SU1745908A1 - Automatic adjuster of drilling tool axial thrust - Google Patents
Automatic adjuster of drilling tool axial thrust Download PDFInfo
- Publication number
- SU1745908A1 SU1745908A1 SU904802515A SU4802515A SU1745908A1 SU 1745908 A1 SU1745908 A1 SU 1745908A1 SU 904802515 A SU904802515 A SU 904802515A SU 4802515 A SU4802515 A SU 4802515A SU 1745908 A1 SU1745908 A1 SU 1745908A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- hydraulic
- rectifier
- control unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к бурению скважин и позвол ет повысить долговечность бурового инструмента. В регул торе сигналы с датчиков 7 и 9 давлени через соответствующие выпр мители 8 и 10 поступают на входы блока 11 управлени (БУ). Выходной сигнал БУ 11 через блок 15 управл ет серводвигателем 16 первого регулируемого гидродроссел 2. Регулирование заканчиваетс при равенстве сигналов с элемента 13 сравнени и соответствующего выпр мител 8 или 10. Датчик 17 числа штанг позвол ет автоматически корректировать осевое усилие. 1 ил. /j Ј} сл с /7 18 // ЁГ VI сл Ч) о 00The invention relates to the drilling of wells and improves the durability of a drilling tool. In the controller, signals from pressure sensors 7 and 9 through the corresponding rectifiers 8 and 10 are fed to the inputs of control unit 11 (CU). The output signal of the CU 11 through the unit 15 controls the servomotor 16 of the first regulated hydrodisper 2. The control ends when the signals from the comparison element 13 and the corresponding rectifier 8 or 10 are equal. The rod number sensor 17 allows the axial force to be automatically corrected. 1 il. / j сл} cl with / 7 18 // OOG VI CL) o 00
Description
Изобретение относитс к горному делу, а более конкретно к автоматическим регул торам осевого усили бурового инструмента , и может быть использовано при бурении взрывных скважин и восстающих выработок .The invention relates to mining, and more specifically to automatic controls of the axial force of a drilling tool, and can be used in the drilling of explosive wells and rising workings.
Цель изобретени - повышение долговечности бурового инструмента и снижение удельных энергозатрат.The purpose of the invention is to increase the durability of the drilling tool and reduce the specific energy consumption.
На чертеже изображена схема предлагаемого регул тора.The drawing shows the scheme of the proposed controller.
Регул тор содержит насос 1, регулируемый гидродроссель 2, электрогидравлический распределитель 3, гидроцилиндры 4, электрогидравлический распределитель 5, регулируемый гидродроссель 6, датчик 7 давлени , выпр митель 8, датчик 9 давлени , выпр митель 10, блок 11 управлени , коммутатор 12, блок 13 элементов сравнени с гистерезисом, коммутатор 14, блок 15 управлени серводвигателем, серводвигатель 16, датчик 17 числа штанг, в состав которого входит счетчик, управл ющий работой коммутаторов 12 и 14, и счетчик числа штанг, наход щихс в забое, компаратор 18.The regulator contains a pump 1, an adjustable hydrothrottle 2, an electrohydraulic distributor 3, hydraulic cylinders 4, an electrohydraulic distributor 5, an adjustable hydrothrottle 6, a pressure sensor 7, a rectifier 8, a pressure sensor 9, a rectifier 10, a control block 11, a switch 12, a block 13 elements of comparison with hysteresis, switch 14, servo motor control unit 15, servo motor 16, rod number sensor 17, which includes a counter that controls the operation of switches 12 and 14, and a rod number counter, 18 .
Выход насоса 1 соединен с входами дроссел 2 и первого распределител 3. Выходы последнего соединены со штоковой и поршневой полост ми цилиндров 4. Полости цилиндров подключены также на входы второго распределител 5, на выходе которого установлен дроссель 6.The output of the pump 1 is connected to the inputs of the throttles 2 and the first distributor 3. The outputs of the latter are connected to the rod and piston cavities of the cylinders 4. The cavities of the cylinders are also connected to the inputs of the second distributor 5, the output of which is equipped with a throttle 6.
Со штоковой полостью цилиндров 4 соединен вход первого датчика 7 давлени , выход которого соединен с входом выпр мител 8.With the rod end of the cylinder 4, the input of the first pressure sensor 7 is connected, the output of which is connected to the input of the rectifier 8.
