Автоматический регулятор вращения и подачи бурового инструмента

Авторы патента:

E21B44 - Системы автоматического управления или регулирования процессом бурения, т.е. самоуправляемые системы, осуществляющие или изменяющие процесс бурения без участия оператора, например буровые системы, управляемые ЭВМ (неавтоматическое регулирование процесса бурения см. по виду процесса; автоматическая подача труб со стеллажа и соединение бурильных труб E21B 19/20; регулирование давления или потока бурового раствора E21B 21/08); системы, специально предназначенные для регулирования различных параметров или условий бурового процесса (средства передачи сигналов измерения из буровой скважины на поверхность E21B 47/12)

Изобретение относится к горной промышленности , в частности к системам автоматизации буровых станков, используемых при открытом способе добычи полезных ископаемых . Цель изобретения - повышение качества регулирования процесса бурения. Для этого в устройство введен расходомер 5 с электрическим выходом. Устройство включает также двигатель вращателя 1, систему управления двигателем 2, гидроцилиндры 3 подачи бурового инструмента, дроссельную заслонку 4 на сливном патрубке , задатчик 6 скорости вращения, датчик 7 вибрации инструмента, элемент задержки 8,реверсивный исполнительный механизм 9,задатчик 10 мощности бурения, катушки электромагнита 11, усилитель 12, датчик тока 13. Начальные условия бурения устанавливаются на задатчиках 6 и 10. Если крепость пород больше заданной возрастает момент на валу двигателя 1, увеличивается ток в его якорной цепи. Датчик тока 13 через усилитель подает на катушки 11 соленоида больший сигнал. Срабатывает исполнительный механизм 9, дроссельная заслонка 4 перекрывает сливной патрубок, что уменьшает скорость подачи инструмента . Уменьшается сигнал на выходе расходомера 5 и, как следствие, на входе системы 2 управления двигателем вращателя. Если крепость пород меньше заданной, работа системы аналогична рассмотренной. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 44/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4681390/03 (22) 24.04.89 (46) 15.06.92, Бюл, N 22 (71) Криворожский горнорудный институт (72) Е.А.Ильин и В.П,Дундина (53) 622.233(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1372034, кл, Е 21 В 44/00, 1989.

Авторское свидетельство. СССР

N1162952,,кл. E 21 В 44/00, 1987.

Ломакин М,С. Автоматическое управление технологическими процессами карьеров,вЂ” М.; Недра, 1972. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ВРАЩЕНИЯ И ПОДАЧИ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системам автоматизации буровых станков, используемых при открытом способе добычи полезных ископаемых. Цель изобретения вЂ” повышение качества регулирования процесса бурения.

Для этого в устройство введен расходомер

5 с электрическим выходом. Устройство

Изобретение относится к горной автоматике, в частности к системам автоматизации буровых станков, и может быть использовано в горной промышленности при открытом способе добычи полезных ископаемых.

Цель изобретения вЂ” повышение качества регулирования процесса бурения.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Автоматический регулятор вращения и подачи бурового инструмента состоит из двигателя вращателя 1, системы управлеЫЛ 1740645 А1 включает также двигатель вращателя 1, систему управления двигателем 2, гидроцилиндры 3 подачи бурового инструмента, дроссельную заслонку 4 на сливном патрубке, задатчик 6 скорости вращения, датчик 7 вибрации инструмента, элемент задержки

8, реверсивный исполнительный механизм

9, задатчик 10 мощности бурения, катушки электромагнита 11, усилитель 12, датчик тока 13. Начальные условия бурения устанавливаются на задатчиках 6 и 10, Если крепость пород больше заданной возрастает момент на валу двигателя 1, увеличивается ток в его якорной цепи. Датчик тока 13 через усилитель подает на катушки 11 соленоида больший сигнал. Срабатывает исполнительный механизм 9, дроссельная заслонка 4 перекрывает сливной патрубок, что уменьшает скорость подачи инструмента. Уменьшается сигнал на выходе расходомера 5 и, как следствие, на входе системы 2 управления двигателем вращателя. Если крепость пород меньше заданной, работа системы аналогична рассмотренной. 1 ил. ния двигателем вращателя 2, гидроцилиндров 3 подачи бурового инструмента на забой, дроссельной заслонки 4 сливного патрубка гидроцилиндров, расходомера 5 с электрическим выходом, задатчика 6 скорости вращения бурового инструмента, датчика 7 вибрации бурового става, элемента задержки 8, реверсивного двухвходового исполнительного механизма 9, задатчика 10 мощности бурения, катушки электромагнита 11, усилителя 12. датчика тока 13, Устройство работает следующим образом.

1740645

Составитель B.Ëoãèíoâ

Редактор Н. Каменская Техред M.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 2062 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Исходя из предполагаемой крепости буримых пород, задатчиками 6 и 10 устанавливаются скорость вращения и усилие подачи бурового инструмента.

Если при бурении окажется, что фактическая крепость пород больше заданной, то возрастет статический момент на валу двигателя вращателя 1, что вызовет увеличение тока якорной цепи этого двигателя. С датчи ка тока 13 на усилитель 12 будет подан сигнал больше номинального. Через катушку

11 соленоида потечетток повышенной величины; при котором исполнительный механизм 9 отработает поступивший сигнал так, что дроссельная заслонка 4 начнет перекрывать сливной патрубок гидроцилиндров.

Скорость подачи бурового инструмента снизится, что и требуется в таком случае, при сохранении большого усилия на забой. При снижении скорости бурения уменьшится сигнал на выходе расходомера 5, что вызовет уменьшение суммарного сигнала на входе системы 2 управления двигателем вращателя, снизится скорость вращения бурового инструмента.

