Автоматизированная система электропитания магнитострикционного электровибробура Советский патент 1978 года по МПК E21B5/00 

Изобретение относится к буровой тзхнике, конкретнее - к системам, в которых для интенсификации процесса бурения используются магиитострикционные вибраторы.

Известны системы электропитания магнптострикционного вибратора, частота питающего напряжения в котором устанавливается в соответствии с его резонансной частотой по максимуму активной мощности при минимуме тока в обмотке I.

Недостатком ее является сложность и низкая эффективность.

Известна система поиска резопансной частоты, в которой задается изменение частоты источника питания в некотором диапазоне 2.

Недостатком этой системы является ее больщая инерционность, что нриводит к снижению производительности.

Целью изобретения является повыщение производительности за счет работы вибробура в резонансном режиме на каждом периоде питающего напрял ения.

На фиг. 1 изображепа функциональная блок-схема системы; на фиг. 2 - временная диаграмма ее работы.

Иредлагаемая автоматизированная система состоит из источника питания - блока 1. Назначение этого блока - обеспечение частотнорегулируемого возбуждения вибратора, изменения соотношения подмагничивания и частотнорегулируемого возбуждения, паузы тока

в каждом периоде питающего напряжения, безинерционности подачи импульса питающего напряжения. Блок 1 может бьггь реализован, например, па базе вентильного преобразователя частоты. Вы.ход блока 1 подключен к силовой обмотке машитострпкциопного впбратора - блок 2, к которой подключается датчик 3 появления максимума ЭДС. Назначение датчика 3 появления максимума ЭДС

заключается в том, чтобы в паузу тока в облютке вибратора определять момент экстремального значения ЭДС, соответствующей генераторному режиму, и вырабатывать сигнал, который через систему 4 унравления источника питания обеспечивает подачу на вибратор следующего импульса питающего нанряжения. Практически датчик появлепня макспмума ЭДС может состоять, напрпмер, из дифференцирующей цепочки, нуль-орган;, сигнал

с которого поступает па вход логической схемы И, а на другой вход схемы II иост ч1ает сигнал с выхода датчика паузы тока. Выходной сигнал с датчика 3 существует только при одновременном паузы тока и экстремальпого значения ЭДС магнитострикционпого вибратора.

Работа автоматизированной системы электропитания внбратора иллюстрируется на временной днаграмме (см. фиг. 2). На вибратор подается с блока 1 импульс питающего напряжения LJ. Этот импульс напрял ения состоит из двух участков: первого, способствующего нарастанию тока (, и второго, способствующего спаданию тока. После спадания тока до нуля существует пауза тока в обмотке вибратора, и на зажимах силовой обмотки нроявляется в неискаженном виде обратная ЭДС генераторного режима е, которая характериззет состояние вибратора. Датчик 3 появления максимума ЭДС фиксирует экстремальное значение ЭДС генераторного режима нри /1 времени t- и через систему 4 унравления подает команду на поступление на вибраторе следующего импульса питающего напряжения, который воздействует на вибратор, согласно с имеющимися колебаниями.

Такнм образом, система обеспечивает постоянную работу магнитострикционного вибратора только в резонансном режиме при любых изменениях параметров вибратора, нагрузки и режимов бурения.

Формула изобретения

Автоматизированная система электропитания магнитострикциоиного электровибробура, содержащая источник питания, связанный с системой автоматического регулирования, о тличающаяся тем, что, с целью повышения производительности за счет работы вибробура в резонансном режиме на каждом нериоде питающего напряжения, она снабжена датчиком появления максимума ЭДС, вход которого подключен к обмотке магнитострикционного вибратора, а выход - к системе управления источника нитания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мальченок В. О. и Уткин И. А. Звуковые вибраторы для бурения. Л., «Недра, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР Л 421280, кл. Е 21С 19/00, 1972.

ti

- t