SU1138497A1 - Способ регулировани нагрузки вращател бурильной машины и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ регулировани  нагрузкн вращател  бурильной машины, основанный на изменении подачи бурового инструмента к забою пропорционально разности сигналов уставки и текущей нагрузки, отличающийс  тем,, что, с целью повышени  производительности бурени , непрерывно измер ют и интегрируют потребл емую мощность и скорость бурени , по их отношению определ ют энергоемкость разрушени , пропорционально которой задают сигнал уставки.

Description

2. Устройство дл  регулировани  нагрузки вращател  бурильной машины по п. 1, содержащее датчик текущей нагрузки вращател  бурильной машины, выход которого соединен с первым входом блока сравнени , выход блока сравнени  через усилитель подсоединен к приводу механизма подачи, блок задани  уставки, выход которого соеди нен с вторым входом блока сравнени , отлич ающе ее   тем, что

устройство снабжено датчиком скорости бурени , датчиком потребл емой мощности , электродвигателем маслонасосной станции приводного двигател  вращател , интеграторами и.блоком делени , причем в.ыходы датчиков скорости бурени  и потребл емой пощности через соответствующие интеграторы подключены к блоку делени , выход которого, соединен с входом блока задани  ус тавки.

Изобретение относитс  к горной промышленности, а именно к автоматизации управлени  горными машинами и может быть использовано дл  управлени  параметрами работы бурильной ttaшины .

Известен способ регулировани  нагрузки вращател  бурильной машины включающий измерение текущей нагрузки с получением сигнала нагрузки, Создание сигнала уставки, определени разности сигналов нагрузки и уставки и изменение подачи бурового инструмента к забою, пропорционально полученной разности сигналов, причем сиг нал уставки задаетс  вручную и не измен етс  в процессе бурени  1.

Недостатком данного способа регулировани  нагрузки вращател   вл етс  низка  эффективность бурени  изза того, что величина вручную устано ленного сигнала-уставки не соответствует физико-механическим свойствам породы и состо нию инструмента, а определ етс  качеством стабилизации нагрузки вращател  и параметрами , ударных импульсов. Указанное o6ctoHтельство приводит к снижению производительности бурени .

Известно устройство, содержащее регул тор механизма подачи с датчико текущей нагрузки вращател , блоком сравнени , усилителем и исполнительным механизмом 12.

Недостатком указанного устройства  вл етс  ПОСТОЯНСТВО-величины сигнала уставки, который подаетс  к блоку сравнени . В результате нагрузка вращател  при любых крепости и за

туплении инструмента остаетс  на одном уровне, что отрицательно сказываетс  на производительности бурени 

Известно также устройство .дл  регулировани  нагрузки вращател  бурилной машины, содержащее блок задани  сигнала уставки (блок адаптации) и регул тор механизма подачи с датчи ком текущей нагрузки вращател , блоком сравнени , усилителем и исполнительным механизмом Сз.

Недостатком известного устройс.т ,ва  вл етс  задание сигнала уставки по показателю динамичности нагрузки с учетом напр жени  сети. Вследствие зтого нагрузка вращател , как правило , не соответствует посто нно мен ющимс  физико-механическим свойствам породы и состо нию инструмента что приводит либо к снижению скорост бурени , либо к увеличению расхода коронок, что в целом уменьшает производительность бурени .

