[發(fā)明專利]一種深海鉆機水下控制倉

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410430531.4
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104265263A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉文方;何淑飛;嚴海玉;孫啟梁
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州墨銳機電科技有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 劉芬豪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋信息技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種深海鉆機水下控制倉。

背景技術(shù)

20世紀60年代以來，全球人口步入爆炸式增長，地球陸地資源不斷遞減，陸地上主要礦產(chǎn)資源可采年限大多在30年～80年內(nèi)，伴隨著人類對礦物資源、能源需求量的不斷增加，人類開始大規(guī)模地開發(fā)和探索海洋。海洋占據(jù)著地球總面積的七成左右，海洋中除鹽、鎂、金、鈾、溴化物外，海灘中的砂礦、淺海底部的石油、磷鈣石和海綠石，深海底部的錳結(jié)核和重金屬軟泥及其基巖中的礦脈都十分豐富，開發(fā)前景巨大。因此，進軍海洋、開發(fā)海洋已成為世界海洋技術(shù)領(lǐng)域的一大主題。我國擁有狹長的海岸線，豐富的海洋資源，海洋對于國家的長遠利益事關(guān)重要。為適應(yīng)當(dāng)代海洋經(jīng)濟發(fā)展的新形勢，進一步減輕環(huán)境和資源的壓力，增強國際競爭力和綜合國力，我國提出了建設(shè)創(chuàng)新型海洋經(jīng)濟強國的目標。近年來相繼發(fā)展起來的海洋高科技開發(fā)技術(shù)有海水淡化技術(shù)、深海探測與深潛技術(shù)、大洋鉆探技術(shù)、海洋遙感技術(shù)、海洋導(dǎo)航技術(shù)等。

鉆機是工程勘察的重要設(shè)備，在深海地質(zhì)探測中的作用尤其重要。深海巖芯取樣鉆機工作時鉆頭會重復(fù)地回到同一個鉆孔中，進入循環(huán)鉆探取樣作業(yè)周期。同時深海探測由于對裝備穩(wěn)定性及海底地質(zhì)環(huán)境參數(shù)的多樣性，穩(wěn)定準確地監(jiān)測鉆進參數(shù)，實時有效的調(diào)節(jié)參數(shù)，控制鉆機的運行狀態(tài)才能保證深海探測作業(yè)順利高效的進行。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種深海鉆機水下控制倉，通過設(shè)置用于采集多路數(shù)據(jù)的控制板，從而實現(xiàn)對深海地質(zhì)鉆機取樣的穩(wěn)定準確進行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種深海鉆機水下控制倉，包括光纖通信機和控制板，所述控制板的輸入端連接溫度傳感器，到位傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器，電壓互感器，電流互感器，位移傳感器，壓力傳感器，深海水聽器，新型姿態(tài)檢測的輸出端，控制板的輸出端連接攝像頭，照明燈，液壓閥組和移動螺旋槳的控制輸入端，所述光纖通信機用于通過鎧裝光纜與甲板控制系統(tǒng)通信。

優(yōu)選地，其中控制板進一步包括主控板系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集板以及至少一塊擴展板卡系統(tǒng)，不同的檢測量輸入由不同的輸入轉(zhuǎn)換電路進行采集與相應(yīng)處理后采用中斷方式通知主控板系統(tǒng)，主控板系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集板中讀取輸入信號，對輸入信號進行一定的運算判決后得到需要輸出的控制信號，再利用負責(zé)輸出的通用I/O口輸出這些控制信號，并利用輸出驅(qū)動和繼電器電路對高壓、強電設(shè)備進行控制，主控板系統(tǒng)根據(jù)總線通信方式進行運算處理和高層判決，然后輸出控制指令給擴展板系統(tǒng)，由擴展板系統(tǒng)完成深鉆水下液壓閥組的復(fù)雜控制。

優(yōu)選地，所述深海鉆機水下控制倉進一步包括液壓泵站電機噪聲采集模塊。

優(yōu)選地，所述深海鉆機水下控制倉進一步包括卸扣器電機噪聲采集模塊。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集板包括經(jīng)過光耦隔離由單片機I/O口采集的8路數(shù)字信號采集，10路AD采集，2路隔離電壓信號輸出，1路隔離電流采集，1路隔離電壓采集，1路485通信接口，1路RS-232接口，1路CAN通信接口和4路單觸點繼電器。

優(yōu)選地，所述主控板系統(tǒng)進一步包括1路深度計，1路液壓系統(tǒng)壓力，1路沖洗液壓力，4路關(guān)鍵點液壓壓力，1路動力頭位移，2路姿態(tài)傳感器2路工作噪聲的12路模擬信號輸入端。

優(yōu)選地，所述主控板進一步包括1路離底高度計，4路動力頭關(guān)鍵位置霍爾傳感器，1路控制倉溫升，1路控制倉芯片溫升，1路液壓系統(tǒng)油溫，1路電機溫升，1路新型姿態(tài)檢測接口的10路數(shù)字信號輸入端。

優(yōu)選地，所述主控板系統(tǒng)采用STM32芯片。

優(yōu)選地，所述主控板系統(tǒng)的控制芯片型號為STM32F107VCT6，STM32F107VCT6的10腳、19腳、20腳、27腳、37腳、49腳、74腳、94腳、99腳接地，11腳、28腳、50腳、75腳和100腳并聯(lián)后跨接電容第八電容，第九電容，第十電容，第十一電容，第十二電容到地與3.3V電壓輸出端連接，21腳跨接電容第十四電容到地，同時VREF輸出端連接，22腳跨接電容第十三電容到地，同時與3.3V電壓輸出端連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

(1)通過對多路傳感器參數(shù)的采集和鉆機視頻信號的實時觀測，可實時掌握鉆機的工作狀態(tài)，準確，穩(wěn)定，高效；

(2)設(shè)置液壓泵站電機噪聲采集模塊，實現(xiàn)了一種新型液壓泵站電機噪聲電子聽診器結(jié)構(gòu)；

(3)設(shè)置卸扣器電機噪聲采集模塊，實現(xiàn)了一種新型卸扣器電機噪聲電子聽診器結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的深海鉆機水下控制倉的結(jié)構(gòu)框圖；