Стабилизатор тока для сверлилки мотора своими руками: Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка

Предлагается рассмотреть вариант изготовления электронного регулятора оборотов для двигателя постоянного тока с рабочим напряжением 24 V.

Предлагаемая конструкция регулятора оборотов двигателя, предназначена для изменения скорости вращения инструмента на сверлильном станке, изготовление которого описано в заметке «Сверлильный станок – ромбоид». Однако это устройство возможно использовать для регулирования мощности и в других конструкциях.

Необходимость в регулировке оборотов инструмента вызвана следующими причинами. Изменение обрабатываемого материала, диаметра и вида инструмента требует изменения скорости резания. Например, сверление оргстекла или некоторых термопластичных пластмасс, на режимах оптимальных для сверления металла, приведет лишь к расплавлению обрабатываемого материала в зоне резания и налипанию его на сверло. Сверление, развертывание и зенковка одного и того же отверстия, также требует разных оборотов для качественной обработки поверхности. Увеличение диаметра сверла требует пропорционального уменьшения числа оборотов. Кроме того, иногда требуется реверс направления вращения инструмента. Для элементарного выполнения этих условий предлагается изготовить электронный регулятор оборотов.

Изготовление регулятора оборотов двигателя.

1. Исходные данные.
В рассматриваемом примере, на сверлильном станке используется электродвигатель постоянного тока на 24 Вольта (0,7А).

Для работы этого электродвигателя нужен соответствующий источник питания.

Необходимое для работы двигателя напряжение и ток может обеспечить трансформатор кадровой развертки ТВК-110Л-1, взятый из старого телевизора. Он имеет небольшие габариты и массу (ШЛ 20 х 32) и с вторичной обмотки способен выдать ток 1 A с напряжением 22…24 V. При этом выпрямленное напряжение будет около 30 V, но с ростом потребляемого тока выходное напряжение будет несколько снижаться.

2. Изготовление выпрямителя.
Так как при возможном резком торможении обрабатывающего инструмента, вероятны скачки потребляемого двигателем тока до 1,5…2,0 А, для изготовляемого выпрямителя необходимо использовать диоды с запасом по предельному току. Желательно применить диоды с рабочим напряжением более 30V и предельным током более 2,0А.

В рассматриваемом варианте регулятора использованы, оптимальные из имеющихся под рукой, диоды КД202Д (200V — 5,0А).
Из выбранных диодов соберем мостовой выпрямитель и подключим его к вторичной обмотке трансформатора. Запитаем трансформатор от сети и проверим выходное напряжение.

3. Изготовление корпуса для устройства.
Пришло время для размещения электрической части регулятора оборотов. Возможны следующие варианты исполнения. В отдельном независимом от станка корпусе, в установленном постоянно на станке корпусе, а также встроенном в конструкцию станка (например, в столе станка).

Так как предлагаемая конструкция является регулятором мощности для различных устройств, то с учетом перспектив его возможного дальнейшего применения целесообразно изготовить это устройство в отдельном мобильном корпусе. Изготовление или приобретение подходящего корпуса будет зависеть от Ваших пожеланий и возможностей. Как вариант, в рассматриваемой конструкции использован пластмассовый флакон от химикатов с габаритными размерами 90 х 70 х 90 мм.

У емкости частично срезана верхняя часть. Образовавшееся окно закрывается декоративной панелью изготовленной из металлического листа толщиной 0,4 мм. Ребра, образованные после гибки с трех сторон полочек на заготовке, придают панели достаточную для работы жесткость. При установке в конструкцию, панель также дает корпусу дополнительную прочность. На панели устанавливается розетка для выходного напряжения, регулятор мощности, плата с электронной схемой (снизу).
По размерам окна в корпусе, из универсальной монтажной платы, вырезается рабочая плата для размещения электронной схемы регулятора.

4. Электрическая схема регулятора.
В интернете можно найти много вариантов схем для регулирования оборотов двигателя постоянного тока. Наиболее простые и стабильные в работе схемы выполнены на основе таймера NE555. Они требуют минимум компонентов, практически не нуждаются в настройке и быстро собираются. Поэтому не будем стремиться к оригинальности, выполним электронный регулятор оборотов на базе отработанной схемы генератора с таймером NE555, по рисунку приведенному ниже.

Схема регулятора выполнена на базе DA1 — импортном интегральном таймере NE555 (отечественный аналог — КР1006ВИ1). Конструкция таймера представляет собой многофункциональную интегральную микросхему (ИМС). Она часто применяется в различных устройствах (электроника, вычислительная техника, автоматика). Основным назначением этого таймера, является генерирование импульсов с большим диапазоном периода повторения (от микросекунд до нескольких часов).

Приведенная схема регулятора на таймере NE555, позволяет управлять оборотами электродвигателя с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

В этом методе, напряжение питания на двигатель подается в виде импульсов с постоянной частотой следования, но при этом их длительностью (шириной импульса) можно управлять. При этом способе регулирования, передаваемая мощность и скорость вращения двигателя будут пропорциональны длительности импульсов (коэффициенту заполнения ШИМ сигнала — отношению длительности импульса к его периоду).
Принцип работы генератора ШИМ сигнала на таймере NE555 многократно и подробно описан в соответствующих публикациях, с чем можно ознакомиться в интернете.

Генератор регулятора работает на частоте около 500 Гц. Его частота зависит от емкости конденсатора С1. Длительность импульса будем регулировать переменным резистором R2. Сигналы с выхода генератора ШИМ сигнала, через усилитель тока на транзисторе VT1 управляют электродвигателем станка. Увеличивая ширину положительного импульса поступающего на базу транзистора VT1, мы увеличиваем мощность поступающую на двигатель постоянного тока, и наоборот. Длительность импульсов, следовательно и частоту вращения двигателя можно изменять в пределах от 0 до 95…98%.

Реверс направления вращения инструмента можно выполнить с помощью тумблера установленного на панели. Но для упрощения конструкции, эта функция выполняется поворотом вилки (сменой полюсов) в розетке на панели.

Вместо составного n-p-n транзистора КТ 829А можно применить полевой транзистор или оптрон соответствующей мощности.
Регулятор будет питаться от сети 220 В и иметь регулируемый по мощности выход на 24 В. Напряжение питания таймера NE555 должно быть в диапазоне 5…16 В, в схеме он будет работать от стабилизированного напряжения 12В. Данная схема регулятора может работать и от другого источника питания в пределах 24…30 В.

5. Комплектация устройства.
Комплектуем устройство деталями согласно приведенной схеме. Выходной транзистор VT1 и стабилизатор VR1 устанавливаем на небольшие радиаторы. В приведенной конструкции они изготовлены из алюминиевого уголка.

6. Проверка работы схемы генератора.
В интернете размещено много похожих вариантов схемы генератора на таймере NE555, но номиналы деталей в разных схемах отличаются в десятки и сотни раз. Поэтому, для упрощения изготовления и отладки работающей схемы, желательно предварительно собрать ее на универсальной монтажной плате.

Собираем схему генератора. К выходу таймера (выв.3) подключаем базу n-p-n транзистора КТ315. В цепь его коллектора включаем индикаторный светодиод через ограничительный резистор 1кОм. Эмиттер подключаем на минус схемы. Запитываем схему генератора от стабилизированного источника питания 12В. Подбирая номиналы деталей, контролируем правильность работы генератора по свечению светодиода.

Контрольный светодиод можно установить и непосредственно к выходу таймера (выв.3), но следует учитывать, что таймер NE555 имеет выходной ток до 200 мА. Близкий отечественный аналог КР1006ВИ1 допускает выходной ток до 100 мА.

7. Монтаж схемы регулятора оборотов.
Выполняем компоновку платы — размещаем детали на радиаторах, переменный резистор управления оборотами, электролитические конденсаторы. Сверлим отверстия в плате под крепеж деталей и крепление платы к панели устройства. Выполняем монтаж схемы регулятора на рабочую плату.

8. Сборка регулятора оборотов двигателя.
Собираем все узлы регулятора оборотов. Закрепляем плату на панели устройства, используя прокладку из тонкого текстолита для изоляции контактов платы от металлической панели. Выход регулятора присоединяем к розетке расположенной на панели. Также к ее клеммам, в обратном направлении, припаиваем диод VD3. Он будет гасить импульсы самоиндукции обмотки электродвигателя. Этот диод должен выдерживать рабочее напряжение и ток, не менее двух раз превышающие рабочие характеристики двигателя.

Роль индикатора работы регулятора будет выполнять один элемент светодиодной ленты LED1, на напряжение 12В. Разместим (приклеим) его на плечо подвески двигателя, над сверлильным патроном, для одновременной с индикацией подсветки зоны обработки.

9. Доработка конструкции сверлильного станка.
Работа на изготовленном станке показала необходимость в некоторых доработках его конструкции.

Под винт фиксации по высоте установлена дополнительная пластина, позволяющая распределить давление зажима на большую площадь, исключить заклинивания и облегчить скольжение основания подвески по стойке станка.

