RU1809022C - Система автоматического управлени режимом бурени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности и позвол ет повысить точность управлени  режимами бурени . Система имеет гидроцилиндры, регулируемый гидродроссель, дифференциальный датчик давлени , датчик скорости бурени , усилитель, тиристорный преобразователь, вращатель, тахогенератор, множительный блок, дополнительный двухпороговый компаратор , блок управлени  задатчиками интенсивности режима бурени , блок задатчйков интенсивности режима бурени , двухпороговый компаратор, блок управлени  серводвигателем, серводвигатель и буровой став. При изменении крепости пород мен етс  скорость бурени  и сигнал на выходе датчика скорости бурени  и осевое усилие на забой. Сигнал с выхода датчика скорости бурени   вл етс  заданием скорости вращени  бурового става и мощности, потребл емой вращателем. Одновременно поддерживаютс  оптимальные значени  скорости вращени  става и осевого усили  на забой. 1 ил. н fe

Description

. Изобретение относитс  к горной промышленности , а именно к системам автоматического управлени  режимами бурени , и может быть использовано при бурении шпуров , скважин и восстающих выработок.

Цель изобретени  - повышение точности управлени .

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управлени  режимом бурени .

Система содержит гидроцилиндры 1, регулируемый гидродроссель 2, дифференциальный датчик 3 давлени , датчик 4 скорости бурени , усилитель 5, тиристорный преобразователь 6, вращатель 7, тахогене- ратор 8, множительный блок 9, дополнительный двухпороговый компаратор 10, блок 11 управлени  задатчиками интенсивности режима бурени , блок 12 задатчиков интенсивности режима бурени , двухпороговый компаратор 13, блок 14 управлени  серводвигателем, серводвигатель 15, буровой став 16.

Выход датчика 4 скорости бурени  соединен с первым входом дополнительного компаратора 10 и входом усилител  5, выход последнего через тиристорный преобразователь 6 соединен с входом вращател  7. Буровой став 16 жестко соединен с валом тахогенератора 8, выход которого соединен с первым входом множительного блока 9. Входы датчика 3 давлени  соединены с штоков ыми и поршневыми полост ми гидроцилиндров 1, а выход соединен с вторым входом множительного блока 9. Выход по- следнего соединен с первым входом компа00

о

О

о

ю ю

ратора 13. Выход дополнительного компаратора 10 через блок 11 управлени  задат- чиками и через блок 12 задатчиковсоединен с вторым входом компаратора 13. Выход компаратора 13 соединен с входом блока 14 управлени  серводвигателем, к,выходу которого подключен серводвигатель 15. Вал серводвигател  15 жестко соединен с заслонкой регулируемого гидродроссел  2, вход которого соединен с поршневой полостью гидроцилиндров 1. Выход гидродроссел  2 соединен со сливом. . Система автоматического управлени  режимом бурени  работает следующим образом .

До начала бурени  регулируемый гидродроссель 2 устанавливают в зоне чувстви- тельности, исход  из крепости пород. Первым задатчиком блока 12 устанавливают интенсивность режима бурени  также исход  из крепости пород. Причем подключенна  уставка обеспечивает работу вращател  7 с мощностью ниже номинальной. Если в процессе бурени  сигнал на выходе блока 9 равен сигналу уставки первого за- датчика, то на выходе компаратора 13 сигнал равен нулю.

При переходе с м гкой на твердую породу скорость бурени  снижаетс , как и падение давлени  на сидродросселе 2, следовательно, осевое усилие на забой увеличиваетс . При уменьшении скорости бурени  сигнал с выхода датчика 4 скорости бурени , а значит усилител  5 и тиристорно- го преобразовател  6 тоже уменьшитс . Скорость вращени  выходного вала вращател  7, а значит и бурового става 16 тоже уменьшитс , как и сигнал с выхода тахоге- нератора 8. Сигнал на выходе дифференциального датчика 3 давлени  увеличитс . Сигналы с выходов блоков 8 и 3 поступают на множительный блок 9, с выхода которого сигнал подаетс  на первый вход двухпоро- гового компаратора 13, выполненного с окном дл  обеспечени  устойчивости системы. Где он сравниваетс  с сигналом уставки ранее подключенного первого за- датчика. Если сигнал на выходе блока 9 больше сигнала уставки, то на выходе компаратора 13 по вл етс  сигнал отрицательной пол рности, который поступает на вход блока 14 управлени  серводвигателем. Блок 14 выполнен по ключевой схеме на двух транзисторах различной структуры, в коллекторные цепи которых, в качестве нагрузки включены катушки исполнительных реле (блок 11 управлени  задатчиками интенсивности режима бурени  устроен аналогично ). После поступлени  сигнала отрицательной пол рности открываетс 

