SU1548418A2

SU1548418A2 - Автоматический регул тор осевого усили бурового инструмента на забой

Info

Publication number: SU1548418A2
Application number: SU884423440A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Никифорович Погорелый; Геннадий Иванович Коновалов; Александр Исакович Флидермойз
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Самоходной Горной Техники
Priority date: 1988-05-10
Filing date: 1988-05-10
Publication date: 1990-03-07

Abstract

Изобретение относитс к бурению скважин с использованием гидравлического механизма подачи и позвол ет повысить надежность за счет предотвращени поломки бурового инструмента при внезапном отключении электроэнергии. Регул тор содержит гидронасос 1 посто нной произв-сти, регулируемые гидродроссели 2 и 7, электрогидравлические распределители (ЭГР) 3 и 5, гидроцилиндры 4 гидравлического механизма подачи, дифференциальный датчик 8 давлени , выпр митель 9, блок 10 управлени , задатчики 11 давлени , коммутатор 12, элемент 12 сравнени , блок 14 управлени серводвигателем 15, датчик 16 числа штанг и компаратор 17. Дополнительно регул тор снабжен третьим ЭГР 6. Управл ющий вход ЭГР 6 соединен с выходом блока 10 управлени . Выход ЭГР 5 подключен к закрытому в нейтральном положении входу ЭГР 6. В процессе бурени по сигналу с блока 10 вход ЭГР 6 открываетс . Поток рабочего агента из полостей гидроцилиндров 4 через ЭГР 5 и 6 поступает в гидробак. При внезапном отключении электроэнергии золотник ЭГР 6 возвращаетс в нейтральное положение и выход рабочего агента с гидроцилиндров 4 прекращаетс . Буровой инструмент зависает, чем обеспечиваетс его сохранность. 1 ил.

Description

соединен с выходом блока 10 управлени Выход ЭГР 5 подключен к закрытому в нейтральном положении входу ЭГР 6. В процессе бурени по сигналу с блока , 10 вход ЭГР 6 открываетс . Поток рабочего агента из полостей гидроцилиндров 4 через ЭГР 5 и 6 поступает в

гидробак. При внезапном отключении электроэнергии золотник ЭГР 6 возвращаетс в нейтральное положение и выход рабочего агента с гидроцилиндров 4 прекращаетс . Буровой инструмент зависает , чем обеспечиваетс его сохранность . 1 ил.

Изобретение относитс к горной автоматике и может быть использовано на буровых установках, предназначенных дл бурени нисход щих скважин, и вл етс усовершенствованием изобретени по авт.св. № 1372034.

Целью изобретени вл етс повышение надежности за счет предотвращени поломки бурового инструмента при внезапном отключении электроэнергии .

На чертеже изображена функциональ- на схема автоматического регул тора осевого усили бурового инструмента на забой при проходке скважины. Регул тор содержит гидронасос 1 посто нной производительности, выход которого соединен с входами регулируемого гидродроссел 2 и первого электрогидравлического распределител 3. Один выход первого электрогидравлического распределител 3 соединен со штоковой, а второй - с поршневой полост ми гидроцилиндров 4 гидравлического механизма подачи. Полости гидроцилиндров подключены также на входы второго электрогидравлического распределител 5, выход с которого подключен на вход третьего элект- рогидравлического распределител 6, на выходе из которого может быть установлен регулируемый гидродроссель 7. К штоковой и поршневой полост м гидроцилиндров 4 гидравлического механизма подачи подключен дифференциальный датчик 8 давлени , выход которого через выпр митель 9 соединен с первым входом блока 10 управлени , первый выход, блока 10 управлени соединен с управл ющими входами первого и второго электрогидравлических распределителей 3 и 5.

Выходы задатчиков 11 давлени соединены с входами коммутатора 12, вых которого соединен с вторым входом блока 10 управлени . Выход элемента

5

0

5

0

45

50

55

13 сравнени подключен к первому входу блока 14 управлени серводвигателем 15, св занным с регулируемым гидродросселем 2. Второй выход блока 10 управлени подключен к второму входу блока 14 управлени серводвигателем , третий и четвертый выходы блока 10 управлени соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 13 сравнени . П тый выход блока 10 управлени соединен с управл ющимw входом третьего электрогидравлического распределител 6.