По предложению комментатора о контроле оптимального положения инструмента относительно обрабатываемой детали, изготовлен и установлен регулируемый упор. Он устанавливается наверху основания подвески и служит упором для верхнего рычага подвески. Упор настраивается так, чтобы сверлильный патрон и рычаги подвески не могли опуститься ниже 2-х мм от нулевой линии. В положении на упоре, сверло устанавливается в патроне, до касания столика станка. Так оно автоматически будет работать в оптимальной зоне 4мм, с минимальным боковым смещением 0,01мм.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Сверлильный станок для печатных плат с автоматической регулировкой

Приветствую, Самоделкины!
В этой статье описан процесс самостоятельного изготовления сверлильного станка для печатных плат. Автором данной самоделки является Роман (YouTube канал «Open Frime TV»)

Основание станка напечатано на 3d принтере. 3D модель можно скачать ЗДЕСЬ. Если же у вас нет 3d принтера — не беда, можно использовать вот такой корпус:

Как такой изготовить узнаете из этого видеоролика.

Вообще, сегодняшняя самоделка, это усовершенствованная версия сверлильного станка из видеоролика выше, так сказать сверлильный станок версии 2.0. Те, кто не видел данный видеоролик, обязательно посмотрите.

Итак, какие же именно изменения претерпел сверлильный станок? А изменение следующие:
1) Автоматический регулятор оборотов дрели. Когда нету нагрузки обороты минимальные, как только нагрузка появилась, обороты увеличились до максимальных, а потом опять упали. Это, скажу я вам, очень полезная штука. Во-первых, она уменьшает износ щеток, а во-вторых, позволяет легче прицелиться при сверлении.

2) Следующее изменение — это сверла. До этого автор пользовался обыкновенными сверлами по металлу нужного диаметра.

Но ведь для этих целей существуют специальные крутые твердосплавные сверла.

Автор заказал их и понял, насколько эти сверла облегчили процесс сверления. Во-первых, у них спиральная форма и у вас по всему столу не будет разлетаться труха, а во-вторых, они тупятся намного дольше чем обыкновенные сверла, что есть огромный плюс.

Также можно было заменить цанговый патрон на быстрозажимной, он стоит чуть дороже, но пользы намного больше, не нужно постоянно менять цанги.

Но так как мы имеем твердосплавные сверла, у которых все хвосты одинаковые, то можно оставить и этот патрон, особых проблем с ним нет.
Теперь давайте посмотрим, как все это реализовано. Сам станок собирается несложно. Делаем все по картинке автора данной модели. Потихоньку собираем, соединяя подвижные части, а также смазываем их, так как это пластмасса и может легко выработаться.

Единственное, что не предусмотрено в 3д модели корпуса, это подставка, ее придется изготовить самостоятельно. Автор сделал ее из дерева. Она довольно-таки увесистая, точно не будет шататься.

Для придания красивого вида автор также еще и покрасил ее в черный цвет.

Как видим получилось не хуже заводских моделей.
Следующим шагом рассмотрим схему автоматического регулирования оборотов.

Она несложная, всего 2 транзистора и обвязка.

Силовой транзистор желательно поставить на радиатор.

Давайте разберемся, как работает данная схема. Без нагрузки на базу силового транзистора приходит напряжение с подстроечного резистора. Данный транзистор находится в приоткрытом состоянии.

Теперь о том, что происходит, когда подается нагрузка. На одной ножке резистора шунта напряжение становится меньше, чем на другой:

В таком случае, на базе второго транзистора, напряжение становится меньше, чем на эмиттере, и он открывается, подтягивая базу силового транзистора к плюсу питания. Соответственно силовой транзистор открывается на полную мощность и обороты двигателя возрастают.

Как только нагрузка пропала, разница напряжений стала меньше, и верхний транзистор закрылся. Двигатель опять еле вращается. Изменяя сопротивление подстроечного резистора можно выставлять минимальные обороты вращения двигателя.

Единственной сложной задачей в данной схеме есть подбор резистора шунта.

Если его взять большего номинала, то на нем будет постоянно падать напряжение, а, следовательно, нижней транзистор будет всегда открыт.

Для разных двигателей номинал будет разный. Автор купил себе 10 резисторов номиналом от 1 Ома и до 10 Ом и стал пробовать.

При резисторе номиналом 2Ом была оптимальная работа. И запомните, чем мощнее моторчик, тем меньше номинал нужно брать.

Идем дальше. Печатная плата данного регулятора получилась очень маленькой. Такую можно без особых проблем собрать и на макете, но мы будем делать ее на печатной плате.

Запаиваем платку.

И вот так она работает. Как видим, мультиметр фиксирует напряжение непосредственно на двигателе.

Дотрагиваемся пальцем к патрону и обороты сразу же возрастают. Убираем палец, и они падают до заданных.

Как ни странно, при такой простоте схемы работа безотказная. Без изменений в данном проекте осталось освещение. Это все те же 4 светодиода мощностью 1Вт каждый расположенных снизу двигателя на вот такой пластине-радиаторе.

Для красоты спрячем плату, провода и выключатель в корпус. Тут отлично подойдет корпус от старого блока питания.

В нем просверлим необходимые отверстия и теперь осталось все соединить воедино.

Ну вот и собрали станочек. Получилось довольно красиво, не отличить от заводской модели. Как вы могли заметить на двигатель установлен конденсатор на 100 нФ. Когда щетки начнут изнашиваться он защитит от ложных срабатываний.

Ну и в конце можно произвести тест станка. Для этого возьмем какую-нибудь старую плату и попробуем сверлить. Подсветку автор отключил, чтобы не слепить камеру.

Как видим, процесс сверления просто идеальный. Прицелился, чуть дал нагрузку и с легкостью просверлил отверстие.
Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

РадиоКот :: Ковырялочка для п/плат.

РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >

Ковырялочка для п/плат.

Когда то давно в начале 80-х была у меня сверлилка для п/плат на базе ГДР — овского электродвигателя и маленького патрона от дрели на 1 — ом конусе Морзе.

Тип мотора не сохранился но схема была срисована в тетрадку.

В те годы домашних компьютеров не было, и все интересные схемы и мозговые изыскания заносили в общие тетради в клеточку, по 96 листов, стоимостью 44 копейки.

Схема работала по алгоритму: маленькая нагрузка – патрон крутится медленно, возрастает нагрузка – патрон крутится быстрее.
Очень удобно было использовать для сверления отверстий в п/платах, попал в кернение — обороты возросли.

Лет прошло много, сверлилка давно канула в вечность. Недавно озадачился проблемой сверления отверстий в п/платах.
В связи с отсутствием таких транзисторов (особенно П-701) пришлось переводить схему на современные детали:

П/плата универсальная: есть КТ972 — ставим его и перемычку от базы в эмиттер маленького транзистора, нет КТ972 — ставим КТ315 и аналог КТ805, как на фото.

Еще одна схема сложилась в голове другого автора: Edward Nedeliaev (https://www.cqham.ru/smartdrill.htm). На эту ссылку натолкнулся после недельных неудачных попыток заставить схему работать с мотором типа ДПМ.
Хотя как нам известно из классики, что один хомосапиенс собрал, то другой хомосапиенс завсегда разобрать сможет.
Как выяснилось с ДПМ моторами схема не работает, ей видите ли подавай только двигатели серии ДПР.

Но ДПР мотора нет и покупать его желания не возникает,зато есть вот такая коробочка и ковырялочка из неё.

С этого места начинается лабораторная работа на тему «Подбери управление КОВЫРЯЛОЧКОЙ для П/ПЛАТ». На просторах интернета полно разных схем, простых и не очень простых для управления моторами сверлилок для п/плат.
Рассмотрим некоторые наиболее распространённые из них:

1. регулятор на транзисторах без применения микросхем (серия К142ЕН игнорируется)

2. регулятор на транзисторах и микросхемах.

3. регулятор на транзисторах и микроконтроллере.

4. регулятор напряжения (пропустим, он мало интересен для применения в рассматриваемых целях и задачах)

Первой попробуем схему А. Москвина, г. Екатеринбург:

Схема отлично выполняет свои функции и обязанности:

1. сенсорно управляется ( пуск/регулировка/стоп)

2. изменяет обороты

3. тормозит двигатель

4. настройки практически не требует

Если в качестве сенсора применить разделённую пополам площадку размером с 1 копеечную монету, то приложением пальца очень удобно включать и регулировать обороты двигателя.

В журнале “Радио” за 2009 год была другая схема, для ДПМ моторов. Придумал её С. Саглаев, г. Москва. Мне пришлось изменить некоторые номиналы под свой мотор.

Схема работает достаточно хорошо, но как-то задумчиво. Возможно это связано с имеющимся у меня двигателем.

Вторыми для опытов возьмём так называемые ШИМ регуляторы.

