木材深孔钻床的开发与机电设计

为了解决传统数控系统和机床结构无法直接用于木材深孔加工的问题,研究深孔加工的原理,分析重难点问题,从特殊的工装夹具系统和机床主体结构设计、机床的柔性辅助装夹系统设计、整个机床的电气控制系统和PLC内部的进给插补逻辑算法等进行研究和阐述。使用木材深孔钻床预加工16 mm的孔,测得精度为15.99 mm,完全符合加工要求。木材深孔钻床的设计与研究解决了木材在自动化深孔加工的问题,为该行业提供了解决方案。

基于模糊PID控制的石油钻井电机控制系统

为保证石油钻井电机按照指定转速完成钻井作业,设计了基于模糊PID控制的石油钻井电机转速控制系统。系统上位机通过RS-232驱动芯片将控制指令与参数传输至DSP控制模块,DSP控制模块通过中央处理器启动增量式光电编码器跟踪电机实际转速,并结合实际转速调整控制指令后,转换成电机转速控制执行指令下达至电机速度调节器,基于模糊PID控制的电机转速控制方案控制石油钻井电机转速。实验结果表明:采用所设计系统进行控制,不论是空载工况还是负载工况,石油钻井电机都可按照指定转速运行,且转速多次切换均不存在超调问题,切换时间与转速值都与控制指令要求一致。

ZDY6500LQK钻机电液控制系统故障分析

ZDY6500LQK是在煤矿井下大量推广应用的一款电控钻机,其远距离遥控操作减轻了工人劳动强度,提高了安全性。但随着设备的长期使用,钻机电液控制系统难免出现故障。为了快速、准确地定位故障原因和迅速处理故障,建立了以遥控发射器调节给进压力时压力显示异常为顶部事件的故障树模型。结合实际生产,定量分析了基础事件发生的概率。结合大概率基础事件的定性分析,从维护保养和设计优化两方面提出了解决方案,为钻机电液控制系统的改进和优化提供参考。

风力发电石油电动旋挖钻机功率模糊控制

风力发电通过风转动风轮产生的动力驱动电机产生电能。由于风能具有不稳定性,因此风力发电石油电动旋挖钻机在工作过程中的运行功率不稳定。对此,提出一种风力发电石油电动旋挖钻机功率自动模糊控制方法。根据基本组合风概念计算实时风速;对风力发电石油电动旋挖钻机功率进行稳态分析,确定钻机功率不变时的钻机临界风速;当风速超过临界风速时,利用T-S模糊加权算法对风轮转速偏差展开控制,从而保证旋挖钻机功率在额定值内,实现稳定运行。实验结果表明:该方法预测的风速和实际值基本一致,最高转速仅为4.82 rad/s,控制精度始终高于0.95,说明该方法的功率控制效果好,有利于石油电动旋挖钻机的稳定运行。

桑树坪矿3307-2工作面底板水精准防治技术研究

桑树坪矿煤层底板承压含水层富水性和透水性极不均一,为了实现3307-2工作面的安全开采,通过实施音频电透视,探查出了3个异常区,对异常区进行探查的钻孔均有不同程度的出水现象,经过疏放后所有钻孔的单孔涌水量均小于0.5 m^(3)/h,疏放结束后实施了注浆加固工程,共计注入水泥159袋,最终实现了3307-2工作面的安全开采,证明音频电透视与钻探和注浆相结合的精准防治水技术有效,为矿井后续防治水工作提供了技术借鉴。

水冷式盘式组合刹车送钻应用系统

介绍一种新型的水冷式盘式组合刹车送钻应用系统的技术性能、工作原理、结构和特点。该系统由软件和硬件2大部分构成,以水冷式盘式组合刹车的大小气缸为控制对象,采用电控气的原理送钻,形成由钻压外环与气缸压力内环构成的双闭环控制,主控钻压、辅控速度,实现了恒压送钻,保护了设备的安全。将该系统与同类送钻系统进行比较,总结该系统存在的优点和不足,并提出水冷式盘式组合刹车通过钻压优化改进送钻应用系统的方案。

DT20型铁钻工电液控制系统的研制

DT20型铁钻工是一种安全、高效、全电液控制的自动化拧卸工具,其控制系统是在地质拧卸装备和电气自动化控制的基础上,开发的适合于地质行业专有工艺的铁钻工电液控制系统。本文主要介绍了DT20型铁钻工的电气控制系统、液压系统和上卸扣的工艺与控制流程,为地质钻探自动化装备的相关研发人员提供一定的参考和借鉴。