Выход датчика 16 числа штанг соединен с управл ющим входом коммутато- ра 1 2 и-через компаратор 17 с третьим входом блока 10 управление.

Элемент 13 сравнени может быть выполнен на операционном усилителе с пр мым и инверсным входами. Блоки 10 управлени могут быть выполнены на основе ключевой схемы, управл ющей работой электромагнитного реле, переключение контактов которого обеспечивает необходимую дл функционировани устройства взаимосв зь элементов. Датчик 16 числа штанг может быть выполнен на основе счетчика и концевого выключател , контролирующего крайнее переднее положение вращател .

Автоматический регул тор работает следующим образом.

Перед началом процесса бурени регулируемый гидродроссель 7 находитс в положении максимального открыти сточного отверсти , регулируемый гидродроссель 2 - в положении, обеспечивающем посто нное максимальное по величине осевое усилие на забой. Буровой инструмент (штоки гидроцилиндров 4) находитс в верхнем исходном положении. Электрогидравлические распределители 3, 5 и 6 наход тс в положении , показанном на чертеже.

Поток рабочего агента, создаваемый гидронасосом 1, проход через первый

515484

электрогидравлический распределитель 3, поступает в штоковую полость гид- роцилиндров 4 гидравлического механизма подачи (ГМП), из поршневой полости которых во второй электрогидравлический распределитель 5, выход из которого перекрыт третьим электрогидравлическим распределителем 6. Буровой / став удерживаетс в верхнем положе- ю

НИИ.

В процессе бурени автоматический регул тор осевого усили бурового инструмента на забой автоматически поддерживает максимальное посто нное по « величине осевое усилие на забой. В начале процесса бурени коммутатор 12 подключает первый эадатчик 11 давлени к пр мому входу элемента 13 сравнени через блок 10 управлени , одно- 2 временно с блока 10 управлени по п тому выходу поступает управл ющий сигнал на управл ющий вход третьего электрогидравлического распределител 6 и поршнева полость гидроцилинд- 2 ров 4 ГМП через гидродроссель 7 соедин етс с гидробаком. Сигнал с дифференциального датчика 8 давлени , про порциональный величине дифференциалького давлени в полост х гидроцилинд- 30 чина дифференциального давлени -в ров 4 ГШТ, поступает на вход выпр мител 9 и через блок 10 управлени подаетс на инверсный вход элемента 13 сравнени . Если величина сигнала с

гидроцилиндрах 4 ГМП все врем сни етс . Зна вес одной буровой штанг и посто нное максимальное осевое у лие, на которое рассчитан буровой

выпр мител 9 превышает значение сиг- с инструмент, заранее определ ют допус40

нала первого задатчика 11 давлени , то блок 14 управлени серводвигател включает серводвигатель 15, который служит приводом регулируемого гидродроссел 2. Враща сь, серводвигатель 15 увеличивает площадь проходного сечени регулируемого гидродроссел 2, тем самым снижа величину дифференциального давлени в гидроцилиндрах 4 ГМП, что, в свою очередь, приводит к уменьшению осевого усили на забой и посто нному поддержанию его на максимальном уровне. Процесс регулировани заканчиваетс после того, как величина сигнала подключенного за- 50 датчика 11 давлени станет больше величины сигнала с выхода выпр мител 9, после чего блок 14 управлени : серводвигател отключает серводвигатель 15.

После каждой очередной спущенной штанги замыкаетс концевой выключатель датчика 16 числа штанг и на вход вход щего в его состав счетчика числа

тимый вес бурового става (количество штанг, наход щихс в скважине) при величине дифференциального давлени в штоковой и поршневой полост х гидроцилиндров 4 ГМП, равной приближенно нулю. Регулируемый гидродроссель

2при этом полностью открыт.

