Устройство для определения крепости. горных пород

по делан изобретений и птерытий(53) УДК б 22,23, .082 (088,8) Дата опубликования описания 30,04, 8 1) Заявител юзный научно-исследователь етодики и техники разведки 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕПОС . ГОРНЫХ ПОРОД е ия,1 О и частоты в авлена функцийства для опре орных пород,тройство содержиращения, датчикблок 3 определеления, блок 4 опдатчик 5 мехаическои скорости бурения Изобретение относится к информационно-измерительным устройствам, предназначенным для оптимизации управления процессом бурения, и может быть применено в буровых станках,Известно устройство для определения крепости горных пород при работе с импрегнированным алмазным породоразрушающим инструментом, содержаще датчики механической скорости бурен осевои нагрузки раще- ния 1.Однако метод определения категории породы весьма трудоемкий, он основан на измерении объема разрушенной породы при норьырованных ударных воздействиях на мерную пробу породы.Цель изобретения - повьппение точностй определения крепости и частоты вращения в процессе бурения.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик осевой нагрузки, датчик частоты вра щения, датчик механической скорости бурения, дополнительно введены блокопределения мощности управлениябуримости характеризующий приток мощности со сторонь 1 управления, и блокопределения буримости горной породы,характеризующий сопротивление горнойпороды разрушению величиной обратнойудельной работе ее разрушения.Причемвходы блока определения мощностиуправления подключены к датчикамосевой нагрузки и частоты вращения, авход блока определения бурима ти подключен к датчику механической скорости бурения. На чертеже предс нальная схема устр еления крепости г Предлагаемое ус атчик 1 частоты в осевой нагрузки,ия мощности управ еления буримости,20 Источники информации55принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРи У 470592, кл, Е 21 В 45/00, 1968,3 82587Датчик 1 частоты вращения коронки подключен к одному из входовблока 3 определения мощности управления, ко второму входу блока 3 подключен выход датчика 2 осевой на 5грузки на коронку, а выходы блока3 и датчика 5 механической скоростибурения подключены к раздельнымвходам блока 4 определения буримости,Для бурения импрегнированной ко,ронкой справедливо уравнениеР1)лак К с;где Ч,е - механическая .скоростьбурения;15Е - осевая нагрузка;и - частота вращения коронки;5 - площадь торца коронки,(площадь забоя);К - коэффициентхарактеризующий для. определенноготипа инструментафизикомеханические свойства буримой породы, ее буримость.бМЕХ К25к = = (г)б Р.п А,Выражение (2) показывает, чтокоэффициент КВ является величиной,.обратной величине удельной работыразрушения (А д ),30Согласно (1) и (2) любое изменение любого из управляющих параметров вызывает пропорциональноеизменение механической скоростибурения и, следовательно, коэффи 35циент КВ, характеризующий буримость,остается неизменным.В случае, когда Г=сопзй и п=сопзС,в породах с различными физико-химическими свойствами различная меха 40ническая скорость и, следовательно, различная буримость К.Предлагаемое устройство для.определения крепости горных пород работа-.45ет следующим образом.Сигналы с датчика 1 частоты и вращения и датчика 2 осевой нагрузки Г. на коронку поступают в блок 3 определения мощности (Р 0 )управления,где осуществляется операция умноже 50Ння еС выхода блока 3 сигнал, пропорциональный произведению (Гзп), поступает на один извходов блока 4определения буримости, на второйвход которого одновременно поступаетсигнал с выхода датчика 5 механическо" 8 4скорости Чебурения, а на третий вход вводится постоянный сигнал, пропорциональный площади 5 торца импрегнированной алмазной коронки.В блоке 4 вырабатывается сигнал, пропорциональный буримости Ко горной породы, путем деления сигнала датчика 5 механической скорости на сигнал с блока 3 мощности управления. Этот сигнал в процессе бурения импрегнированной алмазной коронкой не реагирует на изменения управляющих параметров, отражая однозначно только буримость горных пород, Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает оперативность измерения крепости горной породы в процессе бурения. и полноту ее характеристики.Предварительный расчет показывает что контроль основных параметров процесса бурения осевой нагрузки, частоты вращения, буримость горной породы ) позволяет получить экономию на истирающих материалах в денежном выражении 0 з 15+Оз 33) ре/м в зависимости от буримости горной породы.Снижение расхода алмазов составляет 12,2-6,2 Е, что обеспечивает увеличение объема бурения на 9,6 Х тем же количеством алмазных коронок,Формула изобретения Устройство для определения крепости горных пород при работе с импрегнированным алмазным породораэрушающим инструментом, содержащее датчики механической скорости бурения, осевой нагрузки и частоты вращения, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точчости определения крепости в процессе бурения, оно снабжено блоком определения мощности управления буримости, причем входы блока определения мощности управления подключены к датчикам осевой нагрузки и частоты вращения, а второй вход блока определения буримости подключен к датчику механической скорости буре- НН я825878 Составитель И, Карбачинскаятор В. Матюхина Техред А.Савка Корректор .С, Шекмар Тираж 62 писное 30 Патент", г. Ужгород, ул. Проек 4 Заказ 2326ВНИИПИ осударственн делам иэобр Москва, Жо комитета СССРений и открытийРаушская наб.,