Выход последнего соединен с первым входом блока 11 управлени . Вход датчика 9 давлени соединен с поршневой полостью гидроцилиндров 4, а его выход - с входом выпр мител 10, выход которого соединен с вторым входом блока 11 управлени .The output of the latter is connected to the first input of the control unit 11. The input of the pressure sensor 9 is connected to the piston cavity of the hydraulic cylinders 4, and its output is connected to the input of the rectifier 10, the output of which is connected to the second input of the control unit 11.
Первой выход блока 11 управлени соединен с первым входом блока 15. Второй выход блока 11 соединен с входом коммутатора 12. Третий выход блока 11 соединен с управл ющими входами первого и второго распределителей 3 и 5. Первый выход датчика 17 числа штанг соединен с управл ющими входами коммутаторов 12 и 14, а второй - с входом компаратора 18. Выход компаратора 18 соединен с третьим входом блока 11. Выходы коммутатора 12 соединены с входами блока 13 элементов сравнени . Выходы блока 13 соединены с входами коммутатора 14, а выход последнего - с вторым входом блока 15, выход которого соединен с входом серводвигателем 16, валThe first output of the control unit 11 is connected to the first input of the unit 15. The second output of the unit 11 is connected to the input of the switch 12. The third output of the unit 11 is connected to the control inputs of the first and second valves 3 and 5. The first output of the rod number sensor 17 is connected to the control inputs switches 12 and 14, and the second - with the input of the comparator 18. The output of the comparator 18 is connected to the third input of the block 11. The outputs of the switch 12 are connected to the inputs of the block 13 of the comparison elements. The outputs of the block 13 is connected to the inputs of the switch 14, and the output of the latter with the second input of the block 15, the output of which is connected to the input by the servomotor 16, shaft
которого жестко св зан с дросселем 2. Выходы дросселей 2 и 6 установлены на сливе. Автоматический регул тор осевого усили бурового инструмента работает следующим образом.which is rigidly connected to the choke 2. The outputs of the chokes 2 and 6 are installed on the drain. Automatic control of axial force of the drilling tool works as follows.
Перед началом бурени дроссель 6 устанавливают в зоне его чувствительности (исход из крепости пород), а дроссель 2 - в положение, обеспечивающее на забое максимальное осевое усилие исход из условий прочности бурового инструмента, начального веса бурового снар да и величины ступени регулировани (веса наращиваемых штанг). Распределители 3 и 5 наход тс вBefore starting drilling, the throttle 6 is installed in its sensitivity zone (based on rock strength), and the throttle 2 is set to the position at the bottom of the axial maximum force based on the strength conditions of the drilling tool, the initial weight of the drill string and the size of the adjustment step ). The distributors 3 and 5 are in
положении, показанном на чертеже. Поток масла, создаваемый насосом 1, проход через распределитель 3, поступает в штоко- вые полости цилиндров 4.position shown in the drawing. The oil flow created by the pump 1, the passage through the distributor 3, enters the rod end of the cylinders 4.
Из поршневой полости последних черезFrom the last piston cavity through
распределитель 5 и дроссель 6, установленный на выходе последнего, осуществл етс слив. Сигнал с датчика 7 через выпр митель 8 и блок 11 поступает на вход коммутатора 12, с выхода которого подаетс на вход первого элемента сравнени блока 13. С выхода последнего сигнал через коммутатор 14 подаетс на вход блока 15.the distributor 5 and the throttle 6, installed at the outlet of the latter, are drained. The signal from sensor 7 via rectifier 8 and block 11 is fed to the input of switch 12, the output of which is fed to the input of the first comparison element of block 13. From the output of the last signal, switch 14 is fed to the input of block 15.
