EA025509B1 - Компрессорная установка - Google Patents
Компрессорная установка Download PDFInfo
- Publication number
- EA025509B1 EA025509B1 EA201291075A EA201291075A EA025509B1 EA 025509 B1 EA025509 B1 EA 025509B1 EA 201291075 A EA201291075 A EA 201291075A EA 201291075 A EA201291075 A EA 201291075A EA 025509 B1 EA025509 B1 EA 025509B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- air
- pressure
- compressor
- air compressor
- working
- Prior art date
Links
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 55
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 48
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 31
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 29
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 24
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 113
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 20
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 13
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 210000004115 mitral valve Anatomy 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 229940098465 tincture Drugs 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000278713 Theora Species 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
- F04B49/022—Stopping, starting, unloading or idling control by means of pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/16—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using gaseous fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/08—Regulating by delivery pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
- F04B49/225—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves with throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
- F04C29/021—Control systems for the circulation of the lubricant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
- F04B41/02—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids having reservoirs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
В изобретении представлены системы воздушного компрессора, комплекты модернизации, считываемый компьютером носитель и способы для управления воздушным компрессором для улучшенной производительности. Данные способы могут включать в себя прием потребности рабочего воздуха; определение расчетного давления воздуха воздушного компрессора для доставки потребности рабочего воздуха; измерение давления воздушного компрессора; сравнение измеренного давления с вычисленным расчетным давлением воздуха; если измеренное давление воздушного компрессора больше, чем определяемое расчетное давление воздуха, на предварительно определяемую большую величину, то уменьшение устройства управления выходом воздушного компрессора; и если измеренное давление воздушного компрессора меньше, чем вычисленное расчетное давление воздуха, на предварительно определяемую меньшую величину, то увеличение устройства управления выходом воздушного компрессора. Воздушный компрессор может управляться на основе измеренного давления доставленного рабочего воздуха. Система управления маслом может прекращать подачу масла к частям воздушного компрессора.
Description
Настоящее раскрытие относится к компрессорной установке, используемой в различных областях техники, в частности к компрессорной установке, которая улучшают эффективность управления компрессорной установкой, используемой в буровой установке.
Уровень техники
В уровне техники, раскрытом далее, делается ссылка на определенные конструкции и/или способы. Однако, такие ссылки не должны толковаться как то, что эти конструкции и/или способы составляют известный уровень техники. Заявитель в явной форме резервирует право демонстрировать, что такие конструкции и/или способы не классифицируются как известный уровень техники.
Как известно, воздушные компрессоры подают сжатый воздух, который может выполнять много полезных функций. Буроые установки являются лишь одним примером того, где используются воздушные компрессоры. Хотя разъяснение, которое следует, ограничено буровыми установками, следует понимать, что раскрытая компрессорная установка или система воздушного компрессора и способы ее функционирования не ограничены буровыми установками. Некоторые буровые установки функционируют следующим образом. Буровая коронка буровой колонны (которая является одной или несколькими буровыми трубами, соединенными вместе) вращается для бурения скважины в грунте, т. е. в земле и/или скале. Для того чтобы выдуть выбуренную породу из скважины по мере ее бурения, может быть использован воздушный компрессор для подачи воздуха под давлением, который передается сверху вниз через буровую колонну к передней стороне буровой коронки. Выбуренная порода захватывается потоком воздуха из буровой коронки и переносится на поверхность по мере перемещения снизу вверх вдоль внешней части буровой колонны. Воздух под давлением может также служить для охлаждения режущих элементов буровой коронки. Это один путь, которым может быть использован сжатый воздух буровыми установками.
Сжатый воздух может быть также использован при ударном бурении, где сжатый воздух используется, чтобы двигать назад и вперед ударный поршень, который прилагает ударные толчки от поршня к вращающейся буровой коронке для усиления режущего действия. Поршень может быть расположен ниже поверхности земли, сразу над буровой коронкой (т. е. так называемый погружной пневмоударник), или он может быть расположен выше поверхности буровой скважины.
При многих применениях сжатого воздуха общим является приведение в действие воздушного компрессора с помощью двигателя (например, двигателя, приводимого в действие топливом, или электродвигателя, приводимого в действие электричеством), который может также приводить в действие другое оборудование, такое как гидравлическая система, которая может функционировать для выполнения следующих функций: обеспечение энергией гидравлических систем для подъема и опускания буровой колонны, вращение буровой колонны посредством редуктора, добавление буровых штанг к буровой колонне по мере прогрессирования бурения, удаление буровых штанг из буровой колонны по мере извлечения буровой колонны из скважины, подъема и опускания буровой мачты, подъема и опускания регулируемой опоры и продвижения вперед буровой установки (в случае мобильной буровой установки). Двигатель может также приводить в действие гидравлический насос и охлаждающий вентилятор системы охлаждения.
Для сжатого воздуха нужна такая буровая машина, которая связана с подачей продувочного воздуха для выдувания: выбуренной породы и/или приведением в действие ударного поршня ударного инструмента и/или другого вспомогательного оборудования, которое может быть использовано буровой установкой. Во время функционирования буровой установки может не быть нужды в воздухе под давлением, как например, во время добавления или удаления буровых штанг, перемещения буровой установки, настройки буровой установки, перерывов на обед. Хотя нет нужды во время таких периодов циркуляции сжатого воздуха выдувать выбуренную породу или двигать назад и вперед ударный поршень, все еще может быть необходимо приводить в действие двигатель (который приводит в действие и воздушный компрессор и гидравлику), для того чтобы обеспечить энергией гидравлику.
В некоторых системах сжатия воздуха кинематическая связь между воздушным компрессором и двигателем является такой, что воздушный компрессор приводится в действие всегда, когда приводится в действие двигатель, несмотря на факт того, что непрерывное функционирование воздушного компрессора не нужно, когда не имеет место бурение.
Так, из И8 7503409 В2, публ. 17.03.2009, известна буровая установка с электроуправляемым воздушным компрессором и по меньшей мере одним гидравлическим насосом, работающим от одного привода, предназначенная для минимизации разгрузки компрессора. Однако, целью такой буровой установки является обеспечение наиболее эффективной работы двигателя, и авторы не концентрируются на энергетической эффективности используемого компрессора.
Из И8 2007/0089907 А1, публ. 26.04.2007, известны способ и система для регулирования потреблением мощности при скальном бурении и скальное буровое устройство, причем согласно способу предусматривается регулирование энергии централизованной подачи питания как при перфорированиии/или бурении, так и при продувании скважины. Однако, авторы также не ставят задачи энергетической эффективности используемого компрессора.
- 1 025509
Существуют определенные меры, которые могли бы быть предприняты для дополнительного снижения излишнего потребления энергии. Например, муфта сцепления могла бы быть установлена между двигателем и воздушным компрессором для разгрузки компрессора во время периодов низкого потребления воздуха, но которая добавила бы значительные расходы на оборудование, и муфта сцепления быстро бы изнашивалась в ситуациях, когда компрессор следует разгружать часто. Дополнительно, неэкономичным и непрактичным является включение и выключение компрессора с частыми интервалами. Более того, даже во время периодов, когда большое количество сжатого воздуха не нужно, могут быть все еще нужны меньшие количества, так что воздушный компрессор возможно должен совершать цикл включения и выключения, чтобы держать воздушный резервуар (место, где может храниться воздух под давлением из воздушного компрессора) под достаточным давлением для меньших количеств.
Другая возможная сберегающая энергию мера предусматривает предоставление шестеренчатого привода с бесступенчатым изменением скорости для разгрузки воздушного компрессора, но такой привод является сложным и относительно дорогим, как мог бы быть двухскоростным шестеренчатым приводом с муфтами сцепления. С помощью шестеренчатого привода с бесступенчатым изменением скорости обороты в минуту (КРМ) от мотора, которые приводят в действие воздушный компрессор, могли бы быть снижены для сниженного потребления энергии.
Другая возможная мера предусматривает приведение в действие воздушного компрессора с помощью гидравлического двигателя, который может быть легко остановлен или замедлен во время периодов, когда требуется низкое давление. Например, когда буровая штанга добавляется к буровой колонне. Однако, такие приводы являются относительно не эффективными (многие эффективны самое большое на 80%), и так любая экономия энергии, реализованная во время периодов использования малого количества сжатого воздуха вероятно была бы утрачена во время периодов использования большого количества сжатого воздуха.
Следовательно, было бы желательно создать компрессорную установку или систему воздушного компрессора, использующую приводимый в действие двигателем воздушный компрессор, который является энергетически эффективным.
Краткое описание изобретения
Такая задача была решена за счет создания комрессорной установки для устройства, работающего на сжатом воздухе, содержащей воздушный компрессор, приводимый от двигателя и имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, причем воздушный компрессор выполнен с возможностью сжатия воздуха из воздуховпускного отверстия и подачи сжатого воздуха в воздуховыпускное отверстие; регулируемый впускной клапан, выполненный с возможностью управления количеством воздуха, подаваемого в воздуховпускное отверстие воздушного компрессора; устройство управления выходом, выполненное с возможностью управления количеством сжатого воздуха, доставляемого воздушным компрессором; приемник, имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, причем воздуховпускное отверстие приемника сообщается с воздуховыпускным отверстием воздушного компрессора, при этом приемник выполнен с возможностью хранения сжатого воздуха из воздушного компрессора; выпускной клапан рабочего воздуха, выполненный в сообщении с воздуховыпускным отверстием приемника, причем выпускной клапан рабочего воздуха выполнен с возможностью подачи по меньшей мере части хранящегося сжатого воздуха в качестве рабочего воздуха в устройство, применяющее воздух, когда выпускной клапан рабочего воздуха открыт; датчик давления рабочего воздуха, выполненный с возможностью измерения давления рабочего воздуха, подаваемого клапаном рабочего воздуха; и контроллер, выполненный в сообщении с регулируемым впускным клапаном, сообщающимся с воздуховпускным отверстием воздушного компрессора, и с датчиком давления рабочего воздуха, причем устройство, работающее на сжатом воздухе, имеет требуемое давление рабочего воздуха, и контроллер выполнен с возможностью регулирования количества воздуха на выходе воздушного компрессора за счет регулирования частоты вращения двигателя на основании сравнения измеренного давления рабочего воздуха и требуемого давления рабочего воздуха устройства, работающего на сжатом воздухе.
Предпочтительно количество воздуха на выходе воздушного компрессора регулируется на основе скользящего среднего измеренного давления подаваемого рабочего воздуха за заданный период времени, и если скользящее среднее меньше требуемого давления рабочего воздуха более чем на заданную меньшую величину, то осуществляется такое регулирование, чтобы увеличить количество воздуха, подаваемого в воздуховпускное отверстие воздушного компрессора, а если скользящее среднее больше требуемого давления продувающего воздуха более чем на заданную большую величину, то осуществляется такое регулирование, чтобы уменьшить количество воздуха, подаваемого в воздуховпускное отверстие воздушного компрессора.
Предпочтительно количество воздуха на выходе воздушного компрессора регулируется, чтобы увеличить количество воздуха, производимого воздушным компрессором, когда измеренное давление подаваемого рабочего воздуха меньше заданной меньшей величины, и уменьшать количество воздуха, производимого воздушным компрессором, когда измеренное давление подаваемого рабочего воздуха больше заданной большей величины.
Предпочтительно контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения настройки
- 2 025509 управления количеством воздуха на выходе воздушного компрессора для подачи требуемого количества рабочего воздуха на основе хранимой информации и регулирования количества воздуха на выходе воздушного компрессора в соответствии с определяемой настройкой.
Предпочтительно компрессорная установка используется в буровой установке, и требуемое давление рабочего воздуха определяется на основе диаметра бурильной трубы буровой установки, диаметра буровой коронки и желаемой скорости восходящего потока продувочного воздуха для буровой скважины.
Предпочтительно, если компрессорная установка используется в буровой установке, датчик давления рабочего воздуха размещен в скважине и измеряет давление продувочного воздуха.
Предпочтительно, если компрессорная установка используется в буровой установке, то контроллер дополнительно выполнен с возможностью регулирования требуемого рабочего воздуха на основании глубины буровой коронки, причем глубина буровой коронки получена от датчика глубины, измеряющего глубину буровой коронки в буровой скважине, и/или входного устройства, выполненного с возможностью получения указания о глубине буровой коронки.
Предпочтительно контроллер дополнительно выполнен с возможностью регулирования количества воздуха на выходе воздушного компрессора, чтобы поддерживать минимальное давление на выпускном клапане рабочего воздуха, когда выпускной клапан рабочего воздуха открыт.
Предпочтительно воздушный компрессор и приемник соединены маслопроводом, в котором установлен масляный запорный клапан, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью изменения положения открытия масляного запорного клапана в маслопроводе, и когда масляный запорный клапан находится в открытом рабочем положении, масло может протекать от приемника к воздушному компрессору для подачи масла в трубопроводы охлаждения компрессора.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены подобные элементы и на которых фиг. 1 - пример системы воздушного компрессора;
фиг. 2 - иллюстрация способа управления системой воздушного компрессора;
фиг. 3 - вид компрессорной установки, показанной на фиг. 1, с примером системы для снятия нагрузки с воздушного компрессора и примером масляной системы;
фиг. 4 - пример функционирования компрессорной установки с фиг. 3; фиг. 5А - пример регулируемого воздуховпускного клапана;
фиг. 5В - вид линейного исполнительного механизма, шарнирно прикрепленного к коленчатому рычагу;
фиг. 6 - пример способа управления системой воздушного компрессора;
фиг. 7А и 7В иллюстрация потребления топлива во время действительных тестов для состояния с включенным воздухом и выключенным воздухом соответственно, для традиционно управляемого воздушного компрессора для поддержки буровой установки в противоположность варианту осуществления данного изобретения, как описанного в настоящем документе;
фиг. 8А и 8В - иллюстрация средней нагрузки двигателя во время действительных тестов для состояния с включенным воздухом и выключенным воздухом соответственно, для традиционно управляемого воздушного компрессора для поддержки буровой установки в противоположность варианту осуществления данного изобретения, как описанного в настоящем документе;
фиг. 9 - иллюстрация способа управления системой воздушного компрессора; фиг. 10 - пример способа управления компрессорной установкой.
Подробное описание изобретения
Таким образом, в данной области техники есть нужда в компрессорной установке или в системе воздушного компрессора и способах управления системами воздушного компрессора.
Компрессорная установка или система воздушного компрессора включает в себя воздушный компрессор, имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, причем воздушный компрессор выполнен с возможностью сжатия воздуха, поступающего из воздуховпускного отверстия, и подачи сжатого воздуха в воздуховыпускное отверстие; регулируемый входной клапан, выполненный с возможностью управления количеством воздуха, подаваемого в воздуховпускное отверстие воздушного компрессора; устройство управления выходом, выполненное с возможностью управления количеством воздуха, сжатого воздушным компрессором; датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления воздуха между регулируемым входным клапаном и воздуховпускным отверстием воздушного компрессора; выпускной клапан рабочего воздуха, выполненный в сообщении с воздуховыпускным отверстием воздушного компрессора, причем выпускной клапан рабочего воздуха выполнен с возможностью доставки, по меньшей мере, некоторого объема сжатого воздуха из воздуховыпускного отверстия воздушного компрессора в качестве рабочего воздуха, когда выпускной клапан рабочего воздуха открыт; и контроллер, выполненный в сообщении с устройством управления выходом и датчиком давления, причем контроллер выполнен с возможностью приема информации о требуемом количестве рабочего воздуха и регулирования устройства управления выходом на основе сравнения измеренного давления воздуха
- 3 025509 воздушного компрессора с определяемым расчетным давлением воздуха для воздушного компрессора для подачи требуемого количества рабочего воздуха.
На фиг. 1 показан пример компрессорной установки или системы воздушного компрессора. Система 100 воздушного компрессора впускает воздух через воздушный фильтр 10 и сжимает воздух с помощью компрессора 20 и подает сжатый воздух в качестве рабочего воздуха 44, который в этом примере является продувочным воздухом 44 для функционирования буровой установки.
Базовые компоненты системы 100 воздушного компрессора могут включать в себя воздушный фильтр 10, регулируемый впускной клапан 12, соленоид 14А (для управления регулируемым впускным клапаном 12), датчик 16А давления, двигатель 18, датчик 16В оборотов в минуту (КРМ), воздушный компрессор 20, воздуховпускное отверстие 19 компрессора, воздуховыпускное отверстие 21 компрессора, контроллер 22, первичный нагнетательный канал 50, невозвратный клапан 28, приемник 34, воздуховпускное отверстие 33 приемника, воздуховыпускное отверстие 35 приемника, датчик 16С давления приемника, выпускной клапан 36 рабочего воздуха, вспомогательный трубопровод 48 подачи сжатого воздуха, продувочный клапан 24С, соленоид 14Ό (для управления продувочным клапаном 24С), глушитель 32, выпускной клапан 36 рабочего воздуха, датчик 16Ό давления продувочного воздуха, датчик 16Е глубины и устройство ввода (не проиллюстрировано) для приема ввода от пользователя системы 100 воздушного компрессора.
