PLC控制及交流变频技术在大直径钻机中的应用研究

综合运用PLC控制技术和交流变频调速技术,研制了大直径钻机控制系统,实现了钻机主机(绞车、转盘)精确调速,以及恒钻压和二位式钻压自动送钻等功能。该控制系统具有整体性能先进、适应性强、维护简单、可靠性高等特点,满足大直径钻机成井和复杂地质构造下钻井的需要。     

LWD-200B钻机自动钻进最优决策与控制方法研究

针对露天矿用凿岩用LWD-200B钻机的自动钻进系统的时变、多目标性和非线性的特点,提出了利用模糊控制器对钻机主回转马达恒钻压给进的控制方案。将采样时获得基础参量的误差和误差变化信号送入模糊单元,模糊推理后对主马达的流量实施控制。LWD-200B露天矿用钻机智能控制系统采用最优决策与控制自动钻进过程,实现全面最优化自动化钻孔,调控各种工艺参数,保持着最优值钻孔,具有最好的经济效益。     

实验室金刚石钻机的自动控制及其野外应用的前景

钻机自动控制的基点在于自动检测钻机的转速、钻压、钻头功率、钻进速度、进尺以及冲洗液量，并能控制钻机的转速、钻压和限制钻进的速度。它所用的控制装置为一台小型的模拟计算机。     

某型钻机新型电控系统的研制

介绍了某型钻机新型电控系统的技术特点及其构成情况；重点阐述了关键技术，如主机传动，主机传动调速控制，进给传动、控制与钻压测量，钻机控制和数据通讯等的实现方法。     

深孔地质钻机XY-8DB的液压缸送钻现状与优化

XY-8DB钻机以XY-8机械立轴式岩心钻机为基础,增设了独立变频动力的提升/送钻系统、伺服泵控液压系统以及液压盘刹制动的绞车装置。其中以伺服泵控液压系统实现的加压、减压钻进工序的实用性,经过多个深孔施工得到验证,用户反馈良好。本文针对目前XY-8DB钻机的液压缸送钻系统在司钻过程中遇到的钻压控制、进尺监控和称重计算的问题进行分析,并针对这些问题做出了改进。     

复杂地质条件煤矿巷道多履带钻锚机器人运动学研究

针对复杂地质条件煤矿巷道存在的掘快支慢难题,提出一种集钻、护、锚于一体的多履带钻锚机器人群。依据巷道支护需求,设计钻锚机器人本体结构、钻机布置以及支护工艺,完成钻锚机器人三维建模;基于D-H法建立钻锚机器人钻机运动学模型,分析并求解顶板钻机与侧帮钻机正运动学解和逆运动学解,仿真得到钻机可支护区域的点状云图、末端运动轨迹等。结果表明顶部与侧帮钻机支护作业中能够避免钻机与机器人本体之间的干涉,实现准确、平稳运动至待支护位置,具有较强的稳定性和可靠性。     

天井钻机工作参数的合理选择

<正> 在我国天井钻机还处于试用阶段,目前通过鉴定的有井径为0.5米和1.5米的两种,井径2米和1米的天井钻机正在试验中。但是据我们在实际工作中所知,对天井钻机工作参数的研究,却是很不够的。所谓天井钻机工作的参数,主要是指钻导孔和扩孔时的扭矩、钻压(拉力)和转速。本文着重分析钻导孔的钻压和扩孔所需扭矩的合理计算及其选择。(一)钻导扎时合理钻压的计算与分析天井钻机钻导孔是用牙轮钻头进行的,因此,在计算钻压时,过去多采用牙轮钻机确定轴压的公式:     

牙轮钻机微机控制系统

牙轮钻机钻凿的岩层是随机分布、错综复杂的,因而钻进过程难以定义。针对这种情况本文提出牙轮钻进岩石可钻性指数,可用来连续检测牙轮钻进过程中的岩性变化,并由此而建立牙轮钻进过程的控制模型。这一控制模型可对钻具的轴压和转速进行优化匹配。微机控制系统可使钻机随着被钻岩石变化始终处于良好的钻进状态,它还具有钻进参数超限处理、钻进过程程序控制钻进深度的盘测、岩性记录和指导调平等功能。     

负载敏感液压系统在防突远距离控制钻机中的应用

防突远距离控制钻机(简称远控钻机)要求操作人员在100m以外控制钻机,实现钻场无人钻孔以减少人员伤亡。要求远控钻机的液压系统具有高效节能、高可靠性、良好的微调性能及系统过载保护功能。为此将具有恒功率控制功能的负载敏感液压系统应用于远控钻机,可很好地满足钻机的使用要求。     

钻锚一体化锚杆钻机控制系统设计与研究

针对钻锚一体化锚杆的施工工艺，提出了一种钻锚一体化锚杆钻机控制系统，设计并阐述了系统总体架构、系统硬件和软件设计方案。针对锚杆钻机外置传感器故障率高的问题，提出基于压力阈值判断钻机工作状态，控制系统仅采用液压压力传感器即可实现锚杆自动化施工。针对片状钻头易磨损和断裂的问题，提出钻机进给恒压控制方法，通过压力值滤波算法、目标值滤波算法及PID算法实现进给压力的稳定恒压控制。煤矿现场试验结果表明，采用钻机恒压控制方法时钻机进给压力波动最小，进给压力方差为0.18,平均值3.3 MPa,能保证基于压力阈值判断钻机工作状态的可行性。钻锚一体化锚杆钻机控制系统可实现锚杆钻机的自动化运行，具有较高的可靠性和稳定性，为掘进工作面智能支护技术提供有效的技术支撑。     