При превышении допустимого числа штанг (их веса), наход щихс в сква- 45 жине, компаратор 17 посылает на вход блокга, 10 управлени сигнал управлени , который приводит к подаче управл ющего сигнала в цепь электромагнитов электрогидравлических распределителей

3и 5, при этом последние мен ют местами штоковую и поршневую полости гидроцилиндров 4 ГМП, кроме того,каждый очередной задатчик 11 давлени через коммутатор 12 и блок 10 управлени подключаетс теперь к инверсному входу элемента 13 сравнени . Пр мой вход элемента 13 сравнени через

блок 10 управлени соедгшен с выходом выпр мител 9, При срабатывании блока

55

штанг, наход щихс в скважине, поступает импульс счета. После проходки каждых очередных дес ти штанг с датчика 16 числа штанг поступает импульс упраапени на управл ющий вход коммутатора 12, который через блок 10 управлени подключает следующий эадатчи 11 давлени на пр мой вход элемента 13 сравнени . Выход датчика 16 числа штанг соединен с входом компаратора 17. К инверсному входу элемента 13 сравнени черзе блок 10 управлени подключен выход выпр мител 9. Услови начапа и окончани процесса регулировани , как и сам процесс, аналогичен описанному.

В случае необходимости регулировани осевого усили на забой осуществл етс во леем диапазоне величины шага (10 штанг). Данное значение шага выбирают исход из повышени устойчивости работы предлагаемого устройства , хот данное значение может быть уменьшено,

В процессе бурени при увеличении длины (веса) бурового става дл поддержани осевого усили на забой на посто нном максимальном уровне величина дифференциального давлени -в

гидроцилиндрах 4 ГМП все врем снижаетс . Зна вес одной буровой штанги и посто нное максимальное осевое усилие , на которое рассчитан буровой

инструмент, заранее определ ют допус

2при этом полностью открыт.

При превышении допустимого числа штанг (их веса), наход щихс в сква- жине, компаратор 17 посылает на вход блокга, 10 управлени сигнал управлени , который приводит к подаче управл ющего сигнала в цепь электромагнитов электрогидравлических распределителей

10 управлени мен етс также пол рность подключени серводвигател 15, который теперь включаетс только после того, как значение сигнала с выхо- да выпр мител 9 становитс меньше значени сигнала соответствующего за- датчика 11 давлени . Серводвигатель 15 вращаетс в противоположном направ лении, тем самым уменьша проходное сечение регулируемого гидродроссел 2, что приводит к повышению значени дифференциального давлени в штоковой и поршневой полост х гидроцилиндров 4 ГМП и поддержанию осевого усили на забой на посто нном по величине максимальном уровне вне зависимости от длины (веса) буровбго става, наход щегос в скважине.

При установке регулируемого гидро- дроссел 7 в положение, соответствующее зоне чувствительности, устройство обеспечивает работу буровой установки в соответствии с естественным законом

регулировани осевого усили на забой 25 ключении электроэнергии, он снабжен в зависимости от скорости проходки. При внезапном отключении электроэнергии система обесточиваетс , золотники электрогидрораспределителей 3, 5 и 6 станов тс в исходное положение, при 30 котором поршнева полость гидроцилиндров 4 ГМП оказываетс закрытой третьим электрогидрораспределителем б, буровой став и рабочий инструмент

третьим электрогидравлическим распре делителем, при этом п тый выход блок управлени соединен с управл ющим входом, а выход второго электрогидравлического распределител - с закр тым в нейтральном положении входом третьего электрогидравлического распределител , выход которого подключе к гидробаку.

зависают, так как отсутствует выход рабочего агента с гидроцилиндра 4 ГМП, а за счет перекрыти выхода из гидравлического механизма подачи обеспечиваетс сохранность бурового инструмента при внезапном отключении элекроэнергии .

Предлагаемый автоматический регул тор осевого усили бурового инструмента на забой обеспечивает оптимальный режим его эксплуатации и предотвращает поломку бурового инструмента при внезапном отключении электроэнергии .

Claims

Формула изобретени

Автоматический регул тор осевого усили бурового инструмента на забой по авт. св. № 1372034, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности за счет предотвращени поломки инструмента при внезапном от ключении электроэнергии, он снабжен

третьим электрогидравлическим распределителем , при этом п тый выход блока управлени соединен с управл ющим входом, а выход второго электрогидравлического распределител - с закрытым в нейтральном положении входом третьего электрогидравлического распределител , выход которого подключен к гидробаку.