Рис. 5.4. Графики, иллюстрирующие принципы управления режимами бурения

а—в функции крепости пород: б—с использованием внешней характеристики систе­мы подачи; в — путем анализа на плоскости управляющих воздействий; г — G_n=const

Исходный режим бурения выбирается путем изменения пер­вичных настроек управляющей системы в соответствии с техно­логической картой оптимальных режимов бурения. Например, если задана начальная крепость пород f_н, то задаются опти­мальными значениями G_н и n_н начального режима бурения пу­тем подбора параметров G₀ и n₀. Затем настраивают параметры а и b в двух-трех различных породах путем настройки органов, влияющих на эти параметры.

Поскольку крепость породы не поддается прямому измере­нию, предложены модификации рассматриваемого принципа, в которых крепость оценивается по устанавливающимся осевым уси­лиям или скоростям подачи бурового инструмента.

Осевую нагрузку необходимо устанавливать обратно про­порционально скорости бурения, а частоту вращения бурового става - обратно пропорционально осевой нагрузке.

Связь между G и v_м практически реализуется путём формирования требуемой скоростной характеристики си­стемы подачи. Тогда каждой породе будут соответствовать рав­новесные осевые нагрузки и скорости подачи, а частота вращения устанавливается с помощью нелинейного функциональ­ного преобразователя или с помощью простого усилительно-суммирующего звена. В одной и той же породе при различных час­тотах вращения, например в диапазоне n₁ – n₂, скорость бурения меняется (заштрихованная область), что ведет к изменению осевой нагрузки.

При поиске методом стандартных режимов (проб) выбирают стандартные значения технологических параметров бурения и исследуют процесс бурения на этих режимах в породах раз­личной крепости. Методом статистического усреднения находят зависимость между крепостью и скоростью бурения и строят график (рис. 5.5), позволяющий быстро определить категорию породы по скорости бурения на стандартных режимах. После этого вручную или автоматически устанавливают оптимальные для данной породы по критерию себестоимости технологиче­ские параметры бурения.