Если величина сигнала на выходе выпр мител 8 превышает значение уставкиIf the magnitude of the signal at the output of rectifier 8 exceeds the value of the setpoint
первого элемента сравнени блока 13, то блок 15 включает серводвигатель 16. Последний вл етс приводом дроссел 2. Враща сь, серводвигатель 16 увеличивает площадь проходного сечени дроссел 2,of the first element of comparison of block 13, then block 15 turns on the servomotor 16. The latter is the drive of the throttle 2. Rotating, the servomotor 16 increases the area of the flow area of the throttle 2,
тем самым снижа величину давлени в штоковых полост х цилиндров 4, а значит и осевое усилие на забой. Процесс регулировани заканчиваетс после того, как величина на выходе выпр мител 8 станет меньшеthereby reducing the pressure in the rod end of the cylinder 4, and hence the axial force to the bottom. The adjustment process ends after the value of the output of the rectifier 8 becomes less
величины уставки соответствующего элемента сравнени и выйдет из области его гистерезиса. После этого блок 15 отключит серводвигатель 16. После каждой очередной спущенной штанги замыкаетс концевой выключатель датчика 17 и на вход вход щего в его состав счетчика числа штанг, наход щихс в скважине, поступает импульс счета. После проходки каждых очередных дес ти штанг с выхода счетчика числа штанг счетный импульс подаетс на вход счетчика, управл ющего работой коммутаторов 12 и 14. Теперь коммутатор 12 соедин ет выход выпр мител 8 через блок 11 с входом второго элемента блока 13, а егоthe value of the setting of the corresponding element of comparison and will leave the area of its hysteresis. After that, unit 15 turns off the servomotor 16. After each lowered boom, the limit switch of sensor 17 closes and a counting pulse arrives at the input of a counter of the number of rods in the well that goes into its composition. After each successive ten rods are driven from the output of the rod number counter, a counting pulse is fed to the input of the counter controlling the operation of switches 12 and 14. Now switch 12 connects the output of rectifier 8 through block 11 to the input of the second element of block 13, and its
выход через коммутатор 14 с входом блока 15.output through the switch 14 with the input of the block 15.
Услови начала и окончани процесса регулировани , как и сам процесс, аналогичны описанному.The conditions for the start and end of the regulation process, as well as the process itself, are similar to that described.
В процессе бурени при переходе с твердой породы на м гкую скорость бурени и величина падени давлени на дросселе 6 возрастают, а осевое усилие на забой уменьшаетс , и наоборот, т.е. величина осевого усили в функции крепости пород мен етс по оптимальным зависимост м.During drilling, when moving from hard rock to soft drilling, the pressure drop on throttle 6 increases, and the axial force on the bottom decreases, and vice versa, i.e. the magnitude of the axial force in the rock fortress function varies with optimal dependencies.
Регулирование давлени в цилиндрах 4 осуществл етс во всем диапазоне величины шага (10 штанг). Данное значение шага выбрано исход из повышени устойчивости работы предлагаемого регул тора, хот это значение может быть изменено. С этой же целью все элементы сравнени блока 13 имеют область гистерезиса в передаточной характеристике.The pressure control in the cylinders 4 is carried out over the entire pitch range (10 rods). This step value is chosen based on the increased stability of the proposed controller, although this value can be changed. With the same purpose, all elements of comparison of block 13 have a hysteresis area in the transfer characteristic.
В процессе бурени при увеличении длины (веса) бурового става дл поддержани осевого усили на оптимальном уровне величина давлени в штоковых полост х цилиндров 4 все врем снижаетс . Зна вес одной буровой штанги и максимальное осевое усилие, на которое рассчитан буровой инструмент, заранее определ ют допустимый вес бурового става (количество штанг, наход щихс в скважине) при величине давлени в штоковой полости цилиндров 4, равной приближенно нулю. Дроссель 2 при этом полностью открыт,During the drilling process, with increasing length (weight) of the drill rod to maintain the axial force at the optimum level, the pressure value in the rod end of the cylinder 4 decreases all the time. By knowing the weight of one drill rod and the maximum axial force for which the drilling tool is designed, the allowable weight of the drill rod (the number of rods in the borehole) is predetermined when the pressure in the rod end of the cylinders 4 is approximately zero. Throttle 2 is fully open.