定向钻井电控式扭矩离合控制工具研制与应用

旋转导向工具由于尺寸大,在钻井过程中井壁不稳定时容易发生卡钻、埋钻等复杂故障,处理难度大,现场应用受到一定限制。针对这种情况,文章研究了一种适用于定向钻进过程中的电控式扭矩离合控制工具。该工具在定向过程中可以将下部钻具与上部钻具的扭矩进行分离,实现上部钻具随钻盘低转速旋转送钻,下部钻具与螺杆工具配合滑动定向钻进。该工具由两部分组成:地面信号下传单元和井下信号接收及离合控制单元。井下信号接收及离合控制单元安放在近钻头位置,地面信号下传单元通过钻井液将信号传递到井下,离合控制单元接收指令后,用电液控制方式执行钻柱扭矩分离与结合动作。该工具使用的关键点是安放位置和反扭矩的控制,通过对下部钻具摩阻扭矩的分析,运用Landmark软件计算工具安放位置,抗反扭矩工具可抵抗并吸收螺杆钻具的反扭矩。现场应用表明,该系统可有效缓解托压,降摩减阻,稳定工具面,提高钻压传递效率,较大幅度提高机械钻速,实现低成本代替旋转导向工具,具有广阔应用前景。

A Horizontality Adjusting Study of the Earth Drill′s Platform

A horizontality adjusting system of the earth drill's platform is designed todeal with the operation difficulty of the platform which appeared while the earth drill is used.The proportional-impulse control to eliminate the over-adjustment andelectricity-hydraulic-proportional control to drive the adjusting mechanism are adopted in thesystem. The control scheme and control algorithm are introduced in detail. The software flow chartis given.

千米钻机电控系统二次回路瞬态干扰分析与抑制

千米钻机电控系统工况复杂、负载多变,并且融合多个一次回路,从而使瞬态干扰频谱分布随机性高,易出现模态混叠现象。为提升智能感知精度,千米钻机电控系统二次回路往往采用高带宽增益运算放大器,已有适用于二次侧端口设备的模型不再适用于小信号检测电路的稳定性分析。千米钻机电控系统瞬态干扰频域分布范围广泛,要求电路在很宽的频域内有较强的抗干扰能力。传统抗干扰措施存在频带较窄、高频抑制作用不佳的缺陷;多级RC、LC滤波电路存在阻抗不匹配、体积大的问题。针对上述问题,以15000型千米钻机电控系统的二次回路信号采集电路为研究对象,对二次回路中瞬态干扰进行分析。采用无参尺度空间表达的经验小波变换(EWT)算法,利用尺度空间变换划分得到频谱分割点,进而提取出具有紧支撑框架的模态分量,引入模态分量的峭度指标特征划分瞬态干扰信号与白噪声信号,确定瞬态干扰的频域分布。通过构建电控系统二次回路含寄生参数的小信号电路等效模型,探寻反馈回路引脚寄生电容与触发振铃或自激振荡的干扰信号频率阈值的规律,分析瞬态干扰频域特征对电路稳定性的影响。结果表明:在输入输出存在30 pF引脚寄生电容时,传导进入瞬态干扰信号使稳定性下降,且引起失稳的触发频率随引脚寄生电容增加而降低。利用铁氧体磁珠类似并联谐振的高阻特性,设计了一种二阶滤波电路。实验室试验结果表明:当干扰经过含铁氧体磁珠的二阶滤波电路后,在信号采样电路敏感的0.2 MHz以上频段,干扰幅值均抑制在-35 dBV以下,信号采样电路无异常输出。工业样机运行数据中敏感频段干扰幅值均抑制在-35 dBV以下,与实验室试验结果基本一致,满足抗干扰要求。

全断面电控钻机加杆装置及控制系统

设计了全断面电控钻机加杆装置及控制系统。装置的机械臂装置,实现钻杆的自动输送与辅助上扣功能,解决人工加杆及辅助上扣时的安全问题;装置的钻杆仓,具备钻杆储存、队列式运动及便捷补杆功能,解决了人工频繁搬运钻杆,劳动强度大且及安全性低的问题;装置控制系统的防误操作逻辑控制回路,消除了误操作可能引起的机械碰撞问题;装置控制系统的单工况限压回路,解决了上扣时最大需求负载依靠经验难以判断的难题;装置控制系统的加杆电控既实现了加杆全流程的顺序逻辑控制,又实现了加杆与钻进动作互锁,进一步提高电控操作安全性。全断面电控钻机加杆装置,可实现一键加杆与自动上扣功能,填补钻杆便捷,与人工加装钻杆相比效率提高,安全性显著提升,工人劳动强度明显降低,消除了误操隐患。

