[發(fā)明專利]炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110028188.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN112343590A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段云;嚴(yán)慶;胥維;王博楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 礦冶科技集團(tuán)有限公司;北京北礦億博科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B44/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 安衛(wèi)靜

1.一種炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括：鉆機(jī)終端監(jiān)測(cè)模塊、云服務(wù)器和客戶端；

所述鉆機(jī)終端監(jiān)測(cè)模塊設(shè)置于鉆機(jī)上，用于實(shí)時(shí)獲取所述鉆機(jī)鉆每個(gè)炮孔時(shí)對(duì)應(yīng)的鉆機(jī)的工作參數(shù)，并將所述工作參數(shù)上傳至所述云服務(wù)器；

所述客戶端用于從所述云服務(wù)器獲取所述工作參數(shù)，并根據(jù)所述工作參數(shù)確定每個(gè)所述炮孔的巖性參數(shù)；

所述鉆機(jī)終端監(jiān)測(cè)模塊包括定位接收單元，所述工作參數(shù)包括炮孔的坐標(biāo)信息；所述定位接收單元用于獲取每個(gè)所述炮孔的坐標(biāo)信息，并將所述坐標(biāo)信息通過(guò)串口上傳至工控機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆機(jī)終端監(jiān)測(cè)模塊還包括：數(shù)據(jù)傳輸單元、PLC采集單元以及工控機(jī)；

所述工控機(jī)與所述數(shù)據(jù)傳輸單元相連接，用于將所述工作參數(shù)實(shí)時(shí)上傳至所述云服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)用于對(duì)獲取的所述坐標(biāo)信息進(jìn)行解析，將所述坐標(biāo)信息由WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為北京54坐標(biāo)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆機(jī)終端監(jiān)測(cè)模塊還包括多個(gè)傳感器，所述PLC采集單元用于獲取所述傳感器采集的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)上傳至所述工控機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括以下中的一種或多種：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、傾角傳感器和壓力傳感器；

所述霍爾轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置于所述鉆機(jī)的加壓機(jī)構(gòu)的主軸上，用于獲取所述加壓機(jī)構(gòu)的主軸鏈條的傳動(dòng)距離；

所述傾角傳感器設(shè)置于所述鉆機(jī)的鉆桿外架上，用于獲取鉆孔角度；

所述壓力傳感器設(shè)置于所述鉆機(jī)的加壓機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)入口一測(cè)的管路上，用于獲取所述加壓機(jī)構(gòu)的加壓力。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述工作參數(shù)還包括以下幾種中的一種或多種：鉆孔深度、鉆桿轉(zhuǎn)速、鉆桿鉆速、鉆桿扭矩、鉆桿軸壓；

所述工控機(jī)還用于根據(jù)所述加壓機(jī)構(gòu)的主軸鏈條的傳動(dòng)距離和對(duì)應(yīng)時(shí)間確定所述鉆孔深度和所述鉆桿鉆速；

所述工控機(jī)還用于根據(jù)所述加壓力和所述鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的自重確定所述鉆機(jī)的鉆桿軸壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)還用于通過(guò)串口通訊方式和/或PLC通訊方式，獲取所述鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的變頻器的輸出參數(shù)，并根據(jù)所述輸出參數(shù)確定所述鉆桿轉(zhuǎn)速和所述鉆桿扭矩；所述輸出參數(shù)至少包括：輸出功率、電機(jī)轉(zhuǎn)速和電源頻率；

其中，按照以下公式計(jì)算所述鉆桿轉(zhuǎn)速：

n2=(60F/ pi)(1-s)

n =k*n2

其中，n2表示變頻器的電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min），n表示鉆桿轉(zhuǎn)速，k表示轉(zhuǎn)換系數(shù)；F表示電源頻率（Hz）；p表示電機(jī)極對(duì)數(shù)；i表示減速比；s表示轉(zhuǎn)差率；

按照以下公式計(jì)算所述鉆桿扭矩：

其中，M表示鉆桿扭矩；N表示有功功率，N =P*Q，P表示變頻器的輸出功率，Q表示功率因數(shù)；n表示鉆桿轉(zhuǎn)速，η表示傳遞效率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的炮孔巖性識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述客戶端用于根據(jù)每個(gè)所述炮孔的所述鉆桿轉(zhuǎn)速、所述鉆桿鉆速、所述鉆桿軸壓和鉆孔直徑確定每個(gè)所述炮孔的巖石普氏系數(shù)，并根據(jù)所述巖石普氏系數(shù)判斷巖性硬度和所述巖石可爆性。