Система автоматического и дистанционного управления буровым станком Советский патент 1982 года по МПК E21B44/00 

1

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к системам управления буровыми станками.

Известна система управления бу-ровым станком, включающая клапаны включения исполнительных механизмов и очистки скважины, кнопки управления, блок переключения режимов работы, ячейки памяти, датчики контроля положений механизмов и линии связи 1,

Однако большое количество элементов снижает надежность системь(, а ограниченный объем автоматизированных операций управления сужает ее функциональные возможности.

Наиболее б.лизкой к предлагаемой является система, включаюшая распределители включения маслостанции, открытия и закрытия подхвата, очистки скважины, вращения бурового става вправо и влево, подачи вращателя на забой и ее реверса, ячейки Памяти пуска и реверса, элементы ИЛИ, кнопки Пуск, Реверс, Стоп, причем выход кнопки Пуск соединен с включающим входом ячейки Памяти пуска, выход которой соединен с входом распределителя включения маслостанции, выход кнопки Реверс через первый элемент ИЛИ соединен с включающим входом ячейки Памяти реверса, выход кнопки Стоп соединен с отключающим входом ячейки Памяти пуска и через второй элемент ИЛИ - с отключающим входом ячейки Памяти реверса датчиков переднего и заднего положения вращателя, причем выход датчика переднего положения вращателя через первый элемент ИЛИ соединен с включающим входом ячей1Q ки Памяти реверса, а выход датчика заднего положения вращателя через второй элемент ИЛИ соединен с отключающим входом ячейки Памяти реверса и блок управления, выход которого соединен с распределителями включения очистки скважины, вращения

15 бурового става вправо, подачи вращателя на забой и ее реверса, а передний вход соединен с выходом ячейки Памяти пуска.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей станка.

2Q Эта цель достигается тем, что система управления буровым станком снабжена элементом И, дополнительным элементом ИЛИ и датчиком контроля положения подхвата бурового става, выход которого соединен с ВхЪдами дополнительного элемента

ИЛИ и элементом И, выход последнего соединен с входом распределителя вращения бурового става влево и с вторым входом блока управления, причем вход распределителя открытия подхвата соединен с выходом кнопки Пуск, а выход ячейки Памяти реверса соединен с входом распределителя включения закрытия подхвата с вторым входом элемента И и через второй вход дополнительного элемента ИЛИ - с третьим входом блока управления.

На чертеже представлена принципиальная схема системы управления.

Система управления выполнена на пневмоэлементах и содержит распределители с мембранными приводами 1-8 для включения соответственно маслостанции (не показана), открытия подхвата, закрытия подхвата, очистки скважины, вращения бурового става вправо и влево, подачи вращателя на забой и ее реверс, кнопки включения Памяти реверса 9, Пуск 10, и Стоп 11, ячейки 12 и 13 Памяти пуска и реверса, датчики 14-16 соответственно контроля положения подхвата переднего и заднего положения вращателя, первый элемент 17 ИЛИ, второй - 18 и дополнительный - 19, элемент 20 И и блок 21 управления с первым 22, вторым 23, и третьим входами 24, и выходами 25-27. Блок управления может содержать, например, две кнопки 28 и 29 соответственно Вперед и Назад, два элемента 30 и 31 ИЛИ и распределитель 32. Выходы кнопок 28 и 29 Вперед и Назад через элементы 30 и 31 ИЛИ соединены с выходами 26 и 27 блока 21 управления.

При этом выход кнопки 10 Пуск соединен с магистралью 33 с включающим входом ячейки 12 Памяти пуска и с входом распределителя 2 открытия подхвата, а выход ячейки 12 Памяти пуска соединен с входом распределителя 1. включения маслостанции и с входом 22 блока 21 управления. Выход кнопки 9 Реверс через элемент 17 ИЛИ соединен с включающим входом ячейки 13 Памяти реверса, выход которой связью 34 соединен с входом распределителя 3 закрытия подхвата и через элемент 19 ИЛИ связью 35 - с входом 24 блока 21 управления, Выход кнопки 11 Стоп соединен с отключающим входом ячейки 12 Памяти пуска и через элемент 18 ИЛИ с отключающим входом ячейки 13 Памяти реверса. Выход датчика 15 переднего положения вращателя через элемент 17 ИЛИ соединен с включающим входом ячейки 13 Памяти реверса, а выход датчика 16 заднего положения вращателя через элемент 18 ИЛИ соединен с отключающим входом ячейки 13 Памяти реверса. Выход датчика 14 контроля положения подхвата бурового става соединен связью 36 с вторыми входами элементов 19 ИЛИ и 20 И, а выход элемента 20 И связью 37 соединен с входом распределителя 6 вращения бурового

