Автоматический регулятор усилия подачи бурового снаряда

Автоматический регулятор усилия подачи бурового снаряда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР УСИЛИЯ ПОДАЧИ БУРОВОГО СНАРЯДА, со-держащий корпус с каналами для рабочего реагента, преобразователь скорости бурения с настроечным элементом , исполнительный орган осевой нагрузки дроссельного типа с перекрывающим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и качества функционирования на загрязненном реагенте , перекрывающий элемент исполнительного органа жестко соединен с настроечным элементом преобразователя скорости бурения. (П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5р E 21 B 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3407777/29-03 (22) 12 ° 03.82 (46) 30.09.83. Бюл. У 36 (72) П.М.Бройтман и Ж .К.Кабылбеков (71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья (53) 622.254(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 470592, кл. Е 21 В 45/00, 1969.

2. Никитин Г.А., Комаров A.À. Распределительные и регулирующие устрой," ства гидросхем. М., Машгиз, 1965.

3. Кардыш В.Г., Мурзаков Б.В.

Особенности техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые и воду в странах-членах СЭВ, Регулятор скорости подачи установки "Гурам 2X20". Обзор ВИЭМС, 1978 (прототип).

ÄÄSUÄÄ 1044773 А (54) (57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

УСИЛИЯ ПОДАЧИ БУРОВОГО СНАРЯДА, содержащий корпус с каналами для рабочего реагента, преобразователь скорости бурения с настроечным элементом, исполнительный орган осевой нагрузки дроссельного типа с перекрывающим элементом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и качества функционирования на загрязненном реагенте, перекрывающий элемент исполнительного органа жестко соединен с настроечным элементом преобразователя скорости бурения.

Ф 1О ,Изобретение относится к средствам автоматического управления процессом бурения, в частности к регу-. ляторам усилия подачи бурового сна.ряда геологоразведочного алмазного бурения.

Известен ряд автоматических регуляторов процесса бурения, имею щих функциональные преобразователи, позволяющие автоматически регулировать параметры управляющего воздействия с учетом ранее установленного характера зависимости этих параметров .от производительности и стоимости j l ).

Однако широкое распространение известных регуляторов сопряжено с трудностями из-за сложности устройства, тяжелых условий эксплуатациии малоквалифицированного техничес. кого обслуживания.

Известны ограничители расхода, обеспечивающие автоматическое регулирование расхода жидкости, принцип действия которых заключается в перекрытии выходных каналов в зависимости от изменения потока жидкости (2 .

Однако такие ограничители рас" считываются на какую-либо одну величину расхода, с целью регулирования осевой нагрузки, при разведочном бурении с широким диапазоном изменения регулируемого параметра, что не удовлетворяет требованиям эксплуатации..

Наиболее близким к предлагаемому . является регулятор скорости подачи установки, содержащий корпус с каналами для рабочего реагента, преобразователь скорости бурения с настроечным вентилем и исполнительный орган осевой нагрузки дроссельного типа, при этом преобразователь скорости бурения выполнен в виде подпружиненной плунжерной пары. Величина подачи рабочего реагента регулируется с помощью запорного элемента, перекрывающего боковой канал.

При встрече более мягкой породы увеличивается поток жидкости из нижних полостей гидроцилиндров подачи и давление в камерах выше вентиля возрастает. Поршень, сжимая пружину, увлекает запорный элемент дросселя и уменьшает площадь сечения бокового выпускного отверстия. Противодав- ление масла в нижних полостях гидроцилиндров возрастает, что приводит к снижению осевой нагрузки. При

44773 2

45

35 встрече более твердых пород происходит обратное, т.е. осевая нагрузка увеличивается (3 3.

Недостатком известного устройства является то, что оно устойчиво работает только на чистом масле, при наличии же примесей и попадании их в плунжерную пару поршня сильно увеличивается трение и точность регулирования резко падает.

Количество управления на различ" ных скоростях алмазного бурения существенно зависит от линейности характеристики пружины. При работе она находится в постоянно сжатом состоянии и должна обладать одинаковой жесткостью в различных точках характеристики с отношением величины максимального хода к минимальному не менее 8. Все это осложняет применение пружины.

Цель изобретения - повышение надежности и качества функционирования авторегулятора усилия подачи при разведочном бурении на загрязненном реагенте.

Поставленная цель достигается тем, чго в автоматическом регуляторе усилия подачи бурового снаряда, содержащем корпус с каналами для рабочего реагента, преобразователь скорости бурения с настроечным элементом, исполнительный орган осевой нагрузки дроссельного типа с пере" крывающим элементом, перекрывающий элемент исполнительного органа жестко соединен с настроечным элементом преобразователя скорости бурения

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — включение устройства в систему.

