Теоретические основы автоматического управления процессом бурения.

Процесс бурения скважин характеризуется неза­висимыми и зависимыми параметрами. К независимым относятся: осевая нагрузка на долото, расход промывоч­ной жидкости, частота его вращения. От этих параметров зависят вращающий момент и скорость проходки это зависимые пара­метры. Задача автоматизации процесса бурения заключается в автома­тическом изменении независимых параметров. При этом режим бу­рения должен обеспечивать максимальную скорость проходки, это получается рациональным сочетанием нагрузки на долото, его ча­стоты вращения и расхода промывочной жидкости.

При ручном управлении нагрузка на долото регулируется изменением подачи бурильного инстру­мента с помощью тормозного устройства лебедки.

Бурильщик, наблюдая за показаниями прибора при отклонении нагрузки на долото, перемещает на расстояние S рукоятку тормоза лебедки для того чтобы привести ее к заданному значению. В этом случае изменяется усилие F, а также изменяется подача инструмента и осевая нагрузка на долото. С уменьшением тормозного усилия увеличивается подача и осевая нагрузка на долото и наоборот. Т.о., роль бурильщика сводится к перемещению руко­ятки управления тормозом лебедки. Если вместо бурильщика в схему включить исполнительный механизм (привод), управление можно осуществить автоматиче­ски. Привод управляется первичным преобразова­телем и воздействует на тормоз буровой лебедки. Схема будет иметь вид: Обратная связь в замкнутой системе осуществляется первичным преобразователем.

Для управления приводом входной величиной служит сигнал, который соответствует нагрузке на долото. В большинстве случаев мощность сигнала первичного преобразователя может быть недостаточным для управления приводом, поэтому в схему вводят промежу­точное звено-усилитель. Так же в схеме предусмотрены блок сравнения и задатчик. С помощью задатчика устанавливают значение нагрузки на долото, которая автоматически поддерживаться регулятором пода­чи. Блок сравнения осуществляет выработку управляющего сигнала, который пропорционален разнице между существующей и задан­ной нагрузками на долото. Преимущества: более плавная подача долота, увеличивается скорость проходки, уменьшается износ долота.