Система управления буровым станком

А 44 0 ЕНИ ОБР Т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНР ОПИСАНИЕн двтСнаагФеаВтйльС. (72): С.Г.Варжавийов. и В.Г,Л (71) Донецкое отделение Инс, фГипроуглеавтоматизацияф (53) 622 225 (06883(56) .1. -Ааторское свидетель9,929826, кл. Е 2.1 В 44/00(54) (57) СИСТЕПА -УПРАВЛЕНИЯ СТМХОМ по авт. св. В 92982 л. и ч; а ю щ а:я а я тем,чт целью.вовыюения надежности уравлевтитутаство СССР1980 еВУЮВЦИ6,. о.т:-.о, сбурового Станка, она снабжена сигнализатороидрительности импульса и:дополнительным элементом. И, один из входов. которого объединен с включающим входомодного из триггеров с раздельнымивходами запоминания пусковой .операции блока. управления, а друтойвход соединен с выходом элемента "Иблока управления, вход .которого соЕдинен. с выходом сигнализаторадлительности импульса, а выход дополнительного элемента И соединен с.распределителем врацения буровогойнструмента влево и с входом сигнализатора длительносТи импульса.Устройство относится к системам управления горными машинами, в частности к буровым станкам.По основному авт. св. Р 929826 известна система управления буровым станком, содержащая блок управления 5 с кнопками Пуск, Стоп и триггером с раздельными входами для запоминания пусковой операции и соединенные с блоком управления, распре- целители включения исполнительных 1 О механизмов подачи и вращения бурового инструмента, очистки скважины, а также датчики контроля конечных положений механизма подачи бурового инструмента, снабженная дополнительными триггерами с раздельными входами, элементами ИЛИ и И, датчика" ми контроля конечных положений механизма питателя, датчиком контроля наличия буровых штанг н питателе, датчиком контроля соединения буровой штанги со ставом, распределителями включения механизма питателя, управлякцие входы которых соединены с выходами соответствукщих триггеров с раздельными входами, выключающиевходы последних соединены с выходами соответствукщих 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 управлякщим входом распределителя включения исполнительно" го механизма очистки и с вторым вхо" дом элемента ИЛИ, выход которого З 5 соединен с управлякщими входами распределителя включения исполнительных механизмов подачи и вращения бурового инструмента, включакщие входы триггера с раздельными входа ми соединены с выходами датчика конт" роля заднего конечного положения механизма подачи бурового инструмента и датчика контроля соединениябуровой штанги со ставом, а питающий вход триггера с раздельными вхо" дами запоминания пусковой ,перации в блоке управления соединен с выходом датчика контроля наличия буровыхштанг в питателе 11Недостатком системы является отсутствие воэможности автоматическогоотключения и повторного включенияприводов 1 вращения влево и подачиназад при несостоявшемся разъединении хвостовика вращателя от бурового 55става. На практике в таких случаяхоператор подходит к станку из безопасного места, переключает его наместный режим управления и несколькими повторными включениями и отключениями приводов вращения влево иподачи назад отсоединяет хвостовиквращателя от бурового става, потомпереключает станок с местного режи"ма управления на автоматический ре жим управления (на местном пульте) и отходит на безопасное расстояние, откуда с дистанционного пульта запускает станок в работу в автоматическвм режиме управления. В период переходов оператора из безопасного места к станку и обратно буровой станок простаивает, что влияет на его производительность. Кроме того, в известной системе после отсоединения хвостовика вращателя от бурового става привод вращателя влево отключается только в крайнем заднем положении подачи,. т.е. в исходном состоянии для приема новой штанги, а так как после отсоединения хвостовика вращателя от бурового става вращатель работает беэ нагрузки, его частота вращения резко увеличи" вается и превышает допустимую частоту вращения, что приводит привод к преждевременному износу, а следо" вательно, и станка в целом.Цель изобретении - повышение надежности бурового станка.