Система управления буровым станком

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик Ъ, ьэ Фу ф(22) Заявлено 240680 . (21) 2944049/22-03 1 М Кп 3 Е 21 В 44/00Е 21 С 5/00 сприсоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР по делам иэобретеннй и открытий(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БУРОВЫМ СТАНКОМ Изобретение относится к системам управления горными машинами, а именно к буровым станкам.Известна система управления, содержащая распределители включения очистки скважины, вращателя, прямой подачи и реверса бура, кнопки Пуск , фСтоп и Реверс, датчики переднего и заднего положения перфоратора (вращателя), ячейки памяти, блок переключения режимов работы, линии питания и связи с разделительными клапанами 11. Однако система сложна, содержит 15 большое количество элементов, что снижает надежность работы и усложняет ее обслуживание, а также не позволяет производить автоматическое наращивание бурового става. 20 Наиболее близким к изобретению является система автоматического уп- . равления бурильной установкой, содержащая блок управления с ячейкой Память пуска, соединенные с блоком управления, распределители включения очистки шпура, вращения и подачи бурового инструмента, а также датчики контроля конечных положений бурового инструмента 21Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает автоматического наращивания бурового става, в результате чего сужается область его применения.Цель изобретения - расширение области применения за счет автоматического пРоцесса наращивания бурового става.Поставленная цель достигается тем, что в систему управления буровым станком, содержащую блок управления с кнопками Пуск и фСтопф и триггером с раздельными входами для запоминания пусковой операции и соединенные с блоком управления, распререлители включения исполнительных механизмов подачи и вращения бурового инструмента, очистки скважины, а также датчики контроля конечных положений механизма подачи бурового инструмента введены дополнительные триггеры с раздельными входами, элементы ИЛИ и И, датчики контроля конечных полспкеикй механизма питателя, датчик контроля наличия буровых штаиг в питателе, датчик контроля соединения буровой тптанги со ставом, распределители включения механизма питателя, управляющие входы которыхсоединены с выходами соответствующих триггеров с раздельными входами, выключающие входы последних соединены с выходами соответствующих датчиков контроля конечных положений механизма питателя и с входами элементов ИЛИ и И, причем второй вход элемента И соединен с блоком управления а выход - с управляющим входом распределителя включения исполнительного механизма очистки скважины и с вто- О рым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами распределителей включения исполнительных механизмов подачи и вращения бурового инструмента, а включающие входы триггеров с раздельными входами соединены с выходами датчика контроля заднего конечного положения механизма подачи буровогб инструмента и датчика контроля соединения буровой. штанги со ставом, а питающий вход триггера с раздельными входами запоминания пусковой операции в блоке управления соединен с выходом датчика контроля наличия буровых штанг в питателе.На чертеже представлена схема одного из вариантов предлагаемой системы управления.Система управления буровым станком реализованная например, на пневмо 30 элементах, содержит блок 1 управления с кнопкамиПускиСтопи триггер 2 с раздельными входами, служащий для запоминания пусковой операции, распределители: подачи бурового 35 инструмента назад 3, вперед 4, вращения бурового инструмента влево 5, вправо 6, закрытия 7 и открытия 8 привода подхвата, служащего для фиксации бурового става в скважине при 40 проведении операции по наращиванию . бурового .става, включения механизма питателя вперед 9 и назад 10, служащего для подачи буровых штанг на ось бурения, распределителя 11 очистки 45 скважины, служащего для подачи рабочего материала - воды или воздуха под давлением в скважину для ее очистки, т.е. удаления выбуренной породы.Система также содержит датчики контроля конечных положений механизмов: закрытия подхвата 12, контроли - рующего технологическую операцию фиксации бурового става в скважине, соединения штанг 13, контролиРУющего окончание процесса соединения штанг, т.е. наращивания бурового става, наличия штанг 14, контролирующего наличие штанг в питателе, переднего положения 15 и заднего положения 1660 механизма питателя, служащего для подачи буровых штанг из питателя на ось бурения, переднего 17 и заднего 18 положения механизма подачи бурового инструмента, служащего .для подачи бурового става в процессе бурения. 