CN107339094A - 一种矿井钻机智能化控制系统 - Google Patents

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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Abstract

本发明公开了一种矿井钻机智能化控制系统，包括：控制模块分别与功率档位调整模块、变速调整模块、转速检测模块、功率档位获取模块连接；控制模块中预设有转速阈值V0，控制模块通过转速获取模块获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V1，将V与V0进行比较，当V1≤V0时，控制模块指令控制变速调整模块降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩；在预设时间T后，控制模块通过转速获取模块再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V2，并将V2与V0进行比较，根据比较结果指令控制变速调整模块工作，和/或功率档位获取模块工作，和/或功率档位调整模块工作。

Description

一种矿井钻机智能化控制系统
技术领域
本发明涉及矿井钻机控制技术领域，尤其涉及一种矿井钻机智能化控制系统。
背景技术
钻机是在勘探或矿产资源(含固体矿、液体矿、气体矿等)开发中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。
在钻机工作过程中，当遇到比较坚硬的障碍物钻机长时间无法攻破障碍物时，只能通过人工调节钻机钻头的扭矩和转速来提高钻机的冲击能力，在调节钻机的扭矩仍然无法攻破障碍物时，通过人工调节钻机电机的功率提高钻机的冲击能力，然而这种控制方法比较繁琐，往往花费较长的时间，而且盲目的调节钻机电机的功率会伤害钻机电机。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种矿井钻机智能化控制系统；
本发明提出的一种矿井钻机智能化控制系统，包括：
功率档位调整模块，用于调整钻机电机的功率档位，所述钻机电机至少包括两个功率档位；
变速调整模块，用于调整钻机钻头的预设转速和预设扭矩；
转速获取模块，用于获取钻机钻头的实际转速；
功率档位获取模块，用于获取钻机电机的当前功率档位；
控制模块分别与功率档位调整模块、变速调整模块、转速检测模块、功率档位获取模块连接；
控制模块中预设有转速阈值V0，控制模块通过转速获取模块获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V1，将V1与V0进行比较，当V1≤V0时，控制模块指令控制变速调整模块降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩；在预设时间T后，控制模块通过转速获取模块再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V2，并将V2与V0进行比较，根据比较结果指令控制变速调整模块工作，和/或功率档位获取模块工作，和/或功率档位调整模块工作。
优选地，所述控制模块，具体用于：将V2与V0进行比较，
当V2≤V0时，控制模块通过功率档位获取模块获取钻机电机的当前功率档位，并判断钻机电机的当前功率档位是否为最高功率档位，当判断结果为否时，控制模块指令控制功率档位调整模块提高钻机电机一个功率档位，且指令控制变速调整模块降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩；
当V2＞V0时，控制模块指令控制变速调整模块提高钻机钻头的预设转速，降低钻机钻头的预设扭矩。
优选地，还包括警报模块，警报模块与控制模块连接，用于发出警报通知。
优选地，所述控制模块，具体用于：将V2与V0进行比较，当V2≤V0时，控制模块通过功率档位获取模块获取钻机电机的当前功率档位，并判断钻机电机的当前功率档位是否为最高功率档位，当判断结果为是时，控制模块指令控制警报模块发出警报通知。
优选地，所述警报模块，具体用于：采用声光报警器发出警报通知。
本发明通过获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V1，将V与预设转速阈值V0进行比较，当V1≤V0时，降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩；在预设时间T后，再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V2，并将V2与V0进行比较，根据比较结果重新调整钻机钻头的预设转速和预设扭矩，和/或钻机电机的功率，和/或发出警报通知，如此，实时检测预设时间t内钻机钻头的实际转速判断钻头是否遇到障碍物，在遇到障碍物时自动调整钻头的扭矩提高钻机的冲击能力，在预设时间T后，再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速判断钻头是否攻破障碍物，在没有攻破时且钻机电机功率档位不是最高功率档位时，提高钻机电机一个功率档位，进一步提高钻机的冲击能力，在钻机电机功率档位处于最高功率档位时，长时间未攻破障碍物时发出警报通知，智能化调整钻机钻头的冲击能力，节约时间并保护钻机电机。
附图说明
图1为本发明提出的一种矿井钻机智能化控制系统的模块示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种矿井钻机智能化控制系统，包括：
功率档位调整模块，用于调整钻机电机的功率档位，所述钻机电机至少包括两个功率档位；
变速调整模块，用于调整钻机钻头的预设转速和预设扭矩；
转速获取模块，用于获取钻机钻头的实际转速；
功率档位获取模块，用于获取钻机电机的当前功率档位；
警报模块，用于发出警报通知，具体用于：采用声光报警器发出警报通知。
控制模块分别与功率档位调整模块、变速调整模块、转速检测模块、功率档位获取模块、警报模块连接；