Поставленная цель достигается тем, что система управления буровым станком снабжена сигналиэатором ддительности импульса и дополнительным элементом И, один иэ входов кото-:. рого объединен с включакщим входом одного из триггеров с раздельными входами запоминания пусковой операции блока управления другой вход соединен с выходом элемента И блока управления, вход .которого соединен с выходом сигналиэатора длительности импульса, а выход дополнительно" го элемента И соединен с распределителем вращения бурового инструмента влево и с входом сигналиэа" тора длительности импульсаНа чертеже представлена принципы. альная схема предлагаемой системы управления.Система управления. буровым станком, реализованная, например, на пневмозлементах, содержит блок 1 управления с кнопками Пуск , Стоп и триггером 2 с раздельными входами для запоминания пусковой операции, распределители 3 - 10 включения исполнительных механизмов подачи бурового става назад 3, впе" ред 4, вращения бурового става влево 5, вправо 6, закрытия 7 и открытия 8 привода подхвата, служащего для фиксации бурового става в скважине при проведении операции по наращиванию бурового става, включения механизма питателя вперед 9 и назад 10, служащего для подачи буровых штанг на ось бурения, распределителя 1.1, служащего для подачи воды или воздуха в скважину для ее очистки. Система содержит датчики контроля: закрытия подхвата 12, контролирующий технологическую опеКроме того, система содержит элвмент ЗАПРЕТ 28, включающий вход которого соединен с выходом датчика 16, отключающий вход - с выходом 40 датчика 14, а выход - с отключающим входом триггера 2 с раздельнымивходами запоминания .пусковой операции, сигналиэатор 29 длительности .импульса, который выполнен толькона переменном дросселе и обратномклапане, и элемент И 30, выход которого соединен с управлякщей камерой распределителя 5 и с входом 45 сигнализатора 29 длительности импульса. 50В блоке 1 управления выход эле" мента И 23 соединен с управлякщим входом распределителя 3 включения подачи назад и с одним из входов элемента И 30, второй вход которого соединен с выходом датчика 17 (в данном случае через блок управления), выключающий вход элемента И 23 соединен с выходом сигналиэатора 29, а включающий - с выходом датчика 12, контролирукщего фиксацию бурового става в скважине, т.е. закрытое положение подхвата. Выход триггера 24 соединен с управляющим входом распределителя 7 и с одним из входовэлемента И 23, а выход импульсато рацию фиксации бурового става в скважине, соединения буровых штанг 13,контролирукщий окончание процессасоединения штанг, т.е. наращиваниябурового става, наличия буровыхштанг 14, контролирукщий наличие 5штанг в питателе, и датчики контроля конечных положений переднего 15.служащего для подачи буровых штангиэ питателя на ось бурения, переднего 17 и,заднего 18 положения механизма подачи бурового става, служащего для подачи бурового става впроцессе бурения,В систему управления входят также триггеры 19 и 20 с оаэдельнымивходами, осуществлякщие функцию запоминания технологической операцииперемещения механизма питателя вперед и назад, а также логические элементы И 21 и ИЛИ 22. В блок управления входят также логические элементы И 23, триггер 24 с раздельнымивходами, осушествлякщий функцию эапоминания технологической операции 1 Под:виват закрытф, элемент ЗАП-РЕТ. 25, элемент ИЛИ 26, импульсатор 27, состоящий иэ элемента ЗАПРЕТ и звена задержки из дросселяи обратного клапана. Эти элементы,входящие в блок управления, осуществляют логическую связь между датчиками контроля, распределителямии кнопками Пуск и 1 Стоп.Наличие этих элементов не являетсяобязательным для блока управления. ра 27 соединен с управлякщим входом распределителя 8 " открытия подхвата, один из входов элемента ИЛИ 26 соединен с выходом датчика 12 контроля закрытия подхвата, а мторой вход - с запускакщим входом триггера 24 и выходом датчика 17 контроля переднего положения питателя механизма подачи. Выход датчика 16 контроля заднего положения питателя соединен с выключакщими входами триггера 19 и с элементом Запрет 28, с одним:иэ входов элемента И 21 и с входом импульсатора 27. Включак ие входы триггеров 19 и 20 соединены с выходами датчиков 13 и 18 контроля соответственно соединения