Способ управления буровым агрегатом и устройство для его осуществления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
з 9259/26 Тираж 603 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская на 61055863 ния уточненных значений параметроввьгхоцы пульта бурильщика, а соответствующие выходы первого запоминающего блока поцключены через блок контроля значений параметров к входам блока формирования режимов, через блокперецачи данных к входам второгозапоминающего блока и непосредственнои входам блока опреаеления уточненныхзначений параметров, к цругому вхоцукоторого подключен выхоц блока усрецнения механической скорости бурения,причем вход послеанего соединен с одним из выхоцов таймера, к вхоцам которого поцключены соответствующиевыхоцы пульта бурильщика и блока форИзобретение относится к технике регулирования и может найти применение в устройствах управления установками ме,ханического разрушения горных пороц.Механическое разрушение горных по роц, например рот/орное бурение, связано с тем, что в зависимости от литологйческого типа буримой породы должно производиться задание управляющих воз/действий по нагрузке на пороцоразрушаюший инструмент и скорость его вращения. Нахождение управляющих воздействий связано с постоянным контролем процесса и определено текущим состоянием инструмента и буримой породы. 5Для формирования управляюших возцействий в автоматизированных системах используется ацаптивное устройство. Ацап тивное устройство соцержит моцель технологического процесса бурения, уточняе мые параметры которой нахоцятся в ходе бурения и зависят от типа используемого цолота и буримой пороаы. Параметры аолота ввоаятся в аааптивное устройство перец началом бурения, Параметры буримой породы перец началом бурения неизвестны либо известны приближенно,Определение параметров буримой поро-, ды осуществляется в ходе. технологического процесса бурения и занимает длительное время, Процолжительность указанного режима определяет время нерационального использования инструмента и при,бурении глубоких скважин существен мирования оптимальных уставок управляюших воэаействий, цва вхоца которогосоединены с вторым выхоаом таймераи оцним иэ выходов блока формировайиярежима, второй выход которого и выхоцы второго запоминающего блока подключены через блок коррекции параметров к цвум цругим входам блока формирования оптимальных уставок управляющих воэаействий, при этом четыре еговыхоца попарно подключены к соответствующим входам пульта бурильщика ицифроаналогового преобразователя, кцвум цругим вхоцам которого подключены соответствующие выходы пультабурильщика. но сказывается, на проиэвоцительности,так как с увеличением глубины продолжительность бурения оаним цолотом (проходка на долото) резко сокращается.Рациональное использование ресурса работы долота за счет совершенствованияспособов и устройств управления является оцним из основных направлений поувеличению производительности буровыхустановок глубокого и сверхглубокогобурения,Известна система авгома гиэированного управления, прецпопагаюшая связьоператора с процессом через вычислительную. машину 11Известны также системы автоматического управления, обеспечивающиеоптимизацию режима бурения по критерию минимума стоимости метра проходки 2 .Оцнако системы не работают в реальном масштабе времени и также не предусматривают оперативной оценки технологической ситуации, В системе ДАТинформация от цатчиков, установленныхна буровой, преобразуется из аналоговойв цифровую форму, коаируется на перфоленте и по телетайпу перецается в вычислительный центр, где БВМ периодическипоаключается к обслуживанию буровой иинформация .анализируется с цельюкорректировки программы бурения. Результаты расчета передаются по телетайпу на буровую и используются бурильшиком цля управления привоцами исполнительных механизмов вручную. Таким образом, активный поиск информации и оперативное использование его результатов невозможно,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления буровым агрегатом, основанный на измерении механической скорорегулирован,ии нагрузки на долото и скорости его вращения в режимах опробования и бурения и формировании .управляющего сигнала на исполнительные механизмы в заданном режиме работы "31.15Устройство управления буровым агрегатом включает пульт бурильщика, цифроаналоговый преобразователь, локальныесистемы регулирования нагрузки на полото и скорости вращения .цолота цатчи 1 20ки технологического процесса бурения,таймер, блок контроля значения параметров процесса.