Архипов Алексей Германович - Акустическая аппаратура исследования процесса разрушения горных пород АИАС-2

1 - скважинный приемник упругих волн, 2 - вибропреобразователь на корпусе станка; 3 - соединительный кабель, 4 - переходная коробка для подключения источника питания датчиов; 5 - комплекс программно-аппаратных средств; блок горной породы; 7 - буровой станок.

Аппаратура предназначена для исследования забойных процессов бурения и ускоренных испытаний алмазного породоразрушающего инструментав в стендовых условиях.

Разрушение горной породы на забое скважины до настоящего време остается одним из наименее изученных технологических процессов. Современные средства измерения и обработки данных измерений позволяют на новом уровне реализовать исследовательские стенды и получить принципиально новые данные о параметрах процесса разрушения горной породы при бурении.

Цель исследований - получение информации о механизме разрушения горных пород, кинематики и динамики движения резцов и корпуса породоразрушающего инструмента при взаимодействии с забоем скважины.

Метод исследования - измерение и анализ акустических колебаний в призабойной зоне и вибраций бурового станка (см. Архипов А.Г. "Акустико-спектральнальная диагностика забойных процессов бурения").

Нормативные документы:

МИ-13-31-01-94. Инструмент алмазный породоразрушающий. Методика ускоренных стендовых испытаний на основе спектрального анализа акустического поля,

возникающего при взаимодействии породоразрушающего инструмента с горной породой в процессе бурения.

РЭ 00.000 АИАС-1 Акустическая информационно-аналитическая система для ускоренных испытаний алмазного породоразрушающего инструмента в стендовых условиях

Принцип действия и научные основы метода исследований основаны на:

- зависимости акустического спектра, измеряемого в призабойной зоне бурящейся скважины, от показателей прочности и абразивности горных пород, ресурса и вида износа породоразрушающего инструмента при бурении;

- зависимости спектра вибраций, измеряемого на корпусе бурового станка, от состояния его узлов и механизмов.

- зависимости параметров электрических и электромагнитных волн от свойств горных пород и режимов бурения

Область применения: стендовые (лабораторные) исследования процесса бурения.

Аппаратура применяется для научно-исследовательских работ на буровом стенде при бурении блоков горных пород; в производственных условиях для диагностики состояния бурового станка. Также аппаратура может применяться в качестве измерительной системы прибора определения буримости горных пород ПОБ-1. Рекомендуется для оснащения учебных лабораторий высших учебных заведений для использования в учебном процессе и стендов проектных организаций и предприятий по выпуску породоразрушающего инструмент..

Дополнительная комплектация соответствующими датчиками позволит применять аппаратуру для исследования состояние грунтов в т.ч. вечной мерзлоты методом акустического просвечивания, контроля сплошности и глубины погружения свай методом акустического зондирования.

Рис.2. Расположение приемника упругих волн в монолите горной породы

Состав аппаратуры: комплект датчиков (приемник скважинный и вибропреобразователь) и комплекс программно-аппаратных средств на базе персонального компьютера (компьютер, плата АЦП, программное обеспечение).

Основные измерительные каналы:

а) канал звукового давления в призабойной зоне (приемник скважинный, кабель соединительный, источник питания)

б) канал виброускорения ( вибропреобразователь, кабель соединительный, источник питания)

Дополнительно в призабойной зоне при бурении могут измеряться тепература, электрические и электромагнитные в т.ч. СВЧ волны (дополнительные измерительные каналы: температуры, электрических колебаний, электромагнитных в т.ч. СВЧ волн).

По требованиям заказчика аппаратура также может комплектоваться дополнительными измерительными каналами технологических параметров (частота вращения колонный бурильных труб, усилие подачи, механическая скорость бурения, расход и давление промывочной жидкости и др.).

Технические характеристики аппаратуры АЗП-1

Наименование показателя	Величина
Рабочий частотный диапазон, Гц - скважинного приемника	10 - 20000
- вибропреобразователя	10 - 12500
Чувствительность: - скважинного приемника, мВ/Па, не менее	30
- вибропреобразователя на частоте 1000 Гц, мВ^..с²/м	1
Погрешность измерения ударного ускорения, %, не более	+10
Погрешность измерения частоты колебаний, %, не более	+2
Габаритные размеры, мм
- скважинного приемника, мВ/Па, не менее	40х300
- вибропреобразователя	19х17х14
Масса, кг
- скважинного приемника, мВ/Па, не более	3
- вибропреобразователя , не более	0.2
- комплекта аппаратуры, не более	20

Питание аппаратуры осуществляется от автономных иточников или сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц; потребляемая мощность не более 500 ВА.

Метрологическое обеспечение: Имется методика калибровки. Аппаратура проходит калибровку в ВНИИ метрологии им. Д.И.Менделеева .

Преимущества: исследование забойных процессов и вибраций бурового станка непосредственно в процессе бурения; оперативность и низкая стоимость испытаний породоразрушающего инструмента; экспресс-диагностика состояния бурового станка. Аппаратура не имеет аналогов.

Формы сотрудничества: продажа аппаратуры; проведение исследований с выездом на стенды Заказчика

ВВЕРХ

Информация для связи:

E-mail: arhipov8@mail.ru

Telephone: +7(911)1582796

Internet: www.geodiagnostics.ru

Полное или частичное копирование материалов разрешено только при обязательном указании автора и прямой гиперссылки на сайт www.geodiagnostics.ru