65 В систему управления входят также дополнительные триггеры с раздельными входами 19 и 20, осуществляющие функции запоминания технологической операции перемещения механизма питателя вперед и назад, а также логические элементы 21 и 22, осуществляющие соответственно функции И и ИЛИ. В блок управления входят также логические элементы И 23, триггер 24 с раздельными входами, осуществляющий функцию запомИнания технологической операции подачи назад, элемент Запрет 25, элементы ИЛИ 26 и 27, а также импульсатор 28, состоящий в свою очередь из элемента Запрет и звена задержки из дросселя и обратного клапана. Эти элементы, входящие в блок управления, осуществляют логическую связь между датчиками контроля, распределителями и кнопками Пуск и Стоп. Наличие этих элементов не является обязательным для блока управления и служит примером его осуществления.В блоке 1 управления выход элемента И 23 соединен с управляющими входами распределителя 3 включения подачи назад и распределителя 5 вращения влево, выход триггера 24 соединен с управляющим входом распределителя 7 закрытия подхвата, а выход импульса- тора 28 - с управляющим входом распределителя 8 открытия подхвата, один из входов элемента ИЛИ 26 - с выходом датчика 12 контроля закрытия подхвата, питающий вход триггера с раздельными входами 2, соединен с выходом датчика 14 контроля наличия буровых штанг в питателе, один из управляющих входов элемента И 23 соединен с выходом датчика 16 заднего положения питателя, а также с управляющими входами триггера 19, импульсатора 28 и элемента И 21, второй вход элемента ИЛИ 26 соединен с запускающим входом триггера 24 и выходом датчика 17 контроля переднего положения механизма подачи". один из входов элемента ИЛИ 27 соединен с выходом датчика 18 контроля заднего положения механизма подачи и питающим входом триггера с раздельными входами 20. Включающие входы триггеров 19 и 20 соединены с выходами датчиков 13 и 18 контроля соответственно соединения штанг и заднего положения механизма подачи, выключающие входы этих же триггеров соединены соответственно с выходами датчиков 15 и 16 контроля переднего и заднего положения механизма питателя. Выходы триггеров 19 и 20 соединены с управляющими входами распределителей 9 и 10 соответственно включения привода механизма питателя вперед и назад.Система работает следующим образом.При подаче сжатого воздуха в систему управления буровым станком сигнал с выхода датчика 18 контроля заднего положения механизма подачи поступает в блок 1 управления и на включение триггера 20. Одновременно питание поступает на питающий вход триггера 20, т.е. при наличии питания исигнала с датчика 18 (на приведеннойсхеме триггер 20 показан во включенном состоянии), срабатывает механизм 10движения питателя вперед, но он неприходит в движение до включения маслостанции, т.е. происходит подготовкапроцесса движения питателя,При нажатии на кнопку фПускф вблоке управления срабатывает триггер2 и сигнал с его выхода идет на включение маслостанции ., С разворотом маслостанции появляется давление в гидросистеме.20Рабочая жидкость через включенныйпредварительно распределитель 9 поступает на привод перемещения механизма питателя вперед тем самым осуществляется подача штанги на ось бурения. С приходом механизма питателя.в крайнее переднее положение срабатывает датчик 15 и сигнал с его выходапоступает на отключающий вход триггера 20 и через элемент ИЛИ 22 - навключение распределителей б и 4, приих срабатывании включатся технологические операции вращения вправо иподача вперед - происходит процесснаращивания бурового става, т.е. соединение штанг. По окончании этого 35процесса, контролируемого датчиком 13,т.е. после его срабатывания сигналс его выхода поступает на включающийвход триггера 19, он срабатывает исигнал с его выхода поступает на вклю 10чение распределителя 10 - включенияпривода механизма питателя назад,При отходе питателя назад выключаетсядатчик 15, следовательно снимаютсяуправляющие сигналы с распределителей б и 4, они отключаются, т.е. выключаются технологические операциивращения вправо и подача вперед.Когда питатель вернется в крайнеезаднее йоложение, срабатывает датчик16 и сигнал с его выхода поступит наотключающий вход триггера 19, а также на управляющий вход импульсатора28 в блоке управления, тем самымвключив на определенное время, определяемое настройкой звена задержкиимпульсатора, распределитель 8, т.е,происходит процесс расфиксации бурового става в скважине, и в то же время сигнал с датчика 16 поступает наодин из входов элемента И 23 блока бОуправления и на управляющий входэлемента И 21.При срабатывании привода открытияподхвата (расфиксации бурового става)срабатывает датчик 12, тем самым сни мается сигнал с его выхода, т.