[發明專利]智能巖芯鉆機

無效

• 申請號: 201310337261.8
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103410498A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 秦立剛
• 申請（專利權）人: 山東聚龍液壓機械有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 董寶錁

技術領域

本發明屬于一種鉆機，具體地說，尤其涉及一種智能巖芯鉆機。

背景技術

目前，傳統巖芯鉆機工作時，通常采用手動控制，巖芯鉆機在鉆進時，若突然發生埋鉆或卡鉆時，而操作工人不知情，使得動力裝置依然驅動立軸旋轉，容易發生擰斷鉆桿等事故，泥漿泵工作時容易發生憋泵現象，損壞泥漿泵；其次，傳統巖芯鉆機鉆深孔時，為防止擰斷鉆桿事故的發生，通常要求操作工人經驗豐富，并憑借經驗摸索著慢速鉆深孔，工作效率低下；傳統巖芯鉆機存在安全隱患，操作工人在操作卷揚機時需站在提著重鉆桿的鋼絲繩下，非常危險。

發明內容

為了解決現有技術中傳統巖芯鉆機要求操作工人經驗豐富，工作時存在安全隱患，容易發生鉆桿擰斷、泥漿泵憋泵現象的缺陷，本發明提供了一種智能巖芯鉆機。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種智能巖芯鉆機，包括鉆機主機、自動控制系統、液壓站和泥漿泵，液壓站內設有液壓系統，鉆機主機與液壓系統連接，自動控制系統控制鉆機主機、泥漿泵和液壓系統，鉆機主機包括機架，機架底部設有移機油缸，機架上設有卷揚機驅動裝置和立軸驅動裝置；

卷揚機驅動裝置包括卷揚驅動交流變頻電機、帶閘輪聯軸器、行星減速機、卷筒，卷筒靠分動箱支撐，分動箱安裝在機架上，卷揚驅動交流變頻電機、帶閘輪聯軸器、行星減速機、卷筒和分動箱依次連接，卷揚驅動交流變頻電機通過支架固定在機架上，帶閘輪聯軸器上設有液壓推桿制動器；

立軸驅動系統包括立軸驅動直流電機、聯軸器、變速箱、萬向節聯軸器、分動箱、回轉器和立軸，立軸上部設有液壓卡盤，立軸驅動直流電機、變速箱分別固定在機架上，立軸驅動直流電機、聯軸器、變速箱、萬向節聯軸器、分動箱、回轉器和立軸依次連接。

所述立軸的最大轉矩為4000Nm，立軸的最大轉速為1000rpm；泥漿泵的最大泵壓為6Mpa。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

鉆機主機改進了動力傳遞方式，增設了卷揚機驅動裝置和立軸驅動裝置，卷揚機驅動裝置和立軸驅動裝置分別通過卷揚驅動交流變頻電機和立軸驅動直流電機進行驅動，并增加了自動控制系統；

通過自動控制系統控制立軸旋轉，并可以分別設定立軸扭矩及轉速的上限值，并且可以在設定的上限值下進行無級調節，工作時井下的鉆桿受卡阻時，立軸實際扭矩達到上限值的90﹪時系統開始報警，當立軸實際扭矩達到設定值時，自動控制系統會指使立軸驅動電機在0.1秒內停機，從而保護了鉆桿，防止鉆桿擰斷，使鉆機主機的鉆進效率大幅提高；

通過自動控制系統控制卷揚機驅動裝置和液壓系統工作，卷筒的實際轉速及提升力可以在液壓站觸摸屏上顯示，液壓站觸摸屏可以顯示油溫、油泵壓力、立軸給進油缸的工作壓力及立軸的上升下降速度，可以設定立軸油缸的工作壓力及上升、下降速度；

通過自動控制系統控制泥漿泵工作，泥漿泵的驅動電機采用軟啟動控制，泥漿泵的工作泵壓可以在液壓站觸摸屏上顯示，同時可以輸入泥漿泵的最大泵壓；當泥漿泵泵壓突然升高，接近已設定最大泵壓90﹪時，系統開始報警，達過預先輸入的最大泵壓值時，泥漿泵的驅動電機就會自行停機，徹底杜絕了因泥漿泵突然憋泵而導致的損壞現象；

本發明通過自動控制系統控制液壓系統，實現巖芯鉆機整個工作過程的自動化，保障了操作工人的人身安全。

附圖說明

圖1為鉆機主機的主視圖；

圖2為鉆機主機的右視圖；

圖3為為本發明液壓系統的原理圖；

圖4為為本發明自動控制系統的原理圖；

圖5為為本發明泥漿泵驅動電機軟啟動及卷揚機控制原理圖；

圖6為立軸驅動直流電機的速度及轉矩控制原理圖；

圖7為圖1中A部分的局部放大圖。

在圖中，1、卷揚驅動交流變頻電機；2、帶閘輪聯軸器；3、液壓推桿制動器；4、行星減速機；5、卷筒；6、分動箱；7、液壓卡盤；8、回轉器；9、立軸；10、機架；11、萬向節聯軸器；12、變速箱；13、聯軸器；14、立軸驅動直流電機；15、移機油缸；16、立軸油缸；17、液壓卡盤油缸；18、泥漿泵電機；19、油泵電機；20、軟啟動器；21、交流變頻器；22、卷揚電機風機；23、鉆機主機電機；24、電機電樞；25、電機勵磁；26、測速機；27、調速器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：