Устройство управления процессом бурения

О П И С А Н И Е онво 7 ооаИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистимесних Республикрисоединением зая Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений м открытий.78 Бюллетеиь 1 8. 8) Дата опубликован сания 05, 05, 7(72) Авторы изобретени чно-исследовательский и проектно-конст титут по добыче полезных ископаемых оспособом (НИИОГР) 71) Заявит ытым 4) УСТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕНИ ния является повышение то йства управления процессо Известно вычислительное устройство дляуправления процессом бурения более универсальным по сравнению с аналоговым благодаря . наличию памяти, универсальности вводаи вывода данных и способности к программированию 1.Недостатком указанного устройства является его сложность и поэтому нецелесообразноего применение на станках геологоразведочного бурения.Известны также экстремальные автоматыподачи долота, основанные на использованииэкстремальной зависимости скорости буренияот осевой нагрузки на породоразрушающий.инструмент, включающие импульсный орган подачи, датчик усилий на крюке, пороговый элемент, командный генератор, экстремальный регулятор и схему совпадения 2,Недостатком известных устройств является использование датчиков механической скорости бурения, расположенных на поверхности и измеряющих скорость движения верхнего конца бурового вала, а не скорость бурения,Для измерения скорости бурения в данномслучае требуется установившийся режим работы либо вычислительная машина и ряд датчиков.25 Целью изобретеч ности работы устробурения.Эта цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено датчиком частоты срабатывания органа подачи, выход которого подключен к информационному входу экстремального регулятора, а вход через схему совпадения соединен соответственно с выходами командного генератора и порогового элемента.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит схему 1 совпадения, импульсный орган 2 подачи бурового снаряда, объект 3 управления, датчик 4 усилий на крюке, пороговый элемент 5, командный генератор б, датчик 7 частоты срабатывания органа подачи и экстремальный регулятор 8.Устройство работает следующим образом.Устанавливают определенное значение напряжения на выходе экстремального регулятора 8, примерно соответствующее оптимальному осевому усилию на инструмент. Далее включают импульсную систему стабилизации осевой нагрузки, состоящую из узлов 1 - б. Импульсный орган подачи бурового снаряда предРедактор Г. МозжечковаЗаказ 2560/25 11 НИИ 1 И Государственноо комитета Совеч а Миниеч 1 ь,н ССС по делаги изобретений и окрытии 3035, Москва, Ж, Раугнская нао., д. 45 Филиал П 11 П Г 1 атент, г Ужгород, 1 л. Г 1 рос ктная, Чставляет собой комплекс из подпружиненного пневмо- или гидроцилиндра, гидрозолотника с электромагнитом и тормозного устройства. Обьект управления состоит из буровой лебедки с канатом, полиспастного механизма, буровой колонны, породоразруцающего инструмента и забоя. Командный генератор выдает периодически импульсы длительностью Т, на первый вход схемы совпадения, а также производит периодически запуск экстремального регулятора 8.Система стабилизации выводит буровой агрегат на заданное значение осевой нагрузки, В этом случае на вход органа 2 подачи следуют импульсы от схемы совпадения 1 до тех пор, пока текущее напряжение 11 е с выхода датчика 4 не станет меньше величины 11, . В случае бурения однородной породы устанавливается автоколебательный режим с определенной частотой срабатывания импульсного органа подачи бурового снаряда, Причем частота 1 срабатывания органа подачи 2 и соответственно электрического сигнала на выходе датчика 7 практически пропорциональна скорости бурения где Ъ - скорость бурения;а - крутизна характеристики датчика усилия;, - коэффициент, характеризуюший упругие свойства колонны;Н - длина колонны;13, - напряжение срабатывания пороговогоэлемента 5.Экстремальный регулятор 8 по сигналам от командного генератора 6 производит периодически сравнение частоты 1; с частотой 1+1, которые отличаются друг от друга из-за изменения напряжения задания на выходе регулятора 8 на величину ступени Л .-, . После сравнения частот экстремальный регулятор изменяет напряжение задания в направлени экстремума характеристики скорость бурения - осевая нагрузка.Устройство угравления может работать и с неэкстремальной характеристикой скорости бурения от осевой нагрузки, если в экстремальном регуляторе заложить алгоритм формирования фиктивного экстремума. При незначительных изменениях устройство может работать и с системой управления скоростью вращения бурового инструмента.Применение указанного устройства повышает производительность геологоразведочного бурового станка и облегчает условия труда обслуживаю 1 цего персонала. Устройство управления процессом бурения,содержащее импульсный орган подачи, датчик усилий на крюке, пороговый элемент, командный генератор, экстремальный регулятор и схему совпадения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено 25 датчиком частоты срабатывания органа подачи, выход которого подключен,. информационному входу экстремального регулятора, а вход через схему совпадения соединен соответственно с выходами командного генератора и порогового элемента.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Совершенствование технологии и оптимизации режимов бурения - серия Бурение, ВНИИОЭНГ, М., 1970, с. 172.зБ 2. Вольгемут Э. А. и др. Устройство подачидолота для бурения нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 19 б 9, с. 147. Составитель Н. ЧижиковаТехред О. Луговая Корректор Л. Мельниченко Тираж 734 Подписное