Устройство для управления процессом бурения

Союз Советских Социалистических еспублии АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)М. Кл, Е 21 В 45/00 с присоелинением заявкиеударстесниый комитет СССР(23) Приоритет по делам изобретеии и открытий2) Авторы изобретенн Буткин Буковский и Научно-исследовательский и проектно-кон трукторскийинститут по добыче полезных ископаемых открИтцм"юоаЯомМинистерства угольной промышленности СССР 7) Заявите 5 Ц УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕНИ тносится к оптимальпроцессом вращательажин шарошечными, ре рованными буровыми оматизации буровых5 ественно на открытых ах,Изобретение ному управлению ного бурения ск жущими и комбин долотами при ав станков, преиму горных разработ Известны устройства для оптимального управления процессом вращатель ного бурения, основанные на регулировании параметров в зависимости от переменных условий проходки скваж 1.1 3.Наиболее близко к изобретению устройство для управления процессом бурения, содержащее датчик скорости бурения, датчик скорости вращения долота, датчик осевой нагрузки, регуляторы осевой нагрузки и скорости вращения долота и блок произведений текущих значений скорости вращенияна осевую нагрузку 12. едостатком этого устройства яв ляется то, что оно не обеспечиваевыбора оптимальных параметров применении условий бурения. Цель изобретения - обеспечение выбора оптимальных параметров при изменении условий бурения.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком вычисления текущего и заданного значений углубления долота за один оборот вращения и блоком заданного значения произведения скорости вращения на осевую нагрузку, причем выходы блоков вычисления текущего и заданного значений углубления долота подключены через первый элемент сравнения к"регулятору скорости вращения, а выходы блоков заданного и текущего значения произведения нагрузки на число оборотов подключены через второй элемент сравнения к регулятору осевой нагрузки,)97380На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит датчик 1 скорости бурения, датчик 2 скоростивращения, датчик 3 осевой нагрузки, регулятор 4 осевой нагрузки и регулятор 5 скорости вращения долота, блок б произведения текущих значений скорости вращения на осевуюнагрузку.Устройство снабжено блоком 7 вычисления текущего и заданного значений углубления долота за один оборот и блоком 8 заданного значения произведения скорости вращения на осевую нагрузку.Выходы блоков вычисления текущего и заданного значений углубления долота подключены через первый элемент сравнения 9 к регулятору 5 скорости вращения, а выходы блоков заданного и текущего значений произведения нагрузки на число оборотов подключены через второй элемент 10 сравнения к регулятору осевой нагрузки,На чертеже также показан буровой станок 11 и приняты следующие обозначения:ЯХо- отношение показателя 30 бурения к углублению долота за один оборот вращения; 1( - коэФФициент вычисления; и - скорость вращения долота; Р - осевая нагрузка; У -скорость бурения.При работе бурового станка 11 дей - ствительные значения скорости бурения Ч, скорости вращения и и осевой нагрузки Р подаются на вход блока 8 вычисления, куда вводятся такке вспомогательные величины, необходимые для вычисления оптимальньх значений углубления 2 и показателя бурения Г,. Одновременно производится вычисление текущих значений величин45 2 и Р, наблюдающихся при бурении в данный момент времени. Полученные величины сравниваются, соответственно в элементах 9 и 10 сравнения с оптимальными их значениями. Разница ЬК и Ь 2 подается, соответственно,50 на входи регуляторов 4 нагрузки и скорости вращения 6, на выходе которых вырабатываются сигналы ЧР и Ч, слу" жащие для регулирования параметров режима Р и и. Вычислительйым устройством непрерывно вычисляются также сигналы ограничения п,п и Р 1, которые поступают на регуляторы 4 и 5,9После автоматической регулировки параметров Р и и буровой станок работает без изменения режима до тех пор, пока не изменяются свойства породы. При изменении свойств породы изменяется значение параметра 2, что приводит к появлению разницы на выходе элемента 9 сравнения, Регулятор 5 скорости вращения производит регули-. рование параметра и, что ведет к изменению соотношения Рп и регулированию осевой нагрузки Р, Процесс регулирования заканчивается, когда ь 2 и Ь К становятся равными нулю, При нейрерывном изменении свойств породы устройство работает в непрерывном режиме регулирования скорости вращения п и осевой нагрузки Р.Формула изобретенияУстройство для управления процессом бурения, содержащее датчик скорости бурения, датчик скорости вращениядолота, датчик осевой нагрузки, регуляторы осевой нагрузки и скоростивращенйя долота и блок произведенийтекущих значений скорости вращения наосевую нагрузку, о т л и, ч а ю щ ее с я тем, что, с целью обеспечения выбора оптимальных параметровпри изменении условий бурения, оноснабжено блоком вычисления текущегои заданного значений углубления долота за один оборот и блоком заданного значения произведения скоростивращения на осевую нагрузку, причемвыходы блоков вычисления текущегои заданного значений углубления долота подключены через первый элемент сравнения к регулятору скорости вращения, а выходы блоков за"данного и текущего значений произведения нагрузки на число оборотовподключены через второй элемент срав.нения к регулятору осевой нагрузки.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Ушаков В. Б. и др. Автоматическое управление режимами буренияна шарошечных буровых станках. Трудыинститута Гипроникель, вып. 43, Л19 б 9,2, Цыганков В. Р, Адаптивная система управления процессом бурения скомбинированным управлением. Известия ВУЗов, серия "Приборостроение",1971, У 1 4, с 5 (прототип) .973809Составитель Н, Туленинов Редактор Н.швыдкая Техред А, Ач Корректор С.Шекмар Заказ 8644/39 Тираж 623 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4