Измеритель механической скорости бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B45/00 

1

Изобретение относится к приборам контроля процесса бурения и может быть использовано на буровых станках различного типа.

Известны измерители механической скорости бурения, работа которых основана на преобразовании поступатель ioro движения механизма подачи бурового станка во вращательное, скорость которого измеряется с помощью тахогенератора.

Недостатком таких приборов является наличие в кинематической связи датчика с механизмом подачи повышающего редуктора с большим передаточным числом (коэффициентом редукции), что приводит к большим приводным усилиям, усложняет конструкцию датчика и снижает надежность работы прибора.

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель механической скорости бурения, действие которого основано на дифференцировании электрического напряжения, пропорционального величине углубления бурового снаряда. Он содержит датчик проходки и пульт упра&ления. Датчик проходки представляет собой потенциометр с линейной характеристикой, механически связанный со шпинделем бурового станка таким образом, что за один ход.шпинделя подвижный контакт потенциометра совершает один поворот в пределах

10 рабочего сектора. Потенциометр питается от источника постоянного стабилизированного напряжения. Выходное напряжение потенциометра подается на конденсатор, ток заряда которого

15 пропорционален скорости изменения напряжения (дифференциалу напряжения) и, следовательно, механической скорости бурения. Ток в цепи заряда конденсатора (контуре дифференциро20вания; контролируется микроамперметром, шкала которого отградуирована в единицах механической скорости бурения .

3912919

Достоинством такого измерителя механической скорости бурения является простота устройства, отсутствие в приводе датчика повышающего редуктбра и, следовательно, больших уси- s ЛИЙ, что обуславливает высокую надежность прибора 1

Однако ограниченность перемещения подвижного контакта потенциометра датчика накладывает ограничение на О

чувствительность прибора при увеличении хода шпинделя, делает практически невозможным применение прибора при безшпиндельной подаче бурового инструмента. Действительно, чём боль-15 ше ход шпинделя (контролируемое углубление бурового снаряда), тем с меньшей скоростью изменяется выходное напряжение датчика при постоянной механической скорости бурения,тем20 большей чувствительностью должен обладать прибор.

Цель изобретения - устранение зависимости чувствительности прибора от величины контролируемого углубле- 25 ния, что дает возможность или повышать чувствительность прибора,или увеличить пределы величины контролируемого углубления бурового снаряда.

Указанная цель достигается тем, зо что датчик прибора содержит два одинаковых потенциометрических датчика циклического действия, переключатели, резистор и двухконтурную электрическую схему дифференцирования, на jj

входы которой подключены потенциометрические датчики, а к ее выходам попеременно, ерез каждый полцикла работы датчиков, подключается микроамперметр или эквивалентный ему резистор до с помощью переключателя, который механически связан с датчиками, причем датчики подключены к источнику постоянного тока.

Подвижные контакты обоих датчиков имеют возможность кругового вращения механически связаны между собой со сдвигом на 180° и связаны с механизмом подачи бурового станка.

Выходное напряжение от датчика подается на два одинаковых конденсат ора, образуя два одинаковых независимых контура дифференцирования.Зарядный ток конденсаторов, пропорциональный механической скорости буре- 55 ния, контролируется попеременно одним микроамперметром, который включается в тот или другой контур дифференцирования на время поворота подвижного контакта соответствующего потенциометра на 180° в пределах рабочего сектора. При от клонении микроамперметра вместо него в, контур дифференцирования включается эквивалентный резистор. Такое периодическое переключение микроамперметра и эквивалентного резистора осуществляется автоматически переключателем, механически связанным с подвижными контактами датчиков.

Время переключения, определяемое временем срабатывания переключателя, очень мало, поэтому процесс переключения практически не отражается на показаниях микроамперметра.

На фиг. 1 представлена схема конструкции датчика прибора; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема измерителя.

Подвижные контакты датчиков 1 с взаимным сдвигом на 180° жестко соединены с валом 2, который при движении механизма подачи сурового станка вращается посредством передаточного механизма. На этом же валу закреплен профилированный диск 3 управляющий работой переключателя k. Диск имеет такую форму и ориентирован таким образом, что переключение производится через каждые пол оборота вала в тот момент, когда подвижный контакт одного из датчиков приближается к концу рабочего сектора.

Потенциометры R и R датчиков (Д) питаются от источника пострянного стабилизированного напряжения (V g), смонтированного в .пульте управления прибора (П). Выходное напряжение от датчиков подается в измерительную схему прибора, где С и С.,дифференцирующие конденсаторы; //д показывающий микроамперметр, шкала кбторого отградуирована в единицах механической скорости бурения; переменный резистор, служащий .для калибровки прибора, С, - демпфирующий конденсатор, сглаживающий колебания показаний микроамперметра; В в полупроводниковый диод, защищающий микроамперметр от перегрузок при холостом быстром движении меха чизма подачи; В диод, защи14ающий микроамперметр от противотоков при движении механизма подачи вверх;, Вл- резисто эквивалентный сопротивлению микроамперметра, P/t и 5 - переключатель,