Вариантов схем превеликое множество и авторов просто легион. По этой причине имена и фамилии героев здесь не приводятся.

Схемы работают, но скорее подходят для управления оборотами вентилятора с коллекторным двигателем. Более приемлемые параметры для сверлилки имеют схемы на таймере NE-555:

Рекомендую вариант который на фото и схеме изображен внизу, почему-то её работа понравилась больше других.

Одно из схемотехнических решений — применение обратной связи. На форуме “Арсенала” (https://www.foar.ru) позаимствованы две таких схемы:

Эти варианты схем достойны внимания и повторения. Следует отметить что вариант с диодом КД213 удостоился чести быть установленным в корпус, и занял пустующее место в серой коробочке наряду с ковырялочкой и свёрлами.
Вероятно, простые так называемые ШИМ регуляторы, скорее всего подходят для стационарной сверлилки типа этой:

Следующий на очереди — микропроцессорный вид сверлилок. Запад как обычно нам помог в схемотехническом решении: https://mondo-technology. com/dremel.html
Делал эту схему года три назад, в качестве подопытного кролика выступил убитый Dremel. Внутри был установлен импортный двигатель на 24 вольта и запитан от этой схемы:

Замечательно работающая получилась конструкция, используется на работе до сих пор и заслуживает только похвальных отзывов. Кстати отверстия в п/платах на фотографиях сделаны именно ей.


Как вариант для сверлилки опробовалась схема на ATtiny13 (автор hardlock, https://www.hardlock.org.ua/mc/tiny/dc_motor_pwm/index.html):

Симпатичная и неплохо работающая конструкция, но хочется снова подчеркнуть что она скорее подходит для стационарной сверлилки.

И в завершение конструкция, которая покорила своей повторяемостью и удобством использования. Придумал и реализовал схему в далёком 1989 году болгарин Александър Савов:

Схема отлично работает по изложенному в начале алгоритму:

1. маленькая нагрузка – патрон крутится не быстро.

2. возрастает нагрузка – патрон крутится быстрее.

Схеме глубоко безразлично с какими моторами работать:

Все двигатели, которые оказались в наличии дома, были опробованы под управлением этой конструкции и отлично отработали тест.
Результаты превзошли все ожидания. Незначительная подстройка резистором RP1 нужных вам минимальных оборотов ротора и резистором RP2 — устойчивого, без рывков, вращения, и всё, двигатель работает.

P.S. Не забывайте о блоке питания, который не должен держать вашу ковырялочку на голодном пайке по току.

Файлы:
Схемы (SPlan) и платы (SprintLayout)
Прошивка для сверлилки на PIC»е
Прошивка для сверлилки на ATtiny13
Справочник по двигателям ДПМ, ДПР, ДП

Все вопросы, как всегда, в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Автоматический регулятор оборотов микродрели от Александъра Савова

Да, это моя дрель и почему-то все пугаются когда её видят.
Ну, жалко мне пока денег на нормальный девайс.
Самая приятная часть работы, и трудная, это сверление печатной платы. Я собираю что-то новое и необходимо сверлить все это дело.
Очень часто приходится класть дрель на стол, пока что-то обдумываешь или тебя отвлекает супруга, а если на столе ещё и творческий беспорядок, то микродрели очень сложно найти место. Из-за вибрации во включенном состоянии она может слететь со стола.

Тут возникла идея собрать стабилизатор с регулировкой частоты вращения.
Нашел хорошую подборку схем на Радиокоте: статья «Ковырялочка для п/плат». Автор МП42Б

Содержание / Contents

Хотелось сделать так, чтобы микродрель имела маленькие обороты на холостом режиме, а при нагрузке частота вращения сверла увеличивалась.
Во-первых это очень удобно, во-вторых двигатель работает в облегченном режиме, в-третьих меньше изнашиваются щетки.

Источник изображения radiokot.ru
А вот и схема такого автоматического регулятора оборотов. Её автор Александър Савов из Болгарии.
Инженер А. Савов — основал в 1991 году фирму «COMACON», на сегодня ведущую болгарскую компанию в области КИП и А.
Автор множества конструкций и статей для радиолюбителей, которые опубликованы в журналах «Млад конструктор» и «Радио, телевизия, електроника» и др.
Статья с интервью Савова (на болгарском).В схеме применены легкодоступные детали. Микросхему LM317 необходимо установить на радиатор во избежание её перегрева.
Конденсаторы электролитические на номинальное напряжение 16В.
Диоды 1N4007 можно заменить на любые другие рассчитанные на ток не менее 1А.
Светодиод АЛ307 любой другой. Печатная плата выполнена на одностороннем стеклотекстолите.
Резистор R5 мощностью не менее 2Вт, или проволочный.

БП должен иметь запас по току, на напряжение 12 В. Регулятор работоспособен при напряжении 12-30 В, но свыше 14В придется заменить конденсаторы на соответствующие по напряжению.

Готовое устройство после сборки начинает работать сразу. Резистором P1 выставляем требуемую частоту вращения на холостом ходу. Резистор P2 служит для установки чувствительности к нагрузке, им выбираем нужный момент увеличения оборотов. Если увеличить емкость конденсатора C4, то увеличится время задержки высоких оборотов или если двигатель работает рывками. Я увеличил емкость до 47uF.

Двигатель для устройства не критичен. Только необходимо чтобы он был в хорошем состоянии.
Я долго мучился, уже подумал, что у схемы был глюк, что она непонятно как регулирует обороты, или уменьшает обороты во время сверления.
Но разобрал двигатель, прочистил коллектор, подточил графитовые щетки, смазал подшипники, собрал.
Установил искрогасящие конденсаторы. Схема заработала прекрасно.
Теперь не нужен неудобный выключатель на корпусе микродрели.

Разводка уважаемого МП42Б, вытащена из общего файла его статьи, упомянутой в начале.

02.05.2019 по просьбе камрадов на плате подписал детали и немного навёл красоты Игорь Котов.
Архив обновлён.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Соблюдаем технику безопасности при работе со стеклотекстолитом.
Ведь стеклотекстолит изготовлен на основе стеклоткани, которая содержит мельчайшие волокна стекла.
При попадании в дыхательные пути или на кожу они вызывают раздражение и пр. неприятности!

Спасибо за внимание!

Денис (Lakki)

Саратов

О себе автор ничего не сообщил.

 

Регулятор оборотов минидрели / Блог компании MakeItLab / Хабр

Сверление печатных плат — настоящая головная боль для электронщика, но наше новое устройство поможет ее немного смягчить. Это простое и компактное дополнение к минидрели позволит продлить жизнь двигателю и сверлам. Схема, плата, инструкции по настройке, видео — все в статье!

Для чего нужен регулятор оборотов

Обычно минидрели строятся на базе обычных двигателей постоянного тока. А обороты таких двигателей зависят от нагрузки и приложенного напряжения. В результате на холостых оборотах двигатель раскручивается очень сильно, а в моменты сверления обороты двигателя плавают в большом диапазоне.

Если снижать напряжение на двигателе, когда не нем нет нагрузки, можно добиться увеличения ресурса как свёрл, так и самих двигателей. Кроме того, даже точность сверления повышается. Самый простой способ добиться этого — измерение тока, потребляемого двигателем.

В интернете много схем подобных регуляторов, но большинство из них используют линейные регуляторы напряжения. Они массивные и требуют охлаждения. В соавторстве с TinyElectronicFriends нам захотелось сделать компактную плату на базе импульсного стабилизатора, чтобы она могла быть просто «надета» на двигатель.

Схема

ШИМ-регулятор со встроенным ключом MC34063 регулирует напряжение на двигателе. Напряжение на шунте R7,R9,R11 усиливается операционным усилителем и через компаратор подается на вход обратной связи ШИМ-контроллера.

Если ток меньше определенного значения, то на двигатель подается напряжение, зависящее от настройки сопротивления RV1. То есть на холостых оборотах на двигатель будет подаваться только часть мощности, а подстроечный резистор RV1 позволит отрегулировать обороты при этом.

Если сигнал на выходе ОУ превысит напряжение на компараторе, то на двигатель будет подано полное напряжение питания. То есть при сверлении двигатель будет включаться на максимальную мощность. Порог включения задается резистором RV2.

Для питания ОУ используется линейный стабилизатор.

Все компоненты схемы будут рассеивать очень мало тепла и можно собрать ее полностью на SMD-компонентах. Работать она может при большом диапазоне питающих напряжений (в зависимости от сопротивления R6), не требует контроллеров и датчиков оборотов.

Печатная плата

Вся схема умещается на двухсторонней печатной плате диаметром 30мм. На ней всего несколько штук переходных отверстий и ее легко можно изготовить «в домашних условиях». Ниже в статье будут файлы для скачивания файла печатной платы для SprintLaout.

