Способ определения крепости горных пород в массиве

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (50 4 Е 21 С 39 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 581279 (21) 3948781/22-03 (22) 02.09.85 (46) 23.03.87. Бюл. № 11 (71) Винницкий политехнический институт (72) Б. С. Рогальский и А. В. Дмитраш (53) 622.23.02 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 581279, кл. E 21 С 39/00, 1976. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕПОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД В МАССИВЕ (57) 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 1 р и 1. в двигателях врашателя и гидранасоса 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 формуле Ep =

= 4 /3: пРю Л S . ()U 1 p (pd1 + ItU 1» Q

)

AS — длина участка скважины, м; U напряжение на зажимах двигателей, В;

Cos(g — коэффициент мошности; t — время бурения элементарного участка длины скважины, ч. По суммарному удельному расходу электроэнергии, потребляемой двигателями арашателя БС и гидронасоса, и эталонной шкале буримости ГП определяется категория буримости ГП по шкале ЦБНТ. 1 ил.

1298378

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 осуществления способа.

Устройство для осуществления способа определения крепости горных пород в массиве содержит последовательно соединенные трансформатор 1 тока и двигатель 2 вращателя 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 2 глубины бурения, связанный со счетчиком 8 электроэнергии и буферным регистром 10.

Способ определения крепости горных пород в массиве осуществляется следующим образом.

Трансформаторы 1 и 3 тока контролируют токи в двигателях 2 и 4 вращателя и гидрона соса 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 бурового станка, а суммарная энергия разрушения горной породы определяется по формуле

Ep —, ((Ul pcosydt +

4Л

УВ й5 о

+ (Ш ..coscpdt), о где Ep — суммарная энергия разрушения, Дж;

Do — диаметр скважины, м;

AS — длина участка скважины, м;

U — напряжение на зажимах двигателя, В;

1вв — ток, потребляемый двигателем вращателя бурового станка, А;

1в в — ток, потребляемый двигателем гидронасоса бурового станка, А;

Cos(p — коэффициент мощности; — время бурения элементарного участка длины скважины, ч.

1О!

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

Формула изобретения где Ep—

Do—

AS—

U— суммарная энергия разрушения; диаметр скважины, м; длина участка скважины, м; напряжение на зажимах двигатетеля, В; ток, потребляемый двигателем вращателя бурового станка, А; ток, потребляемый двигателем гидронасоса бурового станка, А; коэффициент мощности; время бурения элементарного участка длины скважины, ч.

1вр—

1г.в.—

cosrp—

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

40 станка, а суммарную энергию разрушения— по формуле

E 4 (I U 1 pc os q>d t +

Я О, ь

+ ) Ш..coscpdt), о

1298378

Составитель В. Петрова

Реда кто р А. Са бо Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 743/33 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4