SU1118762A1 - Регул тор подачи бурового инструмента - Google Patents

Abstract

РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащий исполнительный механизм с электроприводом и отрицательной обратной св зью по механической скорости проходки, датчик веса с электрическим выходом, задатчик веса и элемент сравнени , один вход которого соединен с выходом датчика веса, а другой - Кть с задатчиком веса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и точности регулировани , он снабжен задатчиком скорости подачи, коммутатором, управл емым делителем частоты, формирователем управл ющих импульсов, схемой И, устройством запуска электропривода исполнительного механизма, переключателем и блоком управлени , причем задатчик скорости подачи соединен-с одним из входов коммутатора, другой вход которого подключен через переключатель к блоку управлени  и выход которого соединен с управл емым входом делител  частоты, другой вход которого соединен с формирователем управл ющих импульсов, а выход делител  частоты соединен с одним из входов схемы И, другой вход которой § соединен с выходом элемента сравнени , а сл выход схемы И соединен с устройством запуска электропривода исполнительного меd ханизма. 00 О5 ю S7 Eh-0t

Description

Изобретение относитс  к автоматизации бурени  и может быть использовано на буровых установках с ленточным тормозом. Известен регул тор подачи долота, содержащий измеритель веса, элемент сравнени , исполнительный механизм с электроприводом и отрицательной обратной св зью по механической скорости проходки 1. Известен также регул тор подачи бурового инструмента, содержащий исполнительный механизм с электроприводом и отрицательной обратной св зью по механической скорости проходки, датчик веса с электрическим выходом, задатчик веса и элемент сравнени , один вход которого соединен с выходом датчика веса, а другой - с задатчиком веса. Дл  ограничени  скорости подачи инструмента регул тор содержит центробежный датчик скорости, св занный посредством фрикционного колеса с фланцем барабана лебедки 2. Недостатком данного регул тора подачи  вл етс  то, что его нельз  использовать в режиме стабилизации заданной скорости проходки . Кроме того, оно не позвол ет дистанционно измен ть задание регул тору, поскольку задание регул тору определ етс  положением контактов электроконтактного манометра, перемещаемых механически вручную . Следовательно, указанное устройство нельз  использовать в режиме автоматичесго управлени  процессЬм бурени  от вычислительного комплекса, когда в зависимости от разбуриваемых пород, глубины скважины, условий промывки и т.д. необходимо изменить задание согласно критерию оптимальности . Причем устройство имеет низкую надежность, поскольку электромагнитна  муфта и контакты манометра от частого срабатывани  быстро изнашиваютс . Недостатком устройства  вл етс  также большое перерегулирование особенно при разбуривании твердых пород, поскольку ралсто ние между контактами манометра трудно установить достаточно малым. Цель изобретени  - повышение надежности и точности регулировани . Указанна  цель достигаетс  тем, что регул тор подачи бурового инструмента, содержащий исполнительный механизм с электрическим приводом и отрицательной обратной св зью по механической скорости проходки , датчик веса с электрическим выходом, задатчик веса и элемент сравнени , один вход которого соединен с выходом датчика веса, а другой - с задатчиком веса, снабжен задатчиком скорости подачи, коммутатором , управл емым делителем частоты, формирователем управл ющих импульсов схемой И, устройством запуска электропривода исполнительного механизма, переключателем и блоком управлени , причем задатчик скорости подачи соединен с одним из входов коммутатора, другой вход которого подключен через переключатель к блоку управлени  и выход которого соединен с управл емым входом делител  частоты, другой вход которого соединен с формирователем управл ющих импульсов, а выход делител  частоты соединен с одним из входов схемы И, другой вход которой соединен с выходом элемента сравнени , а выход схемы И соединен с устройством запуска электропривода исполнительного механизма. На чертеже представлена структурна  схема регул тора подачи бурового инструмента .Регул тор подачи бурового инструмента содержит исполнительный механизм, состо щий из электрического привода 1 (например , электродвигател ), сумматора 2, представл ющего собой, например, редуктор, на подвижном подшипниковом корпусе которого смонтирован тросоприемный барабан с намотанным тросом 3 и грузом 4, св занными с руко ткой тормоза 5, входной и выходной валы редуктора св заны соответственно с электродвигателем 1 и шкивом 6, прижимаемым- к реборде барабана лебедки 7. Кроме того, регул тор подачи бурового инструмента содержит датчик веса с электрическим выходом 8, подключенным к одному из входов элемента сравнени  9, другой вход которого подключен через переключатель рода работы 10 к задатчику веса 11 или к блоку управлени  процессом бурени  12, задатчик скорости подачи 13, который с помощью коммутатора 14 подключаетс  к ,управл емому входу делител  частоты 15, другой вход которого соединен с формирователем управл юших импульсов 16. Выходы делител  частоты 15 и элемента сравнени  9 подключены к входам схемы И 17, выход которой подключен к входу устройства запуска электродвигател  18, включаю щего семисторы 19 и схему управлени  ими. Регул тор подачи бурового инструмента работает следующим образом. Напр жение, пропорциональное весу