ZMK5530TZJ100型车载钻机的试验研究

车载钻机可满足多种钻进工艺施工,具有钻进效率高、事故处理能力强、机动灵活和操作简单等优点,主要用于地面煤层气抽采井的施工。为检验ZMK5530TZJ100型车载钻机的性能,在山西晋城进行了实钻验证,完成了一口终孔直径171.50 mm、井深1 675.39 m的水平定向煤层气抽采井。施工过程中,采用了空气潜孔锤、泥浆正循环、孔底马达定向钻进等不同的工艺,检验了钻机对工艺的适应性;潜孔锤最高钻速达32 m/h,泥浆循环最高钻速达11.2 m/h,钻进速度快;设置的多种电液联动保护功能,避免了因误操作造成的机构损坏;试验中未发生任何机械故障并成功处理一次卡钻事故,该钻机为地面煤层气抽采井施工提供了一款实用装备。     

SDC-2500型全液压车载钻机的研制与应用

随着我国对资源勘探开发投入不断加大,全液压车载钻机已大量投入到钻探生产中。SDC-2500型全液压车载钻机将负载敏感液压系统、PLC电控系统应用于钻机的控制执行系统,具有集成度高、机动性强、全液压顶驱、远程电控、多工艺适应性等特点。通过野外生产试验,验证了钻机的性能,展现出较高的机械化程度和可靠性。     

基于灰色预测控制的石油自动送钻钻压控制系统

针对自动送钻控制系统中存在的时变、时滞和非线性条件下难以实现准确控制的情况,提出了一种灰色预测控制算法,该控制算法在建模过程中对原始数据进行累加生成,而这样累加的结果可以大大弱化非线性干扰的影响.利用灰色预测改进模型,实行一步或多步预测,将预测误差与误差变化作为决策机构的输入,送给液压调速系统对绞车的绞车力进行控制,然后控制钻杆的下放速度从而达到恒钻压的目的.该算法自适应强,计算简单,适合于钻压控制系统中.仿真结果表明,该算法是有效的.     

救援车载钻机同步自平衡式给进系统设计与应用

车载钻机是矿山事故地面钻孔救援的核心装备,在国内外历次成功救援中发挥了重要作用,给进系统是车载钻机的主要执行机构,使用过程中暴露出长工作行程制约整机通过性、定位轮系维护困难、双油缸运动同步性不强、动力头偏载引起导轨磨损、液压表显示起拔力延时等问题。研制的ZMK5550TZJF50/120型救援车载钻机采用基于油缸—钢丝绳倍速传动机构的伸缩桅杆式结构,实现了长工作行程和短运输尺寸;设计快换式轮系、钢丝绳防扭转张紧系统,解决一二级给进机身的辅助定位系统安全保护和维护困难的难题;采用给进系统油路同步补偿和先导控制技术,解决给进装置双油缸同步的难题;研发抽屉式调平体和测力销轴结构,实现动力头钻进过程中自平衡式调节及起拔力监测。经过静态、模态分析、应变测试和现场工业性应用,给进系统最大起拔力达1 205 kN,能够有效处理大直径救援井施工过程中卡钻、埋钻等孔内事故,配合动力头、钻杆加卸系统,具有快速起下钻具功能,可大幅度提高倒杆效率,单根起下钻效率小于3 min/根。研究结果表明:救援车载钻机伸缩桅杆式给进装置运输尺寸短,钻机机动性强,道路通过性好;现场试验中处理了多次孔内卡钻、埋钻事故隐患,稳定和可靠性较高、可维护性好、起拔力监测准确、倒杆效率高,可以满足600 m深度救援井施工需求。给进装置轻量化,以及执行系统、传动系统、动力系统之间的响应匹配优化研究是今后的重点方向。      

煤矿井下钻机远程控制系统设计

为解决深部矿井冲击地压大、巷道高温高湿等危险条件对钻孔施工的影响,设计了一种钻机远程控制系统。该远控系统由钻机近端和远控端组成,两者之间采用CAN和光纤通信来实现数据和视频图像传输,钻机近端以车用PLC为控制核心实现数据采集和控制功能,以CoDeSys为工具开发底层程序。远控端以单片机和PC104为核心,实现远程指令的收发和显示,上位机扩展CAN接口,通过LabVIEW开发显示界面。实际应用结果表明：该远控系统实现了800 m远程控制,具备响应速度快、操作方便、可靠性高、人机交互友好等优点,为煤矿井下无人值守的自动化钻场提供了一种控制系统。     

电液比例技术在钻杆摩擦焊接控制系统中的应用

针对焊接钻杆连续驱动摩擦焊机采用开关阀组成压力控制系统存在故障几率高、可控性差等问题,将电液比例控制技术应用在摩擦焊压力控制中,实现了摩擦焊轴向压力闭环控制、滑台进给速度的开环控制;可对摩擦焊机主轴速度、轴向压力、轴向缩短量、主电机电流、油温等进行实时检测。现场实测数据表明,电液比例控制系统是一种适合实际生产的摩擦焊压力控制系统。