Известное техническое решение позволяет получать оптимальные управляющие 25возцействия только при цлительном бурении оцного и того же пласта пороцы ине обеспечивает еффективчой работы агрегата иэ-эа цлительного бурения с использованием нерациональных режимов в ус 30ловиях частого измечения характеристикбуримых пороц в рейсе, что особенно существенно сказывается в глубоком бурении при использовании инструмента сограниченным ресурсом работы.Недостатками известных способа иустройства цля его осуществления явлаются большая процолжительносгь провцесса нвхожцения параметров математической моцели технологического процессаф, необхоцимость повторения полного комплекса испытаний при измененииьуточняемых параметров в процессе иаентификвции; нерациональное использованиересурса. работы цолота на забое; а такженаличие фиксированного числа смен четавок управляющих воэцействий в комплексе испытаний, снижающее точность опрецеления параметров математической моцели технологического процесса,Белью изобретения является повышение произвоаительности бурового агрегата за счет сокрашения цлительности бурения при неоптимальных величинах упГрввляюших возцействийПоставленная цель цостигвется тем, 55,что согласно способу управления буровым агрегатом в первом и каждом послецуюшем тактах режима опробования опреЭ 1055863 4целяют величину изменения механическойскорости бурения, по которой корректи-руют нагрузку на цолото и скорость еговращения, и формируют оптимальные уп 5равляющие сигналы на исполнительныемеханизмы цля каждого послецующеготакта, при совпацении величин измеряемых параметров в цвух послецуюшихтактах формируют сигнал перехоаа к рести бурения, опрецелении, зацании и жиму бурения, при котором эацают оптимальные цискретно-переменные уровнинагрузки на цолото и скорости его вращения, в кажцом такте режима буренияотслеживают изменения механической скоросги бурения, нагрузки на полото и скорости егс врашенияи по отклонению отоптимальных зацвнных уровней формируютсигналы перехоца к режиму опробованияи зацания управляющих сигналов на исполнительные механизмы аля его первого такта.Кроме того, устройство пля осуществления способа снабжено, блоками пос-ледовательного ввоаа параметров, формирования режимов, опрецеления уточненных значений параметров, перецачи цанных, формирования оптимальных установок управляющих возцействий, коррекции параметров, цискретного усрецнениямеханической скорости бурения и двумязапоминающими блоками, к вхоцам первО- го из них поцключены через послецовательно соециненные блоки послеповательного ввопа параметров и опреаеленияуточненных значений параметров выхоцыпульта бурильщика, а соответствующиевыхоцы первого запоминающего блокапопключены через блок контроля значений параметров к вхопам блока формир:мвания режимов, через блок перецачицанных к вхопам второго запоминающегоблока и непосрецственно к вхоцвм ь блока опрецеления уточненных значений параметров, к цругому вхоцу которогопоцключен выхоц блока усрецнения механической скорости бурения, причемвхоп послепнего соецинен с оцним иэвыхоцов таймера, к вхоцам которогопопключены соответствующие выхоцыпульта бурильщика и блока формирования оптимальных уставок управляющихвозпействий, цва вхопа которого соецинены с вторым входом таймера и опнимиз выхоцов блока формирования режима, второй выхоц которого и выхопывторого запоминающего блока поцключенычерез блок коррекции параметров к цвумаругим вхопам блока формирования оптимальных уставок управлякнцих возпей 1055863ствий, при этом четыре его выхода пола рно подключены к с оотве гствующимвходам пульта бурильщика и цифроаналогового преобразователя, к двум входамкоторого подключены соответствующие 5выходы пульта бурильщика.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства цля управления буровым агрегатом; на фиг. 2 - схема блока формирования оптимальных уставок управ Оляющих воздействий; на фиг. 3 - схемаблока определения уточненных значенийпараметров процесса; на фиг. 4 - схемаблока определения уточненных значенийпараметров; на фиг, 5 - схема олока 15передачи цанньц на фиг, 6 - схема блока определения уточненньгх значений параметров; на фиг. 7 - схема пульта бурильцика; на фиг. 8 - схема блока формирования режимовф на фиг. 9 - схема 20блока цискретного усрецнения механической скорости бурения; на фиг. 10 -схема блока последовательного ввоцапа раме тров,25Устройство (фиг, 1) содержит объект 1управления, датчики 2 технологическогопроцесса, установленные на входе блока 3 дискретного усреднения механической скорости бурения, выхоц которого30связан с третьим входом блока 4 определения уточненных значений параметров, первый и второй вхоцы блока 4опрвцеления уточненных значений параметров подсоединены к первому и второму выходам