ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Предлагаемый прибор рис. 1 содержит дизельный двигатель 1, ротор 2 буровой установки, выхлопную трубу 3, термопары 4 и 5, первый датчик 6 скорости (тахогенератор), конденсатор 7 первой интегрирующей цепи, регулируемое сопротивление 8, второй датчик скорости (тахогенератор) 9, конденсатор 10 второй интегрирующей цепи, регулируемое сопротивление 11, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 12, лампа 13 накаливания оптрона, фоторезистор 14 оптрона, операционный усилитель 15, ограничительное сопротивления 16 входа, сопротивление 17 смещения.

Двигатель 1 кинематически связан с ротором 2 буровой установки, в его выхлопную трубу 3 помещены термопары 4 и 5, включенные встречно, а их свободные зажимы подключены к ограничительному сопротивлению 16 и к корпусной шине прибора. Тахогенератор 6 кинематически связан с ротором 2, а его выход подключен к конденсатору 7 интегрирующей цепи и регулируемому резистору 8, с помощью которого меняется постоянная времени цепи. Тахогенератор 9 кинематически связан с ротором 2, а его выход подключен к конденсатору 10 второй интегрирующей цепи и регулируемому резистору 11. Выходы интегрирующих цепей включены встречно и подключены к входу шин 12, выход которого подключен к лампе 13 накаливания оптрона, а его фоторезистор 14 включен в цепь обратной связи операционного усилителя 15 к инвертирующему входу, к которому подключено ограничительное сопротивление 16,а к второму входу сопротивление 17 смещения.

Устройство работает следующим образом.

При наборе нагрузки на роторе 2 буровой установки меняется режим работы двигателя 1, что приводит к изменению температуры выхлопных газов в выхлопной трубе.

Скачкообразное изменение температуры в выхлопной трубе 3 приводит к изменению режима теплообмена газового потока с термопарами, имеющими различную инерционность, что приведет к появлению на выходе встречно включенных термопар, разностной термоЭДС переходного режима (динамической составляющей), которая поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 15. Наброс нагрузки на роторе 2 буровой установки приводит к скачкообразному изменению скорости вращения тахогенераторов 6 и9, на выход интегрирующих цепей которых, включенных встречно, также появляется разностное напряжение переходного режима, так как постоянные времени интегрирующих цепей не одинаковы. Динамическая составляющая этого напряжения поступает на ШИМ 12, на который подается управляющее напряжение реализует операцию деления входного напряжения, подаваемого на операционный усилитель 15 на напряжение управления обратной связи, приложенная к ШИМ.

Следовательно, на выходе операционного усилителя будет иметь выходное напряжение, пропорциональное динамической составляющей крутящего момента

где К ⁰ - коэффициент преобразования;

Е ₀ - значение термоЭДС термопар в переходном режиме;

u₀- напряжение на выходе интегрирующих цепей в переходном режиме.

С помощью регулируемых сопротивлений 8 и 11 добиваются одинаковых динамических свойств тракторов измерений.

Таким образом, устройство позволяет полностью устранить переходный процесс и постоянные составляющие параметров измерения на результат измерения, что позволяет существенно повысить точность измерения динамической составляющей переходного процесса. Точное знание динамической составляющей переходного процесса позволяет оптимизировать режим бурения скважин, уменьшить износ породоразрушающего инструмента, увеличить скорость проходки скважин, исключить предварительные ситуации в процессе бурения.