基于组态软件的煤矿用钻杆摩擦焊集群监控系统设计

针对煤矿用钻杆摩擦焊接工序生产设备分散、生产管理难度大且定制开发的控制系统难以接入成熟监控平台的问题,通过详细分析加工工序特点、标准化控制系统输入输出接口,设计开发了基于组态软件的摩擦焊集群监控系统,实现了所有焊接设备的远程监控,并且能够对工艺、报警等参数进行远程设定,将生产管理信息纳入系统,实现了焊接工序在制品、质量检验等信息的集约化管理。现场应用表明:使用该系统降低了调度、工艺、技术等人员的管理难度,节省了协调组织时间,降低了钻杆摩擦焊接工序的生产管理成本,提高了生产效率。     

摩擦焊型定向钻杆加工工艺研究

研究一种新型的定向钻杆加工工艺,提供一种加工方便、快捷、钻杆使用寿命长、安全可靠的摩擦焊接型定向钻杆加工工艺。该加工方法特殊设备投入少、工序集中、加工方便、可靠性较高。试验结果表明,采用该工艺路线加工的定向钻杆,解决了原工艺方法的诸多问题,产品质量优良,现已用于批量加工。     

矿用高强度钻杆关键制造工艺技术分析

在瓦斯抽采钻孔施工过程中,钻杆承受复杂交变应力的作用,往往从焊缝区断裂,选用合理的摩擦焊接工艺和热处理工艺生产钻杆,增强钻杆焊缝区的机械性能,是延长钻杆服役时间的有效技术途径.     

钻杆摩擦焊后焊缝温度对焊缝中频回火组织转变的影响

针对摩擦焊接型钻杆自动线连续流加工需要决定钻杆摩擦焊后焊缝是否应立即中频回火问题,采用了充分的焊后中频回火工艺试验参数进行制样分析。研究表明,在目前的中频回火设备条件下,摩擦焊后立即回火会导致钻杆焊缝温度过高,产生相变,直接形成珠光体、铁素体及黄块组织,微观组织决定宏观力学性能,该组织直接降低钻杆焊缝综合力学性能,易使钻杆焊缝过早发生断裂而掉钻,直接降低钻杆的使用寿命。通过对钻杆焊缝焊后各冷却温度对焊缝中频回火组织转变的影响研究,确定了生产线采用焊后缓存装置,使钻杆焊后冷却至100℃以下再自动流转至中频回火,能够很好地消除钻杆焊缝的条块状马氏体组织及过烧现象,钻杆摩擦焊缝组织性能优良,极大地保证了产品质量。     

Ф127mm钻杆防磨套设计及有限元力学分析

在对国内外现有的钻杆防磨套工具调研的基础上,设计出一种新的尺寸为Ф127mm钻杆用防磨套工具,该工具将钻杆与套管的钢—钢硬摩擦变为与防护套与钻杆之间的软摩擦,可以大幅度降低钻杆和套管的磨损。为了研究钻杆安装防磨套后对套管产生的影响作用,对套管内壁未发生磨损、套管内壁发生偏磨、防磨套与套管内壁的相互作用以及防磨套组件与本体相互作用进行了对比有限元力学分析,分析结果为防磨套的进一步优化设计提供了理论依据。     

摩擦焊接地质钻杆

本文提供了用摩擦焊接φ50mm地质钻杆的工艺参数。摩擦焊接能保证接头的质量稳定,无焊接缺陷。两种不同材料的摩擦焊接头处可见明显的分界。经分析与试验表明:其机械性能良好,接头的疲劳强度不低于母材。钻探生产试验表明,它能有效地减少孔内事故,使用方便,提高了钻进效率。摩擦焊接地质钻杆的制造工艺简单,省工省料,能大幅度地降低生产成本。     

瓦斯抽采用钻杆摩擦焊接自动化技术

针对煤矿井下瓦斯抽采钻杆需求量大、钻杆摩擦焊接加工自动化程度低、劳动强度大、工作效率低并存在一定的安全隐患问题,设计采用工业机器人及分料机构实现钻杆摩擦焊接自动化生产.结合生产现场已有布局,综合考虑工作空间、有效负载、运动精度等基本参数,选取了合适的工业机器人.根据钻杆的特点及存放方式,设计了三轴提升机构的硬件和软件系统,实现了对集中存放钻杆的分料功能,方便机器人夹取;并将摩擦焊机、工业机器人和三轴提升机构的控制系统进行了集成.     

