Устройство для определения степени трещиноватости буримых пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 1682 СПУБЛИК. ся раве задаетс нально ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВ(71) Ивано-Франковский институт нефти игаза(56) Авторское свидетельство СССРМ 1469132, кл. Е 21 С 39/00, 1986,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСТЕПЕНИ ТРЕЩИНОВАТОСТИ КУРИМЫХПОРОД(57) Изобретение относится к вращательному бурению. Цель - повышение достоверности определения степени трещиноватостипри изменении режима бурения. Устройство содержит трансформатор 1 тока, преобразователь 2, усилитель 3, выпрямитель 4,элемент 5 усреднения, интеграторы 6, 10,запоминающие элементы 7, 11, сумматоры814, опорный элемент 9, элемент 12 автоматической регулировки усиления, повторитель 13, компаратор 15, ключ 16, регистратор 17. Сигнал, пропорциональный току нагрузки, выпрямляется и усредняется элементом 5. Сумматор 14 сравнивает напряжение 01, пропорциональное действующему. току нагрузки, и напряжение 02, пропорциональное усредненному току, При наличии трещины 01 кратковременно понижается,.02 остается постоянным, Если разность 01 - 02 превышает.уставку, компаратор 15 открывает ключ 16. Происходит регистрация импульса. Элементы 9-12 предназначены для поддержания постоянной чувствительности устройства при изменении режима бурения, Элементом 1 регулируется коэффициент усиления усили теля 3. При изменении 01 восстанавливаетяство 01= 00 п, Опорное напряжени я элементом 9 и соответствует номи му режиму бурения. 1 ил.Изобретение относитск технике и технологии вращательнв О бурения.Целью изобретения является повышени 8 достОв 8 рности спределения степени трещиноватости буримых пород при изменении технологического режима бурения.На чертеже представлена структурная схема устройства для определения степени трещиноватости буримых пород.Устройство содеркит трансформатор 1 тока, соединенный с преобразователем 2 тока, выход которого через усилитель 3 с переменным коэффициентом усилзния подсоединен к входу двухполупериодного выпрямителя 4, выход которого соединен с входом элемента 5 усреднения, первый выход которого подключен к первому входу первого интегратора 6, выход которого соединен с входом запоминающего элемента 7, первый выход которого подключен к второму входу первого интегратора 6. Третий выход элемента 5 усреднения присоединен к первому входу второгс сумматора 8, второй вход которого подключен к выходуопорного элемента 9, а выход - к первому входу второго интегратора 10, выход которого соединен с входом вторсго запоминающего элемента 11, первый выход которого подключен к второму входу второго интегратора 10, а второй выход.- к входу элемента 12 автоматической регулировки усилителя (АРУ), выход которого присоединен к первому входу усилителя 3. Второй выход элемента 5 усреднения через повторитель 13 напрякения соединен с первым входом первоо сумматора 14, второй вход которого подключен к второму эь 1 ходу первого запоминающего элемента 7, а выход соединен через компаратор 15 и клоч 16 с регислратором 17,Устройство работает следующим образом,Гармонический си.нал, пропорциональный току в цепи питания приводного электродвигателя не показан) бурового станка при номинальной нагрузка на валу, снимается с выхода преооразователя 2 тока, передается с коэффициентом усиления К = 1 через усилитель 3, выпрямляется двухпсаупериодным выпрямител 8 м 4 и поступает на элемент 5 усреднения с временем усрелне- ниЯ дь на выхоДа к:тоРОго ДействУет напряж 8 ние 01, пропорциональн 08 действующему значению тока во вторичной обмотке трансформатора 1 тока, Напряжение 01 с выхода элемента 5 усреднения подается на первый интегратор 6 с запоминающей обратной связью на первом запоминающем элементе 7, а через псгвто 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ритель 13 нь яжения - на первый вход первого сумматора 14.На второй вход первого сумматора 14 подается напряжение с выхода первого запоминающего элемента 7, пропорциональное значению тока нагрузки, усредненному на заданном интервале времени 11АПервый сумматор 14 сравнивает напряжение 01, пропорциональное действующему значению тока 1 нагрузки электродвигателя, и напряжение 02, пропорциональное току 1 ср, усредненному на инт"рвале времени Л 11.Напракение 01 с третьего выхода элемента 5 усреднения подается также на первый вход второго сумматора 8. На второй :. Од второго сумматора 8 с выхода опорного элемента 9 подается напряжение Ооп.