Воздушный фильтр 10 может быть фильтром для фильтрования воздуха. Регулируемым впускным клапаном 12 может быть впускной двустворчатый клапан. Регулируемый впускной клапан 12 может быть подпружиненным так, чтобы быть в закрытом состоянии, заданном по умолчанию. Соленоид 14А может быть установлен для регулирования регулируемого впускного клапана 12 для открывания на регулируемую величину для изменения количества воздуха, который может течь в воздуховпускное отверстие 19 воздушного компрессора. Соленоидом 14А (для управления регулируемым впускным клапаном 12) может быть электрическое устройство, которое производит магнитное поле, когда прикладывается ток. Регулируемый впускной клапан может быть также функционирующим за счет электрического, гидравлического или пневматического исполнительного механизма в сообщении с контроллером 22. Соленоид 14А может находиться в электрической связи с контроллером 22. Датчиком 16А давления может быть преобразователь для преобразования давления в электрический сигнал. Датчик 16А давления может находиться в электрической связи с контроллером 22. Датчик 16А давления может быть размещен в или вблизи воздушного компрессора 20. Двигателем 18 может быть электрический, или бензиновый, или гидравлический двигатель. Датчиком 16В оборотов в минуту (КРМ) может быть преобразователь, преобразующий числе оборотов двигателя 18 в электрический сигнал. Датчик 16В оборотов может находиться в электрической связи с контроллером 22 и может указывать диапазоны для числи оборотов (например, сигнал, который указывает, что двигатель 18 выключен или что двигатель находится в состоянии с низкими оборотами). Воздушным компрессором 20 может быть винтовой воздушный компрессор. Воздуховпускным отверстием 19 воздушного компрессора 20 может быть любое воздуховпускное отверстие 19 воздушного компрессора 20. Воздуховыпускным отверстием 21 воздушного компрессора 20 может быть любое воздуховыпускное отверстие 21 воздушного компрессора 20. Контроллером 22 может быть программируемый логический контроллер (РЬС). Контроллер 22 может находиться в электрической связи с соленоидами 14А и 14Ό. Контроллер 22 может находиться в электрической связи с датчиками 16А, 16В, 16С, 16Ό. Контроллер 22 выполнен с возможностью управления функционированием системы 100 воздушного компрессора.
Первичным нагнетательным каналом 50 может быть воздушная труба, сконструированная из подходящего материала для передачи сжатого воздуха или масла. Невозвратным клапаном 28 может быть клапан, который обеспечивает протекание воздуха или масла через него только в одном направлении из воздушного компрессора 20 в приемник 34. Приемником 34 может быть приемник воздуха, сконструированный из подходящего материала для хранения сжатого воздуха и для фильтрации масла из воздушного компрессора 20. Воздуховпускным отверстием 33 приемника может быть любое воздуховпускное отверстие приемника 34. Воздуховыпускным отверстием 35 приемника может быть любое воздуховыпускное отверстие приемника 34. Датчиком 16С давления приемника может быть преобразователь для преобразования давления приемника 34 в электрический сигнал. Датчик 16С давления приемника может находиться в электрической связи с контроллером 22. Выпускным клапаном 36 рабочего воздуха может быть воздушный клапан, функционирующий за счет пользователя системы 100 воздушного компрессора. Выпускной клапан 36 рабочего воздуха может передавать сжатый воздух из воздуховыпускного отверстия 35 приемника с применением рабочего воздуха, который здесь является продувочным воздухом 44. Вспомогательный трубопровод 48 подачи сжатого воздуха может быть воздушным трубопроводом в сообщении с приемником 34, который может подавать сжатый воздух во вспомогательное оборудование, которое нуждается в сжатом воздухе. Продувочный клапан 24С может быть электрически управляемым в зависимости от значения количества воздуха, имея два положения: открытое положение в качестве заданного по умолчанию и закрытое положение, на которое переключается продувочный клапан 14В, когда ток прикладывается к соленоиду 14Ό. Соленоидом 14Ό (для управления продувочным клапаном 24С) может быть электрическое устройство, которое производит магнитное поле, когда прикладывается ток.
- 4 025509
Соленоид 14В может находиться в электрической связи с контроллером 22. Глушитель 32 может быть сделан для глушения звука из-за выхода сжатого воздуха из приемника 34. Датчиком 16Ό давления продувочного воздуха может быть преобразователь для преобразования давления продувочного воздуха 44 в электрический сигнал. Датчик 16Ό давления продувочного воздуха может находиться в электрической связи с контроллером 22. Датчик 16Ό давления продувочного воздуха может быть размещен на трубе над землей, которая доставляет продувочный воздух 44. В качестве альтернативы, датчик 16Ό давления продувочного воздуха может быть размещен в скважине вблизи продувочного воздуха 44. Датчиком 16Е глубины может быть преобразователь для преобразования глубины буровой коронки 42 в электрический сигнал. Датчик 16Е глубины может находиться в электрической связи с контроллером 22. Датчик 16Е глубины может быть размещен вблизи буровой коронки 42. В вариантах осуществления датчиком 16Е глубины является лазерный счетчик глубины. В вариантах осуществления оператор определяет глубину и вводит информацию о глубине, которая используется контроллером 22. В качестве альтернативы, датчик 16Е глубины может быть размещен на буровой установке. Датчик 16Е глубины может подсчитать либо автоматически, либо посредством ручного ввода числа буровых штанг 38. Устройство ввода (не проиллюстрировано) может быть электронным устройством пользовательского ввода для обеспечения возможности пользователю вводить информацию и принимать информацию обратно от контроллера 22. Примеры устройства ввода включают в себя сенсорный экран и цифровую клавиатуру с дисплеем. В вариантах осуществления устройство ввода может включать в себя ввод для пользователя, вводящего глубину буровой коронки и/или число буровых штанг 38, которые могут быть использованы контроллером для определения глубины буровой коронки.
Установка 100 используется в буровой установке. Применение буровой установки пробуривает буровую скважину 40 в земле, чтобы произвести скважину для взрывания или обследования на предмет минералов и/или нефти. Применение буровой установки может включать в себя буровую штангу 38, буровую скважину 40, буровую коронку 42 и продувочный воздух 44.
Буровая штанга 38 может быть полой, толстостенной, стальной трубой для способствования бурению буровой скважины 40. Буровая штанга 38 может быть приблизительно 30 футов в длину и быть присоединенной к другим буровым штангам 38 для образования буровой колонны. Буровая коронка 42 может быть сконструирована из твердого материала, такого как алмаз или карбид, для бурения в земле и может включать в себя полый участок для передачи продувочного воздуха 44. Продувочным воздухом 44 может быть сжатый воздух из системы 100 компрессора, который используется для продувания буровой скважины 40 от земли, разрушенной буровой коронкой 42. Буровая скважина 40 является скважиной, образованной посредством операции бурения с помощью вращения буровой коронки 42 и буровой штанги 38. Буровая установка, выполненная с возможностью вращения буровой штанги 38 и буровой коронки 42 и добавления новых буровых штанг 38 к буровой колонне, не показана.
При работе контроллер 22 управляет функционированием компрессорной установки 100. Далее следует описание установки 100, доставляющей рабочий воздух, здесь названный продувочным воздухом 44, когда регулируемое воздуховпускное отверстие 19 частично открыто и когда открыт выпускной клапан 36 рабочего воздуха.
Воздух течет через воздушный фильтр 10 и фильтруется воздушным фильтром 10. Воздух течет через регулируемый воздуховпускной клапан 12, который выполнен с возможностью управления величиной воздуха, который может течь через регулируемый воздуховпускной клапан 12. Контроллер 22 управляет тем, как открывается регулируемый воздуховпускной клапан 12 посредством предоставления электричества соленоиду 14А. Посредством регулирования регулируемого воздуховпускного клапана 12 контроллер 22 может управлять объемом сжатого воздуха, подаваемого воздушным компрессором 20. Это может быть названо дросселированием компрессорной установки 100 посредством управления открытием регулируемого воздуховпускного клапана 12. Как сказано, может быть непрактично управлять объемом сжатого воздуха, подаваемого воздушным компрессором 20 посредством управления двигателем 18, который приводит в действие воздушный компрессор 20 или посредством управления 20 соединения между воздушным компрессором 20 и двигателем 18 (например, шестеренки).
Воздух, который течет через регулируемый воздуховпускной клапан 12, течет в воздуховпускное отверстие 19 воздушного компрессора 20 и сжимается воздушным компрессором 20, который доставляет объем сжатого воздуха в воздуховыпускное отверстие 21 воздушного компрессора 20. Воздушный компрессор 20 приводится в действие двигателем 18. Контроллер 22 может принимать указание того, как быстро вращается двигатель 18, но в некоторых вариантах осуществления контроллер 22 не может изменять скорость двигателя 18 (это может быть потому, что только компрессорная установка 100 приводится в действие двигателем). В вариантах осуществления контроллер 22 может изменять скорость двигателя 18. Например, контроллер 22 может переключать двигатель 18 с состояния с низкими КРМ холостого хода на состояние с высокими оборотами, или состояния из диапазона оборотов, и/или с включенного состояния на выключенное состояние.
Сжатый воздух затем течет через основной канал 50 нагнетания воздуха и через невозвратный клапан 28. Невозвратный клапан 28 позволяет маслу и воздуху течь через него только в одном направлении из воздуховыпускного отверстия 21 компрессора к воздуховпускному отверстию приемника 33. Так как
- 5 025509 невозвратный клапан 28 обеспечивает течение масла и воздуха только в одном направлении, давление у невозвратного клапана 28 со стороны воздушного компрессора 20 может отличаться от давления воздуха у незозвратного клапана 28 со стороны приемника 34.
Сжатый воздух затем течет в воздуховпускное отверстие 33 приемника 34 в приемник 34. Приемник 34 может осуществлять множество функций компрессорной установки 100. Во-первых, он может осуществлять рециркуляцию масла, которая будет рассмотрена ниже. Во-вторых, он может предоставлять средства для хранения сжатого воздуха, так что воздушному компрессору 20 не нужно подавать сжатый воздух все время, когда требуются только относительно небольшие количества сжатого воздуха для вспомогательного использования через вспомогательный трубопровод 48 подачи сжатого воздуха или когда требуются только относительно небольшие количества для рециркуляции масла.
Сжатый воздух затем течет в воздуховыпускное отверстие 35 приемника через выпускной клапан 36 рабочего воздуха. Выпускной клапан 36 рабочего воздуха может функционировать за счет пользователя компрессорной установки 100 для функционирования либо в открытом, либо закрытом состоянии. В альтернативных вариантах осуществления выпускной клапан 36 рабочего воздуха может управляться контроллером 22. После протекания через выпускной клапан 36 рабочего воздуха сжатый воздух затем течет вниз через буровую штангу 38 и через буровую коронку 42 и из нее в качестве продувочного воздуха 44. Продувочный воздух 44 течет вверх буровой скважины 40 и содействует удалению частей земли, которые были раздроблены буровой коронкой 42.
Таким образом, установка 100 выполнена с возможностью доставки рабочего воздуха в качестве продувочного воздуха 44.
Регулируемый воздуховпускной клапан 12 может быть назван устройством управления выходом компрессорной установки 100 потому, что он управляет объемом воздуха, производимого установкой 100. В вариантах осуществления устройство управления выходом системы воздушного компрессора может регулироваться посредством увеличения или уменьшения оборотов двигателя. В вариантах осуществления устройство управления выходом воздушного компрессора может регулироваться посредством увеличения или уменьшения управления муфтой сцепления между двигателем 18 и воздушным компрессором 20. Например, магнитная муфта сцепления может быть помещена между двигателем 18 и воздушным компрессором 20, и муфта сцепления, регулируемая посредством варьирования силы магнитного поля или посредством варьирования промежутка между участком муфты сцепления, связанного с воздушным компрессором 20, и участком муфты сцепления, связанным с двигателем 18.
На фиг. 2 показан пример способа управления компрессорной установкой. Примеры уравнений приведены ниже для вычисления. Другие равенства возможны, и способ не ограничен конкретными уравнениями, используемыми в примере ниже. Способ начинается с получения информации о требуемом количестве 210 рабочего воздуха. Требуемый параметр рабочего воздуха может быть получен с устройства ввода (не показано) с фиг. 1. В качестве примера, пользователь установкой 100 при пользовании буровой установки может вводить диаметр буровой трубы, диаметр буровой коронки и желаемую скорость восходящего потока (ИНУ) для продувочного воздуха. Требуемый параметр рабочего воздуха может быть тогда вычислен как уравнение (1)
Требуемое количество рабочего воздуха=0х(В/10002-А/10002)/183,4, где А - диаметр буровой трубы, В - диаметр буровой коронки и Ό - желаемая ИНУ.
В вариантах осуществления требуемым параметром рабочего воздуха может быть давление рабочего воздуха, подаваемого в выпускной клапан 36 рабочего воздуха. В вариантах осуществления контроллер 22 может получать данные о желаемом давлении рабочего воздуха и данные о диаметре вспомогательного оборудования, прикрепленного к выпускному клапану 36 рабочего воздуха. В вариантах осуществления контроллер 22 может получать данные о заданном объеме рабочего воздуха.
Необязательно, данный способ может продолжать вычисление настройки для регулируемого воздуховпускного отверстия воздушного компрессора для подачи требуемого количества рабочего воздуха 220. Настройка для регулируемого воздуховпускного отверстия (см. элемент 12 с фиг. 1) воздушного компрессора является такой как следует ниже. Вычислить максимальную ИНУ, которую компрессорная установка может подать на основе пользовательских вводов, можно как уравнение (2)
Максимальная ИНУ=Сх 183,4/(В/10002-А/10002), где А - диаметр буровой трубы, В - диаметр буровой коронки и С - максимальная величина, которую компрессорная установка могла бы подать, если регулируемое воздуховпускное отверстие было бы открыто полностью.
Исходя из сказанного процентная доля величины максимум установки может вычислена как следует ниже уравнение (3)
Процентная доля максимума=требуемое количество рабочего воздуха/максимальная ИНУ.
Исходя из процентной доли максимума контроллер 22 может вычислять настройку для регулируе- 6 025509 мого впускного клапана, так чтобы воздух с процентной долей максимума тек в регулируемый впускной клапан. Например, контроллер 22 может вычислять угол открытия двустворчатого клапана на основе удлинения линейного исполнительного механизма. См. фиг. 5В для примера, где уравнение (4)
Угол=ЛСО8 (ΧΛ2+ΥΛ2-(Υ+Ζ)Λ2)/2ΧΥ, где Х - длина коленчатого рычага, Υ - длина исполнительного механизма во втянутом состоянии, Ζ - удлинение исполнительного механизма. Из уравнения (4) контроллер 22 может настраивать удлинение исполнительного механизма для желаемого угла двустворчатого клапана, так чтобы воздух с процентной долей максимума тек в воздушный компрессор.
Вследствие этого настройка для регулируемого впускного клапана может быть вычислена как в показанном на фиг. 5 примере варианта осуществления регулируемого впускного клапана. В вариантах осуществления контроллер может вычислять настройку для другого устройства управления выходом воздушного компрессора. Например, число КРМ для двигателя или для настройки муфты для сцепления.
Данный способ необязательно продолжает регулировать регулируемое воздуховпускное отверстие в соответствии с вычисленной настройкой 230. Контроллер для варианта осуществления регулируемого воздуховпускного клапана с фиг. 5 может настраивать удлинение линейного исполнительного механизма в соответствии со значением, так чтобы двустворчатый клапан позволял воздуху с процентной долей максимума течь в воздушный компрессор. Таким образом, система воздушного компрессора может делать первоначальную настройку регулируемого впускного клапана на основе приема требуемого давления рабочего воздуха. В вариантах осуществления контроллер может регулировать другое устройство управления выходом воздушного компрессора. Например, контроллер может настраивать обороты двигателя и/или контроллер может настраивать управление муфтой сцепления.
В вариантах осуществления контроллер может регулировать регулируемое воздуховпускное отверстие в соответствии со значением меньшим, чем вычисленная настойка. Например, удлинение линейного исполнительного механизма может быть настроено на значение 50% от вычисленной настройки. Это может иметь преимущество, что когда буровая скважина впервые начата, объем воздуха является меньшим, так чтобы прилив воздуха из буровой коронки не сдул вершину скважины. Сниженная вычисленная настройка может быть удержана только на короткий период времени или для короткого расстояния бурения. Например, только первый 1 или 2 м буровой скважины. Расстояние бурения может быть обнаружено датчика глубины и/или посредством пользовательского ввода. В вариантах осуществления контроллер может настраивать другое устройство управления выходом воздушного компрессора.
