用於鑿巖鑽具的防偏控制系統的製作方法
2023-10-05 18:43:09 1
專利名稱：用於鑿巖鑽具的防偏控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種防偏控制系統，特別涉及一種用於鑿巖鑽具的防偏控制系統。
背景技術：
在鑽機的鑿巖鑽孔過程中，特別是在中深孔鑿巖時，經常會發生鑽杆的偏斜，而偏斜率會對後續爆破工作產生直接的影響，導致爆破後礦石的大塊率、貧化率、損失率等指標明顯上升。目前，對於鑿巖過程中的鑽具偏斜率控制仍沒有一個較好的處理方法，多通過機械結構和現場經驗人為地對鑽具偏斜率進行預防和判別，這種方案通常是在鑽具已經發生偏斜時對鑽具進行糾偏處理，響應時間明顯滯後，且控制精度低，防偏效果不理想。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種穩定有效的用於鑿巖鑽具的防偏控制系統。本實用新型提供的這種用於鑿巖鑽具的防偏控制系統，包括信號監測模塊、信號傳輸模塊、信號分析與處理模塊和控制執行模塊，信號監測模塊包括若干應力傳感器，若干應力傳感器均布在鑽具四周；信號監測模塊與信號傳輸模塊連接，用於對孔底鑽具的受力情況實時監測，信號傳輸模塊與信號分析與處理模塊相連，用於將孔底傳感器信號傳至信號分析與處理模塊內的數據採集卡，信號分析與處理模塊與控制執行模塊相連，用於對接收的傳感器信號進行濾波、去噪、擬合處理，再將處理後的信號與標準特徵信號比較，並將判別結果傳至控制執行模塊，控制執行模塊與鑽具相連，用於根據接收的信號判別結果調整鑿巖參數，實現對鑽具的防偏控制。所述若干應力傳感器均布在鑽具穩定杆的穩定塊下部。
本實用新型通過對鑽具工況的實時監測，建立鑽具偏斜的預判標準，並通過及時調整鑿巖推進力和迴轉速度，預防鑽具的偏斜，從而有效提高了鑽具鑿巖的準確性，降低了鑽具偏斜對後續爆破工作產生的影響。
圖1是本實用新型應力傳感器的安裝位置示意圖。圖2是本實用新型的控制流程圖。
具體實施方式
本實用新型是通過對鑽具誘偏力的監測，包括信號監測模塊、信號傳輸模塊、信號分析與處理模塊和控制執行模塊，信號監測模塊包括若干應力傳感器，若干應力傳感器均布在鑽具的穩定杆上；信號監測模塊與信號傳輸模塊連接，信號傳輸模塊與信號分析與處理模塊相連，信號分析與處理模塊與控制執行模塊相連，控制執行模塊與鑽具相連；信號監測模塊對鑽具的受力變化情況進行實時監測，並通過信號傳輸模塊將採集到的信號傳輸到信號分析與處理模塊，根據所述信號分析與處理模塊對信號的判別結果，指導控制執行模塊完成鑽杆的防偏調整。如圖1所示，信號監測模塊包括四個應力傳感器2，這些傳感器均布在鑽具穩定杆I的穩定塊3下部。應力傳感器2將採集到的鑽具狀態信息經鑽杆上的信號傳輸模塊逐級傳遞到地表的信號分析與處理模塊。如圖2所示，信號監測模塊通過均布在鑽具四周的應力傳感器對孔底鑽具的受力變化情況進行實時監測。信號傳輸模塊用於將孔底應力傳感器監測到的鑽具工況信息及時傳輸到地表的信號分析與處理模塊內的數據採集卡。信號分析與處理模塊將數據採集卡採集到的傳感器信號進行濾波、信號擬合和平滑處理，並將處理後的傳感器信號與標準特徵波形對比分析，判斷鑽具是否有發生偏斜的傾向，並根據判別結果指導控制執行器對鑿巖參數做出相應的調整。控制執行模塊根據信號分析與處理模塊對鑽杆是否發生偏斜的判斷結果及時調整鑿巖過程中的工作參數，實現鑿巖鑽孔偏斜率控制的提前處理。由此實現對鑽具即將發生偏斜時的工況進行判別，進行對鑽具偏斜的預判斷，通過及時調整鑿巖工作參數對鑽具的偏斜狀態提前預防。工作時，若發現四路信號都出現與標準波形不一樣的周期性變化時，則表明鑽具中有誘偏力存在，鑽具有發生偏斜的趨勢，此時迅速調整鑿巖參數，減小推進力，提高迴轉速度，必要時甚至可執行退鑽操作，以防止鑽具的偏斜；若監測到的四路傳感器信號與標準波形一致，或者差異不大， 則表明鑽具受力狀況良好，可繼續正常鑿巖。
權利要求1.一種用於鑿巖鑽具的防偏控制系統，其特徵在於，包括信號監測模塊、信號傳輸模塊、信號分析與處理模塊和控制執行模塊，信號監測模塊包括若干應力傳感器，若干應力傳感器均布在鑽具四周；信號監測模塊與信號傳輸模塊連接，用於對孔底鑽具的受力情況實時監測，信號傳輸模塊與信號分析與處理模塊相連，用於將孔底傳感器信號傳至信號分析與處理模塊內的數據採集卡，信號分析與處理模塊與控制執行模塊相連，用於對接收的傳感器信號進行濾波、去噪、擬合處理，再將處理後的信號與標準特徵信號比較，並將判別結果傳至控制執行模塊，控制執行模塊與鑽具相連，用於根據接收的信號判別結果調整鑿巖參數，實現對鑽具的防偏控制。
2.根據權利要求1所述的用於鑿巖鑽具的防偏控制系統，其特徵在於，所述若干應力傳感器均布在鑽具穩定杆的穩 定塊下部。
專利摘要本實用新型公開了一種用於鑿巖鑽具的防偏控制系統，包括信號監測模塊、信號傳輸模塊、信號分析與處理模塊和控制執行模塊，信號監測模塊包括若干應力傳感器，若干應力傳感器均布在鑽具四周；信號監測模塊與信號傳輸模塊連接，信號傳輸模塊與信號分析與處理模塊相連，信號分析與處理模塊與控制執行模塊相連，用於對接收的傳感器信號進行判別比較，將控制命令傳至控制執行模塊，控制執行模塊與鑽具相連，用於調整鑿巖參數，對鑽具進行防偏控制。本實用新型通過對鑽具工況的實時監測，建立鑽具偏斜的預判標準，並通過及時調整鑿巖推進力和迴轉速度，預防鑽具的偏斜，從而大力提高了鑽具鑿巖的準確性，降低了鑽具偏斜對後續爆破工作產生的影響。
文檔編號E21B44/00GK203145832SQ201320127970
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月20日 優先權日2013年3月20日
發明者李東明, 閆傑, 張永璽, 黎忠炎, 黃小偉, 梁璐 申請人:湖南有色重型機器有限責任公司