SU1439232A1

SU1439232A1 - Регул тор подачи бурового инструмента

Info

Publication number: SU1439232A1
Application number: SU874221103A
Authority: SU
Inventors: Михаил Иванович Сергеев; Владимир Яковлевич Портнов; Борис Петрович Копил; Валерий Петрович Коняев; Григорий Михайлович Хмельницкий; Владимир Семенович Петров; Леонид Николаевич Синельников
Original assignee: Методическая Экспедиция По Геолого-Экономическим Исследованиям Министерства Геологии Узсср
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1988-11-23

Abstract

Изобретение относитс к бурению скважин и позвол ет повысить точность поддержани осевой нагрузки на долото при бурении перемежающихс по буримости пород. Регул тор еодержит датчик 1 веса, два элемента 2,6 вычитани , блок 3 пам ти начального ве1га са, кнопку 4, индикатор 5 осевой нагрузки , задатчики осевой нагрузки 7 и скорости, подачи 10, усилитель 8 и управл емый ограничитель 9 уровн . Исполнительный механизм регул тора выполнен с отрицательной обратной св зью по скорости подачи. При нажатии кнопки 4 начальный вес бурильной колонны запоминаетс в блоке 3. Информаци с датчика 1 и блока 3 поступает на входы элемента 2, сигнал на выходе которого характеризует текущее значение осевой нагрузки. Сигнал рассогласовани текущего и заданного значений осевой нагрузки с выхода элемента 6 через усилитель 8 и управ- л емьй ограничитель 9 уровн подаетс на исполнительный механизм. Дл устранени перерегулировани при бурении перемежающихс пород максимальное значение сигнала на выходе ограничител 9 определ етс задатчиком 10. 1 ил. (Л Од о tsd со ю

Description

1

Изобретение относитс к средства автоматизации процесса бурени и предназначено дл использовани на буровых установках, снабженных ленточным тормозом.

Целью изобретени вл етс повышние точности подцержани осевой нагрузки на долото при бурении переме- жак цнхс по буримости пород.

На чертеже представлена функциональна схема регул тора подачи бурвого инструмента.

Регул тбр подачи бурового инструмента содержит датчик i веса, выход которого подключен к первым входам первого элемента 2 вычитани и блок 3 пам ти начального веса инструмент к второму входу которого подключена кнопка 4. Выход блока 3 пам ти начального веса инструмента соединен -с вторым входом первого элемента 2 вычитани , выход которого подключен к входу индикатора 5 осевой нагрузки на долото и к первому входу второго элемента б вычитани , второй вход которого соединен с выходом задатчика 7 осевой нагрузки на долото. Выход второго элемента 6 вычитани чарез усилитель 8 соединен с первым входом управл емого ограничител 9 уровн , второй вход которого подключен к выходу задатчика 10 скорости подачи бурового инструмента. Выход управл емого ограничител S уровн подключен к входу блока М привода электродвигател , выходы которого подключены соответственно к роторной и .возбуждающей обмоткам двигател 12 посто нного тока. Исполнительный механизм содержит электродвигатель i 2 посто нного тока, сумматор 13j гфедставл ю- щий собой планетарньй редуктор, на подвижном подшипниковом корпусе которого укреплен тросоприекный шкив 14 с гибким тросиком 15 и грузом 16, св занными с руко ткой 17 тормоза лебедки. Входной и выходной валы редуктора св заны с валом электродвигател 12 и обрезиненным роликом IS прижимаемым к реборде 19 барабана лебедки .

Регул тор подачи бурового инструмента работает следующим образом.

Выходное напр жение с датчика 1 веса, пропорциональное весу бурового инструмента, поступает на первый вход блока 3 пам ти начального веса колонны, который производит запоми

нание аналогового уровн с датчика

1веса и запускаетс кнопкой 4 по BTOpoj y входу. Выходной уровень, пропорциональный запомненному начальному весу бурового инструмента, поступает на второй вход первого элемента

2вычитани , на первый вход которого поступает уровень с датчика 1 веса. На входе формируетс разностное напр жение , пропорциональное величине осевой нагрузки на долото, которое подаетс на индикатор 5 осевой нагрузки и на первый вход второго элемента 6 вычитани , на второй вход которого подаетс уровень напр жени , пропорциональный заданному значению нагрузки на долото, с задатчика 7 осевой нагрузки на долото. На выходе второго элемента 6 вычитани формируетс уровень 4Р, пропорциональный величине рассогласовани между значением заданной осевой нагрузки на долото и текущим ее значением. ДР вл етс управл ющим сигналом дл управлени подачей бурового инструмента, причем только отрицательное значение напр жени ЛР обеспечивает управле ше, а положительное