Данный способ продолжает вычисление расчетного давления воздуха воздушного компрессора для воздушного компрессора для подачи требуемого количества рабочего воздуха 240. Следующий пример иллюстрирует, как может быть вычислено расчетное давление воздуха воздушного компрессора, когда давление воздушного компрессора измеряется на воздуховпускном отверстии (19 с фиг. 1) воздушного компрессора (20 с фиг. 1). Процентная доля максимума может быть вычислена как в уравнении (3) выше. Из процентной доли максимума расчетное давление воздуха компрессора может быть вычислено как следует ниже уравнение (5)
Расчетное давление воздуха в мм рт.ст.=(-0,29х (процентная доля максимумах 100))+30.
Исходя из расчетного давления воздуха в мм рт. ст. расчетное давление в миллиамперах (мА) от датчика давления (16А с фиг. 1) может быть вычислено как следует ниже уравнение (6)
Расчетное давление в мА=(0,533х расчетное давление воздуха в мм рт.ст.)+4.
Вычисленное расчетное давление воздуха воздушного компрессора в этом примере является расчетным давлением в мм рт.ст. В вариантах осуществления вычисленное расчетное давление воздуха может быть предварительно определено и сохранено, так чтобы контроллер осуществлял поиск значения расчетного давление воздуха на основе принятого требуемого давления рабочего воздуха. В вариантах осуществления вычисленное расчетное давление воздуха может регулироваться для компенсации утечек воздуха в системе и для другого использования сжатого воздуха.
Вследствие этого, как иллюстрирует раскрытый пример, расчетное давление воздуха в мм рт.ст. может быть вычислено, и давление может быть измерено и передано контроллеру.
Способ необязательно продолжает с тем, что имеет предварительно определяемую величину истекшего периода времени 250. Если предварительно определяемый период времени истек, то способ пропускает этап регулирования регулируемого впускного клапана на основе вычисленного расчетного давления воздуха. Предварительно определяемая величина времени может быть периодом времени, таким как от 10 с до нескольких минут. В вариантах осуществления предварительно определяемая величина времени может быть достаточно длительной, чтобы этап регулирования регулируемого впускного клапана на основе вычисленного расчетного давления воздуха никогда не пропускался. Если предварительно определяемая величина времени не истекла, то способ продолжает сравнивать измеренное давление воздушного компрессора с вычисленным расчетным давлением воздуха 260. Измеренное давление
- 7 025509 воздушного компрессора может быть в миллиамперах, когда принято контроллером, и как показано выше, вычисленное расчетное давление воздуха может быть преобразовано в показание в миллиамперах.
Если измеренное давление воздушного компрессора меньше, чем вычисленное расчетное давление воздуха, то способ продолжается с этапа 270. Если измеренное давление воздушного компрессора больше, чем вычисленное расчетное давление воздуха, способ продолжается с этапа 280. В вариантах осуществления измеренное давление воздушного компрессора может быть меньше, чем вычисленное расчетное давление воздуха на предварительно определяемую меньшую величину для продолжения этапа 270. В вариантах осуществления измеренное давление воздушного компрессора может быть больше, чем вычисленное расчетное давление воздуха на предварительно определяемую большую величину для продолжения этапа 280. Посредством включения в себя большей величины и предварительно определяемой меньшей величины, система воздушного компрессора может с меньшей вероятностью быстро изменяться. Например, предварительно определяемая большая величина могл:а бы быть на 20% выше вычисленного расчетного давления воздуха, и предварительно определяемая меньшая величина могл:а бы быть на 20% ниже вычисленного расчетного давления воздуха, так чтобы система воздушного компрессора была бы управляемой с помощью диапазона плюс или минус 20% от вычисленного расчетного давления воздуха. Регулирование регулируемого впускного клапана на основе измеренного давления воздушного компрессора имеет преимущество, что измеренное давление может быть более точным указанием действительного объема воздуха, поданного воздушным компрессором, чем настройка величины открытия регулируемого впускного клапана. Это может быть по нескольким причинам. Причины включают в себя то, что разницы температур могут сделать сложной настройку регулируемого впускного клапана в соответствии с конкретным значением открытия, и что регулируемый впускной клапан может быть сложно откалибровать.
На этапе 270 открытие регулируемого впускного клапана увеличивается, так что система воздушного компрессора доставляет больше сжатого воздуха. Способ затем возвращается на этап 250. На этапе 280, открытие регулируемого впускного клапана уменьшается, так что система воздушного компрессора доставляет меньше сжатого воздуха.
Этап 260 переходит к этапу 290, если измеренное давление воздушного компрессора не больше и не меньше, чем вычисленное расчетное давление воздуха (с возможно предварительно определяемой меньшей величиной и предварительно определяемой большей величиной). Этап 290 является определением давления доставленного рабочего воздуха. В вариантах осуществления, определяемое давление доставленного рабочего воздуха может быть определено посредством вычисления скользящего среднего давления доставленного рабочего воздуха. Пример давления доставленного рабочего воздуха проиллюстрирован на фиг. 1 как датчик 16Ό давления продувочного воздуха. Давление доставленного рабочего воздуха может быть измерено в разных местах. Скользящее среднее может быть вычислено за предварительно определяемый период времени, такой как 10 с, посредством многократной дискретизации измеренного давления подаваемого рабочего воздуха регулярно, и затем деления на число выборок после предварительно определяемого периода времени. Возможны многие другие предварительно определяемые периоды времени, такие как 2 с или 10 мин. Дополнительно, скользящее среднее могло бы быть вычислено многими разными путями. Например, три (3) показания давления доставленного рабочего воздуха могли бы быть взяты и среднее показание из трех (3) показаний могло бы быть использовано для сравнения с требуемым давлением рабочего воздуха. В качестве другого примера, давление доставленного рабочего воздуха могло бы быть определено посредством мониторинга давления доставленного рабочего воздуха, и если давление рабочего воздуха падает ниже определенной предварительно определяемой величины (например, 5%) ниже требуемого давления рабочего воздуха, то значение для давления доставленного воздуха, которое ниже 5%, может быть использовано для определения того, регулировать или нет воздушный компрессор. В вариантах осуществления, показания давления доставленного рабочего воздуха, которые выше определенного предварительно определяемого высокого значения или ниже предварительно определяемого низкого значения, могут быть проигнорированы. В вариантах осуществления, показания давления доставленного рабочего воздуха оцениваются контроллером за период времени и используются для определения того, регулировать или нет давление доставленного рабочего воздуха.
После этапа 290, способ продолжает сравнивать определяемое давление произведенного рабочего воздуха с требуемым давлением рабочего воздуха 295. Определяемое давление поданного рабочего воздуха может быть определено как разъяснено выше. В вариантах осуществления, определяемое давление поданного рабочего воздуха может сравниваться с требуемым: давлением рабочего воздуха посредством сравнения вычисленного среднего при эксплуатации с требуемым давлением рабочего воздуха 295. Вычисленное среднее при эксплуатации давление может сравниваться с требуемым давлением рабочего воздуха (из уравнения (1) и этапа 210 выше). Если вычисленное среднее при эксплуатации больше, чем требуемое давление рабочего воздуха, то способ может перейти на этап 280. Если вычисленное среднее при эксплуатации меньше, чем требуемое давление рабочего воздуха, то способ может перейти на этап 270. В вариантах осуществления, если вычисленное среднее при эксплуатации больше, чем требуемое давление рабочего воздуха на вторую предварительно определяемую большую величину, то способ может перейти на этап 280. Вторая предварительно определяемая большая величина может быть фиксиро- 8 025509 ванной величиной или процентной долей требуемого давления рабочего воздуха. В вариантах осуществления, если вычисленное среднее при эксплуатации давление меньше, чем требуемое давление рабочего воздуха на вторую предварительно определяемую меньшую величину, то способ может перейти на этап 270. Вторая предварительно определяемая меньшая величина может быть фиксированной величиной или процентной долей требуемого давления рабочего воздуха. Все из предварительно определяемых величин, рассмотренных выше и ниже, могут регулироваться во время способа для улучшения производительности системы воздушного компрессора. В вариантах осуществления контроллер может использовать давление доставленного рабочего воздуха для определения того, регулировать или нет воздушный компрессор.
В вариантах осуществления требуемое давление рабочего воздуха может изменяться согласно глубине буровой коронки. Например, требуемое давление рабочего воздуха может увеличиваться на около 5% на каждые 10 м. Увеличенное требуемое давление рабочего воздуха может быть нужно для увеличения продувочного воздуха для компенсации большей глубины буровой скважины. Глубина буровой коронки может быть определена исходя из датчика (16Е с фиг. 1) глубины или исходя из пользовательского ввода из устройства ввода. Дополнительно, контроллер может повторно вычислять вычисленное расчетное давление воздуха, если требуемое давление рабочего воздуха изменяется согласно глубине буровой коронки.
Если способ не переходит ни на этап 270, ни на этап 230, то способ переходит на необязательный этап 297. Этап 297 является сравнивающим давление приемника с максимальным (тах) и минимальным (тт) значениями. Если давление приемника (например, элемент 16С с фиг. 1) больше, чем тах (тах может быть 100 фунтов на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм) для функционирования при низком давлении и 550 фунт/кв.дюйм для функционирования на большой мощности), то способ переходит на этап 280. Если давление приемника (например, элемент 16С с фиг. 1) меньше чем тт (тт может быть 30 фунт/кв.дюйм для функционирования при низком давлении и 80 фунт/кв.дюйм для функционирования на большой мощности), то способ переходит на этап 270. Иначе способ переходит обратно на этап 250.
Если необязательный этап 297 не присутствует, то способ переходит на этап 250 с этапа 295, если способ не переходит на необязательный этап 270 или 280. Способ может прекратиться по множественным причинам. Среди причин, по которым способ может прекратиться, и то, что контроллер может принять указание, что рабочий воздух больше не требуется, и/или то, что контроллер может принять указание, что компрессорная установка должна быть выключена. Таким образом, был продемонстрирован способ управления компрессора установки.
В вариантах осуществления изобретения этапы 290 и 295 являются необязательными. В вариантах осуществления этапы 260, 295 и 297 могут быть в другом порядке. В вариантах осуществления данного способа можно не регулировать регулируемый впускной клапан на этапах 280 и 270 до определения того, нужно ли регулировать регулируемый впускной клапан согласно этапам 260 и 295 и необязательно этапа 297. Данный способ может задавать приоритет одного или более из этапов 250, 295 и 297 для определения того, регулировать или нет регулируемый впускной клапан. В качестве альтернативы или в дополнение, согласно данному способу можно регулировать регулируемый впускной клапан на основе результата сравнений на этапах 260, 295 и необязательно 297 на основе указания о степени регулирования в каждом из сравнений.
В вариантах осуществления этап 280 может включать в себя сравнение давления произведенного рабочего воздуха с минимальным: давлением рабочего воздуха, и если давление произведенного рабочего воздуха не больше, чем минимальное давление рабочего воздуха на предварительно определяемую величину, то открытие регулируемого впускного клапана не уменьшают. Минимальное давление рабочего воздуха может быть настройкой для поддержания минимальной величины продувочного воздуха, так чтобы буровая коронка не повредилась или не застряла из-за обломков породы, не продутой из буровой скважины. В вариантах осуществления этап 280 может включать в себя сравнение измеренного давления воздушного компрессора с минимальным давлением для минимального рабочего воздуха, и если измеренное давление воздушного компрессора не больше, чем минимальное давление для минимального рабочего воздуха на предварительно определяемую величину, то не уменьшают открытие регулируемого впускного клапана. Минимальное давление для минимального давления рабочего воздуха может быть определяемым давлением для воздушного компрессора, чтобы произвести минимальное давление рабочего воздуха.
В вариантах осуществления этапы 270 и 280 могут включать в себя регулирование другого устройства управления выходом воздушного компрессора. Например, управление муфтой сцепления может быть увеличено или уменьшено и/или обороты двигателя могут быть увеличены или уменьшены.
На фиг. 3 показана система воздушного компрессора, проиллюстрированная на фиг. 1, с примером системы для снятия нагрузки с воздушного компрессора и примером масляной системы.
Компрессорная установка 100 включает в себя систему для снятия нагрузки с воздушного компрессора 20. Установка, чтобы снять нагрузку с воздушного компрессора, отсасывает воздух из воздуховыпускного отверстия 21 воздушного компрессора, когда установке 100 не нужно, чтобы воздушный компрессор 20 подавал сжатый воздух, и воздуховпускной клапан 12 установки 100 закрыт.
- 9 025509
Система, чтобы снять и подать нагрузку на компрессор, включает в себя насос 26 откачки, воздуховпускное отверстие 25 насоса 26 откачки, воздуховыпускное отверстие 27 насоса 26 откачки, соленоид 14С (для управления насосом откачки), вторичный нагнетательный канал 52, еще один невозвратный клапан 30, изолирующий клапан 24А насоса откачки и соленоид (для управления изолирующим клапаном насоса откачки) 14В.
Насосом 26 откачки может быть винтовой компрессор, приводимый в действие гидравлическим мотором (не проиллюстрирован). Насос 26 откачки может быть, по существу, меньше, чем воздушный компрессор 20. Воздуховпускным отверстием 25 насоса 26 откачки может быть воздуховпускное отверстие 25 насоса 26 откачки. Воздуховыпускным отверстием 27 насоса 26 откачки может быть воздуховыпускное отверстие 27 насоса 26 откачки. Соленоидом 14С (для управления насосом откачки) может быть электрическое устройство, которое производит магнитное поле, когда прикладывается ток. Соленоид 14С может находиться в электрической связи с контроллером 22. Изолирующий клапан 24А насоса откачки может быть электрически управляемым в зависимости от количества воздуха и иметь два положения: подпружиненное закрытое положение в качестве заданного по умолчанию и открытое положение, на которое переключается изолирующий клапан 24А насоса откачки, когда ток прикладывается к соленоиду 14В. Соленоидом 14В (для управления изолирующим клапаном 24А насоса откачки) может быть электрическое устройство, которое производит магнитное поле, когда прикладывается ток. Соленоид 14В может находиться в электрической связи с контроллером 22. Вторичным нагнетательным каналом 52 может быть труба, сконструированная из подходящего материала для передачи сжатого воздуха или масла. Еще одним невозвратным клапаном 30 может быть клапан, который обеспечивает протекание воздуха или масла через него только в одном направлении - из насоса 26 откачки в первичный нагнетательный канал 50.
Установка 100 включает в себя масляную систему для предоставления масла в воздушный компрессор 20. Масляная система подает масло для смазывания воздушного компрессора 20. Масляная система включает в себя первый маслопровод 54, второй маслопровод 56, масляный запорный клапан 24В и исполнительный механизм 46 давления воздуха. Первым маслопроводом 54 может быть трубопровод, подходящий для транспортировки масла из приемника 34 обратно в воздушный компрессор 20. Вторым маслопроводом 56 может быть трубопровод, подходящий для транспортировки масла из приемника 34 обратно в воздушный компрессор 20. Масляный запорный клапан 24В откачки может быть управляемым значением и иметь два положения: закрытое положение в качестве заданного по умолчанию и открытое положение, на которое переключается масляный запорный клапан 24В, когда давление прикладывается к исполнительному механизму 46 давления. Масляный запорный клапан 24В может иметь пружину, которая держит масляный запорный клапан 24В в закрытом положении до тех пор, пока исполнительный механизм 46 давления воздуха не надавит на масляный запорный клапан 24В. Исполнительным механизмом 46 давления воздуха может быть исполнительный механизм в сообщении с давлением воздуха воздуховыпускного отверстия 21 компрессора 20 и масляным запорным клапаном 24В. Когда давление воздуха на воздуховыпускном отверстии 21 воздушного компрессора 20 поднимается свыше предварительно определяемого давления воздуха перекрытия масла, исполнительный механизм 46 давления воздуха открывает масляный запорный клапан 24В, и когда давление воздуха на выпускном отверстии 21 воздушного компрессора 20 падает ниже предварительно определяемого давления воздуха перекрытия масла, исполнительный механизм 46 давления воздуха больше не открывает масляный запорный клапан 24В, так масляный запорный клапан 24В закрывается (в варианте осуществления пружина поджимает клапан закрытым). Соленоидом (для управления продувочным клапаном 24С) может быть электрическое устройство, которое производит магнитное поле, когда прикладывается ток.