负载敏感多路阀在远距离控制钻机上的应用

介绍了煤矿井下钻机常用液压系统和普通多路阀的缺陷,并对负载敏感控制系统工作原理进行了分析,最终确定远距离控制钻机液压系统采用恒功率、压力切断、负载敏感单泵控制系统,其控制阀采用负载敏感多路阀。     

基于AMESim的GDY-2000L工程钻机负载敏感系统仿真分析

 本文在介绍GDY-2000L工程钻机负载敏感液压系统工作原理的基础上,结合AMESim仿真软件对负载敏感控制阀和限压阀及整个液压系统进行了建模与仿真,对系统压力自适应特点进行了系统分析和总结,提高了GDY-2000L工程钻机负载敏感液压系统的系统认识,对液压系统设计和AMESim仿真实践具有借鉴意义。     

计算机控制下传信息通道模拟实验仿真系统探讨

通过对旋转导向钻井系统中下传信息通道使用计算机控制的原理进行研究,提出了一种旋转导向钻井系统中下传信息通道的仿真系统的设计方案。在该方案中,对仿真系统设计的原则进行了详细阐述,对可利用资源的选材进行分类研究,并实现了旋转导向钻井系统中下传信息通道的仿真系统。该方案对井眼轨迹自动控制系统中下行信道传输的设计及实现具有参考价值。     

深海行走机构灰色预测-模糊PID速度控制

针对深海行走机构在海底复杂作业环境下行走所呈现的随机性、非线性、时变性,难以建立精确数学模型等特点,提出将灰色预测、模糊控制与常规PID控制相结合的灰色预测模糊PID控制算法.灰色预测根据少量的速度检测数值预测系统的未来变化,模糊PID控制通过模糊推理对常规PID参数自适应调整实现速度控制.仿真结果表明,该算法消除了系统的随机性,能够对深海行走机构灰色系统实行有效的控制,取得了比普通PID算法更加优良的性能.     

坑道钻机性能试验台模糊控制系统的研究

论述了钻机性能参数测试台模糊控制的理论基础;介绍了坑道钻机检测检验试验台测控模糊控制系统的原理、组成、性能指标、测试参数、抗干扰设计以及运行情况;分析了钻探测控模糊控制应用技术的发展前景.     

煤层气钻机回转系统分析及参数优化

对煤层气及救援车载钻机回转液压系统进行研究,分析了阀后补偿回转系统参数匹配与动力头输出转速特性,基于AMESim专业仿真软件,建立了阀后补偿回转液压系统模型;通过理论分析,得出回转液压系统阀后补偿负载敏感阀LS泄压阻尼孔参数匹配对液压系统负载适应性有较大影响;结合动态仿真,得出阻尼孔参数对系统负载适应性及响应的关系。并在ZMK5530TZJ100F车载钻机回转系统进行试验,通过试验验证了仿真分析的正确性。研究结果表明,通过阻尼孔参数匹配,解决了回转系统负载适应性问题,提高了系统响应及控制精度。     

基于AMESim的垂钻自校正控向系统的建模与仿真

AMESim是关于液压,机械系统的建模、仿真及动力学分析软件。垂钻作业时钻具有时会发生偏移,介绍了应用AMESim软件对垂钻自校正控向液压系统进行建模、参数设置,以及仿真分析。仿真得出较为理想的仿真曲线,表明所建模型可靠。     

模糊PID控制及在乳化液泵系统的应用

 为了保障矿井安全生产以及节能技术改造的要求,本文通过对乳化液泵站供液系统进行了常规PID、模糊控制和模糊PID的研究,并利用MATLAB的仿真工具Simulink对系统进行仿真分析,仿真比较结果表明模糊PID具有良好的控制效果。利用西门子S7-200设计模糊PID控制器,在晋城成庄矿实施该方法后,保证了供液压力的稳定性。其压力波动范围小于1MPa,节电率达到0.9677。     

河元背地区绳索取心钻进泵压计算模型的建立与应用

泵压是反映金刚石绳索取心钻进时井内作业是否正常的重要参数。为了进一步研究泵压波动变化与实际钻进作业之间的关系,指导钻进工作的快速、安全开展,结合江西相山河元背地区CUSD2井实际泵压波动数据及相关钻进资料,建立了适用于本井的循环系统压力损失计算模型。对比分析模型计算的理论泵压与实际泵压的波动变化趋势,将模型应用于实际钻进,在此基础上预测后续地层的泵压波动区域范围,发现7 MPa的泵压安全值不再适用于后续地层钻进,调整设置泵压安全值为10 MPa,并利用邻井泵压波动数据进一步验证其可靠性。适当调整修正理论模型,使其可应用于河元背以及相山地区绳索取心钻进中,指导该地区钻探工作。     

煤矿机车用无刷直流电动机调速系统的模糊变结构控制

分析了无刷直流电动机数学模型原理,建立了控制系统的仿真模型,提出了将模糊控制与传统PID算法相结合的变结构控制新方法。仿真结果表明该方法较传统PI控制具有更好的动、静态特性,并有较高的精度和鲁棒性。说明了该方法的正确性和有效性。