е. происходит снятие сигнала с элемента 25 Запрет блока управления, в результате чего на выходе элемента 25 появляется сигнал, поступающий на второй вход элемента И 21, сигнал с выхода которого поступает на включающий входраспределителя 11 включения технологической операции очистки скважин и на второй вход элемента ИЛИ 22, выходной сигнал с которого поступает на включающие входы распределителей б вращения вправо и 4 подачи бурового инструмента вперед, т.е. происходит включение процесса бурения.Пробурив скважину на глубину, равную длине штанги, срабатывает датчик 17, контролирующий крайнее положение привода подачи, сигнал с его выхода поступает в блок. управления 1 на вход элемента ИЛИ 26 и далее на включающий вход триггера 24 подачи, назад, срабатывание триггера прнводит к включению распределителя 7 включения механизма фиксации бурового става и одновременно сигнал с триггера 24 поступает на второй вход элемента И 23, выход с которого включает распределитель 3 подачи назад и распределитель 5 вращения влево. Одновременно сигнал с датчика 17 проходя элемент ИЛИ 26, поступает на запрещающий вход элемента 25 Запрет блока управления, тем самым снимая питающий сигнал с элемента 21 И и тем самым отключая распределители б,11 и 4. Таким образом происходит процесс разъединения хвостовика вращателя с буровым ставом, находящегося в скважине и возвращение привода подачи в крайнее заднее положение.крайнем заднем положении привода срабатывает датчик 18 и цикл работы системы управления буровым станком повторяется.Когда последняя штанга будет подана на ось бурения, срабатывает датчик 14 контроля наличия штанг в питателе, т.е. при отсутствии штангв питателе на его выходе исчезнет сиг.нал, тем самым снимается питание с.триггера 2 блока управления и система управления буровым станком полностью отключается.Для продолжения работы необходимопитатель,зарядить буровыми штангами,при этом срабатывает датчик 14, который подает питание на триггер 2 блока управления, тем саьым подготовив систему к запуску.Таким образом наличие в системе управления дополнительных триггеров,элементов ИЛИ и И, датчиков контроляположения привода питателя, наличияштанг в питателе, соединения штангс буровым ставом и распределителейвключения привода питателя вперед иназад, а также связи между ними иизвестными элементами системы позвсляют автоматизировать процесс наращивания бурового става и процесс бурения, что существенно расширяет областьприменения буровых установок (напримердля бурения выбросоопасных угольныхпластов) . Формула изобретения1 ОСистема управления буровым станком, содержащая блок управления с кнопкамиПуск ,ф Стопи триггером с раздельными входами для запоминания пусковой операции и соединенные с бло ком управления, распределители включения исполнительных механизмов подачи и вращения бурового инструмента, очистки скважины, а также датчики контроля конечных положений механизма подачи бурового инструмента, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с це. льюрасширения области применения за счет автоматизации процесса наращивания бурового става, она снабжена дополнительными триггерами с раздельными входами, элементами ИЛИ и И, датчиками контроля конечных положений механизма питателя, датчиком контроля наличия буровых штанг в питателе, датчиком контроля соединения буровой штанги со ставом, распределителями включения механизма питателя, управляющие входы которых соединены с вы- ходами соответствующих триггеров с раздельными входами, выключающие входы последних соединены с выходами соответствующих датчиков контроля конечных положений механизма питателя и с входами элементов ИЛИ и И, при- чеМ второй вход элемента И соединен с блоком управления, а выход - с управляющим входом распределителя включения исполнительного механизма очистки скважины и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами распределителей включения исполнительных механизмов подачи и вращения бурового инструмента, а включающие входы триггеров с раздельными входами соединены с выходами датчика контроля заднего ко нечного положения механизма подачи бурового инструмента и датчика контроля соединения буровой штанги со ставом, а питающий вход триггера с раздельными входами запоминания пусковой операции в блоке управления соединен с выходом датчика контроля наличия буровых штанг в питателе,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3561542, кл.173-1,1977.2. Авторское свидетельство СССРР 600296, кл. Е 21 С 5/00, 1979.929826 Составитель И. КарбачинскаяРедактор Г,.Ус Техред Л. Бабинец Корректор Е.Рошко одписное Зака ПП Патент, г.Ужгород, ул.Проект л 37/41 Т ВНИИПИ Государ по делам изоб 13035, Москва, раж 624твенного комитета Сетений и открытий