При превышении допустимого числа штанг (их веса), наход щихс в скважине, компаратор 18 подает сигнал управлени на вход блока 11. После чего цепь питани электромагнитов распределителей 3 и 5 разрываетс , и они мен ют местами штоко- вую и поршневую полости цилиндров 4. Кроме того, теперь на вход коммутатора 12 через блок 11 поступает сигнал с выхода выпр мител 10, вход которого соединен с выходом датчика 9. При срабатывании блока 11 мен етс также пол рность подключени серводвигател 16, который теперь включаетс только после того, как значение сигнала с выхода выпр мител 10 станет меньше уставки соответствующего элемента сравнени блока 13 и выйдет из области его гистерезиса. Серводвигатель 16 будет вращатьс теперь в противоположном направлении , тем самым уменьша проходное сечение дроссел 2. Это приводит к повышению давлени в поршневых полост х гидроцилиндров 4 и поддержанию осевого усили на забой на оптимальном уровне вне зависимости от длины (веса) бурового става, наход щегос в скважине и с учетом крепости пород. Процесс регулировани заканчиваетс после того, как величина сигнала наWhen the permissible number of rods (their weight) in the well is exceeded, the comparator 18 delivers a control signal to the input of unit 11. After that, the supply circuit of the electromagnets of the valves 3 and 5 is broken and they interchange the piston and piston cavities of the cylinders 4. In addition, the signal from the output of the rectifier 10, whose input is connected to the output of the sensor 9, now arrives at the input of the switch 12 via the block 11. When the block 11 is triggered, the polarity of the servomotor 16 also changes, which is now turned on only after I drove the output of the rectifier 10 becomes less than the set point of the corresponding element comparing unit 13 and goes out of its hysteresis. The servomotor 16 will now rotate in the opposite direction, thereby reducing the flow area of the throttles 2. This leads to an increase in pressure in the piston cavities of the hydraulic cylinders 4 and maintaining the axial force at the bottom at an optimum level regardless of the length (weight) of the drill rod located in well and taking into account the strength of the rocks. The adjustment process is completed after the magnitude of the signal on
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904802515A SU1745908A1 (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Automatic adjuster of drilling tool axial thrust |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904802515A SU1745908A1 (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Automatic adjuster of drilling tool axial thrust |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1745908A1 true SU1745908A1 (en) | 1992-07-07 |
Family
ID=21502001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904802515A SU1745908A1 (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Automatic adjuster of drilling tool axial thrust |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1745908A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111101859A (en) * | 2019-11-08 | 2020-05-05 | 四川诺克钻探机械有限公司 | Drilling pressure adjusting method of coring drilling machine for railway engineering exploration |
-
1990
- 1990-03-06 SU SU904802515A patent/SU1745908A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1162952,кл. Е 21 В 44/08,1984. Авторское свидетельство СССР Мг 1372034, кл. Е 21 В 44/00, 1988. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111101859A (en) * | 2019-11-08 | 2020-05-05 | 四川诺克钻探机械有限公司 | Drilling pressure adjusting method of coring drilling machine for railway engineering exploration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2153057C2 (en) | Well tool | |
| US4355691A (en) | Hydraulic drilling apparatus | |
| SU695572A3 (en) | Well drilling arrangement | |
| FI86008B (en) | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER REGLERING AV EN BERGBORRNINGSMASKIN. | |
| US1822667A (en) | Oil-pressure regulating device for upholding an even speed of machines | |
| SE462439B (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR REGULATING THE MOVEMENT MOVEMENT OF A DRILLING BAR WHEN DRILLING THE MOUNTAINS | |
| FI87830C (en) | OVER ANCHORING FOER STARRY AV EN BERGBORRMASKINS LUFTMATNING | |
| RU2120548C1 (en) | Device for hydraulically driven drilling equipment | |
| SU1286112A3 (en) | Well pump power drive | |
| SU1745908A1 (en) | Automatic adjuster of drilling tool axial thrust | |
| US5168937A (en) | Drill feed control utilizing a variable overcenter valve | |
| US3203184A (en) | Fluid pressure motive systems, for borehole drilling | |
| FI90277B (en) | drilling | |
| SU1372034A1 (en) | Automatic regulator of axial thrust of drilling tool | |
| RU2026973C1 (en) | System for control of diamond drilling practices | |
| SU1677283A1 (en) | Automatic system for controlling boring conditions | |
| SU563491A1 (en) | Device for feeding and rotating drill-pipes stand | |
| SU1555477A1 (en) | Hydraulic drive of rock drill | |
| SU1435776A1 (en) | Hydraulically-driven rotative-percussive drilling machine | |
| SU842726A1 (en) | Chisel feed control | |
| SU1460235A1 (en) | Drilling rig hydraulic drive | |
| SU1470950A1 (en) | Hydraulic rock drill | |
| SU1509521A1 (en) | Drilling machine | |
| SU1232795A1 (en) | Drilling machine | |
| SU1118763A1 (en) | Drilling tool automatic feed regulator |