Способ управления частотой вращения штанги бурильных установок вращательного действия

Способ управления частотой вращения штанги бурильных установок вращательного действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к бурению шпуров, а именно к управлению частотой вращения штанги бурильных установок вращательного действия при бурении шпуров в горных породах средней крепости и крепких.

Известен способ управления частотой вращения штанги (см. Малевич Н.А. Горнопроходческие машины и комплексы. М.: Недра, 1980. - 384 с.) который заключается в том, что в процессе бурения осуществляется бесступенчатое регулирование частотой вращения штанги за счет применения гидромотора постоянной производительности и регулируемого гидронасоса, управляемого оператором по показаниям манометра, установленного в системе "регулируемый насос - гидромотор". Недостатком данного способа управления является то, что управление осуществляется на основе квалификации оператора основанной на субъективной оценке эффективности работы бурильной установки.

Известен также способ управления частотой вращения штанги (см. Загороднюк В.Т. Автоматизация самоходных бурильных установок. - Ростов-на-Дону: изд-во РГУ, 1975. - 208 с.) принятый нами в качестве прототипа, который заключается в том, что в процессе бурения управления частотой вращения штанги осуществляется на основе сигналов, поступающих с датчиков частоты вращения и крутящего момента на делительное устройство, в котором установлены потенциометры обратной связи, воспроизводящие оптимальные кривые компаундирования. Сигнал рассогласования со считывающих устройств поступает на сервопривод, регулирующий частоту вращения штанги для уничтожения данного рассогласования.

Однако этот способ имеет существенный недостаток, который не позволяет осуществить работу бурильной установки в режиме бурения, близком к оптимальному. Кривые компаундирования были получены на основе статистической обработки значительного количества результатов экспериментальных данных при исследовании режимов бурильных установок с резцами одной конструкции (РП-7), и применение кривых для согласования настройки на оптимальные режимные параметры бурильной установки с другими типами резцов, на наш взгляд, становится весьма проблематично.

Изобретение направлено на повышение надежности и точности управления частотой вращения штанги бурильных установок вращательного действия за счет того, что управление осуществляется в два этапа: на первом этапе плавно изменяют частоту вращения резца от 50 до 700 мин^-1 и определяют оптимальное значения частоты вращения, соответствующее максимальной скорости бурения с помощью микропроцессора, управляющего сервоприводом, на втором этапе устанавливают оптимальную частоту вращения штанги для вращателя бурильной установки с помощью сервопривода, управляемого микропроцессором. Причем в процессе бурения оба этапа периодически повторяются по мере затупления бурового резца.

На фиг.1 изображен алгоритм управления частотой вращения буровой штанги.

На фиг.2 изображен алгоритм работы микропроцессора по определению максимальной скорости бурения.

На фиг.3 изображена схема бурильной установки, позволяющая реализовать данный способ управления частотой вращения.

Способ управления частотой вращения штанги 1 бурильной установки вращательного действия, заключающийся в том, что в процессе бурения управление частотой вращения осуществляется с помощью гидромотора 2 и регулируемого гидронасоса 3 сервопривода 4, управляемого микропроцессором 5 на основании сигналов, поступающих с датчиков частоты вращения 6, и скорости подачи 7, причем управление осуществляют в два этапа: на первом этапе микропроцессор 5 дает команду сервоприводу 4 плавно изменить частоту вращения резца от 50 до 700 мин^-1 с помощью гидронасоса 3 и гидромотора 2 в течение интервала времени Δt. Во время этой процедуры микропроцессор 5 на основе сигналов с датчиков 6 и 7 определяет оптимальное значения частоты вращения. На втором этапе микропроцессор 5 с помощью сервопривода 4, управляя гидронасосом 3 и гидромотором 2, устанавливают оптимальную частоту вращения штанги 1 для вращателя бурильной установки 8 и бурильная установка работает в установленном режиме более продолжительный интервал времени t_i, чем Δt. В процессе бурения оба этапа периодически повторяются по мере затупления бурового резца. Соотношение периодов определения оптимальной частоты вращения Δt к периоду установленного режима t_i бурения 1:5.

1. Способ управления частотой вращения штанги бурильной установки вращательного действия, заключающийся в том, что в процессе бурения управление частотой вращения осуществляется с помощью сервопривода, управляемого микропроцессором на основании сигналов, поступающих с датчиков частоты вращения, и скорости подачи, отличающийся тем, что управление осуществляют в два этапа: на первом этапе плавно изменяют частоту вращения резца от 50 до 700 мин^-1 и определяют оптимальное значения частоты вращения, соответствующее максимальной скорости бурения, с помощью микропроцессора, управляющего сервоприводом, на втором этапе устанавливают оптимальную частоту вращения резца для вращателя бурильной установки с помощью сервопривода, управляемого микропроцессором.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе бурения оба этапа периодически повторяются по мере затупления резца.