Φ72mm×6mm绳索取芯钻杆的应用

河北省地矿局第三地质大队自2012年开始使用Φ72mm×6mm绳索取芯钻杆施工矿产勘查钻孔,取得了较好的业绩。介绍了钻杆的主要参数、配套使用的设备和工具、钻进工艺及取得的成果。     

小口径接头螺纹铣削装置

近年来，我在从事钻杆接头加工工艺的设计与生产中，总结钻杆锁接头、接箍等铣削装置及设备存在的问题，结合金刚石钻进用钻杆接头孔小、螺纹为特殊梯形螺纹等特点，设计了一种专为加工钻杆接头的铣丝装置，现将其结构及有关参数介绍如下。一、旋风铣削螺纹原理旋风铣削螺纹，是螺纹加工中生产效率较高的一种方法，具有操作简单、产品质量稳定等优点，适用于大批量的螺纹件生产。图1为旋风铣削螺纹示意图。其主要切削过程     

瓦斯抽放钻杆加工工艺探讨

研究分析了瓦斯抽放钻杆的主要失效原因,从钻杆材料、摩擦焊、热处理三方面入手,通过对钻杆工艺的试验和改进,来提高钻杆质量,延长使用寿命,扩大社会效益。     

73mm×5mm薄壁摩擦焊绳索取心钻杆的研制

介绍了国内绳索取心钻杆和摩擦焊技术的现状。通过对3种深孔绳索取心钻杆连接结构和生产过程的对比,分析了薄壁摩擦焊绳索取心钻杆用于深孔钻探的优势。介绍了73 mm×5 mm薄壁摩擦焊绳索取心钻杆的结构设计和加工过程,提出了焊接过程的主要技术问题和注意事项。通过拉力扭矩试验得出钻杆主要技术参数,能承受的最大拉力580 kN,最大扭矩5500 N·m,建议使用深度2000~3000 m。     

矿用通缆钻杆车削加工自动下料系统设计

在分析某公司通缆钻杆车削加工工艺的基础上,选择刚性自动化生产设备来代替人工搬运操作,对钻杆的运输装置和下料装置的机械结构进行详细的设计。采用可编程逻辑控制器(PLC)对各个动作进行编程,确定控制系统的硬件架构和软件结构。该套设备可以将钻杆自动输送至数控车床的指定位置加工,再自动下料存储钻杆,整个过程实现自动化。     

钻杆加厚锻造生产线的研发

钻杆生产当中两端的加厚锻造质量直接影响钻杆的使用寿命,长期以来我国的加厚设备都是依赖国外进口设备,随着近几年地质和石油钻探市场的繁荣,原有的生产设备已经满足不了市场的需要.本文着重介绍了石家庄探矿机械厂在液压加厚机研发过程当中的技术方案和墩粗工艺控制.     

助排渣耐高压螺旋熔覆棱钻杆的改进

根据对螺旋钻进工艺及相关钻具的研究,研制了一种新型的助排渣耐高压螺旋熔覆棱钻杆。该钻杆既保留了普通螺旋钻杆的优点,高压密闭装置又增强了钻杆的密闭性,熔覆棱提高了钻杆的整体耐磨性,使其具有助排渣、防卡钻、耐高压、使用寿命长的特点,是一款非常适用于软岩层深孔钻进技术的井下瓦斯抽采钻杆。钻杆加工制造工艺先进合理,试验效果良好,研制成果达到国内先进水平,具有广阔的市场前景和良好的经济效益。     

新型钻杆在瓦斯抽采中的研究及应用

避免瓦斯事故最有效办法就是提高钻孔的成孔率,增大瓦斯抽采确保瓦斯应抽尽抽。瓦斯钻杆的质量是决定钻孔成孔率的关键设备。通过对国内外瓦斯钻杆研究状况进行调研,分析对比现有钻杆技术领域的不足之处,通过系列试验确定钻杆最佳热处理参数、改进的摩擦焊接工艺和最佳工艺参数,研制出一种新型瓦斯钻杆。新型瓦斯钻杆已在杜儿坪煤矿、马兰煤矿等进行产品应用,有效及时抽放瓦斯,大大降低了卡钻丢钻机率,降低耗材22%,具备良好的经济和社会效益。     

