Измерители скорости бурения
Гидрофицированный привод подачи обеспечивает бурение с постоянной нагрузка на забой, поэтому скорость движения шпинделя станка соответствует скорое? движения породоразрушаюшего инструмента или скорости проходки.
Особенность бурения со свободной подачей заключается в возможности использс вания различных режимов подачи:
1)лл=0, Рн= const; 2)пл=0, Ри ^const. 3) «л т^О. Рп jtconst; 4) п« ?0, Рк = const, где Ил — частота вращения лебедки станка; Рн — нагрузка на забой.
Большинство режимов определяется изменением трения в тормозных колодм лебедки. Однако, бывают случаи и преднамеренного выбора того или иного режи* подачи. Например, когда вес колонны не превышает допустимой нагрузки на забс: используется первый режим подачи. Талевая система расслаблена, барабан лебед! неподвижен, а колонна труб всем своим весом создает постоянную нагрузку на забо Когда необходимо определить наиболее оптимальную нагрузку на забой, испольэу» второй режим подачи на заторможенной лебедке. По характеру скорости изменен осевой нагрузки на забой определяют значение последней, соответствующее наиболыж скорости проходки. Этот же режим иногда используют и при ожидании перебурки смены определенных пластов полезных ископаемых (угля, солей и др.) на ино Первый режим бурения является вынужденным и характерен только для началы* стадии бурения, при втором, третьем и четвертом режимах можно достаточно тот определить мгновенную скорость. Третий и четвертый режимы подачи используются пр
попытке поддержания постоянной осевой нагрузки на забой или при переходе с одного режима бурения проходки с одновременным контролем частоты вращения лебедки станка (движения троса лебедки) и скорости изменения нагрузки на забой.
Представив бурильную колонну в виде пружины, один конец которой связан с лебедкой, а второй со сосредоточенной массой, равной массе всей колонны, можно записать следующее уравнение ее движения:
V™ = V„ — (L /ES)(dP„/dt),
где Vпи — скорость углубления породоразрушающего инструмента;V. — скорость движения верхнего конца колонны (троса лебедки); Е — модуль упругости материала бурильных труб; S — поперечное сечение бурильной колонны; L — общая длина бурильной колонны. Структурная схема измерительного прибора, реализующая данное уравнение, изображена на рис. 17.
Сигнал Up, пропорциональный нагрузке на забой Р„ , поступает от измерителя нагрузки МКН1 на вход узла дифференцирования, содержащего нуль-усилитель /, реверсивный двигатель 2 и компенсатор 3. При определенных условиях сигнал с выхода нуль-усилителя будет пропорционален скорости изменения нагрузки на забой.
Для определения зависимости напряжения выхода нуль-усилителя от входного сигнала применительно к структурной схеме, рис. 17, можно составить в оперативной форме следующие уравпения:
Up — U« = U2 .
UiKiKpn Кп /(ТР+ 1)Р = 1/к.
где Аз- коэффициент усиления усилителя; Ада — зависимость между напряжением на обмотке управления двигателя и его частотой вращения; Кп — коэффициент редукции; Т — постоянная времени реверсивного двигателя; Р = dP /dt — оператор дифференцирования.
Из приведённых уравнений получаем, что
Ui^ClP+VPVt/TiP+P+KlKj^Kn При соблюдении условия TP > 1 имеем
TiP+P<Ki Kl Ар
Напряжение выхода нуль-усилителя через делитель напряжения поступает на вход автокомпенсатора Я, где суммируется с напряжением выхода датчика ДС, пропорциональным скорости движения троса лебедки.
|
Рис, 17. Структурная схема измерителя ИСП |
|
5 и 10 не более ± 4 380 50 .не более 70 |
|
.до 98 .до 95 |
|
±20 для частот от5 до 80Гц и ускорения до 15 м/с пыле-брызгозащишённое 450x350x185 |
|
дискретного действия (шагового типа) — mruQ с. vcoe. также аналогичны |
|
«о» |
Техническая характеристика ИСП, м/ч
Верхние пределы измерения.
Основная погрешность, А -Номинальное напряжение ™тания В
Номинальная частота тока питания, Гц…………………………
Потребляемая мощность, ВА…………………….
Условия эксплуатации: оС (-30) + (+50)
температура окружающего воадух. ^ %;
допустимая влажность окружающ………….
для датчика………………………. ………………………………
номинального значения, Л
Виброустойчивость…………
Исполнение прибора Размеры вторичного прибора, мм..
Измеритель скорости бурения с усреднением Известно, что в системах
дается описание измерителя бесконтактных элементах, рис. ■ ^
пр.»-*™*™
|
Рис. 18. функциональная схема |
|
измерителя скорости бурения |
интервалы запускает в работу управляющее устройство (распределитель импульсов).
Назначение управляющего устройства состоит в том, чтобы генерировать серию импульсов, сдвинутых во времени друг относительно друга, которые производят в схеме следующие операции: сброс регистра памяти, перевод прямого кода реверсивного счетчика в регистр, сброс реверсивного счетчика. Выдача результатов осуществляется в цифровом коде N и в виде постоянного напряжения с преобразователя код—напряжение. Для визуального наблюдения за изменением скорости бурения результат измерения выводится на цифровой или стрелочный прибор. Датчик имеет два интервала усреднения (8 и 16 с) и соответственно два предела измерения.
Измеритель частоты ударов ИЧ позволяет при ударно-вращательном бурении скважин контролировать частоту ударов бойка гидроударников при энергии единичного удара не менее 1 даНм. Принцип работы ИЧ основан на измерении частоты следования импульсов давления, возникающих в напорной магистрали промывочной жидкости. Измеритель можно применять при бурении скважин глубиной до 1000 метров.