Перечень компонентов

Вот полный список всего, что потребуется для сборки:

1. Печатная плата (ссылка на файлы для изготовления в конце статьи)
2. U1 — MC34063AD, импульсный стабилизатор, SOIC-8
3. U2 — LM358, операционный усилитель, SOIC-8
4. U3 — L78L09, стабилизатор, SOT-89
5. D1,D3 — SS14, диод Шоттки, SMA — 2шт
6. D2 — LL4148, диод выпрямительный, MiniMELF
7. C1 — конденсатор, 10мкФ, 50В, 1210
8. C2 — конденсатор, 3.3нФ, 1206
9. C3,C4 — конденсатор, 4.7мкФ, 1206 — 2шт
10. C5 — конденсатор, 22мкФ, 1206
11. R1-R3,R7,R9,R11 — резистор 1 Ом, 1206 — 6шт
12. R4,R10 — резистор 22кОм, 1206 — 2шт
13. R5 — резистор 1кОм, 1206
14. R6 — резистор 10-27кОм, 1206. Сопротивление зависит от номинального напряжения используемого двигателя. 12В — 10кОм, 24В — 18кОм, 27В — 22кОм, 36В — 27кОм
15. R8 — резистор 390 Ом, 1206
16. RV1,RV2 — резистор подстрочный, 15кОм, типа 3224W-1-153 — 2шт
17. XS1 — клемма, 2 конт, шаг 3,81мм

Также мы сделали на 3D-принтере кольцо-ограничитель, для удобной установки на двигатель. Ссылка для скачивания STL-файла для скачивания в конце статьи.

Сборка и настройка

Собирается все достаточно просто. Контактные площадки нарисованы под ручную пайку.
Стоит начинать сборку самой платы с установки всех компонентов на стороне платы без подстроечных резисторов, а затем на обратной стороне. Клемму проще устанавливать в последнюю очередь. Номинал R6 подбирается в соответствии с номинальным напряжением вашего двигателя. В этом устройстве важно контролировать положение ключа на микросхемах и полярность диодов. Все остальные компоненты не полярные.

Между платой и двигателем над установить проставку, чтобы плата не касалась двигателя. Сама плата надевается прямо на ламели двигателя. Несколько раз проверьте полярность подключения двигателя, чтобы он крутился в правую сторону, а затем припаяйте контакты.

Контакты для подачи напряжения, на вход платы подписаны «GND» и «+36V». Минус источника входного напряжения подключается к контакту «GND», а плюс к «+36V». Напряжение источника питания должно совпадать с номинальным напряжением двигателя.

Настройка регулятора очень проста:

1. Установить резистором RV2 порог срабатывания регулятора на максимум
2. Установить резистором RV1 оптимальные обороты двигателя в режиме холостого хода
3. Установить резистором RV2 такой порог срабатывания, чтобы при появлении малейшей нагрузки, увеличивалось напряжение на двигателе

Видео

Эффект от использования сложно оценить по видео, но мы теперь всегда сверлим только с регулятором! Требуется лишь немного привыкнуть и следить чтобы сверла были хорошо заточены. И, конечно, его можно в любой момент просто включить на максимум на всегда.

Ссылки

Ссылки для скачивания всех необходимых файлов вы можете найти на основной странице проекта.
Спасибо за проявленный интерес!

Буратор. Сверлильный станок для печатных плат / Блог компании MakeItLab / Хабр

Здравствуйте! На этом ресурсе много людей, которые занимаются электроникой и самостоятельно изготавливают печатные платы. И каждый из них скажет, что сверление печатных плат это боль. Мелкие отверстия приходится сверлить сотнями и каждый самостояльно решает для себя эту проблему.

В этой статье я хочу представить вашему вниманию открытый проект сверлильного станка, который каждый сможет собрать сам и ему не потребутся для этого искать CD-приводы или предметные столы для микроскопа.

Описание конструкции

В основе конструкции довольно мощный 12ти вольтовый двигатель из Китая. В комплекте с двигателем они продают еще патрон, ключ и десяток сверел разного диаметра. Большинство радиолюбителей просто покупают эти двигатели и сверлят платы удерживая инструмент в руках.

Я решил пойти дальше и на его основе сделать полноценный станок под подобные двигатели с открытыми чертежами для самостоятельного изготовления.

Для линейного перемещения двигателя я решил использовать полированные валы диаметром 8мм и линейные подшипники. Это дает возможность минимизировать люфты в самом ответственном месте. Эти валы можно найти в старых принтерах или купить. Линейные подшипники также широко распространены и доступны, так как применяются в 3D-принтерах.

Основная станина сделана из фанеры толщиной 5мм. Фанеру я выбрал потому, что она стоит очень дешево. Как материал, так и сама резка. С другой стороны ничего не мешает (если есть возможность) просто вырезать все те же самые детали из стали или оргстекла. Некоторые мелкие детали сложной формы напечатанны на 3D-принтере.

Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя.

С обратной стороны я предусмотрел место для хренения ключа и небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром.

Но все это проще один раз увидеть на видео:

На нем есть небольшая неточность. В тот момент мне попался бракованный двигатель. На самом деле от 12В они потребляют на холостом ходу 0,2-0,3А, а не два, как говорится в видео.

Детали для сборки

1. Двигатель с патроном и цангой. С одной стороны кулачковый патрон это очень удобно, но с другой он гораздо массивнее цангового зажима, то есть часто подвержен биениям и очень часто их приходится дополнительно балансировать.
2. Фанерные детали. Ссылку на файлы для лазерной резки в формате dwg (подготовлено в NanoCAD) можно будет скачать в конце статьи. Достаточно просто найти фирму, которая занимается лазерной резкой материалов и передать им скачанный файл. Отмечу отдельно то, что толщина фанеры может меняться от случая к случаю. Мне попадаются листы которые немного тоньше 5мм, поэтому пазы я делал по 4,8мм.
3. Напечатанные на 3D-принтере детали. Ссылку на файлы для печати деталей в stl-формате можно будет также найти в конце статьи
4. Полированные валы диаметром 8мм и длиной 75мм — 2шт. Вот ссылка на продавца с самой низкой ценой за 1м, которую я видел
5. Линейные подшипники на 8мм LM8UU — 2шт
6. Микропереключатель KMSW-14
7. Винт М2х16 — 2шт
8. Винт М3х40 в/ш — 5шт
9. Винт М3х35 шлиц — 1шт
10. Винт М3х30 в/ш — 8шт
11. Винт М3х30 в/ш с головкой впотай — 1шт
12. Винт М3х20 в/ш — 2шт
13. Винт М3х14 в/ш — 11шт
14. Винт М4х60 шлиц — 1шт
15. Болт М8х80 — 1шт
16. Гайка М2 — 2шт
17. Гайка М3 квадратная — 11шт
18. Гайка М3 — 13шт
19. Гайка М3 с нейлоновым кольцом — 1шт
20. Гайка М4 — 2шт
21. Гайка М4 квадратная — 1шт
22. Гайка М8 — 1шт
23. Шайба М2 — 4шт
24. Шайба М3 — 10шт
25. Шайба М3 увеличенная — 26шт
26. Шайба М3 гроверная — 17шт
27. Шайба М4 — 2шт
28. Шайба М8 — 2шт
29. Шайба М8 гроверная — 1шт
30. Набор монтажных проводов
31. Набор термоусадочных трубок
32. Хомуты 2. 5 х 50мм — 6шт

Сборка

Весь процесс подробно показан на видео:

Если следовать именно такой последовательности действий, то собирать станок будет очень просто.

Вот так вот выглядит полный набор всех комплектующих для сборки

Помимо них для сборки потребуется простейший ручной инструмент. Отвертки, шестигранные ключи, плоскогубцы, кусачки и т.д.

Перед тем начинать собирать станок желательно обработать напечатанные детали. Удалить возможные наплывы, поддержки, а также пройти все отверстия сверлом соответствующего диаметра. Фанерные детали по линии реза могут пачкать гарью. Их можно также обработать наждачной бумагой.

После того, как все детали подготовлены начать проще с установки линейных подшипников. Они закрадываются внутрь напечатанных деталей и прикручиваются к боковым стенкам:

Далее устанавливается ручка с шестерней. Вал вставляется в большое отверстие, на него устанавливается основание ручки и все это стягивается болтом на 8мм. Самой ручкой служит винт на М4:

Теперь можно собрать фанерное основание. Сначала боковые стенки устанавливаются на основание, а затем вставляется вертикальная стенка. В верхней части также есть дополнительная напечатанная деталь, которая задает ширину в верхней части. При закручивании винтов в фанеру не прикладывайте слишком большое усилие.

В столике на переднем отверстии необходимо сделать зенковку, чтобы винт с головой впотай не мешал сверлить плату. С торца также установлена напечатанная крепежная деталь.

Теперь можно приступить к сборке блока двигателя. Он прижимается двумя деталями и четырьмя винтами к подвижному основанию. При его установке необходимо следить, чтобы отверстия для вентиляции оставались открытыми. На основание он закрепляется при помощи хомутов. Сначала вал продевается в подшипник, а затем на нем защелкиваются хомуты. Также установите винт М3х35, который в будущем будет нажимать на микропереключатель.