бурового инструмента, с датчика веса 8 подаетс  на первый вход элемента сравнени  9, на второй вход которого подаетс  напр жение уставки с задатчика веса 11 или, в автоматическом режиме (переключатель 10 в нижнем положении), с блока управлени  процессом бурени  12, если напр жение на первом входе элемента сравнени  9 превышает напр жение уставки (вес инструмента больше заданного), то на вход;е схемы И 17 присутствует «1 и запускающие импульсы с делител  частоты 15 проход т на вход устройства запуска электродвигате.1  18, которое включает электродвигатель 1 исполнительного механизма на врем  длительности импульса. При вращении электродвигател  I, поскольку шкив 6 заторможен, происходит вращение тросоприемного барабана суммато ра 2 в сторону наматывани  троса 3 и тем самым происходит растормаживание лебедки . При растормаживании происходит подача инструмента, при этом начинает вращатьс  барабан лебедки 7 и шкив 6. В этом случае направление и скорость вращени  тросоприемного барабана сумматора 2 определ ютс  соотношением скоростей вращени  электродвигател  1 и шкива 6, т.е. в этом случае начинает действовать отрицательна  обратна  св зь по скорости. Если скорость шкива 6 и соответствующа  скорость подачи превышает скорость вращени  электродвигател  с учетом коэффициента редукции, то тросоприемный барабан сумматора 2 вращаетс  в сторону разматывани  троса 3, при этом руко тка тормоза 5 под действием груза 4 опускаетс , притормажива  тем самым подачу инструмента и наоборот . При равенстве скоростей тросоприемный барабан сумматора 2 неподвижен и осуществл етс  равномерна  подача инструмента с некоторой скоростью. По истечении времени, равного длительности импульса, электродвигатель 1 отключаетс  и вращение тросоприемного барабана сумматора 2 определ етс  только вращением шкива 6, т.е. тросоприемный барабан сумматора 2 вращаетс  в сторону разматывани  троса 3, при этом руко тка тормоза 5 под действием груза 4 опускаетс , затормажива  барабан лебедки, и подача прекращаетс . Из сказанного следует, что величина одной подачи определ етс  длительностью импульса, величина которого с помощью формировател  управл ющих импульсов 11 устанавливаетс  таким образом, чтобы величина перерегулировани  (отклонение осевой нагрузки от заданного значени ) была в пределах допуска , обеспечива  тем самым равномерность подачи инструмента и точность регулировани . Во врем  паузы между импульсами на элементе сравнени  9 происходит сравнение сигналов с датчика веса 8, соответствующих новому значению веса инструмента, и с задатчика веса 11, при этом если новое значение веса инструмента станет меньше заданного значени , то на первый вход схемы И 17 сигнал не поступит и устройство запуска электродвигател  18 не включит электродвигатель , следовательно, растормаживани  барабана лебедки 7 не произойдет. По мере выбуривани  породы при заторможенной лебедке вес инструмента на крюке растет , следовательно, и сигнал на выходе датчика веса 8 растет до тех пор, пока не достигнет заданного значени , при этом вновь с выхода элемента сравнени  9 на вход схемы И 17 поступит сигнал, который пропустит очередной импульс с выхода делител  частоты 15 на вход устройства запуска электродвигател  18, электродвигатель 1 включитс , осуществив новую подачу инструмента. Если после окончани  очерес,ной подачи инструмента знач,ение сигнала веса инструмента от датчика веса 8 останетс  больше заданного, то, несмотр  на поступление сигнала с выхода элемента сравнени  9 на первый вход элемента И 17, выходной сигнал со схемы И 17 на входе устройства запуска электродвигател  18 будет отсутствовать до поступлени  на второй вход схемы И 17 очередного импульса от управл емого делител  частоты 15, т.е. пока не закончитс  очередна  пауза. Таким образом, максимальна  частота следовани  очередных подач , котора  характеризует механическую скорость бурени , ограничена частотой следовани  импульсов с управл емого делител  частоты 15, котора  устанавливаетс  с помошью задатчика скорости подачи 13 или дистанционно автоматически с помощью блока управлени  12 в зависимости от по .ложени  коммутатора 14. Предлагаемый регул тор подачи бурового инструмента может работать в следующих режимах: режим стабилизации скорости бурени ; при этом режиме задатчик веса 11 устанавливаетс  на «О, а задатчик скорости подачи 13 - на требуемое значение скорости подачи, таким образом с выхода элемента сравнени  9 на вход схемы И 17 всегда поступает разрешающий сигнал и частота включени  электродвигател - 1 равна частоте следовани  импульсов, т.е. заданной скорости бурени ; режим стабилизации веса инструмента на крюке при ограничении максимальной механической скорости обеспечиваетс  установкой задатчика веса 11 на заданное значение веса, а задатчика скорости подачи 13 в положение , соответствующее допустимой скорости бурени . При соответствующем выборе длительности импульса (величины одной подачи) характер подачи инструмента практически равномерный, поскольку переходные процессы в отдельных звень х системы регулировани  (электродвигателе, буровой лебедке, разбуриваемой породе и т.д.) в значительной стемени сглаживают импульсный характер работы регул тора, при этом статическа  ощибка регулировани  отсутствует. Регул тор подачи бурового инструмента обеспечивает высокую надежность, поскольку используемые в регул торе полупроводниковые элементы и элементы микроэлектроники имеют высокую надежность, большой срок службы, надежно работают в щироком диапазоне температур.