控制模块中预设有转速阈值V0，控制模块通过转速获取模块获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V1，将V与V0进行比较，当V1≤V0时，控制模块指令控制变速调整模块降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩；在预设时间T后，控制模块通过转速获取模块再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V2，并将V2与V0进行比较，根据比较结果指令控制变速调整模块工作，和/或功率档位获取模块工作，和/或功率档位调整模块工作，具体用于：将V2与V0进行比较，
当V2≤V0时，控制模块通过功率档位获取模块获取钻机电机的当前功率档位，并判断钻机电机的当前功率档位是否为最高功率档位，当判断结果为否时，控制模块指令控制功率档位调整模块提高钻机电机一个功率档位，且指令控制变速调整模块降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩，当判断结果为是时，控制模块指令控制警报模块发出警报通知；
当V2＞V0时，控制模块指令控制变速调整模块提高钻机钻头的预设转速，降低钻机钻头的预设扭矩。
在具体方案中，实时检测预设时间t内钻机钻头的实际转速V1，将V1与预设转速阈值V0进行比较判断钻机钻头是否遇到障碍物，在V1≤V0时，判断钻机钻头遇到障碍物，此时降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩提高钻机的冲击能力；在T时间后，再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速，将实际转速V2与预设转速阈值V0进行比较判断钻机钻头是否击破障碍物，当V2≤V0时，判断钻机钻头未击破障碍物，此时获取钻机电机的当前功率档位，并判断钻机电机的当前功率档位是否为最高功率档位，当判断结果为否时，提高钻机电机一个功率档位，并降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩，进一步提高钻机的冲击能力，当判断结果为是时发出警报通知，防止钻机电机长时间处于最高功率档位伤害钻机电机；当V2＞V0时，说明障碍物已冲破，此时提高钻机钻头的预设转速，降低钻机钻头的预设扭矩快速钻孔。
本实施方式通过获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V1，将V与预设转速阈值V0进行比较，当V1≤V0时，降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩；在预设时间T后，再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V2，并将V2与V0进行比较，根据比较结果重新调整钻机钻头的预设转速和预设扭矩，和/或钻机电机的功率，和/或发出警报通知，如此，实时检测预设时间t内钻机钻头的实际转速判断钻头是否遇到障碍物，在遇到障碍物时自动调整钻头的扭矩提高钻机的冲击能力，在预设时间T后，再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速判断钻头是否攻破障碍物，在没有攻破时且钻机电机功率档位不是最高功率档位时，提高钻机电机一个功率档位，进一步提高钻机的冲击能力，在钻机电机功率档位处于最高功率档位时，长时间未攻破障碍物时发出警报通知，智能化调整钻机钻头的冲击能力，节约时间并保护钻机电机。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种矿井钻机智能化控制系统，其特征在于，包括：
功率档位调整模块，用于调整钻机电机的功率档位，所述钻机电机至少包括两个功率档位；
变速调整模块，用于调整钻机钻头的预设转速和预设扭矩；
转速获取模块，用于获取钻机钻头的实际转速；
功率档位获取模块，用于获取钻机电机的当前功率档位；
控制模块分别与功率档位调整模块、变速调整模块、转速检测模块、功率档位获取模块连接；
控制模块中预设有转速阈值V0，控制模块通过转速获取模块获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V1，将V1与V0进行比较，当V1≤V0时，控制模块指令控制变速调整模块降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩；在预设时间T后，控制模块通过转速获取模块再次获取预设时间t内钻机钻头的实际转速V2，并将V2与V0进行比较，根据比较结果指令控制变速调整模块工作，和/或功率档位获取模块工作，和/或功率档位调整模块工作。
2.根据权利要求1所述的矿井钻机智能化控制系统，其特征在于，所述控制模块，具体用于：将V2与V0进行比较，当V2≤V0时，控制模块通过功率档位获取模块获取钻机电机的当前功率档位，并判断钻机电机的当前功率档位是否为最高功率档位，当判断结果为否时，控制模块指令控制功率档位调整模块提高钻机电机一个功率档位，且指令控制变速调整模块降低钻机钻头的预设转速，提高钻机钻头的预设扭矩；
当V2＞V0时，控制模块指令控制变速调整模块提高钻机钻头的预设转速，降低钻机钻头的预设扭矩。
3.根据权利要求1所述的矿井钻机智能化控制系统，其特征在于，还包括警报模块，警报模块与控制模块连接，用于发出警报通知。
4.根据权利要求3所述的矿井钻机智能化控制系统，其特征在于，所述控制模块，具体用于：将V2与V0进行比较，当V2≤V0时，控制模块通过功率档位获取模块获取钻机电机的当前功率档位，并判断钻机电机的当前功率档位是否为最高功率档位，当判断结果为是时，控制模块指令控制警报模块发出警报通知。
5.根据权利要求3所述的矿井钻机智能化控制系统，其特征在于，所述警报模块，具体用于：采用声光报警器发出警报通知。
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