирования процесса бурения с магнитострикционным вибратором, содержащее двигатель вращателя с обмоткой возбуждения, асинхронный двигатель с генератором, подающее устройство, преобразователь частоты, датчики давления и резонансного режима, регулятор частоты и выпрямитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса бурения за счет обеспечения максимальной проходки, оно снабжено блоком регулирования напряжения генератора, датчиками скорости и вибраций, задатчиком отклонения частоты от реб зонансной и оптимизатором процес а сса урения, подключенным своим входом к датчику скорости, а выходом - к . блоку регулирования напряжения генератора и эадатчику отклонения частоты от резонансной, вход которого сое.динен с регулятором частоты, причем выход датчика вибраций подключен ко второму входу блока регулирования напряжения генератора.

46

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США .9 2858108,кл.175-56

1958.

1 ° I

2. Авторское свидетельство СССР

Р 425521, кл . Е 21 в 19/08, 1970.

5В7235

Составитель P.Ãëàäóí

Редакто С.Титова Техоед йБогдан

Заказ 103/25 Тираж 773 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4