При функционировании система для подачи и снятия нагрузки с воздушного компрессора 20 работает как следует ниже. Контроллер 22 определяет, что компрессорной установке 100 не нужно, чтобы воздушный компрессор 20 генерировал дополнительный сжатый воздух. Контроллер 22 тогда закрывает регулируемый впускной клапан 12 и открывает изолирующий клапан 24А насоса откачки, включает насос 25 откачки. В вариантах осуществления насос 25 откачки может быть уже включен. Так как регулируемый впускной клапан 12 закрыт, воздушный компрессор 20 больше не имеет источника воздуха для сжатия. Большая часть воздуха, который остался в воздушном компрессоре 20, отсасывается насосом 25 откачки, который отсасывает воздух из воздушного компрессора 20 через теперь открытый изолирующий клапан 24А насоса откачки и передает воздух через еще один невозвратный клапан 30. Сжатый воздух в приемнике 34 заблокирован от возврата в воздушный компрессор 20 посредством невозвратного клапана 28 и еще одного невозвратного клапана 30.
Когда контроллер 22 определяет, что дополнительно сжатый воздух должен быть произведен компрессором 20, контроллер 22 открывает, по меньшей мере, частично регулируемый впускной клапан 12, закрывает изолирующий клапан 24А насоса откачки и может выключить насос 26 откачки. Воздушный компрессор 20 затем начинает подачу сжатого воздуха снова, который передается через невозвратный клапан 28. Вследствие этого контроллер 22 является обеспеченным возможностью подачи и снятия нагрузки с воздушного компрессора 20.
Преимуществом снятия нагрузки с воздушного компрессора 20 является то, что работа, которую
- 10 025509 выполняет двигатель 18 для приведения в действие воздушного компрессора 20, уменьшается, так как воздушный компрессор 20 не сжимает воздух. Двигатель 18 продолжает приводить в действие воздушный компрессор 20 и может продолжать приводить в действие воздушный компрессор 20 с тем же числом оборотов в минуту (для винтового воздушного компрессора), но так как воздушный компрессор 20 не сжимает воздух, нагрузка на двигатель 18 уменьшается. Разъяснение было дано выше, почему двигатель 18 не просто замедляется, когда системе 100 воздушного компрессора не нужно, чтобы воздушный компрессор 20 генерировал сжатый воздух. Когда нагрузка на двигатель 18 уменьшена, двигатель 18 требует меньше топлива или электричества для приведения в действие двигателя 18, и двигатель 18 генерирует меньше тепла.
При функционировании масляная система может быть использована для смазывания воздушного компрессора 20. Когда воздушный компрессор 20 находится под нагрузкой, следующее является путем, по которому масло может следовать для смазывания воздушного компрессора 20. Масло может быть использовано для смазывания воздушного компрессора 20. Масло может тогда течь из воздушного компрессора 20 через основной канал 50 нагнетания воздуха через невозвратный клапан 28 в приемник 34. В вариантах осуществления приемник 34 удерживает минимальное давление для передачи масла обратно в воздушный компрессор 20. Масло может затем течь из приемника через первый маслопровод 54, через масляный запорный клапан 24В и через второй маслопровод 56 обратно в воздушный компрессор 20. Так как воздушный компрессор 20 находится под нагрузкой, давление является достаточно большим для исполнительного механизма 46 давления воздуха открыть масляный запорный клапан 24В, так чтобы масло могло быть передано из приемника 34 через масляный запорный клапан 24В и второй маслопровод 56. Масло может быть охлаждено и/или профильтровано до возвращения в воздушный компрессор 20. Охлаждение и фильтрация не показаны. Давление, необходимое для удержания масляного запорного клапана 24В открытым, может быть предварительно определенным давлением открытия масла.
Когда воздушный компрессор 20 является разгруженным (описано выше), масло может следовать следующему пути. Масло может быть использовано для смазывания воздушного компрессора 20. Масло может тогда течь из воздушного компрессора 20 через оснозной канал 50 нагнетания воздуха, затем через открытый изолирующий клапан 24А насоса откачки, затем через насос 25 откачки, затем через еще один невозвратный клапан 30 и затем в приемник 34. Так как воздушный компрессор 20 находится без нагрузки, давление является достаточно большим для исполнительного механизма 46 давления воздуха открыть масляный запорный клапан 24В, так чтобы масло не могло быть передано из приемника 34 через масляный запорный клапан 24В и второй маслопровод 56. Масло может течь через второй маслопровод 56 обратно в воздушный компрессор 20. Масло может быть охлаждено и/или профильтровано до возвращения в воздушный компрессор 20. Охлаждение и фильтрация не показаны.
Преимуществом закрытия второго маслопровода 56, когда воздушный компрессор 20 является разгруженным, является то, что воздушному компрессору не нужно быть настолько смазанным, когда воздушный компрессор 20 находится без нагрузки по сравнению с тем, когда под нагрузкой. Масло для смазывания воздушного компрессора 20 может быть затем разделено на масло, которое нужно для смазывания воздушного компрессора 20, когда он находится и под нагрузкой, и без нагрузки (здесь как первый маслопровод 54), и масло, которое нужно для охлаждения воздушного компрессора 20, когда он находится под нагрузкой (здесь второй маслопровод 56). Преимуществом этого является то, что передача масла из приемника 34 обратно в воздушный компрессор 20 потребляет энергию. В вариантах осуществления приемник 34 предоставляет сжатый воздух для передачи масла. Когда величина масла, которое передается, уменьшена, то величина сжатого воздуха, отведенного из приемника 34, уменьшена. Дополнительно, насосу 26 откачки не нужно передавать столько масла из воздушного компрессора 20 через еще один невозвратный клапан 30. Более того, контроллер 22 может оставлять воздушный компрессор 20 без нагрузки на длительный период времени, так как меньше воздуха отводится из приемника 34. Другим преимуществом является то, что нагрузка на двигатель 18 может быть уменьшена, так как чем больше масла в воздушном компрессоре 20, тем больше нагрузка вращения воздушного компрессора 20. В вариантах осуществления, первый маслопровод 54 подает масло для смазочных трубопроводов подшипников, и второй маслопровод 56 подает масло для охлаждения воздушного компрессора 20.
В вариантах осуществления контроллер может регулировать другое устройство управления выходом воздушного компрессора. Например, контроллер может настраивать обороты двигателя, и/или контроллер может настраивать управление муфтой сцепления для того, чтобы управлять величиной воздуха, сжатого воздушным компрессором. В вариантах осуществления воздушный компрессор 20 не отсасывает воздух из воздушного компрессора 20, так как когда воздушный компрессор 20 управляется посредством понижения числа оборотов двигателя или посредством регулирования муфты сцепления, воздушный компрессор 20 либо не включается, либо включается с низкой скоростью, когда сжатый воздух не генерируется. В вариантах осуществления масляный запорный клапан 24В может управляться электрически контроллером. В вариантах осуществления система для подачи и снятия нагрузки с воздушного компрессора 20 не включена в состав.
На фиг. 4 показан пример функционирования компрессорной установки 100 с фиг. 3 с контроллером 22, сконфигурированным как описано ниже. По вертикальной оси показано давление воздуха при- 11 025509 емника 34, измеренное датчиком 16С давления приемника.
Горизонтальная ось отражает разные состояния, в которых может быть компрессорная установка 100. Следующее разъяснение сделаны со ссылкой на фиг. 3 и 4. Во всем разъяснении, которое следует, контроллер 22, можно сказать, выполняет действие (например, открытия или закрытия клапана или включения или выключения двигателя), но следует понимать, что действие может быть необязательным, так как установка 100 может уже быть в нужном состоянии.
Компрессорная установка 100 начинает в состоянии включения питания системы 410. Контроллер 22 регулирует устройство управления выходом воздушного компрессора 20. Например, контроллер 22 может закрывать регулируемый впускной клапан 12 (что может быть заданным по умолчанию состоянием для регулируемого впускного клапана 12), так что воздушный компрессор 20 предохранен от сжимания более чем малого количества воздуха. В вариантах осуществления контроллер 22 может регулировать число оборотов двигателя 18 и/или регулировать настройку муфты сцепления между двигателем 18 и воздушным компрессором 20, так что воздушный компрессор 20 предохранен от сжимания более чем малого количества воздуха. И контроллер 22 открывает продувочный клапан 24С. Преимуществом закрытия регулируемого впускного клапана 12 и открытия продувочного клапана 24С является то, что это может уменьшить нагрузку на двигатель 18, по мере того как он включается, что может уменьшить износ и амортизацию двигателя 18. Контроллер 22 может удерживать компрессорную установку 100 в состоянии включения питания системы 410 пока мотор 18 достаточно не разогреется. Компрессорная установка 100 может входить в состояние включения питания системы 410 посредством приема сигнала, что ключ был включен. Как показано на фиг. 4, состояние запуска системы 410 начинает с 450, где контроллер 22 мог принять сигнал, что ключ был включен, и/или контроллер 22 мог подключиться к питанию и по умолчанию войти в состояние запуска системы 410.
Компрессорная установка 100 может затем перейти в состояние холостого хода с выключенным воздухом 410. Как показано на фиг. 4, компрессорная установка 100 входит в состояние холостого хода с выключенным воздухом 410 на 452 после приема сигнала от датчика 16В оборотов в минуту (КРМ), что число оборотов двигателя 18 достигли порогового числа. В вариантах осуществления контроллер 22 может ждать период времени до входа в состояние холостого хода с выключенным воздухом 410 для обеспечения возможности двигателю 18 разогреться. В состоянии холостого хода с выключенным воздухом 410 запускной клапан 36 рабочего воздуха выключен. Двигатель 18 может быть между низким числом оборотов холостого хода и высоким числом оборотов холостого хода. Например, низким числом оборотов холостого хода может быть 1200 и высоким числом оборотов холостого хода может быть 1800. В вариантах осуществления система 100 воздушного компрессора имеет разные состояния для низких оборотов холостого хода с выключенным воздухом и высоких оборотов холостого хода с выключенным воздухом.
Когда в состоянии холостого хода с выключенным воздухом 410, контроллер 22 управляет компрессорной установкой 100, как описано ниже. Контроллер 22 получает информацию о давлении приемника 34 от датчика 16С давления приемника. Контроллер 22 регулирует регулируемый впускной клапан 12, который следует открыть, когда давление приемника меньше, чем предварительно определяемое давление приемника холостого хода (как показано на фиг. 4, 40 фунт/кв.дюйм). Контроллер 22 регулирует устройство управления выходом воздушного компрессора, когда давление приемника больше, чем предварительно определяемое давление приемника холостого хода (как проиллюстрировано на фиг. 4, 40 фунт/кв.дюйм). Например, контроллер может регулировать регулируемый впускной клапан 12, который следует закрыть. Например, контроллер может регулировать регулируемый впускной клапан 12, который следует открыть больше или закрыть больше, на основе давления приемника. В вариантах осуществления контроллер 22 может регулировать муфту сцепления или двигатель 18 для регулирования устройства управления выходом воздушного компрессора. Контроллер 22 открывает продувочный клапан 24, если давление приемника больше, чем предварительно определяемое давление приемника холостого хода слишком высокое (как проиллюстрировано на фиг. 4, 50 фунт/кв.дюйм). Контроллер 22 закрывает продувочный клапан 24, если давление приемника меньше, чем предварительно определяемое давление приемника холостого хода слишком низкое (как проиллюстрировано на фиг. 4, 45 фунт/кв.дюйм). Когда регулируемый впускной клапан 12 закрыт, контроллер 22 может отключить воздушный компрессор 20 посредством открывания изолирующего клапана 24А насоса откачки и включения насоса 26 откачки. Когда устройство управления выходом воздушного компрессора открыто, контроллер 22 может отключить воздушный компрессор 20 посредством открывания изолирующего клапана 24А насоса откачки и включения насоса 26 откачки.
Как рассмотрено выше, в 452 на фиг. 4 компрессорная установка 100 входит в состояние холостого хода с выключенным воздухом 420. Так как давление приемника (варьирующаяся линия на графике) ниже 40 фунт/кв.дюйм, контроллер 22 открывает регулируемый впускной клапан 12 и закрывает продувочный клапан 24С. Давление приемника создается в 454. В 456, так как давление приемника достигло 40 фунт/кв.дюйм, контроллер 22 закрывает устройство управления выходом воздушного компрессора (например, контроллер 22 закрывает регулируемый воздуховпускной клапан 12). Давление приемника продолжает создаваться в 458. В 460 давление приемника достигает 50 фунт/кв.дюйм, так что контроллер 22
- 12 025509 открывает отсекающий клапан 24С (который открывает приемник 24). В 462 давление приемника падает из-за открытия отсекающего клапана 24С. В 464 давление приемника падает ниже 45 фунт/кв.дюйм, так что контроллер 22 закрывает отсекающий клапан 24С. В 466 давление приемника продолжает падать изза давления приемника, использующегося для целей, таких как передача масла из приемника в воздушный компрессор 20. В 468 контроллер 22 открывает устройство управления выходом воздушного компрессора 20 (например, контроллер 22 открывает регулируемый воздуховпускной клапан 12), потому что давление приемника упало ниже 40 фунт/кв. дюйм. Контроллер 22 может снять нагрузку с воздушного компрессора 20 во время периода с 456 по 468. В случае чего контроллер 22 нагрузил бы обратно воздушный компрессор 22 в 468 посредством закрывания изолирующего клапана 24А насоса откачки и выключения насоса 26 откачки. В 470 давление приемника начинает создаваться снова из-за открытия регулируемого воздуховпускного клапана 12. Компрессорная установка 100 может продолжать быть управляемой посредством состояния холостого хода с выключенным воздухом пока выпускной клапан 36 рабочего воздуха включен.
Компрессорная установка 100 может войти в состояние холостого хода с включенным воздухом 430, когда выпускной клапан 36 рабочего воздуха включен (фиг. 4, 472). Когда в состоянии холостого хода с выключенным воздухом 430, контроллер 22 управляет системой 100 воздушного компрессора как следует ниже. Контроллер 22 получает давление приемника 34 от датчика 16С давления приемника. Контроллер 22 регулирует регулируемый впускной клапан 12, который следует открыть, когда давление приемника меньше, чем предварительно определяемое давление приемника холостого хода с включенным воздухом слишком низкое (как проиллюстрировано на фиг. 4, 80 фунт/кв.дюйм). Контроллер 22 регулирует устройство управления выходом воздушного компрессора, которое следует закрыть (например, контроллер 22 регулирует регулируемый впускной клапан 12, который следует закрыть), когда давление приемника больше, чем предварительно определяемое давление приемника холостого хода с включенным воздухом слишком высокое (как проиллюстрировано на фиг. 4, 100 фунт/кв.дюйм). В вариантах осуществления контроллер 22 может регулировать устройство управления выходом воздушного компрессора (например, регулируемый впускной клапан 12), которое следует открыть больше или закрыть больше, на основе давления приемника. Контроллер 22 может использовать вариант осуществления одного из способов, описанных с помощью фиг. 2, 6, 9 или 10, для корректировки устройства управления выходом воздушного компрессора (например, регулируемый впускной клапан), когда давление приемника находится между предварительно определяемым давлением приемника холостого хода с включенным воздухом слишком низким (как проиллюстрировано на фиг. 4, 80 фунт/кв.дюйм) и предварительно определяемым давлением приемника холостого хода с включенным воздухом слишком высоким (как проиллюстрировано на фиг. 4, 100 фунт/кв.дюйм). Посредством использования способа, описанного с помощью фиг. 2, 6, 9 или 10, компрессорная установка 100 может генерировать меньше сжатого воздуха, который не используется в качестве рабочего воздуха (продувочного воздуха 44 с фиг. 1).
Как рассмотрено выше, компрессорная установка 100 может входить в состояние холостого хода с выключенным воздухом 430, когда выпускной клапан 36 рабочего воздуха включен. В вариантах осуществления контроллер 22 может принять требуемое давление рабочего воздуха, как описано с помощью фиг. 2. В 472 контроллер открывает регулируемый воздуховпускной клапан 12 (продувочный клапан 24С остается закрытым и изолирующий клапан 24А насоса откачки закрыт или остается закрытым). В 474 давление приемника поднимается свыше 100 фунт/кв.дюйм, так что контроллер 22 закрывает устройство управления выходом воздушного компрессора (например, регулируемый воздуховпускной клапан 12). В вариантах осуществления контроллер 22 может только уменьшить открытие устройства управления выходом воздушного компрессора (например, регулируемого воздуховпускного клапана 12). В вариантах осуществления контроллер 22 может регулировать устройство управления выходом воздушного компрессора (например, регулируемый впускной клапан 12) в 472 согласно этапу 230 с фиг. 2, или из этапа 260 и/или этапа 295 с фиг. 2, и/или этапа 930 с фиг. 9, или из этапа 960, и/или этапа 995 с фиг. 9.