блока 5 послецовательного З 5ввоца параметров, четвертый и пятыйвходы блока 4 соединяются с пятым ишестым выхоцами первого запоминающего устройства 6, первый и второй входкоторого подключены к первому и второму 40выходам блока 4 определения уточненныхзначений параметров, первый, второй,третий и четвертый выходы с первогозапоминающего устройства 6 подключены к соответствующим входам блока 7контроля значений параметров процесса,выходы блока 7 связаны с блоком 8формирования режимов, первый выхоц которого подведен к первому входу блока 9 передачи данных, второй и третий 50входы блока 9 соецинены с пятым ишестым выходами первого запоминающего устройства 6, первый и второй выходы блока 9 перецачи данных связанычерез первый и вгорой входы второго запоминающего устройства 10 его первым ивторым выходами с ь торе м и третьи.входами блока 11 коррекции параметров,первый вход которого подключен к второму выходу блока 8 формирования режимов,первый и второй выходы блока 11 поцключены к третьему и четвертому входамблока 12 формирования оптимальных уставок управляющих воздействий, третий ичетвертый входы которого связаны с пультом 13 бурильщика, первый и второй выходы блока 12 связаны через первый и второй входы цифроаналогового преобразователя 14 напряжения с локальными системами 15 регулирования, пятый выходблока 12 связан с первым вхоцом таймера 16, первый выхоц которого подключенк первому входу блока 3 цискретногоусреднения механической скорости бурения, второй выход блока 16 поцвеценк первому входу блока 12.второй входблока 16 соединен с сецьмым выходомпульта 13 бурильщика, трегий, четвертый, пятый и шестой выхоцы блока 13поцключены соответственно к первому,второму, третьему и четвертому входам блока 5 послецовательного ввоцапараметров, первым и вторым выходомпульт 13 бурильщика связан с третьими четвертым вхоцами цифроаналоговогопреобразователя 14,Третий ичетвертый входы блока 12формирования уставок (фиг, 2) связаныс выхоцом блока 11 коррекции параметров и являются вторым и третьим входами блока 17 электронных ключей,первый вход блока 17 связан с вторымвыходом блока 8 формирования режимов,первый и второй выходы блока 17 подсоединены к первому и третьему входамблока 18 определения вица отработки долота, первый выход которого связан сблоком 19 вычисления оптимальных уставок при отработке цолота по износуопоры, третий выхоц блока 18 подключен к блоку 20 вычисления оптимальныхуставок при отработке долота по износуего вооружения, второй вход блока 18связан с выхоцом таймера 16, а второйвыход блока 18 - с входом таймера 16,вьгхоцы блоков 19 и 20 поцсоединенык первому и второму входам элементаИЛИ 21, выход блока 21 связан с пультом 13 бурильщика и входом цифроаналогового преобразователя 14. Первые вхоцы элементов И, блоков 22 и 23 блока 7 контроля значений параметров (фиг. 3) связаны с первым и третьим выхоцами блока 6, вторые входы блоков 22 и 23 подключены к второму и четвертому выходам блока 6, выходы,блоков 22 и 23 подключены на первыйи второй входы элемента И 24, выхоп которого связан с вторым входомблока 8 формирования режимов, первыевходы блоков 22 и 23 соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ,блоком 25, выход которого подключен кпервому входу блока 8 формирования режимов.Второй выход блока 8 формированиярежимов подключен к первому входублока 26 электронных ключей блока 11коррекции параметров (фиг. 4), второйи третий входы блока 26 связаны с выходом блока запоминающих устройств 10,а первый и второй выходы блока электронных ключей подключены к первому ивторому входам блока-формирователя 27адаптивной модели, выходы которого связаны с третьим и четвертым входами 20блока 13 формирования оптимальныхустввок управляющих воздействий.Второй и третий входы блока 9 передачи данных (фиг. 5) подключены на второй и третий входы блока 28 электрон. нык ключей, разрешарший первыйвход блока 28 связан с блоком 8 формирования режимов, первый и второйвыходы блока 9 передачи данных подключены к первому и второму входам 30блока запоминающих устройств 10.