Микропереключатель устанавливается на прорези кнопкой в сторону двигателя. Позже его положение можно будет откалибровать.

Резинки накидываются на нижнюю часть двигателя и продеваются до «рогов». Их натяжение надо отрегулировать так, чтобы двигатель поднимался до самого конца.

Теперь можно припаять все провода. На блоке двигателя и рядом с микропереключателем есть отверстия для хомутов, чтобы закрепить провод. Также этот провод можно провести внутри станка и вывести с обратной стороны. Убедитесь, что припаиваете провода на микропереключателе к нормально замкнутым контактам.

Осталось только поставить пенал для сверел. Верхнюю крышку нужно зажать сильно, а нижнюю закрутить очень слабо, используя для этого гайку с нейлоновой вставкой.

На этом сборка окончена!

Дополнения

Другие люди, которые уже собрали себе такой станок внесли много предложений. Я, если позволите, перечислю основные из них, оставив их в авторском виде:

1. Кстати, тем, кто никогда раньше не работал с такими деталями, хорошо бы напоминать, что пластмасса от 3D принтеров боится нагрева. Поэтому здесь следует быть аккуратным — не стоит проходить отверстия в таких деталях высокоборотной дрелью или Дремелем. Ручками, ручками….
2. Я бы еще порекомендовал устанавливать микропереключатель на самой ранней стадии сборки, так как привинтить его к уже подсобранной станине нужно еще суметь — очень мало свободного пространства. Не помешало бы также посоветовать умельцам заблаговременно хотя бы залудить контакты микропереключателя (а еще лучше — заранее припаять к ним провода и защитить места пайки отрезками термоусадочной трубки), дабы впоследствии при пайке не повредить фанерные детали изделия.
3. Мне видимо повезло и патрон на валу оказался не отцентрированным, что приводило к серьезной вибрации и гулу всего станка. Удалось исправить центровкой «плоскогубцами», но это не хороший вариант. так как гнет ось ротора, а снять патрон уже не реально, есть опасения, что вытащу эту самую ось целиком.
4. Затяжку винтов с гроверными шайбами производить следующим образом. Затягивать винт до момента, когда сомкнется (выпрямится) гроверная шайба. После этого повернуть отвертку на 90 градусов и остановиться.
5. Многие советуют приделать к нему регулятор оборотов по схеме Савова. Он крутит двигатель медленно когда нагрузки нет, и повышает обороты при появлении нагрузки.

Ссылки для скачивания

Все файлы собраны в основной статье о проекте на моем сайте. Там все можно скачать по прямым ссылкам без регистрации и других проблем.

7. Направленное бурение и проходка туннелей | Технологии бурения и земляных работ для будущего

с заканчиванием и производством, такими как цементирование хвостовиков, гравийная набивка и гидроразрыв.

Наклонно пробуренные скважины делятся на три основные категории. В первой категории задача состоит в том, чтобы добраться до мест, недоступных через прямые вертикальные отверстия. Например, может существовать неблагоприятный рельеф поверхности, такой как наличие зданий, холмов или воды над целевым местоположением.В качестве альтернативы, может быть пробурена направленная скважина, чтобы избежать нежелательных участков в геологической среде, включая зоны разломов или области известных «сложных» горных пород (например, соли, набухающих сланцев и областей высокого давления). Может быть целесообразно пробурить наклонно-направленную скважину с безопасного расстояния, чтобы пересечь выбитую скважину. При разведочном бурении можно пробурить несколько наклонных испытательных стволов из одной и той же верхней части ствола, чтобы сэкономить на затратах на бурение и избежать перемещения установки.

Во второй категории целью является достижение значительного расстояния по горизонтали от места бурения.Этот метод, известный как бурение с «увеличенным радиусом действия», используется для обеспечения доступа ко многим частям коллектора из одного места. Основное применение бурения с большим отходом от вертикали — это морские операции, где оно используется для уменьшения количества необходимых платформ. В последнее время бурение с увеличенным вылетом стало интересным для наземных операций, где экологические проблемы или ограничения городского пространства могут потребовать землепользования. Областью растущего интереса к бурению с увеличенным вылетом является доступ к морским нефтяным месторождениям с берега, что приводит к снижению воздействия на окружающую среду и снижению затрат, связанных с наземным бурением.

При бурении с увеличенным вылетом максимальный вылет зависит от целевой глубины, а также от поддержания хороших условий в стволе скважины и достаточно крутого угла, чтобы буровая компоновка могла скользить вперед и оказывать нагрузку на долото. Технология быстро развивается. Текущая мировая рекордная скважина с увеличенным вылетом, пробуренная в Северном море, достигла цели на горизонтальном расстоянии 23 917 футов (4,53 мили) на глубине около 9 000 футов (Anon. , 1993b). Длина отверстия составила 28 743 фута (5.44 мили).

Третья категория состоит из скважин, в которых часть скважины, лежащая в пласте, имеет определенную ориентацию для увеличения продуктивности. Например, в вертикально тонком пласте горизонтальный ствол может контактировать с большей частью пласта, чем вертикальный, увеличивая площадь контакта с дренажем и задерживая образование конуса воды или газа. Геометрия коллектора помогает определить, использовать ли горизонтальную или вертикальную скважину; Горизонтальная скважина более продуктивна и, следовательно, более выгодна, чем вертикальная скважина, поскольку ширина пласта увеличивается, а высота уменьшается.

21. Измерения при бурении (MWD) и их применение в наклонно-направленном бурении

MWD (Измерение при бурении) — это система, разработанная для выполнения связанных с бурением измерений в скважине и передачи информации на поверхность во время бурения скважины.

Инструмент измерения во время бурения (MWD) начал применяться в начале 1970-х годов.

До внедрения MWD все данные исследований были получены путем остановки процесса бурения для каротажа на кабеле.Для каротажа на кабеле нам пришлось остановить процесс бурения, поставить бурильную трубу на скользящую, выломать Келли, опустить инструмент на кабеле, поднять инструмент, прочитать результаты исследования и спланировать дальнейшие действия. Это используется для увеличения непроизводительного времени (NPT).

Инструмент MWD передавал данные разведки на поверхность через поток бурового раствора в бурильной трубе. Процесс бурения был остановлен на несколько минут, и результаты обследования были получены при отключенной откачке. Это сэкономило время в большей степени по сравнению с каротажем на кабеле.

Одним из способов была передача данных разведки через грязевой поток. Другими средствами передачи были электромагнитные и акустические, которые были разработаны на более поздних этапах.

Таким образом, MWD считался лучшим вариантом для передачи данных обследования по сравнению с проводным способом.

Первоначально система предоставляла три основных информации: наклон, азимут и угол наклона. Эти три параметра помогли установщику наклонно-направленного бурения правильно расположить скважину по желаемой цели.

Позже MWD был оснащен датчиком гамма-излучения для обнаружения естественной радиоактивности и определения наличия сланца, датчиком для измерения давления в кольцевом пространстве, который используется в тонких стволах для определения ECD, тензометрическим датчиком для измерения нагрузки на долото и крутящего момента на долоте.

Инструменты MWD также могут предоставить информацию об условиях на буровом долоте. Это может включать:

• Частота вращения бурильной колонны

• Плавность этого вращения

• Вид и степень любой вибрации в скважине

• Крутящий момент и вес долота, измеренные рядом со сверлом

Рис. 21.1 Компоненты телеметрии импульсного бурового раствора

Рис.21.2 Телеметрия с положительным пульсом бурового раствора

Рис.

Рис.21.4 Телеметрия с отрицательным импульсом бурового раствора

Рис.21.5 Телеметрия с отрицательным пульсом бурового раствора

Рис 21.6 Непрерывная телеметрия

Рис. 21.7 Непрерывная телеметрия

Рис. 21.9 Генераторы турбины

21.10 Грязевая завеса

Рис.21.10 Акселерометры и магнитометры в датчике направления

Рис.21.13 Трубка Гейгера-Мюллера

Рис.21.14 Сцинтилляционный счетчик

Рис.21.15 Датчик частоты вращения турбины

900 Рис. 21.17 Напольный дисплей буровой установки, установленный на полу буровой

Рис 21.18 Радиомодем

Рис.21.22 Компоненты MWD

Рис.21.23 Последовательность инструментов MWD

Рис.21.24 Последовательность инструментов MWD

Здесь я подчеркну свое обсуждение MWD, основанного на телеметрии положительного импульса грязи.

КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ MWD

Канал телеметрии

Система передачи

Источник питания

Датчики MWD

Поверхностные системы

ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЙ КАНАЛ

Каналы телеметрии — это каналы или среда, через которые скважинные данные передаются на поверхность.

Ниже приведены каналы передачи, используемые для передачи данных:

Метод жесткой проволоки

Электромагнитный метод

Акаустический метод

Телеметрия грязевых импульсов

Большинство имеющихся в продаже систем MWD основаны на той или иной форме телеметрии с гидроимпульсным управлением.