5 11187626

Кроме того, регул тор имеет более ши-Регул тор обеспечивает дистанционное

рокие функциональные возможности, чтоизменение уставки регул тору, например, с

обеспечивает режим стабилизации веса ий-места бурильщика или мастера, а также

струмента при любом заданном ограниченииавтоматическое изменение уставок с помогю скорости подачи, обеспечивает режим ста-g шью блока управлени  процессом бурени ,

билизации механической скорости бурени ,что важно при внедрении АСУ ТП процесчто важно при бурении м гких пород и не-сом бурени . Кроме того, в нем отсутствудостаточной очистке забо  с целью предот-ет статическай ошибка регулировани , привращени  образовани  сальников.суща  пропорциональным регул торам.

Claims (1)

1. РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащий исполнительный механизм с электроприводом и отрицательной обратной связью по механической скорости проходки, датчик веса с электрическим выходом, задатчик веса и элемент сравнения, один вход которого соединен с выходом датчика веса, а другой — с задатчиком веса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, он снабжен задатчиком скорости подачи, коммутатором, управляемым делителем частоты, формирователем управляющих импульсов, схемой И, устройством запуска электропривода исполнительного механизма, переключателем и блоком управления, причем задатчик скорости подачи соединен-с одним из входов коммутатора, другой вход которого подключен через переключатель к блоку управления и выход которого соединен с управляемым входом делителя частоты, другой вход которого соединен с формирователем управляющих импульсов, а выход делителя частоты соединен с одним из входов схемы И, другой вход которой соединен с выходом элемента сравнения, а выход схемы И соединен с устройством запуска электропривода исполнительного механизма.

   SU „„1118762 [118762