Устройство состоит из корпуса 1 с каналами 2 для рабочего реагента, преобразователя скорости бурения,. состоящего из дросселя 3, сильфона

4 и настроечного элемента 5, исполнительного органа осевой нагрузки дроссельного типа с перекрывающим элементом 6 и выходным каналом 7.

Перекрывающий элемент 6 исполнительного органа жестко сочленен с помощью винта 8 c, настроечным we ментом 5 таким образом, что при вращении вентиля 9 благодаря шлицевому соединению с настроечным элементом

5 они перемещаются вертикально вверх

3 1044 или вниз вдоль резьбы в корпусе дрос.селя 3.

Длина сочленения перекрывающего элемента 6 с настроечным элемейтом

5 выбрана таким образом, чтобы выполнялась зависимость (L-Cо) К > С ц„ ,где L - искомая длина сочленения, когда канал 6 закрыт, а канал в дросселе 3 открыт; L — длина сочленения перекрывающего элемента 6 с на- 10 строечным элементом 5 в положении, когда канал 7 и канал в дросселе 3 закрыты; К - коэффициент, характеризующий открытие канала в дросселе 3; С „- наибольший размер час- . 15 тиц примеси, загрязняющей масло.

Таким образом, при правилъно выбранной длине сочленения и при полностью закрытом выходном канале 6 доступ загрязненного реален- р0 та во внутреннюю полость сильфона открыт и на него не действует никакое усилие.

Авторегулятор 10 монтируется в линию, соединяющую нижние полос- 2S ти гирроцилиндров 11 подачи бурового станка с блоком 12 гидроуправления, Гидросхема станка с авторегуля: тором работает следующим образом.

После завершения спуско-подъем"

30 ных операций производят взвешивание бурового снаряда. Шпиндель с

"поршнями .13 подачи становится s крайнее верхнее положение, вращением вентиля 9 авторегулятора по часовой стрелке перекрывается выходной канал 7 и маслонасос выключают. Затем возобновляют враще.ние бурового снаряда и по прибору

14 определяют его вес по величине давления масла в нижних полостях гидроцилиндров подачи. Поскольку внутренняя полость сильфона остается открытой, то на него не действует никакое усилие ° Если вес снаряда больше требуемой осевой нагрузки, то, медленно поворачивая вентиль против часовой стрелки, увеличивают площадь сечения выходного клапана до установления требуемой осевой нагрузки. Масло, вытекающее из.нижних полостей гидроцилиндров подачи, создает небольшой перепад давления на дросселе 3 преобразователя ско" рости, который сжимает сильфон до рабочей точки. Если вес снаряда небольшой, то после взвешивания его масло насосом подают в верхнюю полость и дросселем 15 гидроуправления уве773 личивают давление в гидросистеме до значения веса снаряда, на 500-800 кгс выше требуемой осевой нагрузки, а затем, поворачивая вентиль 9 против часовой стрелки, открывают выходной канал до установления требуемой осевой нагрузки.

В процессе бурения при встрече более мягкой породы механическая скорость возрастает. Увеличивается поток масла из нижних полостей гид- роцилиндров подачи, что создает повышенный перепад давления на дросселе 3 преобразователя скорости бурения, сильфон 4, сжимаясь, опуска" ет перекрывающий элемент 6 и площадь сечения на выходном канале уменьшается. В результате этого резко уве" личивается противодавление в нижних полостях гидроцилиндров подачи и осевая нагрузка снижается. При встрече более твердой породы разрушающая способность коронки уменьшается, скорость бурения падает и уменьшается поток масла из нижних полостей гидроцилиндров подачи. В результате этого давление на дросселе преобразователя скорости убывает. Сильфон

4, разжимаясь, увеличивает площадь сечения на выходном канале 7, соответственно уменьшается противодавление в нижней полости гидроцилиндров подачи,и осевая нагрузка увеличивается, что соответствует требованиям технологии алмазного бурения.

Когда шпиндель занимает крайнее нижнее положение, производится пере- хват снаряда путем подачи масла в нижние полости гидроцилиндров подачи. Чтобы не изменять настройку регулятора при перехвате, в корпусе имеются перепускные клапаны 16, ко" торые открываются при закачке масла в гидроцилиндры подачи.

Таким образом, предлагаемое уст- роиство позволяет автоматически уп" равлять.усилием подачи бурового снаряда в зависимости от изменения физико-механических свойств буримых пород с возможностью комплексной настройки преобразователя скорости и исполнительного органа. При этом качество функционирования не зависит от степени загрязнения масла. Срок службы устройства увеличивается вследствие разгрузки преобразователя от статического давления.Устройство эксплуатируется без перестройки его при перехвате бурового снаряда, 1044773

1044773

Составитель Н.Якимович

Техред С.Мигунова

Редактор Т.Мермелштейн

Корректор А .Повх филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 7489/28 Тираж 603, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5