штанг и заднего положения механизма подачи. Выключающие входы этих триггеров соединены соответственно с вы" ходами датчиков контроля заднего 16 и переднего 15 положения питателя и с входами соответствукщих элемен тов И 21 и ИЛИ 22. Выход элемента И 21 соединен с управлякщим входом распределителя 11 включения исполнительного механизма очистки скважины и с вторым входом элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с управлякщими входами распределителей включения исполнительных механизмов подачи 4 и вращения 6 бурового става. Выходы триггеров 19 и 20 соединены с управлякщими входами распределителей 9 и 10 соответственно включения привода механизма питателя вперед и назад.На чертеже изображены также ис полнительный механизм 31 для подачи бурового става, меха.;измы 32 вращения бурового става, штанги 33 механизм 34 питателя, механизм 35 подхвата и буровой став 36.Работает система следукщим образом,При подаче сжатого воздуха (пи"ания) в систему управления буровым станком сигнал с выхода датчика 18 контролг заднего положения механизма подачи поступает в блок 1 управления и на включение триггера 20. Одновременно питание поступает на пктакщий вход триггера 20, т.е. при наличии питания и сигнала с датчика 18 триггер. срабатывает, подготавливая распределитель 9 механизма движения питателя вперед (на чертеже триггер 20 показан во включенном состоянии), но питатель не приходит в движение, так как не включена маслостанция.При нажатии на кнопку Пуск срабатывает триггер 2, и сигнал с его выхода поступает на включение маслостанции. С разворотом привода маслостанции появляется давление в гидросистеме. Рабочая жидкость через включенный предварительно распреде1065585лителв 9 поступает на привод пере- . срабатывает датчик 17, контролируюмещения механизма пнтателя вперед, щий крайнее положение привода податем"самым осуществляется подача . чи, сигнал с его выхода поступаетштанги на ось бурения. С приходом в блок 1 управления на вход элеменпитателя в крайнее переднее положе- та ИЛИ 26, на вклвчааций вход тригние срабатывает датчик 15, .и сигнал . 5 гера 24 и на один из входов элеменс его вйхода. поступает на отключаю-. та И 30. Проходя элемент ИЛИ 26,щий вход триггера 20 .и через.эле- ;, сигнал поступает на выключающий входмент ИЛИ 22 на "включение распредели- . элемента Запрет 25 блока управления,телей б и 4:При их.срабатывании осу". . тем самым снимая. питанщий. сигнал сществляются .технологические опера- . ц) элемента И,21, выключая распределиции вращенйя вправо и подача впе- тели 4, б и 11. Срабатывание триггеред -:происходит процесс наращива- ра 24 приводит к включению распрения бурового става,:т.е. соединения делителя 7 включения механизма,фикштанг. По окончании этого процесса, , сации бурового. става в акважине, иконтролируемого датчиком 13, т,е. . 5 одновременно. сигнал с триггера 24после его срабатывания,сигнал о поступает на один ив входов И 23.его выхода. поступает на включакщий Когда буровой став фиксируется, сравход триггера 19, йоследний срабаты-. батывает датчик 12,. контролирукзюийвает, и сигнал с его выхода посту-. это состояние, а сигнал с датчика 12пает на включение распределителя 10 поступает на.второй вход элеменвключения привода механизма питателя . та И 23, сигнал с выхода которого2 Еназад. при отходе питателя назад включает распределитель 3 подачи на-:вцключается датчик 15, следователь- зад и поступает на вторй вход эле-.но, снимаются управлякщие сигналы мента И 30, сигнал с.выхода последс. распределителе б.и 4. Они отклю" него включает распределитель 5 вра- .:чаютсл, т.е. выключают .технологичес- щения влево и поступает на вход сиг,25кие операции вращения вправо и пода- налиэатора 29. Таким образом, проис- .чн вперед. когда питатель возвращает- ходит процесс разьединения хвостови- .ся в крайнее запнее положение, сра- ка-вращателя от бурового става, набатцвает датчик 16, н сигнал с его - ходяцегося в скважине, и возвращениевыхода поступает на выключающий ЗО привода подачи в крайнее заднее по"вход триггера 19 и на управлякщий : . ложение, В крайнем заднем положеииивход импульсатора 27 в блоке управ- . привода срабатывает датчик 18, иления, тем самым включая на опреде- - технологический цикл работы системы.