При снижении крепости пород уменьшится статический момент на валу двигателя 1, снизится ток нагрузки, что приведет в действие реверсивный исполнительный механизм 9, так что дроссельная заслонка 4 начнет увеличивать проходное сечение сливного патрубка гидроцилиндров, В результате возрастает скорость подачи инструмента и частота его вращения.

B процессе бурения может возникнуть вибрация бурового става с амплитудой, больше допустимой для нормальной эксплуатации бурового станка. В этом случае сиг5 нал от датчика 7 вибрации через элемент задержки 8 поступит на вход системы управления 2 в виде отрицательной обратной связи. При. этом суммарный сигнал на входе системы 2 управления уменьшится, что вы10 зовет снижение скорости вращения бурового инструмента и снижение уровня вибрации бурового става.

Формула изобретения

Автоматический регулятор вращения и

15 подачи бурового инструмента, содержащий гидроцилиндры подачи бурового инструмента с регулируемой дроссельной заслонкой сливного патрубка при помощи двухвходового реверсивного привода, дви20 гатель вращения бурового инструмента с датчиком потребляемого тока и блок управления двигателем, первый вход которого соединен с задатчиком скорости вращения двигателя, второй вход через элемент за25 держки соединен с датчиком потребляемого тока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования процесса бурения, в него введен расходомер с электрическим выходом, установленный на

30 сливном патрубке гидроцилиндров подачи бурового инструмента, выход которого соединен с третьим входом блока управления двигателем вращения бурового инструмента.

Автоматический регулятор вращения и подачи бурового инструмента

Способ регулирования оптимальной осевой нагрузки на долото при бурении скважин // 1719626

Изобретение относится к турбинному бурению скважин и позволяет повысить точность определения и поддержания оптимальной осевой нагрузки на долото

Система автоматического регулирования осевой нагрузки частоты вращения // 1719122

Изобретение относится к бурению и позволяет повысить срок службы бурового инструмента , ГГри изменении крепости бурильных пород меняется падение давления на регулируемом гидродросселб 11 и скорость бурения

Устройство для управления спуско-подъемными операциями на скважинах // 1717802

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет повысить безопасность работ при спуско-подьемных операциях

Система автоматического управления бурового механизма // 1716111

Изобретение относится к регулируемым электроприводам содержащим упругие механические передачи, работающим со значительными нагрузками и обеспечивающим контроль натяжения этих упругих передач

Стабилизатор массы бурильного инструмента // 1709081

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет расширить функциональные возможности стабилизатора массы бурильного инструмента

Способ управления процессом бурения и устройство для его осуществления // 1701897

Изобретение относится к горной пром сти и позволяет повысить произв-ста буре ния шпуров и скважин диаметром до 4,5 мм Сигнал с датчика (Д) 13 энергии удара и с Д 14 частоты ударов пос гупает в блок 5 вычисления мощности привода ударного механизма 9

Устройство управления давлением в гидросистеме бурового станка // 1701882

Изобретение относится к горной технике , а именно к управлению рабочими режимами на буровых станках вращательного бурения с гидроприводом подачи или вращения

Электропривод вращательного станка геологоразведочного бурения // 1696685

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом бурения и предназначено для автоматического управления электроприводом и вращателя станка геологоразведочного бурения

Устройство определения положения элеватора // 1694877

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет повысить точность определения положения элеватора

Способ регулирования электропривода регулятора подачи долота // 2108456

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин

Способ передач информации о параметрах режима бурения и управления гидравлическими забойными двигателями и устройство для его осуществления // 2114304

Изобретение относится к добыче нефти и газа и может быть использовано при контроле параметра режима бурения и автоматическом его регулировании

Способ измерения физического параметра, связанного с движением бурильной головки, в процессе бурения и устройство для его осуществления // 2120032

Изобретение относится к автоматизации бурения нефтяных скважин и позволяет обеспечить оптимизацию процесса бурения путем непосредственной его регулировки в каждый момент времени в зависимости от измеряемых параметров, характеризующих движение бурильной головки

Способ управления направленным бурением наклонных скважин и устройство для его осуществления // 2123108

Изобретение относится к добыче нефти и газа и предназначено для проведения бурения наклонно направленных скважин, где бурение производится с помощью забойных двигателей: турбобуров или винтовых

Способ регулирования оптимальной осевой нагрузки на долото при бурении скважин // 2124125

Изобретение относится к контролю и измерению параметров в процессе бурения нефтяных и газовых скважин

Устройство для контроля натяжения движущегося гибкого тягового органа длинноходовой насосной установки // 2128287

Изобретение относится к области измерений натяжений гибких движущихся тяговых органов и может применяться в нефтяной промышленности, в области эксплуатации грузоподъемных транспортных устройств и в других отраслях

Автономный забойный регистратор силовых параметров // 2131973

Изобретение относится к буровой технике, в частности к автономным техническим средствам контроля забойных параметров, и может найти применение для регистрации продольной и поперечных сил и крутящего момента, действующих на колонну бурильных труб в компоновке низа бурильной колонны над буровым долотом в процессе бурения ствола скважины

Автономное забойное устройство для измерения силовых параметров // 2131974

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для измерения силовых параметров в колонне бурильных труб,в том числе и над долотом

Скважинный инструмент // 2153057

Изобретение относится к области бурения скважин и представляет скважинный инструмент для приложения осевой нагрузки к удлиненному телу, расположенному в стволе буровой скважины, образованной в подземной формации, содержит по меньшей мере одно установленное с возможностью вращения тело, снабженное множеством валиков, способных радиально перемещаться к стенке ствола буровой скважины при выбранном контактном усилии между валиком и стенкой ствола буровой скважины

Буровая установка // 2170324

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к устройствам для регулирования осевой нагрузки на буровой инструмент в процессе бурения