基于PLC和LabVIEW的矿用钻机钻进参数监测系统设计

为实时监测液压钻机钻进过程参数,实现钻机钻进过程中工况监测,设计了一种以PLC为控制核心的矿用钻机钻进参数监测系统。钻进参数监测系统具有钻进参数的自动显示、采集、记录、处理和工况识别等功能,详细介绍了硬件传感器选型及原理、防爆设计和基于LabVIEW开发的软件设计等关键技术。通过在钻机性能测试平台上进行室内性能测试对比实验,及搭建相似实验平台开展井上模拟实验,并对监测的数据进行分析,实验结果表明:在性能测试对比实验中,扭矩的测量误差约为0.069%,转速的测量误差为0.014 75%,钻压的测量误差为0.063 8%,钻进参数监测系统测量误差均低于0.12%,验证钻机钻进参数监测系统的准确性与可靠性;在井上模拟试验中,当钻头遇到硬度大的岩石层时,钻头旋转破碎的阻力增大,随之扭矩与钻压值变大,钻速与转速值减小,当钻头遇到硬度小的松软煤层时,钻头旋转破碎的阻力减小,扭矩与钻压值减小,钻速与转速值增大。该系统的设计为煤矿井下钻进装备自动化及智能化发展打下基础。

电控井下钻孔器钻进监测系统研究

电控井下钻孔器通过电缆下入井内油层位置,从地面向井下发送控制命令和传输电能,井下钻孔器伸出柔性钻杆和微型钻头,从井筒内向目的层钻出2000~3000mm的泄流通道,可显著提高近井地层渗流能力,实现增产增注,有效弥补传统火药射孔穿透距离短及压实效应等问题。为实时监测和控制井下钻孔器工作状态,研制了钻进监测系统,采用布满磁柱的滑块随同柔性钻杆移动,当滑块上的磁柱经过霍尔传感器时,霍尔传感器会产生脉冲电信号,通过识别和累计脉冲信号,监测钻进进尺和钻进速度,与监测电路上的压力、温度等传感器配合,实现地面对井下施工钻进状态实时监测,为地面控制钻孔施工提供了可靠参考依据。

基于钻进状态监测的智能工况识别

钻进过程状态监测旨在实时描述钻进工况,判断运行性能优劣程度进行非优追溯,及时指导司钻人员调整作业操作,保证钻进过程安全、高效、稳定开展。钻进工况是钻进系统运行状态的反映,因此开展面向状态监测技术的钻进工况识别研究具有重要的理论和应用价值。本文针对钻进工况识别问题,基于状态监测数据,建立基于支持向量机的钻进工况识别模型,对钻进工况进行识别。综合工况识别结果,对钻进效率进行评估,并对影响钻进效率的因素进行讨论,寻找提升钻进效率的手段。最后,采用钻进现场实钻数据进行仿真实验,验证所提方法的可行性和有效性。

煤矿坑道定向钻机钻进参数监测系统设计

针对全液压坑道定向钻机在钻进施工中参数实时显示和集中存储等方面存在的不足,设计了煤矿坑道定向钻机钻进参数监测系统。该系统采用分布式设计,通过CAN总线实现数据的传输和通信,能实时显示钻进速度、钻进/起拔压力、转速、转矩、水泵流量和压力等钻探施工参数,并通过防爆计算机进行数据传输和集中存储,便于钻探参数的分析和调整,结合压力传感器、流量传感器等可实现定向钻进施工的精确测量与控制。现场应用结果表明,该系统可配套多种定向钻机使用,能实时、准确地监测并显示定向钻机运行的各种钻进参数。该系统的设计为后续实现煤矿坑道定向钻机的"机-电-液"一体化控制和故障诊断奠定了基础。

