Устройство для определения сопротивляемости горных пород разрушению в процессе бурения

Устройство для определения сопротивляемости горных пород разрушению в процессе бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 459 582

Союз Советских

Социалистических

Реслублмк

,(61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.04.73 (21) 1907432/22-3 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет

Опубликовано 05,02.75. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 30.06.75 (51) М. Кл. Е 21Ь 45/00 а 01р 3Я2

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УГ(К 622 23082 (088.8) (72) Авторы и""-обР тения

И. П. Петров и M. А. Саламатов (71) Заявитель Свердловский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. В. В. Вахрушева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ

ГОРНЫХ ПОРОД РАЗРУШЕНИЮ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ где р — осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент; ь — угловая скорость вращения породоразрушающего инструмента;

v — осредненная за время М механическая скорость бурения;

30

Изобретение относится к устройствам для исследования различных параметров бурения скважин.

Известно устройство для измерения и регистрации параметров режима бурения и показателей процесса проводки скважины, содержащее датчик перемещения колонны, датчик скорости вращения породоразрушающего инструмента в виде тахогенератора, датчик осевой нагрузки, интегрирующее звено и регистрирующий прибор.

Недостатком известного устройства является то, что регистрируемые параметры характеризуют только количественную сторону процесса. При этом не учитываются технологические параметры режима, следовательно, невозможно оценить сопротивляемость породы разрушению и эффективность работы породоразрушающего инструмента.

В предложенном устройстве выход датчика перемещения колонны подсоединен к реле, нормально открытые контакты которого подключены к входу операционного интегрирующего усилителя и выходу тахогенератора. Обмотка возбуждения тахогенератора через выпрямительный элемент подсоединена к выходу датчика осевой нагрузки. В результате повышается точность оценки эффективности работы породоразрушающего инструмента.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства.

Датчик перемещения колонны, преобразующий заданное приращение перемещения ко5 лопны в электрические сигналы, выполнен в виде полудиска 1, вал которого через вариатор скорости 2 соединен с валом ведущего шкива 3. Выход датчика через бесконтактный концевой включатель 4 подсоединен к элек10 тромагнитному реле 5, имеющему нормально открытые 6 и нормально закрытые 7 контакты.

Устройство содержит также датчик скорости вращения породоразрушающего инстру15 мента в виде тахогенератора 8 с обмоткой возбуждения 9, выпрямительный элемент 10, соединенный с выходом датчика осевой нагрузки 11, операционный интегрирующий усилитель 12 и регистрирующий прибор 13.

20 Устройство функционирует в соответствии с алгоритмом:

459582

ЛЬ вЂ” заданное перемещение колонны;

К вЂ” коэффициент пропорциональности сигнала на выходе операционного интегрирующего усилителя U сопротивляемости породы разрушению, равный К

Напряжение с выхода датчика осевой нагрузки 11, пропорциональное осевой нагрузке на породоразрушающий инструмент, через выпрямитель 10 подводится к обмотке возбуждения 9 тахогенератора 8, якорь которого вращается со скоростью, пропорциональной скорости вращения породоразрушающего инструмента. Напряжение на выходе тахогенератора пропорционально породоразрушающему фактору р а. С заходом полудиска 1 в щель выключателя 4 срабатывает реле 5, при этом контакт 6 замыкается, а контакт 7 размыкается. На вход операционного интегрирующего усилителя 12 подается напряжение с выхода тахогенератора.

С выходом полудиска 1 из щели выключателя 4 реле 5 обесточивается, контакт 6 размыкается, а контакт 7 с некоторой задержкой по времени замыкается. К этому моменту времени напряжение на выходе операционного усилителя 12 пропорционально сопротивляер(o мости породы разрушению . С замыканием контакта реле 6 цикл измерения показателя сопротивляемости породы разрушению заканчивается. Результат измерения подается на регистрирующий прибор 13. После замыкания контакта 7 напряжение на выходе операционного усилителя устанавливается на нуль. Устройство готово к повторному циклу измерения сопротивляемости горной породы

-разрушению.

Таким образом, в конце каждого цикла измерения сигнал U на выходе операционного усилителя пропорционален текущей сопротивляемости породы разрушению ра/v. По величине этого обобщенного показателя можно судить об эффективности работы породоразрушающего инструмента и выбирать наиболее рациональный режим бурения. С уменьшением рю/v увеличиваются разрушающая способность породоразрушающего инструмента и его износ. Следовательно, чтобы повысить эффективность работы породоразрушающего инструмента при бурении скважины, необходимо задавать такие значения параметров р и î, при которых сигнал на выходе интегрирующего устройства U= min. Выходной сигнал может быть подан на исполнительные механизмы, которые будут поддерживать значения р и (0 такими, чтобы обеспечивалась минимальность выходного сигнала, При наличии на буровой данного устройства, определяющего текущую сопротивляемость

20 горных пород разрушению, можно объективно сравнивать один режим бурения с другим режимом и выбирать наиболее рациональный.

25 Предмет изобретения

Устройство для определения сопротивляемости горных пород разрушению в процессе бурения, содержащее датчик перемещения

Зо колонны, датчик скорости вращения породоразрушающего инструмента в виде тахогенератора, датчик осевой нагрузки, интегрирующее звено и регистрирующий прибор, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

Ç5 точности оценки эффективности работы породоразрушающего инструмента, выход датчика перемещения колонны подсоединен к реле, нормально открытые контакты которого подключены к входу операционного интегри40 рующего усилителя и выходу тахогенератора, обмотка возбуждения которого через выпрямительный элемент подсоединена к выходу датчика осевой нагрузки.

459582

Составитель Н. Кривкд

Техред А. Дроздова

Корректор Н. Стельмах

Редактор Т. Орловская

Заказ 1448/3 Изд. № 587 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2