[發(fā)明專利]一種多功能鉆機(jī)的控制方法及其旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011073821.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN112211612A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李星宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李星宇
• 主分類號(hào): E21B44/02
• 分類號(hào): E21B44/02;E21B44/00;E21B45/00
• 代理公司: 長沙新裕知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

本發(fā)明公開了一種多功能鉆機(jī)的控制方法及其旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述多功能鉆機(jī)的控制方法，包括采用至少2個(gè)液壓馬達(dá)與減速機(jī)連接，通過不同的編程工作模式控制所述液壓馬達(dá)進(jìn)行不同的組合，為所述減速機(jī)提供不同扭矩與轉(zhuǎn)速的動(dòng)力輸出。本發(fā)明可做為全液壓鉆探取芯、工程勘察取樣、探礦及水、汽打井等多功能鉆機(jī)，一機(jī)多用，滿足不同地質(zhì)條件的施工需要，大大提高了鉆機(jī)的適應(yīng)性和降低了施工成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地層鉆探設(shè)備，具體涉及一種多功能鉆機(jī)的控制方法及其旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前在鉆探取芯、工程勘察取樣、探礦及打井等施工中均要使用地層鉆探設(shè)備，地層鉆探設(shè)備有機(jī)械鉆進(jìn)和液壓驅(qū)動(dòng)鉆進(jìn)兩種，工程勘察取樣需配以泥漿或清水輔助進(jìn)行施工，在打井方面采用的是液壓回轉(zhuǎn)配以空壓機(jī)汽動(dòng)來實(shí)施水井鉆進(jìn)施工。

機(jī)械工勘鉆機(jī)動(dòng)力頭由齒輪傳動(dòng)，由于施工過程中機(jī)械磨損太大近年來已經(jīng)形成逐步被全液壓鉆機(jī)取代之勢(shì)。而全液壓工勘鉆機(jī)由液壓馬達(dá)作為動(dòng)力頭，其功能在逐步完善過程中，但還沒有將液壓驅(qū)動(dòng)的控制優(yōu)勢(shì)完全應(yīng)用于鉆機(jī)功能上，比如鉆進(jìn)過程的PLC編程及自動(dòng)化控制恒功率輸出，大扭矩和高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換過程還是依靠變速箱來換擋操作等等，因此全液壓工勘鉆機(jī)還存在一定的瓶頸，使得鉆進(jìn)過程中特殊情況下不容易及時(shí)處理，極易造成機(jī)械故障。而液壓水井鉆進(jìn)目前技術(shù)比較成熟，它靠液壓馬達(dá)低速大扭矩旋轉(zhuǎn)，再由空壓機(jī)帶動(dòng)空氣錘達(dá)到快速鉆進(jìn)目的，尤其是在遇到地下碎石層或溶洞層時(shí)可以跟管鉆進(jìn)，這是其他鉆機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的。上述全液壓工勘鉆機(jī)的設(shè)備施工要求為最高輸出轉(zhuǎn)速1200r/min左右、輸出扭矩在400N/m-2500N.m（根據(jù)深度無上限）不等，施工目的為抽芯取樣。液壓水井鉆機(jī)的設(shè)備施工要求為輸出轉(zhuǎn)速50r/min左右、輸出扭矩在4000N/m-9000N.m（根據(jù)深度無上限）不等，施工目的為打井，不能抽芯取樣。也就是工勘鉆機(jī)的工作狀態(tài)為高轉(zhuǎn)速和中低扭矩實(shí)施鉆進(jìn)的，水井鉆進(jìn)的工作狀態(tài)為超低轉(zhuǎn)速和超大扭矩實(shí)施鉆進(jìn)的，兩者的輸出數(shù)據(jù)功能無法相互兼顧。在工勘鉆機(jī)的施工過程中，往往遇到比較厚的碎石層時(shí)，需要調(diào)配一臺(tái)水井鉆機(jī)進(jìn)行跟管鉆進(jìn)后，再由工勘鉆機(jī)進(jìn)行取樣鉆進(jìn)，這樣一來大量的人力與設(shè)備資源浪費(fèi)不少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能適用多種工況的多功能鉆機(jī)的控制方法及其旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供的多功能鉆機(jī)的控制方法，包括采用至少2個(gè)液壓馬達(dá)與減速機(jī)連接，通過不同的編程工作模式控制所述液壓馬達(dá)進(jìn)行不同的組合，為所述減速機(jī)提供不同扭矩與轉(zhuǎn)速的動(dòng)力輸出。

所述編程工作模式的選擇采用PLC編程下的自動(dòng)選擇或者手動(dòng)觸摸屏的方式選擇。

所述編程工作模式至少為：模式一，一個(gè)液壓馬達(dá)工作，其它液壓馬達(dá)零輸出；模式二，兩個(gè)液壓馬達(dá)工作，其它液壓馬達(dá)零輸出；模式三，所有液壓馬達(dá)都工作。

本發(fā)明提供的多功能鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，采用所述控制方法，包括減速機(jī)、與減速機(jī)連接的至少2個(gè)液壓馬達(dá)、控制液壓馬達(dá)工作狀態(tài)的執(zhí)行元件和與執(zhí)行元件連接的控制部分。

所述執(zhí)行元件包括控制馬達(dá)流量的第一活塞桿和第二活塞桿、控制第一活塞桿和第二活塞桿的電磁閥。

所述控制部分采用PLC，所述PLC與所述執(zhí)行元件電連接。

有益效果：

本發(fā)明采用多個(gè)液壓馬達(dá)與減速機(jī)連接，通過檢測(cè)反映鉆桿鉆進(jìn)工況的液壓主油路中的壓力變化，自動(dòng)控制各液壓馬達(dá)按照不同的工作模式進(jìn)行不同的組合，為所述鉆桿提供不同扭矩的動(dòng)力輸出，不需要通過機(jī)械變速箱來達(dá)到所需輸出轉(zhuǎn)速與所需輸出扭矩功能之間相互切換的目的。本發(fā)明可做為全液壓鉆探取芯、工程勘察取樣、探礦及水、汽打井等多功能鉆機(jī)，一機(jī)多用，滿足不同地質(zhì)條件的施工需要，大大提高了鉆機(jī)的適應(yīng)性和降低了施工成本。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。