Цель изобретени  - повьпиение производительности бурени  путем достижени  оптимального соответстви  между величиной нагрузки вращател  и крепостью буримой породы, а также степенью затуплени  инструмента.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе регулировани  нагрузки вращател  бурильной машины, основанном на изменении подачи бурового инструмента к забою пропорционально разности сигналов уставки и текущей нагрузки, непрерывно измер ют и интегрируют потребл емую мощность и скорость бурени , по их отношению определ ют энергоемкость разрушени . пропорционально которой задают сигнал уставки. Указанна  цель достигаетс  также тем, что устройство дл  регулировани  нагрузки вращател  бурильной машины , содержащее датчик текущей нагрузки вращател  бурильной машины, выход которого соединен с первым входом блока сравнени , выход блока сравнени  через усилитель подсоединен к приводу механизма подачи, блок задани  уставки, выход которого соединен с вторым входом блока сравнени снабжено датчиком скорости бурени , датчиком потребл емой мощности, электродвигателем маслонасосной станции приводного двигател  вращател , интеграторами и блоком делени  причем выходы датчиков скорости бурени  и потребл емой мощности через соответствующие интеграторы подключены , к блоку делени , выход которого соединен с входом блока задани  уставки. На чертеже изображена блок-схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа. Блик-схема включает механизм 1 подачи, приводной двигатель 2 вращател  .бурильной мащины 3 со щтангой . 4 и инструментом 5, взаимодействующим с передним забоем 6, регул тор 7 механизма 1 подачи с датчиком 8 текущей нагрузки, блоком 9 сравнени  с отрицательным 10 и положительным 11 входами, усилителем 12 и приводом 1 механизма подачи. Приводной двига- . тель 2 вращател  запитан от маслонасосной станции 14, котора  приводитс  в действие от электродвигател  15. Кроме того, устройство снабжено датчиком 16 скорости бурени  с интегратором 17 на своем выходе, датчиком 18 потребл емой мощности с интегратором 19 на своем выходе., блоком 20 задани  сигнала уставки, а также блоком 21 делени . При этом датчик 8 текущей нагрузки своим входом 22 соединен с приводным двигателем 2 вращател  бурильной машины 3, а выходом - с отрицательным входом 10 блока 9 сравнени , к поло жительному входу 11 которого подклю чен выход блока 20 задани  сигнала уставки, причем его вход соединен с выходом 23 блока 21 делени , соединенного своим входом 24 с выходом и тегратора 19, а входом 25 с выходом интегратора 17. Способ осуществл ют следующим образом.В процессе бурени  непрерывно измер ют текущую нагрузку вращател , определ ют сигнал уставки и измен ют подачу бурового инструмента к забою пропорционально полученной разности сигналов. Одновременно непрерывно измер ют и интегрируют потребл емую мощность и скорость бурени , по их отношению определ ют энергоемкость разрушени  и пропорционально полученному частному задают сигнал уставки . Например, дл  вращательноударного бурени  задание сигнала уставки осуществл ют в следующем виде: Г500 - 420 УЗ , ,6; з50 - 170Uj , ,6, где (J.j - величина сигнала уставки,Им; Uj - величина сигнала энергоемкости разрушени , МДж/м. Работа устройства, реализующего предлагаемый способ, осуществл етс  следующим образом. При бурении в породном забое 6 инструментом 5, который приводитс  в действие бурильной машиной 3 через штангу 4, на вход 22 датчика 8 нагрузки вращател  поступает воздействие приводного двигател  2, после чего на выходе датчика 8 по вл етс  сигнал нагрузки вращател . Этот сигНсШ подаетс  на отрицательный вход 10 блока 9 сравнени . В результате вычитани  из сигнала задани  нагрузки вращател , который поступает на положительный вход 11 блока 9 сравнени  от выхода блока 21 делени  сигнала текущей нагрузки, а затем усилени  разности сигналов усилителем 12 и подачи ее к приводу 13 механизма подачи с последующим воздействием на механизм 1 подачи так, что подача бурового инструмента 5 на забой 6 измен. етс  пропорционально полученной разности сигналов, нагрузка вращател  стабилизируетс  на уровне , задаваемом сигналом уставки нагрузки . Одновременно с этим с выходов датчика 18 потребл емой мощности и датчика 16 скорости бурени  поступают соответствующие, сигналы, которые интегрируютс  интеграторами 19 и 17, а зйтем подаютс  соответственно на входы 24 и. 25 делени , после которого получаетс  сигнал текущей

911384976

энергоемкости разрушени , подаваемыйструмента 5, что в свою очередь увена вход 23 блока 20 задани  сигналаличивает производительность бурени . уставки. Блоком 20 сигнал энергоем- Предлагаемый способ регулировани 

кости пропорционально преобразуетс позволит путем достижени  оптимальв сигнал уставки, после чего посту- 5кого соответстви  между нагрузкой

пает на вход 11 блока 9 сравнени вращател  бурильной машины и крепорегул тора 7 механизма 1 подачи.стью породы, а. также степенью затупВ результате нагрузка вращател лени  инструмента повысить скорость

стабилизируетс  по сигналу уставки,бурени  в 1,1-1,2 раза и снизить

который задаетс  пропорционально Орасход инструмента в 1,3-1,4 раза.

энергоемкости разрушени . Это приво-Кроме того, предлагаемый способ поздит к по влению оптимального соответ-вол ет в отличие от известного опстви  между нагрузкой вращател  бу-тимально регулировать нагрузку вращарильной машины 3 и крепостью породытел  бурильной машины даже при отсутв забое 6, а также затуплением ин- )5ствии заметной динамичности.

Claims (2)

1. Способ регулирования нагрузкк вращателя бурильной машины, основанный на изменении подачи бурового инструмента к забою пропорционапьно разности сигналов уставки и текущей нагрузки, отличающийся тем,, что, с целью повышения производительности бурения, непрерывно измеряют и интегрируют потребляемую мощность и скорость бурения, по их отношению определяют энергоемкость разрушения, пропорционально которой _β задают сигнал уставки. . . © σι а

2. Устройство для регулирования нагрузки вращателя бурильной машины по π. 1, содержащее датчик текущей нагрузки вращателя бурильной машины, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход блока сравнения через усилитель подсоединен к приводу механизма подачи, блок задания уставки, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, отлич ающе е с я тем, что устройство снабжено датчиком скорости бурения, датчиком потребляемой мощности, электродвигателем маслонасосной станции приводного двигателя вращателя, интеграторами и.блоком деления, причем выходы датчиков скорости бурения и потребляемой пощности через соответствующие интеграторы подключены к блоку деления, выход которого, соединен с входом блока задания уставки.