ленное время, определяемое настрой- управления буроввк станкоМ, повторЯеткой звена задержки.нмпульсатора, 35 ся,распределитель 8, т.е. происходйт Яо если хвостовик вращателя .непроцесс расфиксации бурового става отсоединяется от бурового става.в подхвате, в то же время сигнал и течение 3-5 с (время срабатыванияс патчика 16 поступает на один иэ . устанавливается сигналиэатором 29),входов элемента И 21 и иа включаю О то на выходе сигнализатора 29 появ-щий вход элемента ЗАПРЕТ 28, но на ляется сигнал, который выключает.выходе последнего сигнал не появля- элемент 23, т.е. исчезает сигналется, так как на его отключаащнй на одном из входов элемента.И ЗОвход постуиает сигнал от датчика 14 и на входе распределителя 3., а сленаличия штанг. при срабатывании при" 45 довательно, выключаются цриводы-.повода раскрытия подхвата (расфикоа-. дачи назад и вращения влево:. Когдацня бурового става) срабатывает дат- давление.в выключакщей камере эле-.чнк 12, тем самым снимается сигнал мента. И 23 понижается до уровня срас его выхода, т.е, происходит сйя- батцвания этого элемента, на еготне вцключакщего сигнала с элемен О выходе аовторно появляется сигнал,та Запрет 25 .блока управления,который поступает ва вход элеМен-в. результате чего на выходе эле- . та. И 30 и на распределитель.3, т,.е.мента 25 появляется сигнал, который повторно включатся приводы подачипоступает на второй вход элемен-. назад и вращения влево и т.д., поката И 21,. сигнал с выхода последнего хвостовик,вращателя не отсоеДинитсЯпоступает на включакщий вход распре- оФ бурового става.делителя 11 включения технологичес-.После.отсоединения хвостовика вра-..кой операции очистки скважины и йа : щателя от бурового Става отключаетсявторой вход элемента ИЛИ 22, выход- датчик 17, контролирующий крайнееной сигнал с которого поступает на переднее положение механизма подачивключающие входы распределителей б 6 О (вращателя), исчезает сигнал на его.и.4 соответственно вращения вправо выходе, а следовательнЬ, исчезаети подачи бурового става вперед, .ф.е. сигнал на одном из входов элеменпроисходит процесс бурения. та И 30 и на входе распределителя 5После того, как скважина пробуре- вращения влево; перемещение вращаиа на гЛубину, равную длине штанги, 65 теля назад осуществляется без вращения влево, т.е. привод вращателябеэ нагрузки выключен,Когда последняя штанга из питателя подана на ось бурения, срабатывает датчик 14, контролирукщнй нали"чие штанг в питателе, т.е. при от-. 5сутствии штанг в питателе на его выходе исчезает сигнал, тем самьи снимается сигнал с выключакщего входаэлемента Запрет 28, но процесс соединения штанги с буровым ставом продолжается, и только, когда .питательвозвращается в крайнее заднее положение, срабатывает датчик 16, сигнал с выхода которого поступает навключакщий вход элемента Запрет 28,а сигнал с выхода последнего поступает на выключакщий вход триггера 2с раздельными входами,. служащего длязапоминания пусковой операции,триггер 2 выключается, выключая всеприводы станка.20Когда питатель заполнят штангами для запуска станка необходимо нажать кнопку Пуск, и прерванный технологический цикл бурения восстанавливается, так как при заполнении питателя штангами срабатывает датчик 14, сигнал с выхода которого поступает на выключакщий вход элемента Запрет 28 и, тем самым снимает сигнал с выключакщего входа триггера 2Таким образом, введение в систему сигнализатора длительности импульса и дополнительного элемента И позволяет повысить надежность бурового станка путем автоматического отключения и повторного включения приводов подачи назад и вращения влево при несостоявшемся разъединении хвостовика врашателя от бурового става и отключить привод вращателя (вращение влево) при отсоединении хвостовика вращателя от бурового става, т.е. когда вращатель будет работать беэ.нагрузки и может пойти вразносф.1065585 Составитель И.НазаркинаО.Бугир Техред И.Метелева Корректор А.Тяск еда аказ ППППатент, г.ужгород, ул. Проектная Фи 11019/36 Тираж 569ВНИИПИ Государственногопо делам иэобретеНий 113035, Москва, Ж, Раушс Подписноекомитета СССРи открытийая наб., д. 4/5