Пылеулавливающая установка для буровых станков Советский патент 1984 года по МПК E21B21/07 

00

ел

Игюбрстспис относится к го()11ой промышленности, а именно к устройстиам для нодавлення пыли нри бурении скнажмн буpoEJhiMH стайками с гидраплической подачей бурового стака, нреимунхественно нри комбинированном ны.чснодавлении.

По основному aEiT. св. № 514095 известна пылеуланливаюшая установка для буровых станков с нодачей бурового инструмента на забой, содержащая емкость для жидкости, насос с двигателем и регулятором расхода, гюдводян1ие трубонроводы, причем гидродвнгатель насоса сообщен с iroмошью подводящего трубопровода с одним из трубопроводов, например со сливным трубопроводом гидроцилиндров нодачи II.

Недостатком данной установки является неточное дозирование воды при несоответствии расхода масла, истекаюп1его из гидропилиндров при рабочем ходе бурового става, реальной скорости перемещения бурового става вследствие, например, износа уплотнитсльных манжет на поршнях и перетоке масла между полостями гидроцилиндра. Причем это несоответствие приводит, как правило, к переувлажнению бурового шлама. Необходимо отметить, что замена износившихся манжет производится обычно когда износ начинает заметно влиять на усилие подачи и, значит, на скорость бу- рения. До этого манжеты не меняют, так как замена их связана с необходимостью трудоемких работ по разборке и сборке механизма подачи. Таким образом, значительную часть времени работы бурового станка расход воды больше оптимального. Переувлажнение шлама, в свою очередь, снижает эффективность шламового опробования скважин, так как связано с дополнительными трудозатратами на очистку пробоотборников и сушку шламовых проб.

Целью изобретения является повышение точности работы установки.

Поставленная цель достигается тем, что пылеулавливающая установка для буровых станков снабжена датчиками действительной скорости подачи бурового става и скорости враш.ения гидродвигателя насоса, байпасной магистралью, регулирующим органом с исполнительным механизмом и блоком управления, при этом регулирующий орган установлен на байпасной магистрали, подключенной к подводящему трубопроводу с обеих сторон гидродвигателя насоса, а блок управления соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа, датчиком действите.;:ьной скорости подачи бурового става, подключе}1ным через датчик линейного перемещения к HJTOKy гидроцнлиндра подачи, и датчиком скорости вращения гидродпигателя насоса.

Кроме того, блок управления содержит формироватс.чи импу.п.спв, )азностный измеритель частгп. по()()|-(1ные элемент.ы и усилмтели мощности, причем каждый из формир(И ателей имнул1 сов, входы которых являются входами блока управления, подключен к одному из Входов разностного измерителя частот, а каждьт из двух выходов последнего подключен к последовательно соедиЕКНным порогово.му элементу и усилителю мощности, выход которого является выходом блока управления.

На фиг. 1 схематически изображена пылеулавливающая установка; на фиг. 2 - схема блока управления.

Установка содержит емкость 1 для жидкости (воды) и сообщенный с ней всасывающим трубопроводом насос 2 с приводом

5 от гидродвигателя 3. Насос 2 посредством трубопровода 4 с расходомером 5 и обратным клапаном 6 сообп;ем с вертлюгом 7 бурового става 8. Буровой став 8 пере.мещается с помощью гидроцилиндров 9 подачи, либо посредством патрона (например, станки 2 СБШ - 200 Н), либо посредством канатно-полиспастной системы (например, станки СБШ --250 МН). Гидроцилиндры 9 подачи снабжены нагнетательными 10 и СЛИВНЫМИ 1 1 трубопроводами. Гидродвига5 тель 3 сообщен при помощи подводящего трубопровода с трубопроводом I1 и снабжен байпасной обводной магистралью 12, в которой имеется регулирующий орган 13 с приводом от исполнительного .механизма 14 в виде реверсивного электродвигателя

0 с встроенным редуктором с больпщм передаточным отношением. Гидродвигатель 3 снабжен также датчиком 15 скорости вращения, а гидроцилиндры 9 подачи связаны через датчик 16 линейного перемещения, соединенный через ведугций ролик и беско5 нечный тросик 18 со щтоком гидроцилиндра подачи с датчиком 17 действительной скорости подачи, который представляет собой датчик скорости вращения.Датчики 15 и 17 выполнены на герконах

0 с п.остоянным магнитом, закрепленном на вращающемся диске и вызывающем срабатывание герконов, установленных вокруг диска, и тем самым индуцирование электрических импульсов. Частота следования электрических импульсов с датчиков 15 (п,)

5 и 17 (HJ) пропорциональна соответственно скорости вращения гидродвигателя 3 и скорости перемещения бурового става 8. Диск датчика 15 может быть связан с гидродвигателем 3 через редуктор, а диск датчика 17 - с тросиком 18 через мультипликатор

0 (не показаны). Количество герконов в датчиках 15 и 17, а также передаточные отношения редуктора и мультипликатора выбирают так, чтобы частоты следования электрических импульсов с датчиков 15 и 17 при полном соответствии расхода масла на сливе гидроцилиндров 9 подачи действительной скорости подачи бурового става 8 были равны (п, --- nj). Зт;1 же цель может

быть достигнута путем ис11оль;«)вания счетчиков с регулируемым и изменяющимся коэффициентом пересчета.

Датчики 15 и 17 электрически связаны с блоком 19 управления, который в свою очередь связан с исполнительным механизмом 14 регулирующего органа 13. Блок 19 управления (фиг. 2) содержит формирователи 20 и 21 электрических импульсов по амплитуде и длительности, разностный измеритель 22 средней частоты импульсов, пороговые элементы 23 и 24 и усилители 25 и 26 мощности.