первый транзистор, включаетс  реле и подключает серводвигатель 15. Вал серводвигател  15, враща сь, увеличивает проходное сечение гидродроссел  2 и тем

самым уменьшает величину сигнала на выходе датчика 3 давлени . Этот процесс будет продолжатьс  до тех пор, пока сигналы на выходах блоков 9 и 12 не станут равными. После чего выходной сигнал компаратора 13

0 станет равным нулю, первый транзистор закроетс  и реле отключит серводвигатель 15. Если сигнал на выходе блока 9 меньше сигнала уставки, то на выходе компаратора 13 по вл етс  сигнал положительной пол р5 ности, открываетс  второй транзистор (первый при этом закрыт) подключаетс  серводвигатель 15 и его вал начинает вращатьс  в обратном направлении, увеличива  тем самым сигнал с выхода датчика 3.

0 Регулирование закончитс  после того, как сигналы с выходов блоков 9 и 12 станут равными. После чего выходной сигнал компаратора 13 станет равным нулю, второй транзистор закроетс , серводвигатель 15

5 отключитс .

При переходе с твердой на м гкую породу скорость бурени , а значит, и скорость вращени  бурового става 16 увеличиваютс , в осевое усилие уменьшаетс . Однако и в

0 этом случае интенсивность режима бурени  (мощность вращател  7) поддерживаетс  на посто нном уровне, как было описано выше .

При очень резком изменении крепости

5 пород от твердой к м гкой, скорость бурени  значительно возрастает и выходной сиг- кал датчика 4 скорости бурени  выходит из области окна дополнительного двухпоро- гового компаратора 10. Выходной сигнал

0 компаратора 10 становитс  отрицательным (до этого момента он был равен нулю) и поступает на вход блока 11 управлени  за- датчиками интенсивности режима бурени . Сигнал отрицательной пол рности открыва5 ет первый транзистор, включаетс  реле и подключает второй задатчик интенсивности блока 12 ко второму входу компаратора 13. Уставка второго задатчика меньше чем у первого, поэтому мощность, развиваема 

0 вращателем 7,уменьшаетс . Процесс ее стабилизации аналогичен описанному выше.

При обратном резком изменении крепости пород скорость бурени  существенно уменьшаетс . Выходной сигнал датчика 4

5 снова выходит из области окна дополнительного компаратора 11 и на выходе последнего по вл етс  сигнал положительной пол рности (ранее выходной сигнал был равен нулю). Положительный сигнал открывает второй транзистор, включаетс  реле и

подключает трети и задатчик интенсивности блока 12 ко второму входу компаратора 13. При этом, данна  уставка больше уставки первого задатчика и задает интенсивность режима бурени , исход  из номинальной мощности вращател  7. Процесс стабилизации номинальной мощности аналогичен описанному выше.

Дл  обеспечени  устойчивости системы управлени  дополнительный двухпоро- говый компаратор 10 выполнен с окном. То есть, в зависимости от крепости пород (скорости бурени ) система задает и стабилизирует мощность вращател  7, одновременно поддержива  оптимальные значени  скорости вращени  бурового става 16 и осевого усили  на забой.

Claims (1)

1. Формула изо бретени   Система автоматического управлени  режимом бурени , содержаща  последовательно соединенные датчик скорости бурени , усилитель и тиристррный преобразователь, выход которого подключен к вращателю, регулируемый дроссель, соединенный с серводвигателем, дифференциальный датчик давлени  и тахогенера- тор, соединенные с входами блока

   умножени , выход которого подключен к первому входу двухпорогового компаратора , к второму входу которого подключен за- датчик интенсивности, а выход компаратора подключен к блоку управлени , соединенному с серводвигателем, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  точности управлени , она снабжена дополнительными задатчиками интенсивности, подключенными параллельно основному и

   последовательно соединенными дополнительным двухпороговым компаратором и блоком управлени  задатчиками интенсивности , причем выходы дополнительных за- датчиков интенсивности подключены к

   дополнительным входам основного двухпорогового компаратора, а вход дополнительного двухпорогового компаратора соединен с выходом датчика скорости бурени . .