На 473 давление приемника начинает падать из-за закрытия устройства управления выходом воздушного компрессора (например, закрытия регулируемого воздуховпускного клапана 12). В 480 давление приемника падает ниже 100 фунт/кв.дюйм, и контроллер 22 может начать регулировать регулируемый воздуховпускной клапан 12 на основе варианта осуществления способа, описанного с помощью фиг. 2. В вариантах осуществления между 482 и 484 устройство управления выходом воздушного компрессора (например, регулируемый впускной клапан 12) может регулироваться посредством этапа 260 и/или этапа 295 с фиг. 2 и/или этапа 960 или этапа 995 с фиг. 9. Например, регулируемый воздуховпускной клапан 12 может регулироваться на основе сравнения измеренного давления (16А с фиг. 3) воздушного компрессора с вычисленным расчетным давлением воздуха (которое может быть вычислено, используя требуемое давление рабочего воздуха). В качестве альтернативы и/или в дополнение, регулируемый воздуховпускной клапан 12 может регулироваться на основе сравнения вычисленного среднего при эксплуатации (вычисленное с помощью данных от 16Ό с фиг. 3) с требуемым давлением рабочего воздуха.
На 484 выпускной клапан 36 рабочего воздуха выключается. Компрессорная установка 100 не остановлена, так что система возвращается в состояние холостого хода с выключенным воздухом 420. Контроллер 22 может быть выполнен с возможностью перехода между состоянием холостого хода с вклю- 13 025509 ченным воздухом 430 к состоянию холостого хода с выключенным воздухом 420, как следует ниже. Контроллер 22 открывает отсекающий клапан 24С пока давление приемника не упадет ниже 45 фунт/кв.дюйм (предварительно определяемое давление приемника холостого хода слишком низкое). Контроллер 22 также закрывает устройство управления выходом воздушного компрессора (например, регулируемый воздуховпускной клапан 12). Компрессорная система 100 затем входит в состояние холостого хода с выключенным воздухом 420 после того, как давление в приемнике 24 падает ниже предварительно определяемого давления. Между 486 и 488 компрессорная установка 100 управляется согласно состоянию холостого хода с выключенным воздухом 420, как описано выше.
На 488 принимается сигнал остановки системы. Компрессорная система 100 входит в состояние остановки 440. Контроллер 22 закрывает регулируемый воздуховпускной клапан 12. Контроллер 22 открывает отсекающий клапан 24С. В вариантах осуществления контроллер 22 закрывает изолирующий клапан 24А насоса откачки.
Компрессорная система 100 затем выключается.
На фиг. 5 показан пример регулируемого воздуховпускного клапана 12, как описано с помощью фиг. 2. Регулируемый воздуховпускной клапан является вариантом осуществления устройства управления выходом воздушного компрессора. Фиг. 5 включает в себя воздушный фильтр 10, впускной двустворчатый клапан 12, линейный исполнительный механизм 14А, который управляется контроллером 22, и воздушный компрессор 20. Воздух течет через фильтр, через впускной двустворчатый клапан 12 (когда он открыт) и в воздушный компрессор 20. Впускной двустворчатый клапан 12 находится в заданном по умолчанию закрытом положении. Пружина (не проиллюстрирована) может держать впускной двустворчатый клапан 12 закрытым. Линейный исполнительный механизм 14А может быть присоединен к впускному двустворчатому клапану 12 и контроллеру 22. Линейный исполнительный механизм 14А может отвечать на ток от контроллера 22 посредством удлинения литейного толкателя 15. Линейный толкатель 15 давит на впускной двустворчатый клапан 12, что перемещает впускной двустворчатый клапан 12 к открытому положению. Впускной двустворчатый клапан 12 может быть регулируемым так, что размер открытия впускного двустворчатого клапана 12 является пропорциональным величине линейного толкателя 15, который давит на впускной двустворчатый клапан 12. Контроллер 22 может затем открывать впускной двустворчатый клапан 12, величина, основанная на токе к линейному исполнительному механизму 14А.
На фиг. 5В проиллюстрирован линейный исполнительный механизм, шарнирно прикрепленный к коленчатому рычагу. Линейный исполнительный механизм 14А перемещает коленчатый рычаг между первым положением (верхняя часть фиг.), где двустворчатый клапан 12 закрыт, и толкатель 94 линейного исполнительного механизма удлинен; и вторым положением (нижняя часть фиг.), где двустворчатый клапан 12 открыт, и толкатель 94 линейного исполнительного механизма не удлинен. Стрелка 99 указывает движение линейного исполнительного механизма 14А между первым положением к второму положению по мере того, как толкатель 94 линейного исполнительного механизма убирается назад в корпус 96 линейного исполнительного механизма. Линейный исполнительный механизм 14А включает в себя корпус 96 линейного исполнительного механизма и толкатель 94 исполнительного механизма. Корпус линейного исполнительного механизма имеет длину Υ. Толкатель 94 исполнительного механизма имеет длину Ζ, когда полностью удлинен. Как проиллюстрировано, толкатель 94 линейного исполнительного механизма шарнирно присоединен с помощью заклепки 98 к коленчатому рычагу 92 с длиной X. Угол, на который открыт двустворчатый клапан, может быть вычислен из следующего уравнения, заданного геометрией, проиллюстрированной на фиг. 5В угол=ΑСΟδ(XΛ2+ΥΛ2-(Υ+Ζ)Λ2)/2XΥ.
На фиг. 6 показан пример способа управления компрессорной установкой. Способ начинается с приема 610 информации о требуемом давлении рабочего воздуха. Информация о требуемом давлении рабочего воздуха может быть принята от устройства ввода (не показано) с фиг. 1. В качестве примера пользователь компрессорной установкой 100 с помощью применения буровой установки может вводить диаметр буровой трубы, диаметр буровой коронки и желаемую скорость восходящего потока (ИНУ) для продувочного воздуха. Требуемое давление рабочего воздуха может быть тогда вычислено как описано ниже.
В вариантах осуществления требуемым давлением рабочего воздуха может быть давление рабочего воздуха, подавемого в выпускной клапан 36 рабочего воздуха. В вариантах осуществления контроллер 22 может принимать заданное давление рабочего воздуха и указание диаметра вспомогательного оборудования, прикрепленного к выпускному клапану 36 рабочего воздуха. В вариантах осуществления требуемое давление рабочего воздуха может изменяться согласно глубине буровой коронки. Например, требуемое давление рабочего воздуха может увеличиваться на около 5% на каждые 10 м. Увеличенное требуемое давление рабочего воздуха может быть нужно для увеличения давления продувочного воздуха для компенсации большей глубины буровой скважины.
Данный способ продолжает регулировать 620 регулируемое воздуховпускное отверстие. Регулируемое воздуховпускное отверстие может регулироваться 620 в соответствии с предварительно определяемым открытием для начала подачи рабочего воздуха.
- 14 025509
Необязательно, данный способ может включать в себя до этапа 620 вычисление настройки для регулируемого возцуховпускного отверстия воздушного компрессора для подачи требуемого давления рабочего воздуха. Настройка для регулируемого воздуховпускного отверстия (см. элемент 12 с фиг. 1) воздушного компрессора может быть вычислена, как описано выше. Как описано выше, в вариантах осуществления контроллер может регулировать регулируемое воздуховпускное отверстие в соответствии со значением меньшим, чем вычисленная настойка для короткого периода времени или короткого расстояния бурения.
В вариантах осуществления контроллер может вычислять настройку для другого устройства управления выходом воздушного компрессора. Например, число оборотов для двигателя или для настройки муфты сцепления.
Данный способ продолжает измерение 630 давления доставленного рабочего воздуха. Пример давления доставленного рабочего воздуха проиллюстрирован на фиг. 1 как датчик 16Ό давления продувочного воздуха. Давление доставленного рабочего воздуха может быть измерено в разных местах, в том числе при или вблизи того, где доставляется рабочий воздух. Скользящее среднее может быть вычислено для давления доставленного рабочего воздуха, как рассмотрено выше.
Способ продолжает сравнивать 640 измеренное давление доставленного рабочего воздуха с требуемым давлением рабочего воздуха. Если вычисленное давление доставленного рабочего воздуха больше, чем требуемое давление рабочего воздуха, то способ может перейти на этап 660. Если вычисленное давление доставленного рабочего воздуха меньше, чем требуемое давление рабочего воздуха, то способ может перейти на этап 650. В вариантах осуществления при сравнении может быть определено, находятся ли измеренное давление доставленного рабочего воздуха и требуемое давление рабочего воздуха в пределах предварительно определяемой величины для определения, регулировать или нет регулируемый воздуховпускной клапан.
В вариантах осуществления этап 640 может включать в себя сравнение измеренного давления доставленного рабочего воздуха с минимальным давлением рабочего воздуха, и если измеренное давление доставленного рабочего воздуха не больше, чем минимальное давление рабочего воздуха на предварительно определяемую величину, то открытия регулируемого впускного клапана не уменьшают. Минимальное давление рабочего воздуха может быть настройкой для поддержания минимальной величины продувочного воздуха, так чтобы буровая коронка не повредилась или застряла посредством обломков породы, не продутой из буровой скважины.
Если способ не переходит ни на этап 650, ни на этап 660, то способ может вернуться на этап 630.
Необязательно, данный способ может включать в себя следующие этапы: вычисление расчетного давления воздуха воздушного компрессора для воздушного компрессора для доставки требуемого давления рабочего воздуха, измерения давления воздушного компрессора и сравнение измеренного давления воздушного компрессора с вычисленным расчетным давлением воздуха. Эти этапы и соответствующие этапы для регулирования регулируемого воздуховпускного клапана могут быть реализованы как рассмотрено выше.
Необязательно, данный способ может включать в себя сравнение давления приемника с максимальным (тах) и минимальным (тт) значениями. Этот этап и соответствующие этапы для регулирования регулируемого воздуховпускного клапана могут быть реализованы как рассмотрено выше.
Данный способ может быть остановлен по множеству причин. Среди причин, по которым способ может прекратиться, и то, что контроллер может принять указание, что рабочий воздух больше не требуется, и/или что контроллер может принять указание, что система воздушного компрессора должна быть выключена. В вариантах осуществления контроллер может регулировать другое устройство управления выходом воздушного компрессора. Например, контроллер может настраивать число оборотов двигателя и/или контроллер может настраивать управление муфтой сцепления. Таким образом, был продемонстрирован способ управления системой воздушного компрессора.
На фиг. 7А и 7В проиллюстрировано потребление топлива во время действительных тестов для состояния с включенным воздухом и выключенным воздухом соответственно для традиционно управляемого воздушного компрессора для поддержки буровой установки в противоположность варианту осуществления данного изобретения, как описанного в настоящем документе.
Следующее описание выполненного действительного теста ссылается на фиг. 7 и 8. Тест был выполнен с помощью реальной буровой установки. Во время тестов компрессорная установка 100 (см. фиг. 3) была использована двести шестьдесят 262 ч с выключенным воздухом (см. фиг. 4, элемент 420) и использована 310 ч с включенным воздухом (см. фиг. 4, элементы 420 и 430). Это является отношением бурения к небурению в 54%. На основе буровой коронки (см. фиг. 1 и 3, элемент 42) и буровой трубы 38 (см. фиг. 1 и 3 для следующего рассмотрения) размер оптимума скорость восходящего потока (ИНУ) продувочного воздуха 44 был вычислен как 8000 фут/мин при требуемом объеме компрессора в 1000 СКМ. Девятидюймовая (9) буровая коронка 42 с буровой трубой 38 в 7,625 дюйма (имеет просвет приблизительно 5/8 между буровой трубой 38 и буровой скважиной 40 для обломков породы из-за бурения для хода из буровой скважины 40. Для компенсации малой площади ИНУ была увеличена до 10000 фут/мин.
- 15 025509
На фиг. 7А показано сравнение средней величины топлива, потребляемого 712 для каждой из двадцати (20) буровых скважин 714 для выключенного воздуха 710. Трубопровод 716 является для стандартно управляемой системы воздушного компрессора. Трубопровод 718 является для системы 100 воздушного компрессора согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе (фиг. 4, элемент 420). Например, для буровой скважины 4 стандартно управляемая система воздушного компрессора, потребляющая приблизительно 102 л топлива в час 720, тогда как система 100 воздушного компрессора согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе, потребляющая 42 л топлива в час 722. В среднем для 20 скважин, проиллюстрированных на фиг. 7А, система 100 воздушного компрессора согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе, потребляющая приблизительно на 58,5% меньше топлива, чем стандартно управляемая система воздушного компрессора.
На фиг. 7В показано сравнение средней величины топлива, потребляемого 732 для каждой из 20 буровых скважин 734 для включенного воздуха 730. Трубопровод 736 является для стандартно управляемой компрессорной установки. Трубопровод 733 предназначен для компрессорной установки 100 согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе (фиг. 4, элемент 430). Например, для буровой скважины 4 стандартно управляемая система воздушного компрессора, потребляющая приблизительно 150 л топлива в час 740, тогда как компрессорная установка 100 согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе, потребляющая 101 л топлива в час 742. В среднем для 20 скважин, проиллюстрированных на фиг. 7В, система 100 воздушного компрессора согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе, потребляющая приблизительно на 33,3% меньше топлива, чем стандартно управляемая система воздушного компрессора.
На фиг. 8А и 8В проиллюстрирована средняя нагрузка двигателя во время действительных тестов для состояния с включенным воздухом и выключенным воздухом соответственно для традиционно управляемого воздушного компрессора для поддержки буровой установки в отличие от варианта осуществления данного изобретения, как описанного в настоящем документе.
На фиг. 8А проиллюстрировано сравнение средней нагрузки 812 двигателя для каждой из 20 буровых скважин 814 для выключенного воздуха 810 (см. элемент 420 с фиг. 4). Двигатель является элементом 18 на фиг. 1 и 3. Трубопровод 816 является для стандартно управляемой системы воздушного компрессора. Трубопровод 818 предназначен для компрессорной установки 100 согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе (фиг. 4, элемент 420). Например, для буровой скважины 4 стандартно управляемая система воздушного компрессора имела среднюю нагрузку двигателя приблизительно 50% 820, тогда как компрессорная установка 100 согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе, имела среднюю нагрузку двигателя приблизительно 14% 822. В среднем для 20 скважин, проиллюстрированных на фиг. 8А. Компрессорная установка 100 согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе, имела среднее уменьшение в нагрузке двигателя 72,9% по сравнению со стандартно управляемой системой воздушного компрессора.
На фиг. 8В проиллюстрировано сравнение средней нагрузки 832 двигателя для каждой из 20 буровых скважин 834 для включенного воздуха 830 (см. элемент 430 с фиг. 4). Двигатель является элементом 18 на фиг. 1 и 3. Трубопровод 836 является для стандартно управляемой системы воздушного компрессора. Трубопровод 838 предназначен для компрессорной установки 100 согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе (фиг. 4, элемент 420). Например, для буровой скважины 4 стандартно управляемая система воздушного компрессора имела среднюю нагрузку двигателя приблизительно 82% 840, тогда как компрессорная установка согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе, имела среднюю нагрузку двигателя приблизительно 52% 842. В среднем для 20 скважин, проиллюстрированных на фиг. 8В, компрессорная установка 100 согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе, имела среднее уменьшение в нагрузке двигателя 36,3% по сравнению со стандартно управляемой системой воздушного компрессора. Буровые скважины 834 из окружности 844 были сделаны с помощью системы 100 воздушного компрессора, автоматически открываемой и закрываемой дроссельной заслонкой, чтобы справиться с грунтовыми условиями. Буровые скважины 834 из окружности 846 были сделаны с помощью компрессорной установки, дросселируемой, чтобы держаться на фиксированном оптимальном вычисленном объеме.
Компрессорная установка 100 согласно вариантам осуществления данного изобретения, описанным в настоящем документе, имеет следующие преимущества. Количество используемого топлива снижается. Нагрузка на двигатель снижается, что уменьшает износ двигателя и стоимость управления двигателем. Количество сжатого воздуха, который используется в качестве продувочного воздуха, снижается, что уменьшает количество воды, которую нужно использовать для регулирования запыленности. Более низкие нагрузки компрессора продляют срок службы воздушного компрессора. Более низкая нагрузка на двигатель продлит срок службы двигателя. Число требуемых обслуживаний буровой установки снижено. Для буровой установки, используемой в испытании, рассчитано, что для 6000 ч функционирования (приблизительно один год полного обслуживания) потребление топлива будет снижено на 269000 л.
Дополнительно, преимуществом управления воздушным компрессором посредством измерения вакуума воздушного компрессора является то, что отсутствует какая-либо задержка, что свойственно сис- 16 025509 теме, в которой измерение давления проводится после воздушного компрессора.
