SU960425A1 - Способ управлени процессом бурени взрывных скважин - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности, а именно к автома:г тизации процесса ращательного бурени  вз  лвных скважин.

известен способ удравлени  про-- . цессом бурени , основанный наорегулировании параметров режима бурени  в зависимости от мен квдихс  условий проходки скважин Cl.

Однако этот способ не позвол ет производить нахо;кдение оптимального режима с высокой точностью вследствие того,, что в устройство дл  осуществлени  оптимизации ввод т извне посто нные коэффициенты (моторесурс, посто нную величину поддерживаемой мощности.и т.п.), которые не обеспечивают быстродействи  вследствие попеременного поиска каждого из параметров режима бурени  (частоты вращени  долота, осевой нагрузки на долото и т.п.).

Известен способ дл  оптимизации буровых работ, в котором оптимальные значени  параметров режима наход т последовательно по отношени м скорости бурений к частоте вращени , оСрвой нагрузке, количеству промывочной жидкости 2.

Этот СПОСС56 не позвол ет вести быстрый и точный поиск оптимальных значений параметра режима, так как с еро. помощью может осуществл тьс  .поиск методом последовательных приближений значений этих параметров к их оптимсшЬным величинам, вследствие чего он не обеспечийает такхсе, в сложных услови х бурени , точности опти10 мизации. ..

Известен также.способ определени  режима работы долота в скважине по отнсчиению вращающего момента на долоте к механической скорости буре-... 15 ни  3. ,.

. Однако известный способ не позвол ет определ ть режим бурени , так как св зан с усреднением контролируемых параметров.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  поиска и увеличенйе точ.ности нахождени  оптимальных . значений параметров режима.

Указанна  цель достигаетс  тем,

Claims (3)

1. 25 что согласно способу определ ют величину осевой нагрузки на долото по максимуму отношени  текущего .значени  углублени  долота за один оборот его вращени  к удельному значению крут 30 щего момента на долоте, а оптимальное значение частоты вращени  долота наход т по обратной зависимости от осе вой нагрузки, причем эту зависимость ввод т в систему управлени  и коррек тируют ее в процессе поиска оптималь ного режима по указанному максимуму зависимости от частоты вращени  долота . На фиг.1 показаны графики изменени  показателей бурени  в функции ,. осевой нагрузки. Р; на фиг,2 - пример ) воз1иожной функциональной схемы устро ства управлени  процессом бурени , основанного на предлагаемом способе. Показанные на фиг.1, в функции осевой нагрузки Р, зависимости углублени  L-1 бурового долота, момента х-2 на долоте, удельного момента Р.-З на единицу осевой нагрузки, отношени  h-4 углублени  1 долота к удельному моменту 3 получены при экспериментальном бурении станками 2СБШ-200 на,угольных разрезах. Харак тер рассмотренных зависимостей при бурении в других услови х остаетс  тем же. Изображенные на фиг,1 зависимости показывают, что имеетс  значение осе вой нагрузки Р, при котором отношение h углублени  долота за один оборот его вращени  к удельному моменту .fL на этом долоте максимально. При этом наблюдаетс  высокое значение са мого углублени  h и низкое значение удельного момента а. Дальнейшее увеличение осевой нагрузки Р не приводит к значительному увеличению углуб лени  h, но увеличивает удельный момент /t и расход энергии на бурение. Дл  разных условий бурени  (разных пород, долот, режимов бурени ) значе ние осевой нагрузки Р, при котором величина отношени  4 максимальное, различно. .Как показывают исследовани , оптимальное по максимум отношение 4 значени  осевой нагрузки Р оптимально также и по минимуму себесто имости бурени . Дл  различных частот W вращени  бурового инструмента отношение 4 также имеет точки максимума , а оптимальные значени  частоты W вращени  завис т от свойств горных пород и долот. . Характер рассмотренных соотношени позвол ет осуществл ть способ управлени  процессом бурени  путем поиска оптимальных величин параметров бу рени , дл  чего может использоватьс  система управлени , показанна  на фиг.2. Буровой станок 5 снабжен датчикам 6углублени  бурового долота за один оборот вращени  и удельного момента. 7на долоте. Выходы этих датчиков . подключены к вычислительному устройству 8. Выход вычислительного устрой ства 8 через экстремальный регул тор 9 подключен к функциональному преобразователю 10. Первый выход преобра- зовател  10 подключен ко входу регул тора 11 нагрузки, второй его выходк регул тору 12 частоты вращени , в функциональный преобразователь 10 . введена посто нна  величина К, определ юща  его настройку. Способ управлени  процессом бурени  о.снован на непрерывном регулиро- вании параметров режима бурени  в зависимости.от.мен ющихс  условий проходки скважин, при котором опти-. мальное значение осевой нагрузки Р определ ют путем ее регулировани  по максш1уму отношени  текущего значе ,ни  углублени  L долота за один оборот его вращени , вычисл емого датчи-ком б углублени , к удельному значению крут щего момента на долото, вычисл емому датчиком 7 удельного момента, причем это .отношение определ ют с помощью вычислительного устройства 8. Регулирование осевой нагрузки Р может производитьс  вручную , либо с помощью экстремального регул тора 9. Оптимальное значение частоты w вращени  долота наход т по обратной пропорциональной зависимости от осевой нагрузки. Дл  этой цели может быть применен функциональный преобразователь 10, с .выходов которого снимаютс  сигналы ulyj. Up дл  регулировани  частоты w вращени -и осевой нагрузки Р. Посто нна  К функционального преобразовател  10, вводима  заранее, корректируетс  в процессе поиска оптимального значени  частоты вращени  также по .максимум отношени  углублени  бурового долота к- удельному моменту (tmax) . . , Применение изобретени  обеспечивает безвибрационный режим бурени , ликвидирует работу с превышением момента вращени  выше нормы. Экономический эффект от применени  буровых станков, оборудованных устройствами, осушествл $ощими предлагаемый способ, составл ет 12-15 тыс .руб. на один буровой станок в год. Формула изобретени  Способ управлени  процессом бурени  взрывных скважин, включающий непрерывный контроль и регулирование режимных параметров в процессе буреjjHH , отличающийс  тем. что,с целью увеличени  быстродействи  и пов.ьшени  точности определени  оптимальных значений параметров процесса , бурени , определ ют величину осевой нагрузки на долото по максимуму Отношени  текущего значени  углублени  долрта за один оборот его вращени  к удельному значению крут щего момента на долоте, а оптимальное знанение частоты вращени  долота наход т по обратной зависимостн от осевой нагрузки, причем эту зависимость ввод т в систему управлени  и корректируют ее в процессе поиска оптимального режима бурени  по указанному меск симуму в зависимости от частоты вращени  долота. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 479866, кл. Е 21 В 44/00, 1969.
2. 2.Куликовский Л.Ф. и Ушмаев В.И. Информационно-измерительные системы дл  управлени  процессом бурени .М., Недра, 1972, с,8-12.
3. 3.Авторское свидетельство СССР 2798160/22-03, кл. F 21 В 44/00,

   /

   лхЯГ ,iffnfj,n,mf ii,

   ISOISЙН

   «9

   5I

   4Ч .

   Iff.

   ZJ- a