Установка работает следующим образом.

При рабочем ходе гидроцилиндров 9 подачи буровой став 8 погружается в породу, а масло из гидроцилиндров по сливному трубопроводу II проходит на слив через гидродвигатель 3. приводя его и тем самым насос 2 во вращение. Насос 2 всасывает жидкость из емкости 1 и нагнетает ее по трубопроводу 4 на вертлюг 7, где жидкость смешивается с продувочным воздухом и поступает в скважину, увлажняя продукты разрущения.

Одновременно датчик 17 скорости вращения датчика 16 действительной скорости подачи начинает индуцировать электрические импульсы с частотой п, пропорционально скорости перемещения бурового става 8 (действительной скорости бурения), а датчик 15 скорости вращения гидродвигателя 3 индуцирует электрические импульсы с частотой п , пропорциональной скорости вращения гидродвигателя 3 и тем самым расходу жидкости, проходящей через насос 2 и поступающей в скважину на увлажнение продуктов разрущения - бурового щлама.

Электрические импульсы с выходов датчиков 15 и 17 поступают на входы формирователей 20 и 21 блока 19 управления. После нормализации по амплитуде и длительности импульсы поступают на входы разностного измерителя 22 средней частоты импульсов.

Если скорость вращения гидродвигателя 3 соответствует действительной скорости подачи бурового става 8 (nj п), то напря)(ение на выходе разностного измерителя 22 частоты отсутствует, электродвигатель исполнительного механизма 14 обесточен, регулирующий орган 13 в байпасной магистрали 12 закрыт, и все масло, сливающееся из гидроцилиндров 9, протекает через гидродвигатель 3.

Если вследствие износа манжет фактический расход масла на сливе гидроцилиндрров 9 подачи превышает расход масла, соответствующий действительной скорости подачи, скорость вращения гидродвигателя 3 и расход жидкости также превышает величины, необходимые для данной фактической скорости подачи бурового става.

При этом частота электрических импульсов с датчика 15 скорости вращения гидродвигателя 3 становится больше частоты импульсов с датчика 17 {г п). Если разность частот импульсов с датчиков 15 и 17 превыщает заданную пороговую величину д{ я, nj А), срабатывает пороговый элемент 23, включающий подачу напряжения на электродвигатель исполнительного механизма 14 в направлении его вращения, обеспечивающего открытие регулирующего органа 13 в байпасной магистрали 12. При этом часть масла, сливающегося из гидроцилиндров подачи, идет на слив по байпасной магистрали 12, минуя гидродвигатель 3, вследствие чего скорость вращения последнего снижа5 ется и соответственно снижается частота импульсов с датчика 15. Как только разность частот п, и п, станет меньше пороговой величины Д (п, -- п, А), напряжение на выходе разностного измерителя 22

Q средней частоты импульсов станет меньше порогового и схема 23 придет в исходное состояние. Электродвигатель исполнительного механизма 14 обесточивается и останавливается, оставляя регулируюн1Йй орган 13 в новом положении

5 Если скорость вращс-ння гидродвигателя 3 меньше величины, соответствующей действительной скорости подачи бурового става, разность частот п, и nj меняет знак, и срабатывает схема 24. При этом задается направление вращения исполнительного ме0 ханизма 14, обеспечивающее уменьшение проходного сечения регулирующего органа 13 и тем самым упсличение расхода масла через гидродвигатель 3, повышение его скорости вращения, новьппение частоты импульсов п, н vMeni Jienne г еличины разностй Л . Как только величина А станет меньще пороговой, схема 24 приходит в исходное состояние, электродвигатель исполнительного механизма 14 обесточивается и останавливается, остананлнпая регулирующий орган 13.

Предлагаемая установка позволит поддержать величину расхода жидкости на увлажнение бурового шлама на оптимальном уровне, соответствующем действительной скорости подачи бурового става. Оп5 тимальная влажность буровою щлама при отборе шламовых проб в массовых количествах способствует повышению эффективности работ как по пробоотбору за счет снижения трудозатрат ,, пчистку пробоотборников, так и npo6opa:i;u iKc за счет снижения энерго- и трудозатрат на операцию сушки шламовых п)об.

Технические прсимуиич-тм; предлагаемого устройства o6yc.i;iii П1НИНПСЯ получением шламовых проб оппЛы.п.ной плажности, благодаря чему нск.почлочя налипание материала проб к проГиюгОпрнику, что снижает время, затрачивисмпг n.i по oiUv-iKv. снижаются энергозатр;: пл схшку DJKJO

1. ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ БУРОВЫХ СТАНКОВ по авт. св. № 514095, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности ее в работе, она снабжена датчиками действительной скорости подачи бурового става и скорости вращения гидродвигателя насоса, байпасной магистралью, регулирующим орга ном с исполнительным механизмом и блоком управления, при этом регулирующий орган установлен на байпасной магистрали, подключенной к подводящему трубопровод) f. 5&, с обеих сторон гидродвигателя насоса, а блок управления соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа, датчиком действительной скорости подачи бурового става, подключенным через датчик линейного перемещения к щтоку гидроцилиндра подачи, и датчиком скорости вращения гидродвигателя насоса. 2. Установка по п. I. отличающаяся тем, что блок управления содержит формирователи импульсов, разностный измеритель частот, пороговые элементы и усилители мощности, причем каждый из формирователей импульсов, входы которых являются входами блока управления, подключен к одному из входов разностного измерителя частот, а каждый из двух выходов последнего подключен к последовательно соеди9 ненным пороговому эле.менту и усилителю мощности, выход которого является выходом блока управления.