ДАТЧИК ГЛУБИНЫ ШАРОШЕЧНОГО СТАНКА ДЛЯ БУРЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН
ROLLING CUTTER DRILLING TOOL DEPTH TRANSDUCER FOR DRILLING BLAST HOLES

Изобретение относится к устройствам для бурения, преимущественно взрывных скважин на карьерах.
Известен датчик глубины шарошечного станка для бурения взрывных скважин, содержащий два импульсных датчика, счетчик импульсов, первый и второй входы которого соединены соответственно с блоками прерывания и начальной установки измерений, и блок индикации [1].
Однако у известного технического решения, как показала практика, существует возможность ложного срабатывания счетчика импульсов из-за вибрации каната в канатно-полиспастной системе бурового станка, что ведет к снижению точности замера глубины скважины. Ошибка в замере глубины скважины ведет либо к перерасходу ВВ, что ведет к переизмельчению горных пород и дополнительным затратам, либо к получению скважины недостаточной глубины, что ведет к нарушению технологии взрывных работ и появлению негабарита.
Результат, на достижение которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении надежности измерения глубины бурения.
Указанный результат достигается за счет того, что датчик глубины шарошечного станка для бурения взрывных скважин, содержащий два импульсных датчика, счетчик импульсов, первый и второй входы которого соединены соответственно с блоками прерывания и начальной установки измерений, и блок индикации, снабжено размещенными попарно инверторами, формирователями импульсов и логическими элементами «И», импульсные датчика выполнены с блоками дифференцирования, причем первый импульсный датчик соединен с первым инвертором и вторым формирователем импульсов, второй импульсный датчик соединен со вторым инвертором и первым формирователем импульсов, выходы первых инвертора и формирователя импульсов соединены через первый логический элемент «И» с третьим входом счетчика импульсов, а выходы вторых инвертора и формирователя импульсов соединены через второй логический элемент «И» с четвертым входом счетчика импульсов.
На фиг.1 представлен преобразователь поступательного движения во вращательное, на фиг.2 - схема датчика при спуске бурового става, на фиг.3 и 4 - схема, показывающая порядок следования импульсов в случаях спуска и подъема и спуска соответственно, на фиг.5 - схема датчика при подъеме бурового става.
Датчик глубины шарошечного станка для бурения взрывных скважин содержит преобразователь 1 поступательного движения во вращательное, импульсные датчики 2 и 3, счетчик 4 импульсов, первый 5 и второй 6 входы которого соединены соответственно с блоками 7 прерывания и 8 начальной установки измерений, и блок 9 индикации.
Устройство снабжено размещенными попарно инверторами 10, 11, формирователями 12 и 13 импульсов и логическими элементами 14 и 15 «И», два импульсных датчика выполнены с блоками 16, 17 дифференцирования, первый импульсный датчик 2 соединен с первым инвертором 10 и вторым формирователем 13 импульсов, второй импульсный датчик 3 соединен со вторым инвертором 11 и первым формирователем 12 импульсов, выходы первых инвертора 10 и формирователя 12 импульсов соединены через первый логический элемент 14 «И» с третьим входом 18 счетчика импульсов, а выходы вторых инвертора 11 и формирователя 13 импульсов соединены через второй логический элемент 15 «И» с четвертым входом 19 счетчика 4 импульсов.
Преобразователь 1 поступательного движения во вращательное может быть выполнен в виде взаимодействующего с канатом 20 канатно-полиспастной системой станка колеса 21 и секторов 22, с которыми взаимодействуют импульсные бесконтактные датчики 2 и 3.
Работает устройство следующим образом.
Импульсные датчики 2 и 3 установлены таким образом, чтобы при движении бурового става вниз (при его спуске) сигналы от заднего фронта импульса 23 и переднего фронта импульса 24 совпадали. Для более точного выделения фронтов производится дифференцирование сигналов датчиков в блоках 16, 17 дифференцирования.
Сигнал импульсного датчика 2 после дифференцирования поступает на вход инвертора 10. После инвертирования и отсечки отрицательного выброса сигнал подается на первый вход 25 логического элемента 14 «И». Сигнал импульсного датчика 3 после дифференцирования в блоке 17 поступает на вход формирователя 12 импульсов, где происходит его расширение для повышения надежности срабатывания логического элемента 14 «И» и отсечка отрицательного выброса, после чего сигнал подается на второй вход 26 логического элемента 14 «И» и поступает на третий вход 18 счетчика 4 импульсов, который производит их суммирование и пересчет, получая величину глубины бурения бурового станка.
Сигналы импульсных датчиков 2 и 3, поступающие после дифференцирования на входы 25 и 26 логического элемента 14 «И», в этом случае по времени не совпадают и на вычитающий вход 19 счетчика 4 импульсов не поступают.
При движении бурового стада вверх (подъем) совпадают сигналы заднего фронта импульса 24 и переднего фронта импульса 23. При этом совпадают сигналы, поступающие через вторые формирователь 13 импульсов и инвертор 11 на входы 27 и 28 логического элемента 15 «И», после которого импульсы подаются на вычитающий вход 19 счетчика 4.
Процесс происходит аналогично выше описанному случаю, только вместо логического элемента 14 «И» в работе участвует логический элемент 15 «И».
При вибрации возможность ложных срабатываний счетчика 4 импульсов при таком выполнении устройства, как показала практика, резко сокращается, а следовательно, это ведет к повышению точности замера глубины скважины.
Таким образом, данное техническое решения позволит:
- повысить точность работы датчика;
- улучшить качество взрывных работ на карьере и уменьшить расход взрывчатых веществ за счет получения скважин заданной глубины.
Источник информации
1. Патент РФ №2135764, МКИ E21B 47/00, 06.01.1998.