[实用新型]用于凿岩钻具的防偏控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种防偏控制系统，特别涉及一种用于凿岩钻具的防偏控制系统。

背景技术

在钻机的凿岩钻孔过程中，特别是在中深孔凿岩时，经常会发生钻杆的偏斜，而偏斜率会对后续爆破工作产生直接的影响，导致爆破后矿石的大块率、贫化率、损失率等指标明显上升。目前，对于凿岩过程中的钻具偏斜率控制仍没有一个较好的处理方法，多通过机械结构和现场经验人为地对钻具偏斜率进行预防和判别，这种方案通常是在钻具已经发生偏斜时对钻具进行纠偏处理，响应时间明显滞后，且控制精度低，防偏效果不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种稳定有效的用于凿岩钻具的防偏控制系统。

本实用新型提供的这种用于凿岩钻具的防偏控制系统，包括信号监测模块、信号传输模块、信号分析与处理模块和控制执行模块，信号监测模块包括若干应力传感器，若干应力传感器均布在钻具四周；信号监测模块与信号传输模块连接，用于对孔底钻具的受力情况实时监测，信号传输模块与信号分析与处理模块相连，用于将孔底传感器信号传至信号分析与处理模块内的数据采集卡，信号分析与处理模块与控制执行模块相连，用于对接收的传感器信号进行滤波、去噪、拟合处理，再将处理后的信号与标准特征信号比较，并将判别结果传至控制执行模块，控制执行模块与钻具相连，用于根据接收的信号判别结果调整凿岩参数，实现对钻具的防偏控制。

所述若干应力传感器均布在钻具稳定杆的稳定块下部。 

本实用新型通过对钻具工况的实时监测，建立钻具偏斜的预判标准，并通过及时调整凿岩推进力和回转速度，预防钻具的偏斜，从而有效提高了钻具凿岩的准确性，降低了钻具偏斜对后续爆破工作产生的影响。

附图说明

图1是本实用新型应力传感器的安装位置示意图。

图2是本实用新型的控制流程图。

具体实施方式

本实用新型是通过对钻具诱偏力的监测，包括信号监测模块、信号传输模块、信号分析与处理模块和控制执行模块，信号监测模块包括若干应力传感器，若干应力传感器均布在钻具的稳定杆上；信号监测模块与信号传输模块连接，信号传输模块与信号分析与处理模块相连，信号分析与处理模块与控制执行模块相连，控制执行模块与钻具相连；信号监测模块对钻具的受力变化情况进行实时监测，并通过信号传输模块将采集到的信号传输到信号分析与处理模块，根据所述信号分析与处理模块对信号的判别结果，指导控制执行模块完成钻杆的防偏调整。

如图1所示，信号监测模块包括四个应力传感器2，这些传感器均布在钻具稳定杆1的稳定块3下部。应力传感器2将采集到的钻具状态信息经钻杆上的信号传输模块逐级传递到地表的信号分析与处理模块。

如图2所示，信号监测模块通过均布在钻具四周的应力传感器对孔底钻具的受力变化情况进行实时监测。

信号传输模块用于将孔底应力传感器监测到的钻具工况信息及时传输到地表的信号分析与处理模块内的数据采集卡。

信号分析与处理模块将数据采集卡采集到的传感器信号进行滤波、信号拟合和平滑处理，并将处理后的传感器信号与标准特征波形对比分析，判断钻具是否有发生偏斜的倾向，并根据判别结果指导控制执行器对凿岩参数做出相应的调整。

控制执行模块根据信号分析与处理模块对钻杆是否发生偏斜的判断结果及时调整凿岩过程中的工作参数，实现凿岩钻孔偏斜率控制的提前处理。

由此实现对钻具即将发生偏斜时的工况进行判别，进行对钻具偏斜的预判断，通过及时调整凿岩工作参数对钻具的偏斜状态提前预防。

工作时，若发现四路信号都出现与标准波形不一样的周期性变化时，则表明钻具中有诱偏力存在，钻具有发生偏斜的趋势，此时迅速调整凿岩参数，减小推进力，提高回转速度，必要时甚至可执行退钻操作，以防止钻具的偏斜；若监测到的四路传感器信号与标准波形一致，或者差异不大，则表明钻具受力状况良好，可继续正常凿岩。