钻进过程监测与控制硬件系统研究及应用

随着社会经济的不断发展与进步,科学技术的不断改革与创新,钻探行业发展得到了质的飞跃。钻进过程监测与控制硬件系统作为现代钻掘作业过程的重中之重,是一个必不可缺的关键部分,直接关系到钻进工作的质量和效率。因此,要想实现钻探工业的科学化、自动化以及数字化的发展,就必须加强对钻进过程监测与控制方法的研究分析,不断提高钻井水平,有效降低相关工作人员的任务量,达到事半功倍的良好效果。文章将进一步对钻进过程监测与控制硬件系统研究与应用展开分析与探讨。

利用钻参仪进行钻进参数监测与优化需解决的技术问题

我们在应用日产ＢＤＲ５、ＢＤＲ５Ａ两种型号的钻参仪进行两个钻孔钻进参数的监测与优化设计过程中逐步认识到，要实现各钻进技术参数的准确监测和科学优化乃至实现钻进全过程的科学监控，应解决好以下几个技术问题。１钻参仪系统硬件的选择与安装１．１钻参仪系统硬件的...

借助于钻探现场数据库进行最优化钻进

本文提出了利用钻探现场数据库实现优化钻进的方法。该数据库通过钻进监测系统实时采集钻进参数 ,手工输入地层情况、钻进成本等在钻探过程中发生的其它数据 ,使钻进参数与地层情况及钻进成本联系起来 ,从而较容易地实现最优化钻进 。

钻探微机智能监测系统的研制与应用

钻探微机智能监测系统是检测技术、识别算法、计算机技术与钻探工艺相结合的高科技成果.它可方便快捷地安装于野外钻机现场,自动生成钻进参数的约束条件,对孔内工况进行智能识别,从而提高钻探效率,降低事故率,还可跟踪钻孔轨迹,进行中靶预测,建立钻探生产数据库.该成果于1996年6月通过部级鉴定,评价为“达到了国际先进水平”.

对国内钻参仪实现监控钻进的可行性探讨

钻井参数监测仪的使用使我们由经验打钻向科学打钻迈出了一大步。钻参仪监测钻进技术发展的最终目标是实现监控钻进 ,即实现钻探过程的自动化。但目前钻井参数监测只能实时监测井上参数 ,不能实时监测钻头工作参数 (井下参数 ) ;不具有实时判层和优化钻进参数等智能。

岩石声发射技术的应用现状

介绍了国内外岩石声发射技术在测定地应力、钻进监测、岩石力学与岩石破碎学研究、坑道岩体稳定性监测等方面的应用现状及发展趋势。

2000m地质岩心钻探关键技术与装备

经过4年的攻关,国家"863"计划重点项目"2000 m地质岩心钻探关键技术与装备"研制取得了多项创新成果,主要包括:完成了地面钻探设备及孔内钻探取心器具集成配套,形成了深部岩心钻探施工和示范能力;完成了山东金青顶矿区危矿专项ZK43-1钻孔施工,终孔深度2212.80 m。全孔平均钻进时效为1.65 m,岩心采取率为98.6%,钻孔质量优良;创造了3项钻深和套管下入深度全国记录;在大项目运作机制、产学研合作模式及钻探技术示范方式等方面积累了一些经验。详细介绍了项目的研制情况及取得的主要成果。

2000m全液压岩心钻探技术装备示范工程

介绍了2000 m全液压岩心钻探装备示范工程———山东乳山金青顶金矿区ZK43-1钻孔的工程概况、钻探技术装备配置、应用效果和示范工程技术工艺,总结了该示范工程项目工作成果,提出了未来深孔岩心钻探装备研发和推广工作的建议。

煤层气车载钻机电控系统设计

针对传统机械仪表及液控方式不能满足煤层气车载钻机安全、精准、高效的施工需求问题,设计了一种煤层气车载钻机电控系统。该系统由传感器、副控台、控制箱、主控台组成:副控台采集柴油机参数并实现柴油机启停、油门调节和油门切换等控制功能;控制箱通过驱动液压系统电磁阀进行逻辑控制;主控台用于司钻人员观察钻进参数和操作钻进作业。现场应用结果表明,该系统可实时、准确地监测并显示柴油机和钻机钻进参数,实现柴油机运行及钻机钻进逻辑控制,为辅助钻进施工及提升钻进质量提供了保障。