SU425521A1

SU425521A1 - Device for automatic control of drilling process with use of magnetostriction vibrator

Info

Publication number: SU425521A1
Application number: SU701493564A
Authority: SU
Inventors: Ю.М. Быков; В.К. Григорьев; Л.Д. Дьяков; А.Е. Загорский; А.С. Зейтман; В.О. Мальченок; М.Г. Миндлин; А.П. Островский; В.И. Радин; Г.А. Снегульский; Г.Ф. Сбитнев; Я.И. Шнапир
Original assignee: Московский Электромеханический Завод Им.Вл.Ильича; Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро По Электрооборудованию
Priority date: 1970-12-09
Filing date: 1970-12-09
Publication date: 1986-08-15

Abstract

УСТГОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИГОВАНИЯ ПЮЦЕССА БУРЕНИЯ С МАГНИТОСТРИКЦИОННЫМ ВИБРАТОРОМ,содержащее блок дл поддержани резонансной частоты питани магнитострикционного вибратора, регул тор осевого давлени и исполнительный элемент, отличающеес тем, что, с целью повьпиени производительности бурени , оно снабжено задатчиком оптимального угла между векторами тока и напр жени в обмотке магнитострикционного вибратора и датчиком фазы тока и напр жени обмотки вибратора, подключенными к регул тору осевого давлени , соединенному с исполнительным элементом через согласующий блок, к второму входу которого подключен блок дл поддержани резонансной частоты питани магнитострикционного вибратора.(/)INSTITUTION FOR AUTOMATIC REGULATION OF DRILLING PUCKESS WITH A MAGNETOSTRICATION VIBRATOR, containing a unit for maintaining the resonant frequency of the supply of the magnetostrictive vibrator, axial pressure regulator and the actuating element, in order to go to the position of the workforce, axial pressure, and the control element, to get the workflow, it is a position; in the winding of the magnetostrictive vibrator and the sensor of the phase of the current and the voltage of the winding of the vibrator connected to the axial pressure controller is connected with an actuator through a matching unit, to the second input of which a unit is connected to maintain the resonant frequency of the power supply of the magnetostrictive vibrator. (/)

Description

Изобретение относитс к бурению скважин за бойными вибрационными устройствами.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to the drilling of bore holes for vibratory vibration devices.

Известны устройства дл автоматического регулировани процесса бурени с магнитострикционным вибратором, содержащие блок дл под держани резонансной частоты питани магнитострикционного вибратора, регул тор осевого давлени и исполнительный элемент.Devices are known for automatically controlling the drilling process with a magnetostrictive vibrator, comprising a unit for maintaining the resonant frequency of the supply of the magnetostrictive vibrator, an axial pressure regulator, and an actuator.

Цель изобретени - повышение производительности бурени .The purpose of the invention is to increase the productivity of drilling.

Дл этого устройство снабжено задатчиком оптимального угла между векторами тока и напр жени в обмотке магнитострикционного вибратора и датчиком фазы тока и напр жени обмотки вибратора, подключенными к регул тору осевого давлени , соединенному с исполнительным элементом через-согласующий блок, к второму входу которого подключен блок дл поддержани резонансной частоты питани магнитострикционного вибратора.For this, the device is equipped with an optimal angle adjuster between the current and voltage vectors in the winding of the magnetostrictive vibrator and the current and voltage phases of the vibrator winding connected to the axial pressure regulator connected to the actuator through a matching unit, to the second input of which is connected maintaining the resonant frequency of the power supply of the magnetostrictive vibrator.

Эффективное разрзшхение породы при применении магнитострикционного вибратора происходит лишь при наличии резонанса частоты питани с собственной частотой системы магнитострикционный виброзабой, котора не вл етс посто нной и зависит от физических свойств разрушаемой среды и осевого давлени на нее.Effective rock release when using a magnetostrictive vibrator occurs only when there is a resonance of the feed frequency with the natural frequency of the magnetostrictive vibrator system, which is not constant and depends on the physical properties of the medium to be destroyed and the axial pressure on it.

При наибольшей отдаче энергии на разрушение забо добротность (безразмерна величина , характеризующй остроту резонансной кривой вибратора) нагруженного вибратора равна половине его добротности без нагрузки.With the greatest energy return to destruction, the Q-factor is a dimensionless quantity (the dimensionless characteristic of the vibrator resonance curve) of the loaded vibrator is equal to half its Q-factor without a load.