Основные компоненты системы телеметрии с гидроимпульсным управлением показаны на рисунке ниже:

Все скважинные компоненты размещены в немагнитной утяжеленной бурильной трубе (NMDC).

Основными компонентами являются:
(a) источник питания для работы с инструментом: он управляет инструментом, когда мы планируем провести обследование

(б) датчики для измерения необходимой информации;
(c) передатчик для отправки данных на поверхность в виде кода;
(d) микропроцессор или система управления для координации различных функций инструмента: он включает датчики, сохраняет измеренную информацию, а затем активирует передатчик для отправки данных в виде закодированного сообщения.

Наземное оборудование состоит из:
(а) датчика давления в стояке для обнаружения изменений давления и преобразования их в электрические сигналы;
(b) электронное фильтрующее устройство для уменьшения или устранения любых помех от буровых насосов или забойных двигателей, которые также могут вызывать колебания давления;
(c) наземный компьютер для интерпретации результатов;
(d) дисплей на полу буровой установки для передачи результатов бурильщику или устройства для построения непрерывных каротажных диаграмм

СИСТЕМА ТРАНСМИССИИ

Здесь, в системе трансмиссии, я сконцентрируюсь на передаче через буровой раствор, т.е.е., гидроимпульсная телеметрия.

Телеметрию грязевых импульсов можно разделить на:

Положительная импульсная телеметрия грязи ( Максимальное использование в промышленности )

Телеметрия с отрицательным импульсом грязи

Телеметрия непрерывных волн

Телеметрия с положительным импульсом грязи:

Телеметрия с положительными импульсами бурового раствора (MPT) использует гидравлический тарельчатый клапан, чтобы на мгновение ограничить поток бурового раствора через отверстие в инструменте, чтобы вызвать повышение давления в виде положительного импульса или волны давления, которая распространяется обратно на поверхность и обнаруживается. на стояке.

Для передачи данных на поверхность этот клапан приводится в действие несколько раз, создавая серию импульсов, которые обнаруживаются датчиком и декодируются наземным компьютером.

Наземный компьютер сначала распознает набор опорных импульсов, за которыми следуют импульсы данных
. Сообщение декодируется путем обнаружения наличия или отсутствия импульса в конкретном временном кадре. Затем этот двоичный код можно преобразовать в десятичный результат. Самописец используется для отслеживания последовательности импульсов.

Телеметрия с отрицательным импульсом грязи

Отрицательный MPT использует управляемый клапан для мгновенного выпуска бурового раствора из внутренней части инструмента в затрубное пространство. Этот процесс вызывает снижение давления в виде отрицательного импульса или волны давления, которая возвращается к поверхности и регистрируется на стояке.

Таким образом, быстрое открытие и закрытие этого клапана создает перепад в стояке, который может быть обнаружен датчиком давления.

Телеметрия непрерывных волн

Телеметрия непрерывных волн использует поворотный клапан или «сирену бурового раствора» с щелевым ротором и статором, которые ограничивают поток бурового раствора таким образом, чтобы генерировать модулирующую волну положительного давления, которая распространяется на поверхность и обнаруживается на стояке.

Один из дисков неподвижен, а другой приводится в движение двигателем.
Постоянная скорость двигателя создает регулярное и непрерывное изменение давления, которое по сути является стоячей волной.Эта волна используется как носитель для передачи данных на поверхность. Когда информация должна быть передана, скорость двигателя уменьшается, так что фаза несущей волны изменяется (т. Е. Реверсируется).

Поэтому несущая волна модулируется для представления требуемых данных.
Наземное оборудование обнаруживает эти фазовые сдвиги в сигнале давления и преобразует их в двоичный код.

Это более сложная телеметрическая система, обеспечивающая более высокую скорость передачи данных, чем два предыдущих метода гидроимпульсов.

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Инструмент MWD Tool работает в двух ситуациях:
(a) Когда циркуляция ВКЛЮЧЕНА
(b) Когда нет циркуляции, то есть во время отключения, когда насос выключен.

Кроме того, после опускания инструмент MWD не поднимается обратно на поверхность, если с инструментом нет каких-либо проблем.

Таким образом, чтобы обеспечить постоянное питание инструмента, нам необходим источник питания.


Источником питания может быть:
(a) Аккумуляторы
(b) Турбинные генераторы

Батареи: (литиевая батарея, обычно 24 В)

Они компактны и надежны, так как не содержат движущихся частей.
Они имеют ограниченный срок службы и зависят от температуры.
аккумуляторов.
Поскольку это не имеет отношения к движению бурового раствора, это позволяет инструменту работать при спуско-подъемных операциях, а также позволяет работать независимо от гидравлики бурового раствора.
Они успешно использовались для приложений, в которых требуются только данные о направлении. Поскольку они обеспечивают ограниченную выходную мощность, они не подходят для использования с мультисенсорным инструментом.

Генераторы с турбиной:

В связи с тенденцией к использованию мультисенсорных инструментов для скважинных исследований, турбины все более широко используются для обеспечения электропитания инструмента MWD.

Поток бурового раствора через инструмент удерживается лопастями турбины, которые вращают вал, соединенный с генератором переменного тока, таким образом вырабатывая электричество.

Вырабатываемая электроэнергия должна контролироваться регулятором напряжения. Хотя эта система обеспечивает большую мощность и более длительный срок службы, чем аккумуляторная батарея, при повреждении турбины могут возникнуть перебои в подаче электроэнергии.

Чтобы предотвратить это повреждение, перед турбиной может быть установлен экран для фильтрации любого мусора в буровом растворе.
Экран может быть расположен в верхней части бурильной колонны для облегчения доступа, если его необходимо опорожнить или снять, чтобы пропустить инструменты на кабеле.

ДАТЧИКИ MWD

Инструмент MWD оборудован комбинацией следующих датчиков в зависимости от требований:

Датчик направления
Датчик гамма-излучения
Датчик температуры
Скважинный датчик нагрузки на долото / крутящего момента
Датчик частоты вращения турбины
Датчик направления:

В датчиках направления, используемых в настоящее время в инструментах MWD, используются трехосные магнитометры и акселерометры.

Эти датчики измеряют требуемые углы наклона, азимута и торца долота.

Поскольку магнитометры измеряют азимут относительно магнитного севера, к результатам должно применяться правильное магнитное склонение.

Ось C совмещена с осью инструмента, а ось B определяет точку отсчета для измерения угла торца инструмента.

Перед спуском в отверстие необходимо измерить угловое смещение между осью B и линией разметки изогнутого переводника.

И магнитометры, и акселерометры выдают выходное напряжение, которое необходимо скорректировать путем применения калибровочных коэффициентов. Скорректированные напряжения затем можно использовать для расчета требуемых углов направления.

Какой-то сигнал (например, об остановке вращения бурильной колонны или отключении насосов) посылается с поверхности в систему управления MWD.

Система управления после получения таких сигналов включает датчики.

Преобразователь или датчик движения внутри скважинного инструмента распознает этот сигнал и инициирует исследование.

В то время, когда датчики фактически проводят измерения, бурильная колонна должна оставаться неподвижной для получения точных результатов. Этот период обычно составляет менее 2 минут, после чего можно возобновить нормальное бурение.

Бурильщик возобновляет обычный процесс бурения, как только дисплей буровой установки MWD отображает обновленную съемку.

Измерения азимута наклона и торца долота отправляются в заранее определенном порядке. Обычно это занимает 2-4 мин. для передачи полной инклинометрии.

Точность опроса:

± 0,25 ° для наклона, ± 2,0 ° для азимута и ± 3,0 ° для торца инструмента, которые могут варьироваться от одного производителя инструмента к другому.

Датчик гамма-излучения:

Все горные образования Земли обладают разной степенью радиоактивности.

Гамма-каротаж — это измерение естественной радиоактивности пластов.

Гамма-лучи испускаются радиоактивными элементами, такими как изотопы калия, тория и урана.

Эти элементы чаще встречаются в сланцах, чем в других породах.

Таким образом, измеряя гамма-излучение от последовательности горных пород, можно идентифицировать зоны сланцев.

Для наиболее эффективного обнаружения изменений литологии датчик гамма-излучения следует располагать как можно ближе к долоту, чтобы пробурить только несколько футов нового пласта до того, как инструмент сработает.

По практическим соображениям расстояние между долотом и датчиком гамма-излучения составляет около 6 футов.

Компании MWD используют два основных типа детекторов для измерения гамма-излучения:
(a) Трубка Гейгера-Мюллера
(b) Сцинтилляционный счетчик

Трубка Гейгера-Мюллера:

Он состоит из баллона с инертным газом под довольно низким давлением.

Высоковольтный электрод (± 1000 В) проходит через центр камеры.

Когда гамма-лучи входят в камеру, они вызывают ионизацию газа, создавая поток быстро движущихся электронов к центральному электроду, как показано на рисунке ниже.