0 З Q

0

5

значение останавливает управление. Отрицательное значение напр жени JP далее поступает на вход усилител 8 напр жени , служащего дл увеличени чувствительности регул тора к изменению текущего веса, а также определ ет точность поддержани заданного значени нагрузки на долото. Выходное напр жение с усилител 8 поступает на первый вход управл емого ограничител 9 уровн , верхний уровень на выходе которого определ ет задатчик 10 скорости подачи инструмента . Далее с выхода управл емого ограничител 9 уровн напр жение поступает на вход блока 1 электропривода , обеспечивающего плавное изменение скорости вращени ротора электродвигател 12, в зависимости от величины входного уровн . Блок электропривода 11 обеспечивает питание и управление электродвигателем 12, который включен по схеме с независимым возбуждением. Блок имеет элементы та- хомоста, позвол ющие сохранить.частоту вращени электродвигател 12 независимо от нагрузки на вал в диапазоне частот вращени от 0,05п до п номинальной . При наличии сигнала рассогласовани йР ротор электродвига3U3

тел 12 вращаетс с частотой, определ емой уровнем этого сигнала и уровнем ограничени , задаваемого за- датчиком 10 скорости подачи бурового инструмента. В начальный момент (после подвода механизма к реборде барабана лебедки) резиновый ролик 18 заторможен и при этом происходит вращение тросоприемного шкива 14 суммато- ра 13 в сторону нат жени троса 15, св занного с руко ткой 17 тормоза лебедки . Руко тка 17 начинает подниматьс , растормажива ,барабан, при этом начинает вращатьс ролик 18, что вызывает изменение направлени вращени шкива 14 или остановку его вращени , сохранив определенное нат жение троса 15.Таким образом происходит вычитание угловых скоростей электродвигател 12 с учетом редукции и резинового ролика 18, и при равенстве их угловых скоростей тросо- приемный шкив 14 не вращаетс , обеспечива скольз щее движение барабана лебедки на тормозах. Сумматор 13 обеспечивает такое состо ние до тех пор, пока не изменитс частота вращени электродвигател 12. При этом сумматор 13 снова производит воздей-- ствие на тормоз лебедки через шкив 14 и трос 15. Таким образом, скорость движени барабана лебедки измен етс в зависимости от того, в какую сторону происходит изменение частоты вра- щени электродвигател 12, сохранив при этом скольз щую подачу инструмента , По мере того, как уровень сигнал рассогласовани между осевой нагрузкой и заданным ее значением уменьша- етс , частота вращени электродвигател 12 также уменьшаетс , в результате чего уменьшаетс скорость подачи инструмента, обеспечива плавност нагружени , При уровне рассогласова- ки Р, близким к нулю, электродвигатель 12 имеет минимальные обороты, тем самым, обеспечиваетс подача с минимальной скорост ью, обеспечивающей поддержание заданного значени осевой нагрузки на долото. При нулевом рассогласовании вращение электродвигател , а также подача .инструмента прекращаютс , при этом руко тка тормоза зажата весом груза 16, надежно удержива барабан лебедки в заторможенном состо нии.

Предлагаемый регул тор подачи бурового инструмента повышает производительность и облегчает труд бурильщика , обеспечивает высокую плавность нагружени и точность поддержани осевой нагрузки на долото, выполн ет непрерывную подачу инструмента по принципу скольжени на тормозах, увеличивает продолжительность работы долот, позвол ет более эффективно вести бурение с отбором керна, повыша его вынос. На режим поддержани осевой нагрузки на долото практически не вли ет перемежаемость пород.

Формула и 3 обретени

Регул тор подачи бурового инструмента , содержащий датчик веса и блок пам ти начального веса инструмента, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента вычитани , выход первого элемента вычитани подключен к входу индикатора осевой нагрузки и первому входу второго элемента вычитани , второй вход которого соединен с выходом задатчи- ка осевой нагрузки на долото, а также исполнительньй механизм, отличающийс тем, что, с целью повьш ени точности поддержани осевой нагрузки на долото, регул тор снабжен усилителем, управл емым ограничителем уровн и задатчиком скорости подачи бурового инструмента, при этом выход второго элемента вычитани через усилитель соединен с первым , а выход задатчика скорости подачи бурового инструмента - с вторым входами управл емого ограничител уровн , ВЫХОД которого подключен к входу блока привода электродвигател посто нного тока исполнительного механизма , причем исполнительньй механизм выполнен с отрицательной обратной св зью по скорости подачи бурового инструмента.

Claims

Формула изобретения

Регулятор подачи бурового инструмента, содержащий датчик веса и блок памяти начального веса инструмента, выходы которых соединены с соответст вующими входами первого элемента вычитания, выход первого элемента вычитания подключен к входу индикатора осевой нагрузки и первому входу второго элемента вычитания, второй вход которого соединен с выходом задатчика осевой нагрузки на долото, а также исполнительный механизм, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поддержания осевой нагрузки на долото, регулятор снабжен усилителем, управляемым ограничителем уровня и задатчиком скорости подачи бурового инструмента, при этом выход второго элемента вычитания через усилитель соединен с первым, а выход задатчика скорости подачи бурового инструмента - с вторым входами управляемого ограничителя уровня, выход'которого подключен к входу блока привода электродвигателя постоянного тока исполнительного механизма, причем исполнительный механизм выполнен с отрицательной обратной связью по скорости подачи бурового инструмента.

ВНИИПИ Заказ 6048/30

Тираж 531 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г·. Ужгород, ул. Проектная, 4