Добротность магнитострикционного вибратора в резонансном режиме зависит от реакции забо разрушаемой среды, определ емой осевым давлением на породоразрушаемый инструмент . При поддержании оптимального осевого давлени достигаетс оптимальна добротность магнитострикционного вибратора.The quality factor of a magnetostrictive vibrator in a resonant mode depends on the reaction of the bottom of the destroyed medium, determined by the axial pressure on the rock-destroying tool. By maintaining the optimum axial pressure, the optimum quality factor of the magnetostrictive vibrator is achieved.

Йри посто нных параметрах линии питани добротность бура однозначно св зана с фазой тока и напр жени на его зажимах, измеренной в резонансном режиме работы бура. Таким образом, критерием оптимального осевого давле ш может служить определенна величина угла между векторами тока и напр жени ми бура, когда чистота питающего напр жени соответствует собственной частоте бура.The constant voltage of the supply line is that the quality factor of the drill is uniquely related to the phase of the current and voltage at its terminals, measured in the resonant mode of operation of the drill. Thus, the criterion of the optimal axial pressure w can serve as a certain value of the angle between the current vectors and the drill voltages, when the supply voltage is equal to the natural frequency of the drill.

На чертеже изображена структурна схема устройства дл автоматического регулировани процесса бурени с магнитострикционным вибратором .The drawing shows a block diagram of a device for automatically regulating a drilling process with a magnetostrictive vibrator.

Устройство состоит FJ задатчика 1 оптимального угла между векторами тока и напр жени в обмотке магнитострикционного вибратора, вьшолненного, например в виде потенциометра, датчика фазы 2, включенного в обмотку магнитострикционного вибратора 3 и преобразующего угол сдвига между векторами тока 3 j и напр жени U вибратора в пропорциональное этому углу напр жение. Датчик фазы 2 и задатчик 1 подключены через регул тор 4 осевого давлени и согласуюЦдай блок 5 к исполнительному элементу 6. К второму входу согласующего блока 5 подсоединен блок 7 дл поддержани резонансной частоты.The device consists of an FJ adjuster 1 of the optimal angle between the current and voltage vectors in the winding of a magnetostrictive vibrator, implemented for example in the form of a potentiometer, a phase 2 sensor included in the winding of the magnetostrictive vibrator 3 and which converts the angle of the current vector 3 j and the voltage U of the vibrator to voltage proportional to this angle. The phase 2 sensor and the setting device 1 are connected via the axial pressure regulator 4 and match the block 5 to the actuator 6. The block 7 is connected to the second input of the matching block 5 to maintain the resonant frequency.

В регул торе 4 осевого давлени сравниваютс величины, пропорциональные оптимальному углу нагрузки, задаваемому задатчиком I, и действительному, определ емому датчиком фазы 2.In the axial pressure controller 4, the values are proportional to the optimum load angle, set by setpoint I, and real, determined by the phase 2 sensor.

Сигнал рассогласовани в случае необходимости усиливаетс и приводит в действие исполнительное устройство 6, воздействующее на величину осевого давлени до тех пор, пока действительный угол нагрузки не станет близким или равным заданному.The error signal, if necessary, is amplified and actuates the actuator 6, affecting the magnitude of the axial pressure until the actual angle of the load becomes close to or equal to the specified one.

Воздействие регул тора давлени на исполнительное устройство возможно только при наличии сигнала, выдаваемого блоком 7 дл поддержани резонансной частоты питани вибратора 3.The effect of the pressure regulator on the actuator is possible only if there is a signal provided by the unit 7 to maintain the resonant frequency of the power supply of the vibrator 3.

Этот сигнал, по вл ющийс при достижении вибратором резонансной частоты, воздействует на согласующий блок 5. При этом согласующий блок открьшаетс и регул тор давлени 4 воздействует на исполнительный элемент 6.This signal, which appears when the vibrator reaches the resonant frequency, acts on the matching unit 5. At the same time, the matching unit is opened and the pressure regulator 4 acts on the actuating element 6.

Claims

DEVICE FOR AUTOMATIC REGULATION OF A DRILLING PROCESS WITH A MAGNETOSTRICTION VIBRATOR, comprising a unit for maintaining the resonant frequency of the magnetostrictive vibrator power supply, an axial pressure regulator and an actuator, characterized in that, in order to increase the drilling performance, it is equipped with an optimal angle adjuster between the voltage vectors and magnetostrictive vibrator and a sensor for the phase of the current and voltage of the vibrator winding connected to the axial pressure regulator, is connected CB with the actuating member through a matching unit, a second input unit which is connected to maintain the resonant frequency of the magnetostrictive vibrator feeding.