基于力控6.1软件的摩擦焊机上位监控系统设计

摩擦焊机是煤矿瓦斯抽采用钻杆生产的关键设备,对摩擦焊接过程的实时监控起到控制钻杆焊接质量和提高可靠性的作用。采用组态软件"力控6.1"设计了基于力控的摩擦焊机上位监控系统。其直观友好的人机交互界面,可实现焊接过程中数据和曲线的实时监控,能采集、保存焊接结果的特征参数并进行调用和查看。该监控系统还具有焊接过程中的实时报警和报警记录查询等功能,确保钻杆焊接过程的稳定性和可靠性。     

矿用地质钻杆摩擦焊接中机器人搬运轨迹设计研究

根据对钻杆摩擦焊接过程中搬运过程的研究,选择了MOTOMAN-ES165D-100型搬运机器人,完成了空间总体布局设计,合理规划了搬运流程和顺序,并完成了搬运轨迹的程序设计,实现了钻杆摩擦焊接过程的自动搬运,提高了生产效率。     

ZDZD-100重型工程钻机的研制与开发

为了满足我国沿海风力发电机组安装用大型单桩基础的施工,研发了ZDZD-100重型工程钻机。该钻机充分考虑了海上施工平台的抗浪稳定性,采用多系统一体布置、全新钻杆结构、钻杆连接工艺及可变径钻头,使该钻机成为目前世界上性能最先进、系统最复杂且能力最大的多功能工程钻机,为海上风电设备安装及各类矿井钻凿提供了性能可靠的新型设备。     

煤矿坑道钻探钻杆断裂智能CT检测研究

在煤矿钻杆生产和加工过程中,由于加工、生产、制造等工艺缺陷易造成钻杆自身存在间隙、夹杂、裂纹、缺陷和密度不均匀等质量问题。而在煤矿钻杆在井下钻进过程中,由于钻杆受到复杂钻进外力的影响,通常会因钻杆本身质量问题而造成钻杆发生断裂,进而阻碍正常生产,造成重大经济损失。针对这些问题,采用传统工业CT检测方式,可有效检测出钻杆本体存在的气孔、裂纹、间隙、缺陷等质量问题,进而提高钻杆加工工艺和成品质量。然而,在传统的钻杆CT检测过程中,采用人工装配和卸载钻杆的方法进行上下料,存在检测效率低、收益小、自动化程度弱等缺点,不能满足煤矿设备智能化发展的要求。在此基础上,将智能机器人系统、流水线扫描技术和伺服运动控制引入钻杆工业CT检测系统中,该检测系统主要由图像分析软件、电气控制软件、射线源系统、探测检测系统、运动伺服系统、智能机械手及其控制系统、流水线扫描系统以及安全防护系统等组成。采用上、下2层控制结构,将智能机械手及其控制系统作为从站,将运动伺服系统配置为主站,通过上位机软件控制这些底层系统的运行、动作,实现智能化钻杆CT扫描、断层分析和结构检测等功能。从而,可大幅缩短人工上、下料的时间、增强钻杆检测的效率和检测工艺,保证钻杆装备智能、安全、高效地进行,进而提高钻杆加工、制作等工艺流程,提高钻杆本体质量。     

热处理工艺对钻杆焊缝力学性能的影响

针对钻杆接头断裂的问题,对摩擦焊接钻杆焊缝热处理工艺进行了深入分析,拟定了一组焊缝热处理工艺参数。经过试验和相关性能检测,发现造成焊缝强度偏低、冲击韧性值过高的主要原因是回火工艺不合理,故对回火工艺进行优化改进。改进结果表明:通过调整回火温度,能有效提高试件的焊缝屈服强度及抗拉强度;管体侧热影响区硬度有所提高,焊区硬度分布均匀,波动幅度较小;优化工艺试件焊区组织晶粒更为细密,呈现优良的综合机械性能。