На фиг. 9 показан пример способа управления системой воздушного компрессора. Примерные уравнения используются ниже для вычисления. Другие равенства возможны, и способ не ограничен конкретными уравнениями, используемыми в примере ниже. Способ начинается с приема 910 требуемого параметра рабочего воздуха. Требуемый параметр рабочего воздуха может быть принят с устройства ввода (не показано) с фиг. 1. В качестве примера пользователь компрессорной установкой 100 с помощью применения буровой установки может вводить диаметр буровой трубы, диаметр буровой коронки и желаемую скорость восходящего потока (ИНУ) для продувочного воздуха. Требуемый параметр рабочего воздуха может быть тогда вычислен как уравнение (1)
Требуемое количество рабочего воздуха=Бх(В/10002-А/10002)/183,4, где А - диаметр буровой трубы, В - диаметр буровой коронки и Ό - желаемая ИНУ.
В вариантах осуществления требуемым параметром рабочего воздуха может быть давление рабочего воздуха, доставляемого в выпускной клапан 36 рабочего воздуха. В вариантах осуществления контроллер 22 может принимать желаемое давление рабочего воздуха и указание диаметра вспомогательного оборудования, прикрепленного к выпускному клапану 36 рабочего воздуха. В вариантах осуществления контроллер 22 может принимать желаемый объем рабочего воздуха.
Необязательно, данный способ может продолжать вычисление настройки для устройства управления выходом воздушного компрессора для доставки 920 требуемого количества рабочего воздуха. В вариантах осуществления устройство управления выходом воздушного компрессора может регулироваться воздуховпускным клапаном, или числом оборотов двигателя, или управлением муфтой сцепления между двигателем и воздушным компрессором.
Следующее относится к случаю, когда устройством управления выходом воздушного компрессора является регулируемое воздуховпускное отверстие. Настройка для регулируемого воздуховпускного отверстия (см. элемент 12 с фиг. 1) воздушного компрессора является такой как следует ниже. Вычислить максимальную ИНУ, которую система воздушного компрессора может доставить на основе пользовательских вводов как уравнение (2)
Максимальная ИНУ=Сх 183,4/(В/10002-А/10002), где А - диаметр буровой трубы, В - диаметр буровой коронки и С - максимальная величина, которую система воздушного компрессора могла бы доставить, если регулируемое воздуховпускное отверстие было бы открыто полностью.
Исходя из вышеуказанного процентная доля величины максимум системы воздушного компрессора может вычислена как следует ниже уравнение (3)
Процентная доля максимума=требуемое количество рабочего воздуха/максимальная ИНУ.
Исходя из процентной доли максимума контроллер 22 может вычислять настройку для регулируемого впускного клапана, так чтобы воздух с процентной долей максимума тек в регулируемый впускной клапан. Например, контроллер 22 может вычислять угол открытия двустворчатого клапана на основе удлинения линейного исполнительного механизма. См. фиг 5В для примера, где уравнение (4)
Угол=ЛСО8(ХЛ2+УЛ2-(У+2)Л2)/2ХУ.
где Х - длина коленчатого рычага, Υ - длина исполнительного механизма во втянутом состоянии, Ζ - удлинение исполнительного механизма. Из уравнения (4) контроллер 22 может настраивать удлинение исполнительного механизма для желаемого угла двустворчатого клапана, так чтобы воздух с процентной долей максимума тек в воздушный компрессор.
Вследствие этого настройка для регулируемого впускного клапана может быть вычислена как пример выше иллюстрирует для варианта осуществления регулируемого впускного клапана с фиг. 5. В вариантах осуществления контроллер может вычислять настройку для числа оборотов для двигателя или для настройки для муфты сцепления.
Данный способ необязательно продолжает регулировать 930 устройство управления выходом воздушного компрессора в соответствии с вычисленной настройкой. Например, для варианта осуществления регулируемого воздуховпускного клапана с фиг. 5 контроллер может настраивать удлинение линейного исполнительного механизма в соответствии со значением, так чтобы двустворчатый клапан позволял воздуху с процентной долей максимума течь в воздушный компрессор. Таким образом, система воздушного компрессора может делать первоначальную настройку регулируемого впускного клапана на основе приема требуемого давления рабочего воздуха. В вариантах осуществления контроллер может регулировать другое устройство управления выходом воздушного компрессора. Например, контроллер может настраивать число оборотов двигателя и/или контроллер может настраивать управление муфтой сцепления.
В вариантах осуществления контроллер может регулировать регулируемое воздуховпускное отвер- 17 025509 стие в соответствии со значением меньшим, чем вычисленная настойка. Например, удлинение линейного исполнительного механизма может быть настроено на значение 50% от вычисленной настройки. Это может иметь преимущество, что когда буровая скважина впервые начата, объем воздуха является меньшим, так чтобы прилив воздуха из буровой коронки не сдул вершину скважины. Сниженная вычисленная настройка может быть удержана только на короткий период времени или для короткого расстояния бурения. Например, только 1 или 2 м буровой скважины. Расстояние бурения может быть обнаружено датчиком глубины и/или посредством пользовательского ввода. В вариантах осуществления контроллер может настраивать другое устройство управления выходом воздушного компрессора.
Данный способ продолжает вычисление 940 расчетного давления воздуха воздушного компрессора для воздушного компрессора для доставки требуемого давления рабочего воздуха. Следующий пример иллюстрирует как расчетное давление воздуха воздушного компрессора может быть вычислено, когда давление воздушного компрессора измеряется при воздуховпускном отверстии (19 с фиг. 1) воздушного компрессора (20 с фиг. 1). Процентная доля максимума может быть вычислена как в уравнении (3) выше. Из процентной доли максимума расчетное давление воздуха компрессора может быть вычислено как следует ниже уравнение (5)
Расчетное давление воздуха в мм рт.ст.=(-0,29х (процентная доля максимумах 100))+30.
Исходя из расчетного давления воздуха в мм рт.ст. расчетное давление в миллиамперах (мА) от датчика давления (16А с фиг. 1) может быть вычислено как следует ниже уравнение (6)
Расчетное давление в мА=(0,533храсчетное давление воздуха в мм рт.ст.)+4.
Вычисленное расчетное давление воздуха воздушного компрессора в этом примере является расчетным давлением в мм рт.ст. В вариантах осуществления вычисленное расчетное давление воздуха может быть предварительно определено и сохранено, так чтобы контроллер осуществлял поиск значения расчетного давление воздуха на основе принятого требуемого давления рабочего воздуха. В вариантах осуществления вычисленное расчетное давление воздуха может регулироваться для компенсации утечек воздуха в системе и для другого использования сжатого воздуха.
Вследствие этого, как иллюстрирует вышеуказанный пример, расчетное давление воздуха в мм рт.ст. может быть вычислено, и давление может быть измерено и передано контроллеру.
Способ по выбору продолжается тем, что имеет предварительно определяемую величину истекшего времени 950. Если предварительно определяемая величина времени истекла, то способ пропускает этап регулирования регулируемого впускного клапана на основе вычисленного расчетного давления воздуха. Предварительно определяемая величина времени может быть периодом времени, таким как от 10 с до нескольких минут. В вариантах осуществления предварительно определяемая величина времени может быть достаточно длительной, чтобы этап регулирования регулируемого впускного клапана на основе вычисленного расчетного давления воздуха никогда не пропускался. Если предварительно определяемая величина времени не истекла, то способ продолжает сравнивать измеренное давление воздушного компрессора с вычисленным расчетным давлением воздуха 960. Измеренное давление воздушного компрессора может быть в миллиамперах, когда принято контроллером, и как продемонстрировано выше, вычисленное расчетное давление воздуха может быть преобразовано в показание в миллиамперах.
Если измеренное давление воздушного компрессора меньше, чем вычисленное расчетное давление воздуха, то способ продолжается с этапа 970. Если измеренное давление воздушного компрессора больше, чем вычисленное расчетное давление воздуха, способ продолжается с этапа 980. В вариантах осуществления измеренное давление воздушного компрессора может быть меньше, чем вычисленное расчетное давление воздуха на предварительно определяемую меньшую величину для продолжения этапа 970. В вариантах осуществления измеренное давление воздушного компрессора может быть больше, чем вычисленное расчетное давление воздуха на предварительно определяемую большую величину для продолжения этапа 980. Посредством включения в себя большей величины и предварительно определяемой меньшей величины система воздушного компрессора может с меньшей вероятностью быстро колебаться. Например, предварительно определяемая большая величина могла бы быть на 20% выше вычисленного расчетного давления воздуха, и предварительно определяемая меньшая величина могла бы быть на 20% ниже вычисленного расчетного давления воздуха, так чтобы система воздушного компрессора была бы управляемой с помощью диапазона плюс или минус 20% от вычисленного расчетного давления воздуха. Регулирование регулируемого впускного клапана на основе измеренного давления воздушного компрессора имеет преимущество, что измеренное давление может быть более точным указанием действительного объема воздуха, доставленного воздушным компрессором, чем настройка величины открытия регулируемого впускного клапана. Это может быть по нескольким причинам. Причины включают в себя и то, что разницы температур могут сделать сложной настройку регулируемого впускного клапана в соответствии с конкретным значением открытия, и что регулируемый впускной клапан может быть сложно откалибровать.
На этапе 970 контроллер увеличивает устройстве управления выходом воздушного компрессора. В
- 18 025509 вариантах осуществления открытие регулируемого впускного клапана увеличивается, так что система воздушного компрессора доставляет больше сжатого воздуха. Способ затем возвращается на этап 950. В вариантах осуществления КМР двигателя увеличиваются. В вариантах осуществления управление муфтой сцепления между двигателем с воздушным компрессором увеличивается. На этапе 980 открытие устройства управления выходом воздушного компрессора уменьшается. В вариантах осуществления открытие регулируемого впускного клапана уменьшается, так что система воздушного компрессора доставляет меньше сжатого воздуха. В вариантах осуществления число оборотов двигателя уменьшается. В вариантах осуществления управление муфтой сцепления между двигателем с воздушным компрессором уменьшается.
Этап 960 переходит к этапу 990, если измеренное давление воздушного компрессора не больше и не меньше, чем вычисленное расчетное давление воздуха (с возможно предварительно определяемой меньшей величиной и предварительно определяемой большей величиной). Этап 990 является определением давления доставленного рабочего воздуха. В вариантах осуществления определяемое давление доставленного рабочего воздуха может быть определено посредством вычисления скользящего среднего давления доставленного рабочего воздуха. Пример давления доставленного рабочего воздуха проиллюстрирован на фиг. 1 как датчик 16Ό давления продувочного воздуха. Давление доставленного рабочего воздуха может быть измерено в разных местах. Скользящее среднее может быть вычислено за предварительно определяемый период времени, такой как 10 с, посредством многократной дискретизации измеренного давления давления доставленного рабочего воздуха регулярно, и затем деления на число выборок после предварительно определяемого периода времени. Возможны многие другие предварительно определяемые периоды времени, такие как 2 с или 10 мин. Дополнительно, скользящее среднее могло бы быть вычислено многими разными путями. Например, три (3) показания давления доставленного рабочего воздуха могли бы быть взяты и среднее показание из трех (3) показаний могло бы быть использовано для сравнения с требуемым давлением рабочего воздуха. В качестве другого примера давление доставленного рабочего воздуха могло бы быть определено посредством мониторинга давления доставленного рабочего воздуха, и если давление рабочего воздуха падает ниже определенной предварительно определяемой величины (например, 5%) ниже требуемого давления рабочего воздуха, то значение для давления доставленного воздуха, которое ниже 5%, может быть использовано для определения того, регулировать или нет воздушный компрессор. В вариантах осуществления показания давления доставленного рабочего воздуха, которые являются либо высокими, либо низкими, могут быть проигнорированы. В вариантах осуществления показания давления доставленного рабочего воздуха оцениваются контроллером за период времени и используются для определения того, регулировать или нет давление доставленного рабочего воздуха.
После этапа 990 способ продолжает сравнивать 995 определяемое давление доставленного рабочего воздуха с требуемым давлением рабочего воздуха. Определяемое давление доставленного рабочего воздуха может быть определено как разъяснено выше. В вариантах осуществления определяемое давление доставленного рабочего воздуха может сравниваться с требуемым давлением рабочего воздуха посредством сравнения 995 вычисленного среднего при эксплуатации с требуемым давлением рабочего воздуха. Вычисленное среднее при эксплуатации давление может сравниваться с требуемым давлением рабочего воздуха (из уравнения (1) и этапа 210 выше). Если вычисленное среднее при эксплуатации больше, чем требуемое давление рабочего воздуха, то способ может перейти на этап 980. Если вычисленное среднее давление меньше, чем требуемое давление рабочего воздуха, то способ может перейти на этап 970. В вариантах осуществления, если вычисленное среднее при эксплуатации давление больше, чем требуемое давление рабочего воздуха на вторую предварительно определяемую большую величину, то способ может перейти на этап 980. Вторая предварительно определяемая большая величина может быть фиксированной величиной или процентной долей требуемого давления рабочего воздуха. В вариантах осуществления, если вычисленное среднее при эксплуатации меньше, чем требуемое давление рабочего воздуха на вторую предварительно определяемую меньшую величину, то способ может перейти на этап 970. Вторая предварительно определяемая меньшая величина может быть фиксированной величиной или процентной долей требуемого давления рабочего воздуха. Все из предварительно определяемых величин, рассмотренных выше и ниже, могут регулироваться во время того, как способ продолжает улучшать производительность системы воздушного компрессора. В вариантах осуществления контроллер может использовать давление доставленного рабочего воздуха для определения того, регулировать или нет воздушный компрессор.
В вариантах осуществления требуемое давление рабочего воздуха может изменяться согласно глубине буровой коронки. Например, требуемое давление рабочего воздуха может увеличиваться на около 5% на каждые 10 м. Увеличенное требуемое давление рабочего воздуха может быть нужно для увеличения количества продувочного воздуха для компенсации большей глубины буровой скважины. Глубина буровой коронки может быть определена с использованием датчика (16Е с фиг. 1) глубины или пользовательского ввода из устройства ввода. Дополнительно, контроллер может повторно вычислять вычисленное расчетное давление воздуха, если требуемое давление рабочего воздуха изменяется согласно глубине буровой коронки. В вариантах осуществления требуемое давление рабочего воздуха может увели- 19 025509 чиваться для компенсации утечек в системе воздушного компрессора. Например, гибкий трубопровод может иметь утечку.
Если способ не переходит ни на этап 970, ни на этап 980, то способ переходит на необязательный этап 997. Этап 997 является сравнивающим давление приемника с максимальным (тах) и минимальным (шт) значениями. Если давление приемника (например, элемент 16С с фиг. 1) больше чем тах (тах может быть 100 фунтов на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм) для функционирования при низком давлении и 550 фунт/кв.дюйм для функционирования на большой мощности), то способ переходит на этап 980. Если давление приемника (например, элемент 16С с фиг. 1) меньше чем Ш1П (шт может быть 30 фунт/кв.дюйм для функционирования при низком давлении и 80 фунт/кв.дюйм для функционирования на большой мощности), то способ переходит на этап 970. Иначе способ переходит обратно на этап 950.
Если необязательный этап 997 не присутствует, то способ переходит на этап 950 с этапа 995, если способ не переходит на необязательный этап 970 или 980. Способ может прекратиться по множественным причинам. Среди причин, по которым способ может прекратиться, являются контроллер может принять указание, что рабочий воздух больше не требуется, и/или контроллер может принять указание, что система воздушного компрессора должна быть выключена. Таким образом, был продемонстрирован способ управления системой воздушного компрессора.
В вариантах осуществления этапы 990 и 995 являются необязательными. В вариантах осуществления этапы 960, 995 и 997 могут быть в другом порядке. В вариантах осуществления данный способ может не регулировать регулируемый впускной клапан на этапах 980 и 970 до определения того, нужно ли регулировать регулируемый впускной клапан согласно этапам 960 и 995 и необязательно этапа 997. Данный способ может задавать приоритет одного или более из этапов 960, 995 и 997 для определения того, регулировать или нет регулируемый впускной клапан. В качестве альтернативы, или в дополнение, данный способ может регулировать регулируемый впускной клапан на основе итога сравнений на этапах 960, 995 и необязательном 997 на основе веса того, сколько регулирования указано в каждом из сравнений.
В вариантах осуществления этап 980 может включать в себя сравнение давления доставленного рабочего воздуха с минимальным давлением рабочего воздуха, и если давление доставленного рабочего воздуха не больше, чем минимальное давление рабочего воздуха на предварительно определяемую величину, то не уменьшение устройства управления выходом воздушного компрессора. Минимальное давление рабочего воздуха может быть настройкой для удержания минимальной величины продувочного воздуха, так чтобы буровая коронка не повредилась или застряла посредством обломков породы, не продутой из буровой скважины. В вариантах осуществления этап 980 может включать в себя сравнение измеренного давления воздушного компрессора с минимальным давлением для минимального рабочего воздуха, и если измеренное давление воздушного компрессора не больше, чем минимальное давление для минимального рабочего воздуха на предварительно определяемую величину, то не уменьшение устройства управления выходом воздушного компрессора. Минимальное давление для минимального давления рабочего воздуха может быть определяемым давлением для воздушного компрессора, чтобы доставлять минимальное давление рабочего воздуха.