Второй сумматор 8 сравнивает напряжение 01 и напряжение Ооп. Напряжение рассогласования Оз = 01 - Ооп поступает на первый вход второго интегратора 10 с запоминающей обратной связью на втором запоминающем элементе 11, С второго выхода запоминающего элемента 11 напряжение 03, усредненное на интервале времени Ь 2и 1 с целью устранения самовозбуждения цепей АРУ), подается на элемент 12 АРУ усилителя 3.Автоматическая регулировка усиления усилителя 3 осуьцествляется следующим образом.При неизменной номинальной нагрузке на бурильном валу напряжение 01 неизменно и равно опорному 01= Оо,. При изменении нагрузки в течение времени более Лс 2, выходное напряжение Оз второго запоминающего элемента 11 также изменяется.При увеличении нагрузки на бурильном валу и, соответственно, увеличении напряжения 01 с выхода элемента 5 усреднения положительное напряжение рассогласования Оз с выхода второго запоминающего элемента 11 подается на элемент 12 АРУ, При этом происходит уменьшение коэффициента усиления усилителя 3 и снижение НапРЯжЕНИЯ 01 ДО ЗНаЧЕНИЯ, РаВНОГО Ооп,Снижение нагрузки на бурильном валу приводит к снижению напряжения 01. Если время снижения напряжения 01 больше Л 12, то этО приводит к появлению Отрица" тельного напряжения Оз рассогласования и, следовательно, к увеличению коэффициента усиления усилителя 3 и повышению напряжения 01 до восстановления равенства 01= =Ооп.Таким образом, регулируя коэффициент усиления усилителя Здостигается равенст1682558 Составитель А,РыбаковТехред М,Моргентал Корректор М,Максимишинец Редактор Н.Гунько Заказ 3391 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул агарина, 101 во 01- Оол в пределах времени усредненияй 2, постоянство чувствительностиустройства при изменении входного информативного сигнала от изменения технологичностирежима бурения и, соответственно, повышение достоверности определения показателей степени трещиноватости буримойпороды,При прохождении буровой коронкойтрещины действующее значение тока 1 10кратковременно уменьшается, при этом напряжение О также понижается с постоянной времени 4 элемента 5 усреднения.Напряжение 02 при этом остается практически постоянным. С выхода первого сумматора 14 напряжение, пропорциональноеразности входных напряжений О = Ог -01,подается на компаратор 15, где сравнивается с пороговым значением, и при превышении последнего открывает ключ 16, который 20замыкает измерительную цепь регистратора 17. В результате происходит отсчет ирегистрация импульса, соответствующегопрохождению буровой коронкой трещины.Формула изобретения 25Устройство для определения степенитрещиноватости буримых пород, содержащее трансформатор тока, подключенный квходу преобразователя тока, двухполупери- .одный выпрямитель, элемент усреднения, 30первый запоминающий элемент, первыйинтегратор, повторитель. напряжения, первый сумматор, ком паратор, кл юч и регистратор, причем выход двухполупериодноговыпрямителя подключен к входу элемента 35 усреднения, первый выход котороо соединен через повторитель напряжения с первым входом первого сумматора, второй выход подключен к первому входу первого интегратора, выход которого соединен с входом первого запоминающего элемента, первый выход которого подключен к второму входу первого интегратора, второй выход соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого через последовггельно соединенные компаратор и ключ подключен к регистра гору, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности определения степени трещиноватости при изменении режима бурения, оно снабжено вторым сумматором, опорным элементом, вторым интегратором, вторым запоминающим элементом, элементом автоматической регулировки усиления и усилителем с переменным коэффициентом усиления, причем третий выход элемента усреднения соединен с первым входам второго сумматора, второй вход которого под. ключен к опорному элементу. выход соединен с первым входом второго интегратора, выход которого подключен к входу вто рого запоминающего элемента, первый выход которого соединен с вторым входом второго интегратора, второй выход подключен чсрез элемент автоматической регулировки усиления к первому входу усилителя с переменным коэффициентом усиления, второй вход которого соединен с выходом преобразователя тока, выход подключен к входу двухполупериодного выпрямителя.