става влево и через вход 23 блока 21 управления - с включающим входом распределителя 8 реверса вращателя. Выход 25 блока 21 управления соединен с входом.распределителя 4 включения очистки скважины, а выход 26 блока 21 управления соединен с входом распределителя 5 вращения бурового става вправо и с входом распределителя 7 включения подачи вращателя на забой. Система работает следующим образом. Перед запуском системы в автоматический режим бурения скважины новую щтангу подают на ось бурения нажатием кнопки 28 Вперед, расположенной в блоке 21 управления, производят соединение новой щтанги с буровым ставом и с вращателем, после чего кнопку отпускают. Система подготовлена для автоматического бурения. Затем нажимают кнопку 10 Пуск, сигнал с ее выхода включает ячейку 12 «Памяти пуска и поступает на распределитель 2 открытия подхвата. Сигнал с ячейки 12 поступает на распределитель 1 включения привода маслостанции и через блок 21 управления - на включение распределителей 4, 5 и 7 соответственно приводов очистки скважины, вращения бурового става вправо и подачи вращателя на сбой, в результате происходит процесс бурения (распределитель 2 открытия подхвата разрузится через кнопку 10).

Пробурив на глубину щтанги, срабатывает датчик 15 переднего положения вращателя. Сигнал с его выхода поступит на включение ячейки 13 «Памяти реверса, с выхода которой сигнал поступает в распределитель 3 закрытия подхвата и на один из входов элемента 20 И, и через элемент 19 ИЛИ - на блок 21 управления. Выключая распределители 4, 5 и 7. При закрытии подхвата срабатывает датчик 14, сигнал с которого поступает через второй вход элемента 19 «ИЛИ на блок 21 управления, заменяя сигнал с ячейки 13 при ее выключении, и на второй вход элемента 20 И, выход которого поступает на распределитель 6 включения вращения бурового става влево, и через блок 21 - на распределитель 8 реверса вращателя.

При рассоединении вращателя с буровым ставом и возвращении его в крайнее заднее положение срабатывает датчик 16, сигнал с которого выключает ячейку 13«Память реверса а следовательно, исчезает выход на элементе отключаются распределители 6 и 8 (камера привода 3 разгружается в атмосферу через ячейку 13, элемент 17«ИЛИ и кнопку 9).

После этого, как снова будет соединена очередная щтанга с вращателем и буровым ставом, т. е. наращен буровой став, включают кнопку 10 Пуск, и процесс повторяется.

Кнопка 11 Стоп предназначена для отключения системы на любом цикле ее работы.

Выход с кнопки 9 Реверс имитирует сигнал, поступающий от.датчика 15, т.е. когда датчик 15 еще не сработал, а необходимо произвести закрытие подхвата и реверса подачи вращателя.

Копка 29 Назад, расположенная в блоке 21, предназначена для включения подачи вращателя назад, что необходимо при разборе бурового става.

Таким образом, система управления обеспечивает управление проводом подхвата бурового инструмента с контролем его положения в автоматическом режиме, что расщиряет функциональные возможности бурового станка.

Формула изобретения

Система автоматического и дистанционного управления буровым станком, включающая распределители включения маслостанции, открытия и закрытия подхвата, очистки скважины, вращения бурового става вправо и влево, подачи вращателя на забой и ее реверса, ячейки Памяти пуска и реверса, элементы ИЛИ, кнопки Пуск, Реверс и Стоп, причем выход кнопки Пуск соединен с включающим входом ячейки Памяти пуска, выход которой соединен с входом распределителя включения маслостанции, выход кнопки Реверс через первый элемент ИЛИ соединен с включающим входом ячейки Памяти реверса, выход кнопки СТОП соединен с включающим входом ячейки Памяти пуСка и через второй элемент ИЛИ -

с отключающим входом ячейки Памяти реверса, датчики переднего и заднего положения вращателя, причем выход датчика переднего положения вращателя через первый элемент ИЛИ соединен с включающим входом ячейки Памяти реверса, а выход датчика заднего положения вращателя через второй элемент ИЛИ соединен с отключающим входом ячейки Памяти реверса и блоком управления, выходы которого соединены с распределителями включения соответственно очистки скважины, вращения бурового става вправо подачи вращателя на забой и ее реверса, а первый вход соединен с выходом ячейки Памяти пуска, отличающаяся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей станка система снабжена элементом И, дополнительным элементом ИЛИ и датчиком контроля положения подхвата бурового става, выход которого соединен с входами дополнительного элемента ИЛИ и элемента И, выход послед0него соединен с входом распредлителя вращ,ения бурового става влево и с вторым входом блока управления, причем вход распределителя открытия подхвата соединен с выходом кнопки Пуск, а выход ячейки Памяти реверса соединен с входом распределителя включения закрытия подхвата, с вторым входом элемента И и через второй вход дополнительного элемента ИЛИ - с третьим входом блока управления.

0Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3561542, кл. 173-1, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 600296, кл. Е 2.1 С 5/00, 1975 (прототип).

i ikiiiHDUJ30V3OM ац

Л