Способ определения крепости горных пород в массиве Советский патент 1987 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к бурению скважин и является усовершенствованием способа по авт. св. № 581279.

Цель изобретения - повышение точности определения буримости горных пород станками с гидравлическим способом создания нагрузки на забой.

На чертеже представлена схема устройства для осушествления способа.

Устройство для осуш,ествления способа определения крепости горных пород в массиве содержит последовательно соединенные трансформатор 1 тока и двигатель 2 вра- шателя бурового станка, соединенные последовательно трансформатор 3 тока и двигатель 4 привода гидронасоса бурового станка, измерительные преобразователи 5 и 6 тока, входы которых связаны с трансформаторами 1 и 3, аналоговый сумматор 7, вход которого связан с выходами измерительных преобразователей 5 и 6 тока, счетчик 8 электроэнергии, вход которого связан с выходом аналогового сумматора 7, измерительный преобразователь 9 напряжения, вход которого связан с сетью питания, а выход - с вторым входом счетчика 8 электроэнергии, последовательно связанные с выходом счетчика 8 электроэнергии буферный регистр 10 и информационный блок 11, датчик 12 глубины бурения, связанный со счетчиком 8 электроэнергии и буферным регистром 10.

Способ определения крепости горных пород в массиве осуществляется следуюш,им образом.

Трансформаторы 1 и 3 тока контролируют токи в двигателях 2 и 4 вращателя и гидрона coca бурового станка. В измерительных преобразователях 5 и 6 тока токи, полученные с выходов трансформаторов 1 и 3 тока, преобразуются в напряжения, пропорциональные этим токам. Эти напряжения складываются в аналоговом сумматоре 7, на выходе которого получают напряжение, пропорциональное суммарному тОку двигателей 2 и 4 вращателя и гидронасоса бурового станка. Это напряжение поступает на вход счетчика 8 электроэнергии, на второй вход которого подается напряжение с измерительного преобразователя 9 напряжения. Счетчик 8 электроэнергии определяет суммарный расход электроэнергии двигателем 2 вращателя и двигателем 4 гидронасоса бурового станка. На счетчик 8 электроэнергии поступает также сигнал с датчика 12 глубины бурения, который сбрасывает показания счетчика при прохождении определенных отметок скважины, например, через каждые десять сантиметров. Перед сбросом показаний счетчика они запоминаются в буферном регистре 10, входы которого подключены к выходам датчика 12 глубины бурения и счетчика 8 электроэнергии. Сигнал с буферного регистра 10 поступает на информационный блок 11, где энергия давления бурового става на забой определяется как интегральная величина, через энергию, потребляемую гидронасосом бу- рового станка, а суммарная энергия разрушения горной породы определяется по формуле

10

/,-( + + UIr.H.cos9dt),

где Ер-суммарная энергия разрушения,

Дж;

DO- диаметр скважины, м; AS - длина участка скважины, м; и - напряжение на зажимах двигателя, В;

Ьр - ток, потребляемый двигателем вращателя бурового станка. А; Ir.H. - ток, потребляемый двигателем гид- ронасоса бурового станка. А;

Созф - коэффициент мощности;

t - время бурения элементарного участка длины скважины, ч.

По суммарному удельному расходу электроэнергии, потребляемой двигателями враш,ателя бурового станка и гидронасоса, и эталонной шкале буримости горных пород определяется категория буримости горной породы по шкале ЦБНТ.

Формула изобретения

Способ определения крепости горных пород в массиве по авт. св. № 581279,

отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения буримости горных пород станками с гидравлическим способом создания нагрузки на забой, энергию давления бурового става на забой определяют по энергопотреблению гидронасоса бурового

станка, а суммарную энергию разрушения - по формуле

(1иьрсо5фт +

45

+ UIг.н.cosфdt),

суммарная энергия разрушения; диаметр скважины, м; длина участка скважины, м; напряжение на зажимах двигате- теля. В;

ток, потребляемый двигателем вращателя бурового станка. А; ток, потребляемый двигателем гидронасоса бурового станка. А; коэффициент мощности; время бурения элементарного участка длины скважины, ч.

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет с высокой точностью определять буримость горных пород (ГП) буровыми станками (БС) с гидравлическим способом создания нагрузки на забой. Для этого в процессе бурения при прохождении определенных отметок скважины контролируют штоки Iiap и Ьн в двигателях вращателя и гидронасоса БС, суммируют их и определяют суммарный расход электроэнергии. По энергопотреблению гидронасоса БС определяют энергию давления бурового става на забой. Затем определяют суммарную энергию разрушения ЕР по фopмyJзe ЕР 4 S - (и IвpCQSфdt + и 1гн X Хсо5фб1), где DO - диаметр скважины, м; Д5 - длина участка скважины, м; U - напряжение на зажимах двигателей. В; Coscp - коэффициент мощности; t - время бурения элементарного участка длины скважины, ч. По суммарному удельному расходу электроэнергии, потребляемой двигателями вращателя БС и гидронасоса, и эталонной шкале буримости ГП определяется категория буримости ГП по шкале ЦБНТ. 1 ил. сл N5 ;& 00 00 ас ю