地质钻探装备智能化升级——以小型工勘钻机和电动水源钻机为例

近年来,我国地质钻探装备在国家、省部等各级科技计划的支持下取得了较快的发展和进步,各类型钻机已初步实现由可编程逻辑控制器、执行机构、检测元件等构成的基础自动化。但是,上述装备在面对具有复杂地质条件的工程勘察、地热资源勘探、深部钻探等任务时,仍存在安全性和效率不高等问题。本文提出一种分层(基础自动化层、状态监测层、智能决策层)递阶式地质钻探装备智能化升级方案,并分别以小型工勘钻机和电动水源钻机为例进行了详细分析和说明。实例结果证明了改进方案的有效性和工程适用性。

基于XY-6型立轴钻机的数字化升级改造

XY系列立轴式岩心钻机作为我国小口径找矿施工的主力机型,其中市场保有量较大的XY-6型立轴钻机可满足2000 m以内的固体矿产勘探,由于其主要为机械传动、人工手动操作制带、匮乏的钻参数据等缺点很难高效支撑新一轮找矿突破行动,所以对于XY系列机械立轴钻机的数字化升级改造迫在眉睫。本文重点介绍在机械式XY-6型立轴钻机基础上对其进行变频电传动和数字化控制的升级改造,相比于原型机,XY-6DB新型电传动立轴钻机实现了回转动力单元变频改造、提升制动系统电液控制升级、手-自一体式换挡方式以及整机的数字化控制方式的升级改造,最终可实现整机的节能、增效、降低劳动强度和提高安全性的目的。

老旧PLC控制系统升级改造故障解决

文章通过对某海洋石油平台钻修机PLC控制系统的现状进行统计分析,根据现役钻修机的设备特点提出PLC控制系统升级改造方案,并以施工项目形式进行开展研究。对该升级改造项目的实施,旨在解决钻修机PLC控制系统存在的诸多问题,消除钻修井期间因控制系统故障带来的各类不利因素。通过对该项目调试期间的问题处理与经验总结,进一步发现和解决系统中存在的不足并做出优化完善。此项目为后续其它老旧控制系统升级改造提供了方案参考和故障解决方法,提升了电气自动化工程人员的技能水平和施工项目管理水平。

PLC在摇臂钻床电气控制中的应用

采用可编程序控制器(PLC)对摇臂钻床传统的继电器—接触器电气控制系统进行技术改造,给出了摇臂钻床PLC电气控制系统的设计梯形图、输入输出接线图。PLC的应用不但大大提高了摇臂钻床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力,而且大大简化和减少了维修维护的工作量,使用效果良好。

Φ311mm垂直钻井系统的工作原理及现场应用

Φ311mm垂直钻井系统是克拉玛依钻井工艺研究院历时多年研制成功的井下工具,是机、电、液一体化的井下智能钻井系统。该工具可实现在高陡地层,特别是在山前构造带地层的防斜打快技术。目前,该系统已在新疆油田试验两口井次,并获成功。试验结果表明,该系统各项指标均达到设计要求,满足了闭环控制的设计要求,具有广阔的应用前景。

电动钻机动力系统功率均衡控制器的设计

针对电动钻机动力系统——柴油发电机组多台并联运行时功率分配不均衡问题,基于现有的钻机电气控制系统,设计了一种功率均衡控制器.该控制器以可编程控制器为控制中心,采用多输入多输出模糊控制算法,实现各机组有功功率和无功功率的均衡分配.实验结果表明:控制器简单、实用,提高了电动钻机动力系统的稳定性和可靠性.

钻探技术新进展

介绍了国外近几年钻探技术的某些新进展 ,主要包括自动控向钻进系统 ,电动柔杆钻进系统 。

基于CAN总线技术的钻机电控系统的设计与应用

电控系统作为钻机的操控核心,其安全性和可靠性是钻机正常运行的重要保障。本文提出了基于CAN总线技术的控制系统方案,重点论述了该系统的结构组成及功能设计。通过在SDC2500型全液压钻机上的应用表明,基于CAN总线技术的控制系统具有布线简洁、远程集成控制、故障预警、提高钻机操控安全性等优势。

具有未知负载扰动的水井钻机电液伺服系统无模型自适应控制

针对电液伺服系统在水井钻机推进工况下存在的参数不确定以及未知负载扰动突变等非线性因素,提出了基于径向基(RBF)神经网络扰动观测器的无模型自适应控制方法.首先,通过改进的无模型自适应控制动态线性化方法,将被控系统线性化为与输入输出相关的增量形式,并将未知负载扰动合并到一个非线性项中;然后,设计了径向基神经网络扰动观测器对含有未知负载扰动的非线性项进行估计,作为对未知扰动的补偿;最后,设计了时变参数估计律,通过在线调整伪偏导数,给出了电液伺服系统的控制更新律.仿真结果表明,所设计的控制器能够对未知负载扰动突变进行补偿,并能确保跟踪误差有界收敛.