В вариантах осуществления этапы 970 и 980 могут включать в себя регулирование другого устройства управления выходом воздушного компрессора. Например, управление муфтой сцепления может быть увеличено или уменьшено, и/или КРМ двигателя могут быть увеличены или уменьшены.
На фиг. 10 проиллюстрирован пример способа управления системой воздушного компрессора. Способ начинается с приема требуемого параметра 1010 рабочего воздуха. Требуемый параметр рабочего воздуха может быть принят с устройства ввода (не показан) с фиг. 1. В качестве примера пользователь компрессорной установкой 100 с помощью применения буровой установки может вводить диаметр буровой трубы, диаметр буровой коронки и желаемую скорость восходящего потока (ИНУ) для продувочного воздуха. Требуемый параметр рабочего воздуха может быть тогда вычислен как описано ниже.
В вариантах осуществления требуемым параметром рабочего воздуха может быть давление рабочего воздуха, доставляемого в выпускной клапан 36 рабочего воздуха. В вариантах осуществления контроллер 22 может принимать желаемое давление рабочего воздуха и указание диаметра вспомогательного оборудования, прикрепленного к выпускному клапану 36 рабочего воздуха. В вариантах осуществления требуемое давление рабочего воздуха может изменяться согласно глубине буровой коронки. Например, требуемое давление рабочего воздуха может увеличиваться на около 5% на каждые 10 м. Увеличенное требуемое давление рабочего воздуха может быть нужно для увеличения количества продувочного воздуха для компенсации большей глубины буровой скважины. В вариантах осуществления требуемое давление рабочего воздуха может изменяться согласно утечкам в системе. Например, гибкий трубопровод может иметь утечку в нем, так что контроллер или пользовательский ввод может регулировать требуемое давление рабочего воздуха для компенсации утечки.
Данный способ продолжает регулировать 1020 устройство управления выходом воздушного компрессора. В вариантах осуществления устройство управления выходом воздушного компрессора может регулироваться воздуховпускным клапаном или числом оборотов двигателя или управлением муфтой сцепления между двигателем и воздушным компрессором. В вариантах осуществления регулируемое
- 20 025509 воздуховпускное отверстие может регулироваться в соответствии с предварительно определяемым открытием для начала подачи рабочего воздуха. В вариантах осуществления регулируемый двигатель может быть настроен на предварительно определяемые обороты. В вариантах осуществления муфта сцепления может быть настроена на предварительно определяемую настройку.
Необязательно, данный способ может включать в себя до этапа 1020 вычисление настройки для устройства управления выходом воздушного компрессора. Например, может быть вычислена настройка для регулируемого всздуховпускного отверстия воздушного компрессора для доставки требуемого давления рабочего воздуха. Настройка для регулируемого воздуховпускного отверстия (см. элемент 12 с фиг. 1) воздушного компрессора может быть вычислена как описано выше. В вариантах осуществления вычисляются обороты для двигателя, который управляет воздушным компрессором. В вариантах осуществления вычисляется настройка для муфты сцепления. Как описано выше, в вариантах осуществления контроллер может регулировать устройство управления выходом воздушного компрессора в соответствии со значением меньшим, чем вычисленная настойка для короткого периода времени или короткого расстояния бурения.
Данный способ продолжает измерение 1030 давления доставленного рабочего воздуха. Пример давления доставленного рабочего воздуха показан на фиг. 1 как давление с датчика 16Ό давления продувочного воздуха. Давление доставленного рабочего воздуха может быть измерено в разных местах, в том числе при или вблизи того, где доставляется рабочий воздух. Среднее при эксплуатации давление может быть вычислено для давления доставленного рабочего воздуха, как рассмотрено выше. Дополнительно, среднее при эксплуатации давление могло бы быть вычислено многими разными путями. Например, могли бы быть взяты три (3) показания давления доставленного рабочего воздуха, и среднее показание из трех (3) показаний могло бы быть использовано для сравнения с требуемым давлением рабочего воздуха. В качестве другого примера давление доставленного рабочего воздуха могло бы быть определено посредством мониторинга давления доставленного рабочего воздуха, и если давление рабочего воздуха падает ниже определенной предварительно определяемой величины (например, 5%) ниже требуемого давления рабочего воздуха, то значение для давления доставленного воздуха, которое ниже 5%, может быть использовано для определения того, регулировать или нет воздушный компрессор. В вариантах осуществления показания давления доставленного рабочего воздуха, которые являются либо высокими, либо низкими, могут быть проигнорированы. В вариантах осуществления показания давления доставленного рабочего воздуха оцениваются контроллером за период времени и используются для определения того, регулировать или нет давление доставленного рабочего воздуха.
Способ продолжает сравнивать 1040 измеренное давление доставленного рабочего воздуха с требуемым давлением рабочего воздуха. Если вычисленное давление доставленного рабочего воздуха больше, чем требуемое давление рабочего воздуха, то способ может перейти на этап 1060. Если вычисленное давление доставленного рабочего воздуха меньше, чем требуемое давление рабочего воздуха, то способ может перейти на этап 1050. В вариантах осуществления сравнение может быть для определения, находятся ли измеренное давление доставленного рабочего воздуха и требуемое давление рабочего воздуха в пределах предварительно определяемой величины для определения, регулировать или нет регулируемый воздуховпускной клапан.
В вариантах осуществления этап 1040 может включать в себя сравнение измеренного давления доставленного рабочего воздуха с минимальным давлением рабочего воздуха, и если измеренное давление доставленного рабочего воздуха не больше, чем минимальное давление рабочего воздуха на предварительно определяемую величину, то не уменьшение устройства управления выходом воздушного компрессора. Минимальное давление рабочего воздуха может быть настройкой для удержания минимальной величины продувочного воздуха, так чтобы буровая коронка не повредилась или застряла из-за обломков породы, не продутой из буровой скважины.
Если способ не переходит ни на этап 1050, ни на этап 1050, то способ может вернуться на этап 1030. Этапы 1050 и 1060 регулируют устройство управления выходом воздушного компрессора. Например, контроллер может настраивать КРМ двигателя, и/или контроллер может настраивать управление муфтой сцепления, и/или контроллер может настраивать открытие регулируемого впускного клапана.
Необязательно, данный способ может включать в себя следующие этапы: вычисление расчетного давления воздуха воздушного компрессора для воздушного компрессора для доставки требуемого давления рабочего воздуха, измерения давления воздушного компрессора и сравнение измеренного давления воздушного компрессора с вычисленным расчетным давлением воздуха. Эти этапы и соответствующие этапы для регулирования устройства управления выходом воздушного компрессора могут быть реализованы как рассмотрено выше.
Необязательно, данный способ может включать в себя сравнение давления приемника с максимальным (тах) и минимальным (тп) значениями. Этот этап и соответствующие этапы для регулирования регулируемого воздуховпускного клапана могут быть реализованы как рассмотрено выше.
Данный способ может быть остановлен по множеству причин. Среди причин, по которым способ может быть остановлен и то, что контроллер может принять указание, что рабочий воздух больше не требуется, и/или то, что контроллер может принять указание, что компрессорная установка должна быть
- 21 025509 выключена. Таким образом, был продемонстрирован способ управления системой воздушного компрессора.
Термин вычисление может включать в себя поиск значений в таблице, которые могут быть предварительно загружены или предварительно вычислены также как и другие формы получения расчетной величины, которая не предусматривает в явном виде вычисление количества, но может предусматривать извлечение количества из ячейки устройства хранения, которое может быть либо локальным, либо удаленным.
Варианты осуществления данного изобретения могут быть осуществлены как комплекты для модернизации существующих систем воздушного компрессора. Комплекты модернизации могут включать в себя части для модернизации существующей системы воздушного компрессора. Части могут включать в себя любые из частей, описанных выше, и варианты осуществления способов, описанных выше, в формах, описанных ниже, таких как считываемый компьютером носитель или память КОМ. Дополнительно, комплекты могут включать в себя инструкции для модернизации существующих систем воздушного компрессора до вариантов осуществления данного изобретения, описанного выше, и могут включать в себя инструкции для загрузки варианта осуществления способа, описанного выше, из Интернета и/или из удаленного или локального компьютера.
Хотя разъяснение выше было ограничено буровыми установками, следует понимать, что раскрытая система воздушного компрессора и способы ее функционирования не ограничены буровыми установками и могут быть использованы во многих других применениях.
Хотя дополнения были сделаны в это раскрытие, эти дополнения не должны толковаться для ограничения предыдущего раскрытия, как не включающего в себя данные дополнения.
Различные иллюстративные логические схемы, логические блоки, модули и схемы, описанные в сообщении с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем документе, могут быть реализованы или выполнены с использованием универсального процессора, процессора цифровой обработки сигналов (Б8Р), специализированной интегральной микросхемы (А81С), программируемой пользователем вентильной матрицы (РРОЛ), программируемого логического контроллера (РЬС) или других программируемых логических устройств, схем на дискретных компонентах или транзисторных логических схем, дискретных аппаратных элементов или любой комбинации этого, спроектированных выполнять описанные в настоящем документе функции. Универсальным процессором может быть микропроцессор, но в качестве альтернативы, процессором может быть любой стандартный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор может быть также реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация Б§Р и микропроцессора, множества микропроцессоров, один или более микропроцессоров вместе с Б8Р ядром или любая другая подобная конфигурация.
Кроме того, этапы и/или действия способа или алгоритма, описанного в сообщении с контроллером 22, раскрытым в настоящем документе, могут быть осуществлены непосредственно в аппаратном обеспечении, в программном модуле, исполняемом процессором, или в их комбинации. Программный модуль может находиться в оперативной памяти, йакЬ-памяти, постоянной памяти, электрически стираемой программируемой постоянной памяти, регистраторах, жестких дисках, сменных дисках, СБ-КОМ или в любой другой форме носителей информации, известных в данной области техники. Примерный носитель информации может быть связан с процессором, так что процессор может считывать информацию с носителя информации и записывать информацию на него. В качестве альтернативы, носитель информации может быть интегрирован в процессор. Кроме того, в некоторых аспектах процессор и носитель информации могут находиться в А81С. Дополнительно, А81С может находиться в пользовательском терминале. В качестве альтернативы процессор и носитель информации могут находиться в пользовательском терминале как дискретные компоненты. Дополнительно, в некоторых аспектах этапы и/или действия способа или алгоритма могут находиться в виде одной или нескольких комбинаций или набора инструкций на машиночитаемом носителе и/или считываемом компьютером носителе.
Считываемый компьютером записывающий носитель может также распространяться через связанные сетью компьютерные системы, так что считываемый компьютером код храниться и исполняется распределенным образом. Считываемый компьютером записывающий носитель может быть ограничен постоянным считываемым компьютером записывающим носителем.
Хотя изобретение описано в связи с его предпочтительными вариантами осуществления, следует осознавать специалистам в данной области техники, что дополнения, удаления, модификации и замены, неконкретно описанные, могут быть сделаны без отступления от сущности и объема данного изобретения, как определено в прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Claims (9)
1. Компрессорная установка для устройства, работающего на сжатом воздухе, содержащая воздушный компрессор, приводимый от двигателя и имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, причем воздушный компрессор выполнен с возможностью сжатия воздуха из воздуховпускного отверстия и подачи сжатого воздуха в воздуховыпускное отверстие;
- 22 025509 регулируемый впускной клапан, выполненный с возможностью управления количеством воздуха, подаваемого в воздуховпускное отверстие воздушного компрессора;
устройство управления выходом, выполненное с возможностью управления количеством сжатого воздуха, доставляемого воздушным компрессором;
приемник, имеющий воздуховпускное отверстие и воздуховыпускное отверстие, причем воздуховпускное отверстие приемника сообщается с воздуховыпускным отверстием воздушного компрессора, при этом приемник выполнен с возможностью хранения сжатого воздуха из воздушного компрессора;
выпускной клапан рабочего воздуха, выполненный в сообщении с воздуховыпускным отверстием приемника, причем выпускной клапан рабочего воздуха выполнен с возможностью подачи по меньшей мере части хранящегося сжатого воздуха в качестве рабочего воздуха в устройство, применяющее воздух, когда выпускной клапан рабочего воздуха открыт;
датчик давления рабочего воздуха, выполненный с возможностью измерения давления рабочего воздуха, подаваемого клапаном рабочего воздуха; и контроллер, выполненный в сообщении с регулируемым впускным клапаном, сообщающимся с воздуховпускным отверстием воздушного компрессора, и с датчиком давления рабочего воздуха, причем устройство, работающее на сжатом воздухе, имеет требуемое давление рабочего воздуха, и контроллер выполнен с возможностью регулирования количества воздуха на выходе воздушного компрессора за счет регулирования частоты вращения двигателя на основании сравнения измеренного давления рабочего воздуха и требуемого давления рабочего воздуха устройства, работающего на сжатом воздухе.
2. Компрессорная установка по п.1, в которой количество воздуха на выходе воздушного компрессора регулируется на основе скользящего среднего измеренного давления подаваемого рабочего воздуха за заданный период времени, и если скользящее среднее меньше требуемого давления рабочего воздуха более чем на заданную меньшую величину, то осуществляется такое регулирование, чтобы увеличить количество воздуха, подаваемого в воздуховпускное отверстие воздушного компрессора, а если скользящее среднее больше требуемого давления продувающего воздуха более чем на заданную большую величину, то осуществляется такое регулирование, чтобы уменьшить количество воздуха, подаваемого в воздуховпускное отверстие воздушного компрессора.
3. Компрессорная установка по п.1, в которой количество воздуха на выходе воздушного компрессора регулируется, чтобы увеличить количество воздуха, производимого воздушным компрессором, когда измеренное давление подаваемого рабочего воздуха меньше заданной меньшей величины, и уменьшать количество воздуха, производимого воздушным компрессором, когда измеренное давление подаваемого рабочего воздуха больше заданной большей величины.
4. Компрессорная установка по п.1, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения настройки управления количеством воздуха на выходе воздушного компрессора для подачи требуемого количества рабочего воздуха на основе хранимой информации и регулирования количества воздуха на выходе воздушного компрессора в соответствии с определяемой настройкой.
5. Компрессорная установка по п.1, которая используется в буровой установке и в которой требуемое давление рабочего воздуха определяется на основе диаметра бурильной трубы буровой установки, диаметра буровой коронки и желаемой скорости восходящего потока продувочного воздуха для буровой скважины.
6. Компрессорная установка по п.1, которая используется в буровой установке и в которой датчик давления рабочего воздуха размещен в скважине и измеряет давление продувочного воздуха.
7. Компрессорная установка по п.1, которая используется в буровой установке и в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью регулирования требуемого рабочего воздуха на основании глубины буровой коронки, причем глубина буровой коронки получена от датчика глубины, измеряющего глубину буровой коронки в буровой скважине, и/или входного устройства, выполненного с возможностью получения указания о глубине буровой коронки.
8. Компрессорная установка по п.1, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью регулирования количества воздуха на выходе воздушного компрессора, чтобы поддерживать минимальное давление на выпускном клапане рабочего воздуха, когда выпускной клапан рабочего воздуха открыт.
9. Компрессорная установка по п.1, в которой воздушный компрессор и приемник соединены маслопроводом, в котором установлен масляный запорный клапан, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью изменения положения открытия масляного запорного клапана в маслопроводе, и когда масляный запорный клапан находится в открытом рабочем положении, масло может протекать от приемника к воздушному компрессору для подачи масла в трубопроводы охлаждения компрессора.
