Устройство для автоматического регулирования процесса бурения с магнитострикционным вибратором

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 050178 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. Е 21 В 19/08 Гоовдоротвонный иовнтотОоввтв Миннотроо ВОСРно доном нвойрвтвннйи отирытнй(72) Авторы Ю.М,Быков, В.К,Григорьев, Л.Д.Дьяков, А.Е.Загорский, изобретения 10 м Котляревский, В.и.Радин и Я.и.шнапир Государственный проектно-конструкторскийи экспериментальный институт по обогатительномуоборудованию(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ С МАГНИТОСТРИКЦИОННЬ)М ВИБРАТОРОМ Изобретение относится к бурениюскважин вибрационными устройствами .Известны устройства для автоматического регулирования процесса бурения с магнитострикционным вибратором,содержащие блок для поддержания резонансной частоты питания магнитострикционного вибратора, регулятор осевогодавления и исполнительный элементЯ.10Однако конструкция таких устройствне позволяет оптимизировать режимработы вибратора.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является 15устройство для автоматического регулирования процесса бурения с магнитострикционным вибратором, включающеедвигатель вращателя с обмоткой возбуждения, асинхронный двигатель с генератором, подающее устройство, преобразователь частоты, датчики давления и резонансного режима, регуляторчастоты и выпрямитель 2,Однако известное устройство обладает следующими недостатками,отсутствуют воэможности автоматического выбора в процессе бурения оптимальных соотношений между скоростьнвращения бура и величиной амплитуды Ъ 3 колебаний, что не позволяет получить максимально возможную проходку при допустимом уровне вибраций;имеются две независимые системы электропитания (помимо систем движения, привода компрессора и т.п.), два силовых полупроводниковых агре-. гата и два регулятора напряжения,Цель изобретения - повышение эффективности процесса бурения за счет обеспечения максимальной проходки.Поставленная цельдостигается 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 магнитострикционный электровибробур 2, асинхронный двигатель 3, к валу которого подсоединен генератор 4. Генератор ч- 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 регулированиц 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 изобретенияУстройство для автоматическогорегулирования процесса бурения с магнитострикционным вибратором, содержащее двигатель вращателяс обмоткойвозбуждения, асинхронный двигательс генератором, подающее устройство,20 преобразователь частоты, датчики давления и резонансного режима, регулятор;частотыи выпрямитель, о тл и ча ю щеес я тем, что, с цельюповышения эффективности процесса бурения за счет обеспечения максимальной проходки, оно снабжено блокомрегулирования напряжения генератора,датчиками скорости и вибраций, задатчиком отклонения частоты от рейд бзонансной и оптимизатором процес ассаурения, подключенным своим входомк датчику скорости, а выходом - к .блоку регулирования напряжения генератора и эадатчику отклонения частоты от резонансной, вход которого соединен с регулятором частоты, причемвыход датчика вибраций подключен ковторому входу блока регулирования напряжения генератора,4 ОИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. ПатентСША 9 2858108,кл.175-561958. 2. Авторское свидетельство СССРР 425521, кл . Е 21 в 19/08, 1970,5 В 7235 Составитель Р.ГладунРедакто С,Титова Техоед й Богдан филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,каэ 103/25 Тираж 773ЦНИИПИ Государственного комипо делам изобре113035 Москва ЖПодписноетета Совета Министров СССений и открытийРа ская наб. д. 4 5