Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ БУРОВЫМИ СТАНКАМИ

Известны устройства для автоматического управления буровыми станками вращательного действия, содержащие датчик, счетно-решающий блок, усилитель и исполнительный орган, управляющий приводным двигателем.

Предлагаемое устройство для автоматического управления буровыми станками обеспечивает повышение скорости бурения и снижение износа бурового инструмента. Это достигается тем, что в устройстве применен гидравлический датчик, преобразующий величину установившегося давления на забой в электрический сигнал, пропорциональный сопротивлению горной породы разбуриванию. В качестве счетно-решающего блока использован делитель, служащий для получения управляющего сигнала, величина которого обратно пропорциональна сопротивлению горной породы разбуриванию.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство автоматического управления процессом бурения для станков вращательного бурения (шарошечным и режущим инструментом) взрывных скважин на карьерах осуществляет замер сопротивляемости горной породы разрушению при бурении по устанавливающемуся осевому давлению на забой скважины, подает сигнал, пропорциональный сопротивляемости горной породы бурению, на счетно-решающее (делительное) устройство, которое выдает сигнал, обратно пропорциональный сопротивляемости породы, использует сигнал, выдаваемый счетно-решающим устройством. В качестве задающего для управления скоростью вращения двигателя-вращателя бурового инструмента автоматически устанавливает скорость вращения бурового инструмента, изменяет непрерывно и плавно скорость бурения (подачу на забой), устанавливая ее в соответствии с буримостью горных пород на рациональных режимах по гиперболическому закону, что в наибольшей степени соответствует обеспечению высокой скорости бурения, удовлетворительной стойкости долот и устойчивой (без вибраций) работе станка в породах различных физико-механических свойств.

Предлагаемое устройство содержит измерительное устройство 1, выдающее электрический сигнал Uƒ, пропорциональный твердости породы ƒ, по устанавливающемуся давлению на забой; счетно-решающее устройство 2; систему управления скоростью вращения двигателя-вращателя бурового инструмента, которая содержит выявитель отклонения 3; усилительное устройство 4 и исполнительный двигатель 5.

Измерительное устройство состоит из датчика, преобразующего устанавливающееся давление на забой в электрический сигнал переменного тока, и усилителя, усиливающего этот сигнал. Амплитуда выходного сигнала Uƒ усилителя пропорциональна сопротивляемости горной породы разбуриванию. С измерительного устройства сигнал Uƒ подается на счетно-решающее (делительное) устройство. Сигнал Uƒ_зад., выдаваемый счетно-решающим устройством, обратно пропорционален сопротивлению горной породы разбуриванию. Напряжение сигнала является задающим для системы автоматического регулирования скоростью вращения бурового инструмента.

Скорость вращения ω бурового инструмента изменяется плавно, автоматически устанавливается обратно пропорциональной сопротивлению горной породы разбуриванию.

В соответствии с изменением скорости вращения бурового инструмента изменяется скорость бурения (подача на забой), устанавливаясь в соответствии с буримостью горных пород на рациональных режимах по гиперболическому закону, что в наибольшей степени соответствует обеспечению высокой скорости бурения, удоветворительной стойкости долот и отсутствию вибраций при работе станка в породах разных физико-механических свойств.