Следовательно, ток электронов можно использовать для измерения количества гамма-лучей, испускаемых из пласта.

Сцинтилляционный счетчик:

В нем используется кристалл — кристалл иодида натрия, легированного таллием.

Естественное гамма-излучение, испускаемое пластом, проходит через кристалл йодида натрия.

Излучение возбуждает кристалл, который производит вспышку света или мерцания, когда гамма-лучи взаимодействуют с кристаллом.

Свет, излучаемый кристаллом, попадает на фотокатод и высвобождает электроны.

Электроны проходят через ряд анодов, вызывая испускание большего количества электронов.

Это генерирует импульс напряжения, который пропорционален исходной вспышке света.

Поэтому количество излучения, попадающего в датчик, можно измерить путем подсчета количества импульсов за заданный период времени.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Трубка Гейгера-Мюллера не так точна, как сцинтилляционный счетчик, поскольку она может обнаруживать только гораздо меньший процент от общего количества испускаемых лучей.

Однако его преимущество в том, что он более прочный и надежный, а также дешевле, чем сцинтилляционный счетчик.

Помимо литологической дискриминации, датчик гамма-излучения обеспечивает:

Определение границ пласта и толщины.
Скважина к скважине структурное соотношение пластов.
Регулировка глубины и выбор посадочного места в обсадной колонне.
Оценка содержания сланца в породах-коллекторах.
Первичный журнал седиментологических исследований.
Мониторинг введенных радиоактивных материалов.
Датчик температуры

Датчик температуры обычно устанавливается на внешней стенке утяжеленной бурильной трубы и поэтому контролирует температуру бурового раствора в затрубном пространстве.
Чувствительный элемент может быть металлической полосой (например, платиной), электрическое сопротивление которой изменяется с температурой.
Датчик можно откалибровать для измерения температуры в диапазоне от 50 до 350 ° F.

WOB / датчик крутящего момента в скважине r

Эти измерения производятся системой чувствительных тензодатчиков, установленных на специальном переводнике, расположенном рядом с долотом.
Тензодатчики определяют осевые силы для нагрузки на долото и крутящие силы для крутящего момента.
Размещая пары калибров на противоположных сторонах переводника, можно устранить любые напряжения из-за изгиба.

Датчик частоты вращения турбины

При бурении скважинной турбиной фактическая скорость вращения долота на поверхности неизвестна.

Единственный эффективный способ контроля скорости вращения — использование турбинного тахометра, связанного с системой MWD, для предоставления данных в реальном времени.

Скважинный датчик состоит из 2-дюймового датчика. зонд диаметра, который помещается очень близко к верхней части вращающегося вала турбины.

Сверху вала установлены два магнита, разнесенные на 180 °.

Когда вал вращается, электрическая катушка внутри зонда улавливает импульсы напряжения, создаваемые магнитами (показано на рисунке ниже).

Подсчитав количество импульсов за определенный интервал, можно вычислить скорость турбины в об / мин.

Эта информация кодируется как серия импульсов бурового раствора, которые через определенные промежутки времени передаются на поверхность, чтобы бурильщик знал, как изменяется частота вращения.

ПОВЕРХНОСТНЫЕ СИСТЕМЫ

Датчик давления в стояке
Напольный дисплей на буровой установке
Радиомодем

Датчик давления в стояке:

Опускной коллектор имеет ряд отводов под давлением, где могут быть установлены манометры.

Преобразователь можно установить в удобном месте, сняв один из этих датчиков.

Внутри преобразователя находится чувствительная диафрагма, которая обнаруживает изменение давления и преобразует эти гидравлические импульсы в импульсы электрического напряжения.

Выходное напряжение передается на остальное наземное оборудование с помощью электрического кабеля.

Напольный дисплей буровой установки:

Блок отображения пола буровой установки — это панель отображения, установленная на полу буровой, на которой отображаются результаты инклинометрии (азимут, забой инструмента, наклон) для удобства бурильщика.
Блок индикации пола буровой получает питание от буровой установки.
Обычно требуется источник питания на 120 или 240 В.

Дисплей на напольном дисплее буровой установки выглядит следующим образом:

Радиомодем:

Радиомодем используется для связи с операционным терминалом буровой площадки через рабочую станцию ​​(портативный компьютер).
Вся информация и данные, передаваемые между двумя компонентами, зашифрованы в целях безопасности.

ВСЕ КОМПОНЕНТЫ MWD

1. (UPS) Uninturupted Powe Supply

2. Ключ цилиндрический

3.Датчик давления

4. Напольный дисплей буровой установки

5. Приемная пластина

6. Цифровой мультиметр

7. Корпус удаленного терминала

8. Гаечный ключ

9. Малый поплавок дротика, большой поплавок заслонки

10. Вибрационный переключатель

1. Грохот для бурильных труб

2. Гаечный ключ Muleshoe Crawn

3. Кольцевой стержень

4. Ориентирующая штанга

5. Короткая грузило

6. J — гаечный ключ

7.Выстрел Bell

8. Over Shot

9. Длинный грузило

10. Spang Jars

1. Отверстие

2. Туфли без задника (посадочный рукав)

3. Мул обувь (корона)

5. Стингер

6. Поршневой вал

7. Ствол Стингер

8. Нижняя крышка поршня

9. Крышка поршня верхняя

10. Источник «Стингер»

КОНЕЦ ЗАПИСИ

Преподавание английского языка для иностранного

СВЕРЛЕНИЕ

I. КОНЦЕПЦИЯ
A. Определение
Сверление — это метод, который уже много лет используется в классах иностранного языка. Это была ключевая особенность аудиолингвистического метода обучения языку, в котором упор делался на повторение структурных паттернов в устной практике.
Сверление означает прослушивание модели, предоставленной учителем, магнитофонной записи или другого ученика, и повторение услышанного. Сверление — это метод, который до сих пор используется многими учителями при знакомстве учеников с новыми языковыми предметами.
Хармер утверждает, что тренировка — это механический способ, когда учащиеся демонстрируют и практикуют свою способность использовать определенные языковые элементы контролируемым образом.
Из приведенных выше теорий можно сделать вывод, что сверление — это метод, который использовался в классах иностранного языка, в котором упор делается на повторение структурной модели посредством устной практики, чтобы продемонстрировать способность учащихся использовать определенные языковые предметы в контролируемой манере.

B. Виды упражнений
Согласно Хейкрафту (36: 1978), после представления и объяснения новой структуры учащиеся могут использовать контролируемую практику, чтобы произносить полезные и правильные шаблоны предложений в сочетании с соответствующей лексикой.Эти шаблоны известны как устные упражнения. Они могут быть негибкими: часто кажется, что ученики овладевают структурой в процессе сверления, но затем не могут использовать ее в других контекстах. Кроме того, сверла имеют несколько видов по форме:

1. Упражнение на повторение
Учитель произносит модели (слово или фразы), а ученики повторяют их.
Пример:
Учитель: не было дождя, поэтому мне не нужно было брать зонтик
Ученики: не было дождя, поэтому мне не нужно было брать зонтик

2.Упражнение на замену
Упражнение на замену может использоваться для отработки различных структур или словарных элементов (например, изменение одного или нескольких слов во время упражнения)
Пример:
Учитель: Я хожу в школу. Он?
учеников: ходит в школу.
Учитель: Они?
учеников: Они ходят в школу.

3. Упражнение «Вопросы и ответы»
Учитель дает ученикам практику, отвечая на вопросы. Ученики должны очень быстро отвечать на вопросы учителя.Учитель также может позволить ученикам попрактиковаться и задавать вопросы. Это дает студентам возможность попрактиковаться в вопросе.
Пример:
Учитель: Он ходит в школу? Да?
Студенты: Да, знает.
Учитель: Нет?
Студенты: Нет, не знает.

4. Упражнение по преобразованию
Учитель дает ученикам определенный тип схемы предложений, например, предложение подтверждения. Студентов просят преобразовать это предложение в отрицательное.Другими примерами преобразований, которые нужно задать учащимся, являются преобразование утверждения в вопрос, активного предложения в пассивное или прямой речи в отчетную речь.
Пример: (положительное на отрицательное)
Учитель: Я убираю в доме.
Студенты: Я не убираю в доме.
Учитель: Она поет песню.
Студенты: Она не поет песен.

5. Упражнение по цепочке
Учитель начинает цепочку с приветствия определенного ученика или задания ему вопроса.Этот ученик отвечает, затем поворачивается к ученикам, сидящим рядом с ним. Первый ученик здоровается или задает вопрос второму ученику, и цепочка продолжается. Цепная дрель обеспечивает некоторую управляемую связь, даже если она ограничена. Цепное упражнение также дает учителю возможность проверить речь каждого ученика.
Учитель: Какого цвета небо?
Цвет неба голубой
Какого цвета банан?
Студент A: Цвет банана желтый
Какого цвета лист?
Студент B: Цвет листьев зеленый
Какого цвета наши глаза?
Студент C: Цвет наших глаз черно-белый.

