Система автоматического управления процессом механического колонкового бурения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУением заявкиГосударственныи комите Совета Министров СССР по аелам изобретенийи открмтнЙ Опубликова ллетень5,05,75,(53) УДК 622.24.08(71) Заявител чно-исследовательскии и пр по добыче полезных искообоих функциональных преобразователей подключены к регулируемому приводу.На чертеже показано предлагаемое устройство.К выходу объекта регулирования (буровой станок - бурильная колонна - породоразрушающий инструмент - забой) 1 подключен датчик скорости бурения 2, который соединен со входами экстремального регулятора (оптимизатора) 3, функциональпого преобразователя 4 для твердосплавного породоразрушающего инструмента, определителя приращения скорости бурения (формирователя искусственного экстремума) 5, соединенного, в свою очередь, со входом функционального преобразователя 6 для алмазного породоразрушающего инструмента. Выходы функциональных преобразователей 4 и 6 соединены с регулируемым приводом 7, воздействующим на объект регулирования 1. Выход экстремального регулятора 3 через исполнительную схему 8 и блок 9 регулирования осевой нагрузки соединен также со входом объекта регулирования 1.После включения системы исполнительная схема 8 экстремального регулятора 3 увеличивает осевую нагрузку Р. Это, в свою очередь, вызывает рост скорости бурения. Сигнал Г скорости бурения подается на вход функционального преобразователя 4. стройствам автоцессом бурения, нического колон(54) СИСТЕМА А ВТО МАТ И ЧРОЦЕССОМ МЕХАНИЧЕСКОГО Изобретение относится к уматического управления пров частности процессом мехакового бурения.Известны системы автоматического управления процессом бурения, содержащие датчик скорости бурения, блок регулирования осевой нагрузки и экстремальный регулятор, предназначенные для поиска и поддержания максимума скорости при турбинном бурении. 10 Однако они не обеспечивают оптимальность процесса бурения, так как экстремальная зависимость скорости бурения от осевой нагрузки является следствием мягкости характеристики турбобура.15Для обеспечения регулирования параметров режима бурения в функции от физико- механических свойств буримых пород в предлагаемом устройстве выход блока регулирования осевой нагрузки подключен к функцио нальным преобразователям для алмазного и твердосплавного породоразрушающего инструмента, а датчик скорости бурения соединен со вторым входом функционального преобразователя для твердосплавного породоразрушающего инструмента непосредственно и через формирователь искусственного экстремума - со вторым входом функционального преобразователя для алмазного породоразрушающего инструмента, причем выходы 30 ктно-конструкторскии инстимых открытым способом КОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ470592 Составитель А. НазаретовТскрс,Г 3. Тарансико дактор Л. Тюрина 5,орректорь А. Николаев и Л, Корого Изд. Уе 1481сударствсп)ого к по делам изобр )Госки 1, )1(-35, Р Тираж 648мптс а Совета Ми петров Стенин и открытий) и;скан аб., д, 45 каз 226 писное ИИИПИ Ти Г 011) Гп и 51, яр, С а.1 у нов а,Функцио)зальный преобразователь 4 построен на основе оптимального сочетания параметров режима бурения, т, е. согласно зависимости вида Р;У;=сопй, при которой обеспечивается наибольшая скорость бурения Кмакс. ПРИ НаИМЕНЬШЕй ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗПОСа коронки.Поскольку скорость вращения Гт бурового инструмента пропорциональна управляющему воздействию с), то она регулируется обратно пропорционально осевой нагрузке. Дальнейшее увеличение Р не приводит к существенному росту скорости бурения, и в связи с этим смещение гиперболы прекращается, Скорость вращения при этом не растет, поскольку последняя увеличивается с ростом скорости бурения, Как видно, начиная с некоторого значения Р, в результате применения функционального преобразователя 4 с гиперболической характеристикой падает скорость вращения, что приводит в конечном итоге к интенсивному падению скорости бурения, Экстремальный регулятор выдает команду в своей исполнительной схеме (ИС) на реверс. ИС после этого начинает уменьшать значение Р.Таким образом, для одной категории породы, исходя из условия оптимальности процесса бурения, найдено максимальное значение скорости бурения.При бурении алмазными коронками ключ К ставится в положение 1 и с помощью формирователя экстремума 5 и Г 1)ункциональноГо преобразователя 6 определяется момент реверса, и экстремальный регулятор 3, как и в случае бурения твердосплавным породоразру шаОщим инстру е том, осуществляет по ки поддержание максимума скорости бурения при оптимальном сочетании параметроь режима бурения Р и и. 10 Предмет изобретенияСистема автоматического управления процессом механического колонкового бурения, содержащая датчик скорости бурения, блок регулирования осевой нагрузки и экстремальный регулятор, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения регулирования параметров режима бурения в функции от физико- механических свойств буримых пород, выход блока регулирования осевой нагрузки подключен к функциональным преобразователям для алмазного и твердосплавного породоразрушающего инструмента, а датчик скорости бурения соединен со вторым входом функционального преобразователя для твердосплавного породоразрушающего инструмента непосредственно и через формирователь искусственного экстремума - со вторым входом функционального преобразователя для алмаз.ного породоразрушающего инструмента, при чем выходы обоих функциональных преобразователей подключены к регулируемому приводу.