權(quán)利要求書(shū): 1.一種深鉆孔側(cè)壁取芯智能鉆機(jī)控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
S100,模擬鉆取不同種類(lèi)巖層,收集巖芯完整時(shí)取芯鉆機(jī)的參數(shù),對(duì)已知巖性的樣品進(jìn)行室內(nèi)鉆取,選擇巖芯完整時(shí)的取芯鉆機(jī)參數(shù)保存,并針對(duì)某一種巖性不同試樣進(jìn)行鉆取,人為調(diào)控鉆機(jī)功率,能滿足此鉆取實(shí)現(xiàn)所需功率與鉆頭彎矩的最大值分別為 、 ,以及最小值分別為 、 ,將參數(shù)按不同巖芯種類(lèi)分別預(yù)存建立數(shù)據(jù)庫(kù);
S200,將細(xì)鋼桿與巖芯端部連接,監(jiān)測(cè)巖芯應(yīng)力;
S300,調(diào)用數(shù)據(jù)寄存器中最軟巖層的參數(shù),即數(shù)據(jù)庫(kù)中最小的轉(zhuǎn)速和推進(jìn)力,將所述參數(shù)發(fā)送到取芯鉆機(jī)開(kāi)始鉆取巖芯;
S400,監(jiān)測(cè)鉆取過(guò)程中的參數(shù)并反饋取芯鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)整,在鉆取過(guò)程中,彎矩傳感器監(jiān)測(cè)環(huán)切旋鉆器所受彎矩大小,將彎矩檢測(cè)值與數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì),讀取與彎矩值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和推進(jìn)力,分別調(diào)整取芯鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速和推進(jìn)力直至與數(shù)據(jù)庫(kù)一致,為達(dá)到最佳效率,減小耗能,實(shí)際鉆取時(shí),在判斷出巖性后,進(jìn)行功率調(diào)整,從而提升效率,避免功率浪費(fèi),功率根據(jù)如下公式進(jìn)行調(diào)整:其中 為在初始鉆取時(shí)鉆頭所受扭矩, 為實(shí)際鉆取該巖芯時(shí)調(diào)整后的功率;
S500,識(shí)別巖芯狀態(tài),判斷是否放棄開(kāi)采,在鉆取巖芯的過(guò)程中,檢測(cè)細(xì)鋼桿拉出巖芯的壓力值,若壓力值穩(wěn)定正常,代表巖芯未斷裂,取芯鉆機(jī)持續(xù)鉆取直至巖芯完整取出;
S501,若識(shí)別壓力值發(fā)生驟降或減小至零,判定巖芯發(fā)生較嚴(yán)重的裂隙或斷裂,將細(xì)鋼桿與巖芯的連接斷開(kāi),使用細(xì)鋼桿將巖芯從取芯鉆機(jī)推出,放棄本破壞巖芯的開(kāi)采。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深鉆孔側(cè)壁取芯智能鉆機(jī)控制方法,其特征在于,所述S400包括確定巖性的計(jì)算方法:在鉆取過(guò)程中,壓力傳感器測(cè)出第一回轉(zhuǎn)壓力 和第二回轉(zhuǎn)壓力 ,將兩者的值輸入可編程控制器計(jì)算得出鉆進(jìn)比能e,根據(jù)鉆進(jìn)比能e與巖性對(duì)照關(guān)系確定巖石巖性,最后取芯鉆機(jī)根據(jù)不同巖性的相應(yīng)鉆取參數(shù)進(jìn)行鉆取。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種深鉆孔側(cè)壁取芯智能鉆機(jī)控制方法,其特征在于,所述S400中計(jì)算鉆進(jìn)比能e和確定巖石巖性的方法包括:鉆進(jìn)比能: ,其中,e為鉆進(jìn)比能,n為轉(zhuǎn)速,單位為r/min;
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M為馬達(dá)輸出扭矩 ,單位 ;F為鉆進(jìn)壓力,單位為N;S為鉆頭面積,單位為m ;v為鉆進(jìn)速度,單位為 ;
馬達(dá)輸出扭矩: ;
其中 ,其中 為不同時(shí)間下的回轉(zhuǎn)壓
聲明:
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