Устройство для определения степени трещиноватости горных пород

 

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повьшение достоверности определения за счет получения информации непосредственно в момент прохождения трещин. Устройство содержит трансформатор 1 тока, преобразователь 2 тока, вьтрямитель 3, запоминающий элемент 6, сумматор 8, регистратор 11. Для достижения цели устр-во . имеет элемент 4 усреднения, инте Гратор 5, повторитель 7 напряжения, ключ 10, регенеративный компаратор 9. Через трансформатор 1 на вход .элемента 4 усреднения поступает инфор-. мативный сигнал. Последний изменяет свои энергетические характеристики во времени в зависимости от степени трещиноватости-. Сумматор 8 сравнивает сигнал и, пропорциональный действующему значению тока нагрузки электродвигателя , и сигнал и,, пропорциональный току нагрузки, усредненному на некотором интервале времени. Сигнал и, уменьшается при прохождении буровой коронкой трещины. Сигнал Ui остается практически постоянным. При превьшении в компараторе 9 разности и2-и т над пороговым значением открывается ключ 10. На регистраторе 11 производится регистрация импульса, соответствующего прохонздению буровой коронкой трещины в горной породе. 1 ил. (Л || 05 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlHAËÈÑTÈ×ÅÑHÈÕ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1469132 (5! ) 4 F. 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4 117280/23-03 (22) 10,06.86 (46) 30.03.89. Бюл. !! 12 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) А.А.Шаповал (53) 622.35 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1317105, кл. Е 21 В 44/00, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ТРЕЩИНОВАТОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель — повьппенне достоверности определения за счет получения информации непосредственно в момент прохождения трещин. Устройство содержит трансформатор 1 тока, преобразователь 2 тока, выпрямитель 3, заломи нающий элемент 6, сумматор 8, регистратор 11. Для достижения цели устр-во имеет элемент 4 усреднения, интегратор 5, повторитель 7 напряжения, ключ 10, регенеративный компара ор

9. Через трансформатор 1 на вход,элемента 4 усреднения поступает информативный сигнал. Последний изменяет свои энергетические характеристики во времени в зависимости от степени трещиноватости.. Сумматор 8 сравнивает сигнал U, пропорциональный действующему значению тока нагрузки электродвигателя, и сигнал Uz, пропорциональный току нагрузки, усредненному на некотором интервале времени. Сигнал U, уменьшается при прохождении буровой коронкой трещины. Сигнал Uq остается практически постоянным. При превьппении в компараторе 9 разности

U -U над пороговым значением открывается ключ 10. На регистраторе 11 производится регистрация импульса, соответствующего прохождению буровой коронкой трещины в горной породе.

1 ил.

1469132

При использовании в качестве привода бурового станка асинхронного электродвигателя переменного тока измерительный сигнал, пропорциональный току в цепи питания, можно представить в виде гармонического сигнала

U = U sin(u t+d + Ч), (1)

40 где Б — амплитуда информативного сигнала; с — начальная фаза, ц — фаза сигнала, «d =2ltf — частота.

При бурении трещиноватых пород как амплитуда, так и фаза входного сигнала изменяются во времени в зависимости от степени трещиноватости.

При этом измерительный сигнал в общем виде может бьггь представлен как

U (t) =U (M) s int (ы (Ы) е+ + 1(Ы) 3 (2)

В моменты прохождения коРонкой трещин мощность, потребляемая электродвигателем, уменьшается. Поэтому измерительный сигнал удобно предста.вить в виде

Изобретение относится к технике и технологии вращательного бурения.

Цель изобретения — повышение достоверности определения за счет полу- 5 чения информации нецосредственно в момент прохождения трещин.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для определения степе- 1О ни трещиноватости горных пород содержит трансформатор 1 тока, подключенный через преобразователь 2 тока к входу двухполупериодного выпрямителя 3, выход которого соединен с входом эле- 15 мента 4 усреднения, второй выход которого подключен к первому входу ин1тегратора 5. Выход последнего соединен с входом запоминающего элемента

6, первый выход которого подключен 20 к второму входу интегратора 5. Первын выход элемента 4 усреднения через повторитель 7 напряжения соединен с первым входом сумматора 8, второй вход которого подключен к второму вы- 2S ходу запоминающего элемента 6, а выход соединен через компаратор 9 и ключ 10 с регистратором 11.

Устройство работает следующим образом. 30

U(t)=E U,„+Þ(Ó) 3 sin P(w,+ л«(И)) с+

+8+ V,+did (M)) (3) где U, «,,, q - значения параметров при прохождении трещин у

«1U(V), аы(Щ, «1 М(1 ) — информативные изменения параметров.

При использовании в качестве ис" точника питания буровых установок сети централизованного электроснабжения с практически неограниченной мощностью угловая частота измерительного сигнала при прохождении трещин остается неизменной и не зависит от режима работы самой установки. Поэтому виражение (3) упрощается

+ a()3 (4) В качестве информативного сигнала может бьггь принят ток в цепи питания, активная составляющая потребляемой мощности, угол сдвига фаз между током и напряжением питания.

Гармоническйй сигнал, пропорциональный синусоидальному току в цепи питания приводного электродвигателя (не показан), снимается с выхода преобразователя 2 тока, выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 3 и поступает на элемент 4 усреднения, на выходе которого действует напряжение

U„, пропорциональное действующему значению тока во вторичной обмотке трансформатора 1 тока.

Сигнал с выхода элемента 4 усреднения подается на интегратор 5 с запоминающей обратной связью, состоящий из собственно интегратора 5 и аналогового запоминающего элемента 6, а через повторитель 7 напряжения на первый вход сумматора 8. На второй вход сумматора 8 подается сигнал U с вьгхода запоминающего элемента 6, пропорциональный значению тока нагрузки, усредненному на заданном интервале времени дt.

Суммаор 8 сравнивает сигнал U„, пропорпиональный действующему значению тока Т, нагрузки электродвигателя, и сигнал U<, пропорциональный току Т, усредненному на интервале времени д t.

1469132

Формула изобретения

Устройство для определения степени трещиноватости горных пород, содержащее трансформатор тока, подключенный через преобразователь тока к входу двухполупериодного выпрямитеСоставитель А.Рыбаков

Техред М. Ходанич Корректор С.Черни

Редактор И.Касарда

Заказ 1334/Зб

Тираж 449

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

При прохождении буровой коронкой трещины действующее значение тока т уменьшается. При этом напряжение сигнала U„ также понижается. Сигнал Uz остается практически постоянным. С выхода сумматора 8 сигнал, пропорциональный разности входных сигналов

Ug=Uj U подается на компаратор 9, где сравнивается с пороговым значением и при превышении последнего открывает ключ 10, который замыкает измерительную цепь регистратора 11. В результате происходят отсчет и регистрация импульса, соответствующего 15 прохождению буровой коронкой трещины. ля. запоминающий элемент, сумматор ирегистратор, о тл и ч а юще е с я тем, что, с целью повышения достоверности определения за счет получения информации непосредственно в момент прохождения трещин, оно снабжено элементом усреднения, интегратором, повторителем напряжения, ключом и регенеративным компаратором, причем выход двухполупериодного выпрямителя подключен к входу элемента усреднения, первый выход которого соединен через повторитель напряжения с первым входом сумматора, второй выход подключен к первому входу интегратора, выход которого соединен с входом запоминающего элемента, первый выход которого подключен к второму входу интегратора, второй выход соединен с вторым входом сумматора, выход которого через компаратор и ключ подключен к регистратору.