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.

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:

1. Канал звукового давления в призабойной зоне (приемник скважинный, кабель соединительный, источник питания)
2. 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

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

Система сбора технологических данных для исследования процесса бурения

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. Наука начинается там, где начинаются измерения.

В середине 1990-х годов во Всероссийском НИИ методики и технике разведке были созданы несколько стендов для исследований процесса бурения (Отчет о НИР «Создать и модернизировать стенды для проведения экспериментальных исследований» Авторы: Бояков Г. С., Архипов А. Г., Васильев В. И. и др. НТПр 8/440 (заключительный), СПб., ВИТР, 1995. Скачать). Принципы построения систем сбора технологических параметров были отработаны при создании экспериментального образца роботизированного бурового комплекса РБК для разведочного бурения (руководитель Власов Г. Л., Васильевв В. И., Гинзбург И. М.)

В настоящее время технический прогресс позволяет реализовать системы сбора информации стендов на качественно новом уровне (см. Акустическая аппаратура АЗП-1 для исследования процесса бурения в стендовых условиях)

Типовой состав стенда: основание бурового станка, буровой (или камнерезный) станок, устройство для крепления блока горной породы, измерительная система. При наличии у Заказчика бурового или камнерезного стенда поставляется только измерительная система.

Назначение регистрации и анализ технологических параметров в процессе бурения в стендовых условиях.

Область применения: стендовые исследования процесса бурения при бурении блоков горных пород, учебный процесс подготовки инженеров в высшем учебном заведении. В портативном варианте система может использоваться в качетсве сборщика данных в производственных условиях.

. Состав системы:

• Комплект датчиков параметров процесса бурения: нагрузки на забой, частоты вращения бурового снаряда, давления промывочной жидкости, расхода промывочной жидкости, механической скорости бурения, реализуемой мощности (крутящего момента);
• Комплекс программно-аппаратных средств на базе персонального компьютера (компьютер, интерфейс, плата АЦП, программное обеспечение).

Комплекс программно-аппаратных средств выполняет функции опроса и обработки сигналов датчиков, отображения информации в реальном масштабе времени на экране монитора.

Принцип работы системы основан на регистрации и анализе технологических параметров в процессе бурения. Датчики (измерительные преобразователи) размещаются на буровом станке и линии подачи промывочной жидкости.

Комплект поставки:

• Питание измерительной системы осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц; потребляемая мощность не более 500 ВА.
• Комплект поставки: по согласованию с Заказчиком
• Метрологическое обеспечение Измерительные каналы обеспечены метрологической калибровкой
• Формы сотрудничества: продажа системы; разработка системы по техническим требованиям.проведение стендовых исследований
• Срок поставки 4 месяца