6. Упражнение по расширению
Это упражнение используется, когда диалог с длинной строкой создает проблемы для учащихся. Учитель разбивает строку на несколько частей. Учащиеся повторяют часть предложения, обычно последнюю фразу строки. Затем, следуя указаниям учителя, ученики расширяют то, что они повторяют в конце предложения (и работают оттуда в обратном направлении), чтобы интонация строки была как можно более естественной. Это также привлекает больше внимания студентов к концу предложения, где обычно появляется новая информация.
Пример:
Учитель: Моя мама — врач.
Студенты: Моя мама — врач.
Учитель: Она работает в больнице.
Студенты: Она работает в больнице
Учитель: Моя мама — врач. Она работает в больнице.
Студенты: Моя мама — врач. Она работает в больнице
Учитель: Она ухаживает за больным.
Ученики: она заботится о пациенте.
Учитель: Моя мама — врач. Она работает в больнице. Она заботится о пациенте.
Студенты: Моя мама — врач.Она работает в больнице. Она заботится о пациенте

7. Коммуникативные упражнения
Этот вид упражнений сильно отличается от так называемых бессмысленных и механических упражнений, используемых некоторыми учителями в классах с традиционной грамматикой, в которых основное внимание уделяется форме используемого языка, а не чем его коммуникативное содержание. Дети не слепо имитируют речь взрослых, как попугай, без необходимости что-либо понимать или что-то сообщать, а избирательно используют моделирование для построения грамматики и понимания выражений в соответствии с грамматикой.Этот вид упражнений имеет значение и передает информацию соответственно в определенной ситуации и в определенное время. Это информационный пробел и коммуникативный процесс. У ребенка есть доступ к языковым данным и возможности взаимодействовать с входными данными (значимыми входами). Обрабатывая язык, который они слышат, дети строят грамматику и понимают смысл выражения в соответствии с грамматикой. При произнесении высказываний они следуют усвоенным грамматическим правилам. Этот вид сверления может быть образован другими видами сверления.Но акцент делается на том, что ученик вовлекает что-то реальное, а также коммуникативную ценность, и практика создает информационный пробел.
Пример:
Угадайка:
Учитель что-то задумал (вещи, работа, событие и т. Д.), И ученики должны угадать эту вещь, задав вопрос «да нет»:
Ученики: Это в классе?
Учитель: Да, это так.
Студенты: Это синий?
Учитель: Нет, это не так.
Студенты: Он черный?
Учитель: Да, это так.
Студенты: Это перед классом?
Учитель: Да, это так.
Студенты: Это черная доска?
Учитель: Да, это так.

На основе коммуникативных упражнений учителя могут разрабатывать более сложные коммуникативные действия, чтобы у учащихся было больше возможностей воспроизводить устойчивую речь с большим количеством вариаций возможных ответов.

C. Цели
1. Для учащихся , упражнения могут:
a. Сделайте акцент на точности. Повышенная точность — это один из способов совершенствования языка учащегося, поэтому необходимо сосредоточиться на точности на определенных этапах урока или во время определенных типов задач.
г. Обеспечьте учащихся интенсивной практикой прослушивания и произнесения определенных слов или фраз. Они могут помочь учащимся научиться понимать трудные звуки или имитировать интонацию, которая может сильно отличаться от интонации их первого языка.
г. Обеспечьте учащимся безопасную среду для экспериментов с выработкой языка. Это может помочь укрепить уверенность, особенно среди учащихся, не идущих на риск.
г. Помогите учащимся заметить правильную форму или произношение словосочетания.Замечание или повышение осознания языка — важный этап в развитии языковой компетенции.
e. Предоставьте учащимся возможность получить немедленную обратную связь о своей точности с точки зрения исправления учителя или сверстников. Многие ученики хотят, чтобы их исправляли.
ф. Помогите запоминать и распределять общие языковые шаблоны и языковые фрагменты. Это может быть особенно актуально для учащихся, обучающихся на слух.
г. Соответствовать ожиданиям студентов, т. Е. Они могут подумать, что тренировка — важная черта языковых классов.
2. Учителю :
а. Помощь в управлении классом, позволяющая изменять темп урока или вовлекать всех учащихся.
г. Помогите учителю распознать, вызывает ли новый язык проблемы с формой или произношением.

D. Преимущества и недостатки
1. Преимущества сверления :
Сверление помогает нашим ученикам запоминать язык под контролем учителя. И учитель может исправить любые ошибки, которые делают ученики, и призывать их время от времени конкретизировать трудности.
2. Слабые стороны сверления
Сверление часто лишает учеников творческих способностей. Во всех упражнениях учащиеся не имеют или имеют небольшой выбор в отношении того, что говорится, поэтому упражнения являются формой очень контролируемой практики. Учитель должен выполнять упражнения, чтобы ученики не перегружались и не занимались слишком долго. Одна из проблем дрелей в том, что они довольно однообразны.

E. Принципы
Следующие принципы помогут в планировании и проведении бурения:
1. Реалистичный — не заставляйте учащихся практиковать предложения, которые они никогда бы не произнесли в реальной жизни.
2. Осмысленная практика должна происходить в контексте, по возможности, в соответствии с интересами студентов.
3. Сказано с подходящим выражением, например удивление, нетерпение, энтузиазм, равнодушие и т. д.
4. Используется всего минуту или две. Используйте знаки, изображения и звуковые подсказки, чтобы придать практике живость и интерес.
5. Используется как первая ступень, быстро открывая путь к другим видам практики.
6. Измените способ упражнений, чтобы сделать язык более запоминающимся.

II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БАЗА
Этот метод основан на аудио-языковом методе. Ричард и Роджерс (1986) сказали, что ряд принципов обучения в теории обучения стали психологическими основами аудиолингвизма и сформировали его методологическую практику. Вот некоторые принципы:
1. Изучение иностранного языка — это в основном процесс механического формирования привычки. Товарные привычки формируются в результате правильных ответов, а не ошибок. Запоминание диалогов и выполнение упражнений по шаблону сводят к минимуму вероятность ошибки. Язык — это вербальное поведение, то есть автоматическое производство и понимание высказываний, и его можно выучить, побуждая учеников делать то же самое.
2. Языковые навыки усваиваются более эффективно, если предметы, которые нужно выучить на целевом языке, представлены в устной форме до того, как они будут видны в письменной форме.
3. Аналогия обеспечивает лучшую основу для изучения языка, чем анализ. Аналогия включает в себя процессы обобщения и различения. Упражнения могут помочь учащимся формировать правильные аналогии. Следовательно, подход к преподаванию грамматики является скорее индуктивным, чем дедуктивным.
4. Обучение языку включает в себя изучение аспектов культурной системы людей, говорящих на этом языке.

III. КОМПЕТЕНТНОСТЬ, РАЗВИВАЕМАЯ БУРЕНИЕМ.
Drilling, Психомоторный процесс , в котором компетенции, развиваемые с помощью техники, — это умение слушать и говорить. Аудирование — это один из навыков, при котором учащиеся пытаются получить информацию (слово, фразу или предложение) из утверждений, словаря или предложений учителя. Затем они повторяют это. Это повторение — это реализация речевых навыков учащихся и средство для учителя, позволяющее им проверить произношение учащихся.

IV. ПРОЦЕДУРА
1. Сначала учащиеся слушают типовой диалог (читаемый учителем или записанный на пленку), содержащий ключевую структуру, которая является основной темой урока.Они повторяют каждую строчку диалога индивидуально и хором. Учитель обращает внимание на произношение, интонацию и беглость. Исправление ошибок произношения или грамматики происходит напрямую и незамедлительно. Диалог запоминается постепенно, строка за строкой. При необходимости строку можно разбить на несколько фраз. Диалог читается хором: одна половина произносит партию одного говорящего, а другая половина отвечает. Студенты не обращаются к своей книге на этом этапе.
2. Диалог адаптируется к интересам или ситуации учащихся путем изменения определенных ключевых слов или фраз.Это разыгрывают студенты.
3. Определенные ключевые структуры из диалога выбираются и используются в качестве основы для различных типов сверл по шаблону. Сначала они практикуются хором, а затем индивидуально. Здесь могут быть предложены некоторые грамматические пояснения, но они сведены к абсолютному минимуму.
4. Учащиеся могут обращаться к своим учебникам, а также вводить дополнительные упражнения по чтению, письму или лексике на основе диалога.
5. Последующие действия могут проводиться в лингвистической лаборатории, где проводится дальнейший диалог и практические занятия.

V. TARGET
Учащиеся начальной школы

VI. ВРЕМЯ
2X 40 минут

БИБИЛОГРАФИЯ

Кросс, Дэвид. Практическое руководство по преподаванию языков. Phoenix ELT. Хартфордшир. 1995.
Хейкрафт, Джон.