Вторые входы блоков 29 и 30 блока 4определения уточненных значений пара. метров (фиг. 6) связаны с выходом блэка 5 последовательного ввода параметров, первые входы блоков 29 и 30 подключены к выходу блока 3 дискретногоусреднения механической скорости бурения, третьи выходы блоков 29 и 30связаны с пятым и шестым выходами 40блока запоминающих устройств 6, авыходы блоков 29 и 30 подключены соответственно к первому и второму входам блока 6,Первый и второй входы пульта 13 бурильщика (фиг. 7) связаны с третьими и четвертыми выходами блока 12 формирования оптимальных уставок управляющих воздействий, являются первыми входами блоков 31 и 32 электронных ключей и выведены к приборам 33 и 34 наблю;- дения, вторые входы блоков 31 и 32 электронных ключей подсоединены к выходам блоков 35 и 36 эацания управляющих воздействий, входы которых связаны 55 с третьим выходом переключателя 37 вида работы, второй выхоп блока 37 связан с входами блоков 38 и 39 цифрово 863го задания приближенных значений уточняемых параметров, выходы которых подключены к второму и четвертому входам блока 5 последовательного ввода параметров, в третий и пятый выходы блока 13 соединены с первым и третьимвходами блока 5, первый выход блокапереключателя 37 вида работы попключен через блок 40 задания дискретнойсмены уставок управляющихвоздействийк второму входу таймера 16.Первый и второй входы блока 41 элементов И блока 8 формирования режимов(фиг. 8) соединены с первым и вторымвыхопами блока 7 контроля значенийпараметров, первый вход блока 41 такжесвязан с вторым входом блока 12 формирования оптимальных уставок, второйвыход блока 8 подключен к первому входу блока коррекции параметров и первому входу блока 9 передачи панных,Второй и третий входы блока 42 блока 3 дискретного усреднения механической скорости бурения (фиг. 9) подключены к датчикам 2, первый вход блока42 подключен к первому выходу таймера 16, выход блока 3 дискретного усред-нения механической скорости. бурения подведен к третьему входу блока вычислителя коррекции параметров,Первые входы блоков 43 и 44 электронных ключей блока 5 последовательного ввода параметров (фиг, 10) подключены к четвертому и шестому выходам блока 13, вторые входы блоков 43 и 44связаны с третьим и пятым выходамипульта 13 бурильщика, выходы блоков43 и 44 подсоединены к первому и второму входам вычислителя 4 коррекциипараметров.Для нахождения значений уточныемыхпараметров используют однократное бурение с применением заданных значенийуставок управляющих воздействий нагрузки нв полото и скорости его вращения. Значения управляющих воздействийпля последующего бурения определяют ввице оптимальных значений пля принятогокритерия качества управления, по уточненным в последнем такте режима параметрам,Уточнение параметров может производится следующим образом.Для уточнения параметров моцельпредставляют в вицеЕпч:с, Е к Е Ьр-епр с,),гпе Ч - механическая скорость бурения;,уставок не ввоцятся, Оцновременно блоком 12 формируются цискретно переменные управляющие возцействия нагрузки на цолото и скорость его вращения с постоянными уставками управляющих воз цействий в такте и сменой их значений в кажцом такте режима. Управляюшие возцействия через блок 14 поступают в локальные системы 15 регулирования и ЬЪвоцятся на пульт 13 бурильщика.В блоке 12 формируется сигнал зацания на смену уставок управляющих возцействий, который поцается на таймер 16. Блок 16 выцает сигнал разрешения на перецачу усредненного значения механической скорости бурения, полученного за интервал времени бурения с зацанными постоянными значениями управляющих воэцействий, который поступает в блок опрецеления уточненных значений пара метров. Уточненные значения параметров поступают в запоминающее устройство 6 и цалее в блок 7 контроля эначений параметров процесса, а загем дблок 8 формирования режимов,И блоке 7 контроля значений параметров процесса осуществляется сравнениезначений уточненных параметров текущегои прецшествуюдего тактов режима бурения и формируется сигнал на зацаниережима работы устройства.Уточненные значения параметров, .полученные в послецнем такте режима,запоминаются на запоминающем устройстве 10, из которого они поступают впервом режиме в блок 11 коррекциипараметров.Устройство позволяет увеличитьпроизвоцительность буровой установкиэа счет увеличения механической скорости бурения, уменыдения цлительностиработы с использованием неоптимальныхрежимов, а также позволит увеличитьцлительность работы инструмента назабое, что цает значительный экономический эффект.
СмотретьЗаявка
2652601, 06.09.1978
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5973
ЖИЛИКОВ ВАЛЕНТИН ВАСИЛЬЕВИЧ, МОЦОХЕЙН БОРИС ИОСИФОВИЧ, ПАРФЕНОВ БОРИС МИХАЙЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: E21B 45/00
Опубликовано: 23.11.1983
Код ссылки
<a href="https://patents.su/12-1055863-sposob-upravleniya-burovym-agregatom-i-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ управления буровым агрегатом и устройство для его осуществления</a>
Предыдущий патент: Система автоматического и дистанционного управления бурильным агрегатом
Следующий патент: Устройство для контроля частоты вращения вала турбобура
Случайный патент: Способ изготовления керамики