Автоматическое регулирование нагрузки электропривода шнековой буровой машины большого диаметра

• Автор: Гацуц, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Караганда
• Количество страниц: 165 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАИАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Техникоэкономические предпосылки автоматизации процесса регулирования нагрузки шнековых буровых

машин большого диаметра

1.2. Краткий обзор существующих систем автоматического управления и регулирования процессов бурения
1.3. Объект и задачи исследования ГЛАВА 2. ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШНЕКОВОЙ БУРОВОЙ МАШИНЫ

БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА КАК ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ

2.1. Общие динамические свойства и выбор метода идентификации объекта

2.2. Уравнения движения бурового органа в забое

2.3. Экспериментальные исследования сигнала тока

двигателя
2.4. Оценка коэффициентов дифференциальных уравнений
объекта
2.5. Оценка адекватности математической модели буровой машины, анализ ее основных особенностей
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА НАГРУЗКИ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА БУРОВОЙ МАШИНЫ
3.1. Основные требования к системе регулирования.
Выбор и обоснование структуры автоматического регулятора нагрузки
3.2. Аналитическое исследование системы регулирования нагрузки в частотной области
3.3. Математическое моделирование системы регулирования нагрузки на ЭВМ
ГЛАВА 4. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА
НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА БУРОВОЙ ГЛАШИНЫ
4.1. Функциональная схема автоматического регулятора
4.2. Разработка информационных и усилительнопреобразующих элементов автоматического регулятора
4.3. Исследование автоматического регулятора с времяимпульсным цреобразователем на ЭШ НО
4.4. Конструктивное исполнение автоматического
регулятора
ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА БУРОВОЙ МАШИНЫ
5.1. Цель и условия проведения производственных
испытаний
5.2. Результаты производственных испытаний
5.3. Техникоэкономическая эффективность проведенных исследований
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Высокоэффективно также применение буронабивных свай при строительстве мостов, эстакад, скоростных дорог, гидротехнических сооружений и других объектов строительной индустрии/ . Однако, несмотря на бесспорные преимущества буронабивных свай, объем их приметения в целом по стране невелик и составляет 5. Японии, Франции, достигает 8С$ / . Это объясняется главным образом низкой эффективностью использования существующего отечественного оборудования и в частности нерешенностью воцросов автоматического регулирования режимов бурения. При бурении неглубоких (- м) скважин в грунтах мягких и средней прочности наибольшее распространение получил вращательный способ бурения шнековым рабочим органом /3 Разрушение грунта в этом случае осуществляется долотом режущего типа, а удаление буровой мелочи производится шнековым транспортером. Процесс разрушения грунта резанием с энергетической точки зрения является наиболее эффективным, а шнековая очистка забоя позволяет совмещать операции по разрушению и транспортированию буровой мелочи к устью скважины, что обеспечивает непрерывность технологического процесса. Шнековые буровые машины отечественного производства СО-2, БУК-0, САС- /4. Санва Кизаи" успешно использовались при устройстве фундаментов на строительстве таких гигантов индустрии как КАМАЗ, завод "Атоммаш", Красноярский завод тяжелых экскаваторов, БАМ, Орско-Халиловский горно-металлургический комбинат и др. В цроцессе бурения шнековый рабочий орган совершает вращательно-поступательное движение под действием крутящего момента привода вращателя и усилия подачи, создаваемого подающим механизмом. Буровой орган состоит из долота режущего типа, имеющего несколько резцов и шнекового транспортера. Силы сопротивления резания каждого резца, а также силы трения шнека и буровой мелочи о стенки скважины, распределенные по ее длине, оцределя-ют суммарный момент сил сопротивления на исполнительном органе и валу привода вращателя, а силы сопротивления поступательного перемещения каждого резца совместно с силами трения бурового става о стенки скважины определяют общую силу сопротивления поступательного движения бурового става. Необходимое для разрушения грунта усилие подачи создается в зависимости от конструкции буровой машины либо силой тяжести бурового става, либо гидравлической системой принудительной подачи. В первом случае регулирование усилия подачи ведется путем изменения скорости вращения барабана подающей лебедки, во втором - с помощью дросселирования потоков рабочей жидкости залавливающих гадроцилиндров. В качестве цривода вращателя на шнековых буровых машинах большого диаметра как правило используется нерегулируемый асинхронный электропривод. Наиболее часто используют критерии максимальной производительности, минимальной стоимости единицы длины скважины, минимум удельных энергозатрат, максимум технической скорости бурения /8. Большинство исследователей отмечают, что стоимостные критерии наиболее полно характеризуют эффективность процесса бурения, поскольку кроме материальных затрат они учитывают затраты труда. Однако возможность применения этих критериев для управления процессом бурения ограничивается тем обстоятельством, что они являются интегральными и вычисляются по результатам законченного процесса, а реализация их в реальном масштабе времени невозможна. Указанные затруднения можно Преодолеть, если установить взаимосвязь стоимостных оценок с теми параметрами, которые поддаются непосредственное измерению в процессе бурения. С=/? С(? С(? Сби + Сз + ^у7. Сс , (1. Сгу! Сс - расходы на амортизационные отчисления. Величины Со и при почасовой оплате труда являются постоянными и не зависят от режимов бурения. Существенно зависимой от режимов бурения является составляющая, учитывающая стоимость электроэнергии. Выделив в (1. Сэ = Р- Се , =¦ ~, перепишем (1. С л - С би + С^. Се- стоимость единицы мощности. Для приведения (1. Р^/СУб) . С - постоянный коэффициент. Для уточнения энергетических характеристик применительно к шнековым буровым машинам большого диаметра были проведены экспериментальные исследования буровых* машин БУК-0, САС-І0 при бурении скважин 0,4; 0,6 и 1,2 м/.