- 23 025509
Фиг. 1
Фиг. 2
- 24 025509
Фиг. 3
Давление приемника (фунт/кв.дюйм)
Фиг. 4
Фиг. 5А
- 25 025509
Фиг. 5В
Фиг. 6
Фиг. 7А
- 26 025509
Фиг. 7В
Фиг. 8А
Фиг. 8В
- 27 025509
Фиг. 9
Фиг. 10
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US32584610P | 2010-04-20 | 2010-04-20 | |
| US37871810P | 2010-08-31 | 2010-08-31 | |
| PCT/US2011/033074 WO2011133567A1 (en) | 2010-04-20 | 2011-04-19 | Air compressor system and method of operation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201291075A1 EA201291075A1 (ru) | 2013-04-30 |
| EA025509B1 true EA025509B1 (ru) | 2016-12-30 |
Family
ID=44788320
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201291076A EA023567B1 (ru) | 2010-04-20 | 2011-04-19 | Способ управления воздушным компрессором компрессорной установки |
| EA201291075A EA025509B1 (ru) | 2010-04-20 | 2011-04-19 | Компрессорная установка |
| EA201291074A EA023484B1 (ru) | 2010-04-20 | 2011-04-19 | Компрессорная установка |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201291076A EA023567B1 (ru) | 2010-04-20 | 2011-04-19 | Способ управления воздушным компрессором компрессорной установки |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201291074A EA023484B1 (ru) | 2010-04-20 | 2011-04-19 | Компрессорная установка |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US9341177B2 (ru) |
| EP (4) | EP2561181A1 (ru) |
| CN (3) | CN102859116B (ru) |
| AU (3) | AU2011242892B2 (ru) |
| CA (3) | CA2795795A1 (ru) |
| CL (3) | CL2012002917A1 (ru) |
| EA (3) | EA023567B1 (ru) |
| NZ (4) | NZ602761A (ru) |
| WO (3) | WO2011133572A1 (ru) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA023567B1 (ru) | 2010-04-20 | 2016-06-30 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Способ управления воздушным компрессором компрессорной установки |
| CN102841661A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-12-26 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 散热风扇风流压降侦测装置及散热风扇安装方法 |
| JP5689385B2 (ja) * | 2011-08-12 | 2015-03-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮装置 |
| DE102011084921A1 (de) | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Kompressorschaltung für eine pneumatische Regelvorrichtung eines Fahrzeugs |
| JP6162808B2 (ja) * | 2012-09-21 | 2017-07-12 | サンドビック サーフェス マイニング | コンプレッサを減圧するための方法および器具 |
| JP5998975B2 (ja) * | 2013-02-12 | 2016-09-28 | オムロン株式会社 | エアー洗浄方法、エアー洗浄装置、プログラムおよび記録媒体 |
| BR102013003562B1 (pt) | 2013-02-15 | 2021-09-21 | Embraco Indústria De Compressores E Soluções Em Refrigeração Ltda | Método de acionamento de válvula semi-controlada e sistema de acionamento de válvula semi-controlada para compressor alternativo de múltipla sucção |
| CN103410717B (zh) * | 2013-07-16 | 2015-05-20 | 山河智能装备股份有限公司 | 一种液压钻车空压机系统卸荷控制装置及方法 |
| CN103510847B (zh) * | 2013-09-10 | 2016-03-30 | 安徽三山机械制造有限公司 | 一种可控压缩气体喷射速率的牙轮钻机 |
| WO2015114726A1 (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 古河ロックドリル株式会社 | さく孔機、アンロード制御用プログラム |
| US9266515B2 (en) * | 2014-03-05 | 2016-02-23 | Bendix Commercial Vehicle Systems Llc | Air dryer purge controller and method |
| CA2900101C (en) * | 2014-08-13 | 2023-01-03 | Harnischfeger Technologies, Inc. | Automatic dust suppression system and method |
| US11193482B2 (en) * | 2014-12-17 | 2021-12-07 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Air compressing apparatus and control method |
| KR102481767B1 (ko) * | 2015-03-10 | 2022-12-26 | 선더호프 엔지니어링 게엠베하 | 누출 손실을 보상하기 위한 방법 및 소정의 체적의 액체를 운반하기 위한 컨베이어 시스템 |
| US10132130B2 (en) | 2015-08-18 | 2018-11-20 | Joy Global Surface Mining Inc | Combustor for heating of airflow on a drill rig |
| WO2017033015A1 (en) | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Artemis Intelligent Power Limited | The measurement and use of hydraulic stiffness properties of hydraulic apparatus |
| WO2017083232A1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | Agility Fuel Systems, Inc. | Fuel refilling systems and methods |
| US20180100362A1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-04-12 | Caterpillar Global Mining Equipment Llc | Electronically-Controlled Compressed Air System |
| US10502213B2 (en) * | 2016-12-15 | 2019-12-10 | Caterpillar Global Mining Equipment Llc | Electronically-controlled compressed air system |
| RU2649516C1 (ru) * | 2017-01-19 | 2018-04-03 | Наиль Минрахманович Нуртдинов | Мобильная вакуумная насосно-компрессорная установка непрерывного действия |
| FR3068087B1 (fr) * | 2017-06-21 | 2020-01-03 | Valeo Systemes D'essuyage | Systeme de compression d'un gaz destine a secher au moins un capteur de vehicule automobile |
| CN107575369A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-12 | 湖北特威特动力科技股份有限公司 | 空气压缩机远程集中送气系统及其节能控制方法 |
| US10900485B2 (en) * | 2017-11-13 | 2021-01-26 | Illinois Tool Works Inc. | Methods and systems for air compressor and engine driven control |
| US20190154029A1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Illinois Tool Works Inc. | Methods and systems for air compressor with electric inlet valve control |
| US11060399B2 (en) * | 2017-11-29 | 2021-07-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling with cuttings density calibration |
| CN109113800A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-01 | 南京工业职业技术学院 | 一种凿岩冲击尾气涡轮发电系统 |
| WO2021096477A2 (en) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | Cankaya Nihat | An air generator control system and operation method used in compressed air generators for intermittent air consumed systems |
| CN110886585B (zh) * | 2019-12-02 | 2022-02-08 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 钻井作业中回压补偿自动节流控制装置及其使用方法 |
| CN111396466B (zh) * | 2020-03-25 | 2021-11-30 | 福建龙马环卫装备股份有限公司 | 环卫车气动离合器稳压控制方法及系统 |
| IT202200008156A1 (it) * | 2022-04-26 | 2023-10-26 | Virgilio Mietto | Compressore volumetrico perfezionato |
| USD1031784S1 (en) | 2024-03-19 | 2024-06-18 | Na XIAO | Portable air pump |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4653593A (en) * | 1984-07-12 | 1987-03-31 | Atlas Copco Aktiebolag | Control method and control device for a down-the-hole rock drill |
| US5944122A (en) * | 1997-12-04 | 1999-08-31 | Driltech Inc. | Methods and apparatus for controlling an air compressor in a drill string flushing system |
| US5950443A (en) * | 1997-08-08 | 1999-09-14 | American Standard Inc. | Compressor minimum capacity control |
| US20070089907A1 (en) * | 2003-12-29 | 2007-04-26 | Sverker Hartwig | Method and system for controlling power consumption during a rock drilling process and a rock drilling apparatus therefore |
| US20070246262A1 (en) * | 2006-04-25 | 2007-10-25 | Schramm, Inc. | Earth drilling rig having electronically controlled air compressor |
Family Cites Families (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3291385A (en) * | 1965-06-01 | 1966-12-13 | Gardner Denver Co | Receiver-separator unit for liquidinjected compressor |
| US3452751A (en) | 1965-11-12 | 1969-07-01 | George K Austin Jr | Air operated evacuation system |
| US3395855A (en) | 1966-11-07 | 1968-08-06 | Caterpillar Tractor Co | Air compressor system employing recirculating means |
| IT964237B (it) * | 1971-08-25 | 1974-01-21 | Hokuetsu Kogyo Co | Metodo e sistema per minimizzare il consumo di energia in compres sori rotativi lubrificati a cir colazione d olio |
| US4171188A (en) * | 1976-08-03 | 1979-10-16 | Chicago Pneumatic Tool Company | Rotary air compressors with intake valve control and lubrication system |
| US4502842A (en) * | 1983-02-02 | 1985-03-05 | Colt Industries Operating Corp. | Multiple compressor controller and method |
| US4683944A (en) * | 1985-05-06 | 1987-08-04 | Innotech Energy Corporation | Drill pipes and casings utilizing multi-conduit tubulars |
| US4793421A (en) | 1986-04-08 | 1988-12-27 | Becor Western Inc. | Programmed automatic drill control |
| US4850806A (en) | 1988-05-24 | 1989-07-25 | The Boc Group, Inc. | Controlled by-pass for a booster pump |
| US4998862A (en) | 1989-10-02 | 1991-03-12 | Ingersoll-Rand Company | Air compressor pressure regulating valve system |
| US5019470A (en) * | 1990-03-30 | 1991-05-28 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Metal chloride cathode for a battery |
| FI87830C (fi) | 1991-05-23 | 1993-02-25 | Tamrock Oy | Foerfarande och anordning foer styrande av en bergborrmaskins luftmatning |
| JPH0593553A (ja) * | 1991-10-02 | 1993-04-16 | Hitachi Ltd | ヘリウムガス圧縮装置 |
| US5249635A (en) * | 1992-05-01 | 1993-10-05 | Marathon Oil Company | Method of aerating drilling fluid |
| US5224836A (en) * | 1992-05-12 | 1993-07-06 | Ingersoll-Rand Company | Control system for prime driver of compressor and method |
| US5318151A (en) * | 1993-03-17 | 1994-06-07 | Ingersoll-Rand Company | Method and apparatus for regulating a compressor lubrication system |
| US5642989A (en) | 1995-10-13 | 1997-07-01 | National Compressed Air Canada Limited | Booster compressor system |
| JP3262011B2 (ja) * | 1996-02-19 | 2002-03-04 | 株式会社日立製作所 | スクリュー圧縮機の運転方法及びスクリュー圧縮機 |
| US5848877A (en) * | 1997-05-23 | 1998-12-15 | Butterworth Jetting Systems, Inc. | Water blasting system with improved pressure control and method |
| US5873420A (en) | 1997-05-27 | 1999-02-23 | Gearhart; Marvin | Air and mud control system for underbalanced drilling |
| US6123510A (en) | 1998-01-30 | 2000-09-26 | Ingersoll-Rand Company | Method for controlling fluid flow through a compressed fluid system |
| BE1011782A3 (nl) * | 1998-03-10 | 2000-01-11 | Atlas Copco Airpower Nv | Compressoreenheid en daarbij gebruikte regelinrichting. |
| US6637522B2 (en) | 1998-11-24 | 2003-10-28 | J. H. Fletcher & Co., Inc. | Enhanced computer control of in-situ drilling system |
| JP4411753B2 (ja) | 2000-06-30 | 2010-02-10 | 株式会社日立プラントテクノロジー | オイルフリースクリュー圧縮機 |
| JP3837278B2 (ja) | 2000-08-10 | 2006-10-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮機の運転方法 |
| FR2822200B1 (fr) | 2001-03-19 | 2003-09-26 | Cit Alcatel | Systeme de pompage pour gaz a faible conductivite thermique |
| US6860730B2 (en) | 2002-05-20 | 2005-03-01 | Driltech Mission, Llc | Methods and apparatus for unloading a screw compressor |
| US6981855B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-01-03 | Sandvik Ab | Drilling rig having a compact compressor/pump assembly |
| US20040173379A1 (en) * | 2003-03-04 | 2004-09-09 | Sandvik Ab | Hydraulically-operated control system for a screw compressor |
| US20060045749A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-02 | Powermate Corporation | Air compressor utilizing an electronic control system |
| JP4690694B2 (ja) * | 2004-10-27 | 2011-06-01 | 日立工機株式会社 | 空気圧縮機 |
| EP1691074B1 (en) * | 2004-12-22 | 2007-10-10 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisya | Compressor |
| US7922457B2 (en) | 2005-02-26 | 2011-04-12 | Ingersoll-Rand Company | System and method for controlling a variable speed compressor during stopping |
| GB2428148A (en) | 2005-07-07 | 2007-01-17 | Agilent Technologies Inc | A PVT bias current stabilisation circuit for an AGC amplifier |
| FI123636B (fi) | 2006-04-21 | 2013-08-30 | Sandvik Mining & Constr Oy | Menetelmä kallionporauslaitteen toiminnan ohjaamiseksi ja kallionporauslaite |
| BE1017162A3 (nl) * | 2006-06-09 | 2008-03-04 | Atlas Copco Airpower Nv | Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliege njecteerde compressorinstallatie. |
| US20080044299A1 (en) | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Liquid Load Logistics, Llc | Apparatus, system and method for loading and offlloading a bulk fluid tanker |
| US7762789B2 (en) * | 2007-11-12 | 2010-07-27 | Ingersoll-Rand Company | Compressor with flow control sensor |
| BE1018075A3 (nl) * | 2008-03-31 | 2010-04-06 | Atlas Copco Airpower Nv | Werkwijze voor het koelen van een vloeistofgeinjecteerd compressorelement en vloeistofgeinjecteerd compressorelement voor het toepassen van zulke werkwijze. |
| WO2009139825A2 (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-19 | Atlas Copco Rock Drills Ab | An arrangement and a method for monitoring an air flow in a drill rig |
| US8342150B2 (en) | 2009-02-11 | 2013-01-01 | Illinois Tool Works Inc | Compressor control for determining maximum pressure, minimum pressure, engine speed, and compressor loading |
| EA023567B1 (ru) | 2010-04-20 | 2016-06-30 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Способ управления воздушным компрессором компрессорной установки |
-
2011
- 2011-04-19 EA EA201291076A patent/EA023567B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-04-19 US US13/090,038 patent/US9341177B2/en active Active
- 2011-04-19 AU AU2011242892A patent/AU2011242892B2/en active Active
- 2011-04-19 NZ NZ602761A patent/NZ602761A/en unknown
- 2011-04-19 EA EA201291075A patent/EA025509B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-04-19 CA CA2795795A patent/CA2795795A1/en not_active Abandoned
- 2011-04-19 US US13/090,046 patent/US9011107B2/en active Active
- 2011-04-19 CN CN201180020314.2A patent/CN102859116B/zh active Active
- 2011-04-19 NZ NZ602759A patent/NZ602759A/en unknown
- 2011-04-19 US US13/090,025 patent/US9010459B2/en active Active
- 2011-04-19 EP EP11772566A patent/EP2561181A1/en not_active Withdrawn
- 2011-04-19 WO PCT/US2011/033084 patent/WO2011133572A1/en active Application Filing
- 2011-04-19 CN CN2011800202099A patent/CN102869886A/zh active Pending
- 2011-04-19 WO PCT/US2011/033074 patent/WO2011133567A1/en active Application Filing
- 2011-04-19 EP EP11772570A patent/EP2561228A1/en not_active Withdrawn
- 2011-04-19 NZ NZ602764A patent/NZ602764A/en unknown
- 2011-04-19 CA CA2795793A patent/CA2795793A1/en not_active Abandoned
- 2011-04-19 EP EP18215369.2A patent/EP3492751B1/en active Active
- 2011-04-19 AU AU2011242897A patent/AU2011242897B2/en active Active
- 2011-04-19 NZ NZ700785A patent/NZ700785A/en unknown
- 2011-04-19 AU AU2011242885A patent/AU2011242885B2/en active Active
- 2011-04-19 WO PCT/US2011/033064 patent/WO2011133560A1/en active Application Filing
- 2011-04-19 EA EA201291074A patent/EA023484B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-04-19 EP EP11772560.6A patent/EP2561170A4/en not_active Withdrawn
- 2011-04-19 CN CN201180020240.2A patent/CN102859108B/zh active Active
- 2011-04-19 CA CA2795788A patent/CA2795788C/en active Active
-
2012
- 2012-10-18 CL CL2012002917A patent/CL2012002917A1/es unknown
- 2012-10-18 CL CL2012002916A patent/CL2012002916A1/es unknown
- 2012-10-18 CL CL2012002915A patent/CL2012002915A1/es unknown
-
2016
- 2016-04-12 US US15/096,849 patent/US9856875B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4653593A (en) * | 1984-07-12 | 1987-03-31 | Atlas Copco Aktiebolag | Control method and control device for a down-the-hole rock drill |
| US5950443A (en) * | 1997-08-08 | 1999-09-14 | American Standard Inc. | Compressor minimum capacity control |
| US5944122A (en) * | 1997-12-04 | 1999-08-31 | Driltech Inc. | Methods and apparatus for controlling an air compressor in a drill string flushing system |
| US20070089907A1 (en) * | 2003-12-29 | 2007-04-26 | Sverker Hartwig | Method and system for controlling power consumption during a rock drilling process and a rock drilling apparatus therefore |
| US20070246262A1 (en) * | 2006-04-25 | 2007-10-25 | Schramm, Inc. | Earth drilling rig having electronically controlled air compressor |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA025509B1 (ru) | Компрессорная установка | |
| US7503409B2 (en) | Earth drilling rig having electronically controlled air compressor | |
| EP2917578B1 (en) | Method and apparatus for decompressing a compressor | |
| SE535418C2 (sv) | Metod och system för styrning av en kompressor vid en bergborrningsanordning samt bergborrningsanordning | |
| AU2013317928B2 (en) | Method and apparatus for decompressing a compressor | |
| Fiscor | New System Manages Main Compressor on Rotary Drills |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |