4 4 4 4
00 . Изобретение относитс к средствам автоматического управлени процессом бурени , в частности к регул торам усили подачи бурового снар да геологоразведочного алмазного бурени . Известен р д автоматических регул торов процесса бурени , имеющих функциональные преобразователи, позрол ющие автоматически регулировать параметры управл ющего воздействи с уметом ранее установленного характера зависимости этих параметров от производительности и ст имости . Однако широкое распространение известных регул торов сопр жено с трудност ми из-за сложности устройства , т желых условий эксплуатации: и малоквалифицированного техничес .кого обслуживани . Известны ограничители расхода, обеспечивающие автоматическое регулирование расхода жидкости, принцип действи которых заключаетс в пере крытии выходных каналов в зависимос от изменени потока жидкости С2 J. Однако такие ограничители рассчитываютс на какую-либо одну величину расхода, с целью регулировани осевой нагрузки, при разведочном бурении с широким диапазоном изменени регулируемого параметра, что не удовлетвор ет требовани м эксплуатации. Наиболее близким к предлагаемому вл етс регул тор скорости подачи установки, содержащий корпус с кана лами дл рабочего реагента, преобразователь скорости бурени с настроечным вентилем и исполнительный орган осевой нагрузки дроссельного типа, при этом преобразователь скорости бурени выполнен в виде подпружиненной плунжерной пары. Величина подачи рабочего реагента регулируетс с помощью запорного элемен та, перекрывающего боковой канал. При встрече более м гкой породы уве личиваетс поток жидкости из нижних полостей гидроцилиндров подачи и давление вкамерах выше вентил воз растает. Поршень, сжима пружину, увлекает запорный элемент дроссел и уменьшает площадь сечени бокового выпускного отверсти . Противодав ление масла в нижних полост х гидроцилиндров возрастает, что приводи к снижению осевой нагрузки. При 3 встрече более твердых пород происходит обратное, т.е. осева нагрузка увеличиваетс ГЗ 3. Недостатком известного устройства вл етс то, что оно устойчиво работает только на чистом масле, при наличии же примесей и попадании их в плунжерную пару поршн сильно увеличиваетс трение и точность регулировани резко падает. Количество управлени на различных скорост х алмазного бурени существенно зависит от линейности характеристики пружины. При работе она находитс в посто нно сжатом состо нии и должна обладать одинаковой жесткостью в различных точках характеристики с отношением величины максимального хода к минимальному не менее 8. Все это осложн ет применение пружины. Цель изобретени - повышение надежности и качества функционировани авторегул тора усили подачи при разведочном бурении на загр зненном реагенте . Поставленна цель достигаетс тем, ч го в автоматическом регул торе усили подачи бурового снар да, содержащем корпус с каналами-дл рабочего реагента, преобразователь скорости бурени с настроечным элементом , исполнительный орган осевой нагрузки дроссельного типа с перекрывающим элементом, перекрывающий элемент исполнительного органа жестко соединен с настроечным элементом преобразовател скорости бурени На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - включение устройства в систему. . Устройство состоит из корпуса 1 с каналами 2 дл рабочего реагента, преобразовател скорости бурени , состо щего из дроссел 3, силъфона k и настроечного элемента 5, исполнительного органа осевой нагрузки дроссельного типа с перекрывающим элементом 6 и выходным каналом 7. Перекрывающий, элемент 6 исполнительного органа жестко сочленен с ПОМОЩЬЮ винта 8 с настроечным элементом 5 таким образом, что при вращении вентил 9 благодар шлицевому соединению с настроечным элементом 5 они перемещаютс вертикально вверх или вниз вдоль резьбы в корпусе дро сел 3. Длина сочленени перекрывающего элемента 6 с настроечным элементом 5 выбрана таким образом, чтобы выполн лась зависимость (L-LQ)K С , где L - искома длийа сочленени , когда канал 6 закрыт, а канал в дрос селе 3 открыт; L - длина сочленени перекрывающего элемента 6 с на строечным элементом 5 в положении, когда канал 7 и канал в дросселе 3 закрыты; К - коэффициент, характеризующий открытие канала в дросселе 3 fnrtx зибольший размер частиц примеси,загр зн ющей масло. Таким образом, при правильно выбранной длине сочленени и при полностью закрытом выходном канале 6 доступ загр зненногр реаген та во внутреннюю полость сильфона открыт и на него не действует никакое усилие. Авторегул тор 10 монтируетс в линию, -соедин ющую нижние полости гидроцилиндров 11 подачи бурового станка с блоком 12 гидроуправлени . Гидросхема станка с авторегул тором работает следующим образом. После завершени спуско-подъемных операций производ т взвешивание бурового снар да. Шпиндель с поршн ми. 13 подачи становитс в крайнее верхнее положение, вращением вентил 9. авторегул тора по часовой-стрелке перекрываетс выходной канал 7 и маслонасос выключают . Затем возобновл ют вращение бурового снар да и по прибору определ ют его вес по величине давлени масла в нижних полост гидроцилиндров подачи. Поскольку внутренн полость сильфона остаетс открытой, то на него не дейст ет никакое усилие. Если вес снар д больше требуемой осевой нагрузки, то, Медленно поворачива вентиль против часовой стрелки, увеличиваю площадь сечени выходного клапана до установлени требуемой осевой нагрузки. Масло, вытекающее из-ниж них полостей гидроцилиндров подачи создает небольшой перепад давлени на дросселе 3 преобразовател скорости , который сжимает сильфон до рабочей точки. Если вес снар да не большой, то после взвешивани его ло насосом подают в верхнюю полост и дросселем 15 гидроуправлени уве личивают давление в гидросистеме до значени веса снар да, на 500-800 кгс выше требуемой осевой нагрузки, а затем, поворачива вентиль 9 против часовой стрелкиi открывают выходной канал до установлени требуемой осевой нагрузки, В процессе бурени при встрече более м гкой породы механическа скорость возрастает. Увеличиваетс поток масла из нижних полостей гидроцилиндров подачи, что создает повышенный перепад давлени на дросселе 3 преобразовател скорости бурени , сильфон , сжима сь, опускает перекрывающий элемент 6 и площадь сечени на выходном канале уменьшаетс , В результате этого резко увеличиваетс противодавление в нижних полост х гидроцилиндров подачи и осева нагрузка снижаетс . При встрече более твердой породы разрушающа способность коронки уменьшаетс , скорость бурени падает и уменьшаетс поток масла из нижних полостей гидроцилиндров подачи, В результате этого давление на дросселе преобразовател скорости убывает, Сильфон k, разжима сь, увеличивает площадь сечени на выходном канале 7, соответственно уменьшаетс противодавление в нижней полости гидроцилиндров подачи,и осева нагрузка увеличиваетс , что соответствует требовани м технологии алмазного бурени . Когда шпиндель занимает крайнее нижнее положение, производитс перехват снар да путем подачи масла в нижние полости гидроцилиндров подачи . Чтобы не измен ть настройку регул тора при перехвате, в корпусе имеютс перепускные клапаны 16, которые открываютс при закачке масла в гидроцилиндры подачи. Таким образом, предлагаемое уст- ройство позвол ет автоматически управл ть .усилием подачи бурового снар да в зависимости от изменени физико-механических свойств буримых пород с возможностью комплексной настройки преобразовател скорости и исполнительного органа. При этом качество функционировани не зависит от степени загр знени масла. Срок службы устройства увеличиваетс вследствие разгрузки преобразовател от статического давлени .Устройство эксплуатируетс без перестройки его при перехвате бурового снар да.00 The invention relates to means of automatic control of the drilling process, in particular, to regulators of the force of supply of the drilling tool and geological exploration diamond drilling. There are a number of automatic regulators of the drilling process, which have functional transducers, which automatically control the parameters of the control action with the skill of the previously established nature of the dependence of these parameters on productivity and capacity. However, the widespread use of well-known controllers is difficult because of the complexity of the device, the difficult operating conditions: and low-maintenance services. Flow limiters are known that provide automatic control of the flow rate, the principle of which is to shut off the output channels depending on the change in C2 J fluid flow. However, such limiters are calculated for any single flow rate in order to regulate the axial load during exploratory drilling a wide range of variation of the controlled parameter, which does not satisfy the requirements of operation. Closest to the present invention is an installation feed rate regulator comprising a housing with channels for a working reagent, a drilling speed converter with a tuning valve and an actuator of axial load of a throttle type, while the drilling speed converter is designed as a spring-loaded plunger pair. The amount of supply of the working reagent is controlled by a shut-off element that overlaps the side channel. When a softer rock meets, the fluid flow from the lower cavities of the supply cylinders increases and the pressure in the chambers above the valve increases. The piston, compressing the spring, entrains the throttle stop element and reduces the cross-sectional area of the side outlet. The backpressure of the oil in the lower cavities of the hydraulic cylinders increases, leading to a reduction in axial load. At 3 meetings of harder rocks, the opposite occurs, i.e. the axial load increases HZ 3. A disadvantage of the known device is that it works stably only on pure oil, if there are impurities and they get into the plunger pair of pistons, friction increases greatly and the control accuracy drops sharply. The amount of control at various diamond drilling speeds significantly depends on the linearity of the spring characteristic. During operation, it is in a constantly compressed state and must have the same rigidity at various points of the characteristic with a ratio of the magnitude of the maximum stroke to the minimum not less than 8. All this complicates the use of a spring. The purpose of the invention is to increase the reliability and quality of operation of the autoregulator of the feed force during exploration drilling on a contaminated reagent. The goal is achieved by the fact that, in an automatic controller, the force of feed of the drill string, comprising a housing with channels for the working reagent, a drilling speed converter with a tuning element, an actuator of an axial load of a throttle type with a closing element, an overlapping element of the executive body are rigidly connected to Drill Rate Tuning Element 1 shows the proposed device; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 - inclusion of the device in the system. . The device consists of a housing 1 with channels 2 for a working reagent, a drilling speed converter consisting of throttles 3, a silofon k and a tuning element 5, an actuator of axial load of a throttle type with an overlapping element 6 and an output channel 7. Overlapping, element 6 of the executive body rigidly articulated with the help of the screw 8 with the adjusting element 5 in such a way that when the valve 9 is rotated, due to the spline connection with the adjusting element 5 they move vertically up or down along the thread in the cabinet e sat core 3. The length of the engaging member 6 overlapping with adjustment element 5 is chosen in such a way that was performed dependence (L-LQ) K C, where L - Favored dliya articulation when channel 6 is closed and the channel Dros village 3 open; L is the length of the articulation of the overlapping element 6 with on the tuning element 5 in the position when the channel 7 and the channel in the throttle 3 are closed; K is the coefficient characterizing the opening of the channel in the throttle 3 fnrtx, the largest particle size of the impurity contaminating the oil. Thus, when the joint length is correctly chosen and the output channel 6 is completely closed, the access of contaminated reagent to the inner cavity of the bellows is open and no force acts on it. The autoregulator 10 is mounted in-line, connecting the lower cavities of the hydraulic cylinders 11 of the drilling machine feed unit with the hydraulic control unit 12. The hydraulic circuit of the machine with the automatic control works as follows. After the completion of tripping, the drill string is weighed. Spindle with pistons. 13, the supply goes to the extreme upper position by turning the valve 9 of the autoregulator. The output channel 7 closes in a clockwise direction and the oil pump is turned off. Then, the rotation of the drill string is resumed and its weight is determined from the device by the amount of oil pressure in the lower cavities of the feed cylinders. Since the inner cavity of the bellows remains open, no force acts on it. If the weight of the projectile is greater than the required axial load, then Slowly turning the valve counterclockwise, increase the cross section of the outlet valve until the required axial load is established. The oil flowing out of the lower cavities of the supply cylinders creates a small pressure drop on the throttle 3 of the speed converter, which compresses the bellows to the operating point. If the weight of the projectile is not large, then after weighing it, the pump is fed into the upper cavity and the hydraulic control throttle 15 increases the pressure in the hydraulic system to the value of the weight of the projectile, 500-800 kgf higher than the required axial load, and then turning the valve 9 counterclockwise The arrows open the exit channel until the required axial load is established. During the drilling process, when a softer rock is encountered, the mechanical speed increases. The oil flow from the lower cavities of the feed cylinders increases, which creates an increased pressure drop at the throttle 3 of the drilling speed converter, the bellows compresses, lowers the overlapping element 6 and the cross-sectional area of the output channel decreases. As a result, the back pressure in the lower cavities of the feed cylinders dramatically increases. and the axial load is reduced. When a harder rock meets, the destructive capacity of the crown decreases, the drilling speed decreases and the flow of oil from the lower cavities of the feed cylinders decreases. As a result, the pressure on the throttle of the speed converter decreases, the bellows k expands, increases the cross-sectional area on the output channel 7, the back pressure decreases accordingly in the lower cavity of the feed cylinders, and the axial load increases, which meets the requirements of the diamond drilling technology. When the spindle is in the lowest position, the projectile is intercepted by supplying oil to the lower cavities of the feed cylinders. In order not to change the setting of the regulator during the interception, in the housing there are overflow valves 16, which open when the oil is pumped into the supply cylinders. Thus, the proposed device allows automatic control of the feed of the drill string depending on changes in the physical and mechanical properties of the drilled rocks with the possibility of complex adjustment of the speed converter and the actuator. At the same time, the quality of functioning does not depend on the degree of contamination of the oil. The service life of the device is increased due to the unloading of the transducer from static pressure. The device is operated without rebuilding it when intercepting the drill string.
фиг.Зfig.Z