一种天井钻机的智能液压防卡钎系统的制作方法

本发明涉及钻探设备调控，更具体地说，本发明涉及一种天井钻机的智能液压防卡钎系统。

背景技术：

1、天井钻机在工作作业过程中，因为设备负载是岩层，岩层硬度不一，使得操作工人在使用设备时会进行多种钻进模式下的切换，而在切换时容易因为模式参数剧烈变化，造成设备的作业力不一，钻杆或钻头在钻进过程中受到地层或岩石的阻力，导致出现无法正常推进或提取的情况，这种情况可能会导致钻机受损，甚至造成事故，而常用的防卡钎系统通常采用电控系统，通过传感器检测回转压力过高，然后控制推进换向阀换向，实现提拉钻杆，从而防止钻杆卡钎的情况，但是由于其其检测数据源单一，容易出现误触发提拉钻杆的操作，而且完全采用电控系统需要多个环节的信号传输和处理，容易出现故障，并且在某些极端情况下可能无法及时响应，从而影响钻机的工作效率和安全性，因此，在此提出一种天井钻机的智能液压防卡钎系统以期解决上述问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，包括模式检测模块、钻机运行图绘制模块、运行信息收集模块、数据处理模块、模式匹配模块、特征提取模块、分析模块、评估模块；

3、模式检测模块用于检测天井钻机本体的运行模式，得到天井钻机本体的运行模式编号与持续时间，将天井钻机本体的运行模式编号输送至钻机运行图绘制模块，将运行模式编号对应的持续时间输送至运行信息收集模块；

4、钻机运行图绘制模块用于根据接收到的天井钻机本体的运行模式编号绘制相应的钻机运行图并输送至运行信息收集模块；

5、运行信息收集模块用于根据运行模式编号对应的持续时间对钻机运行图绘制模块绘制的钻机运行图进行运行信息监测，汇总后得到运行信息监测集并输送至数据处理模块；

6、数据处理模块用于对运行信息监测集进行数据处理操作，得到运行数据处理集并输送至模式匹配模块；

7、模式匹配模块用于将运行数据处理集进行模式匹配操作，得到不同运行模式下对应的运行模式匹配子集，然后将所有的运行模式匹配子集输送至特征提取模块；

8、特征提取模块用于对所有的运行模式匹配子集分别进行预设的特征指标提取，得到目标运行模式匹配子集提取后的运行模式特征提取单，然后将所有的运行模式特征提取单一同输送至分析模块；

9、分析模块用于对所有的运行模式特征提取单均进行分析操作，得到目标运行模式对应的匹配偏差值，将所有的匹配偏差值进行汇总得到匹配偏差组合集并输送至评估模块；

10、评估模块用于根据匹配偏差组合集进行联合评估操作，得到天井钻机本体的综合运行评估值，然后根据综合运行评估值发出不同等级的评估信号。

11、在一个优选的实施方式中，天井钻机本体的运行模式分为m种运行模式，m为大于一的正整数。

12、在一个优选的实施方式中，模式检测模块中预设有m种运行模式分别对应的运行模式编号。

13、在一个优选的实施方式中，模式匹配模块用于将运行数据处理集进行模式匹配操作，得到不同运行模式下对应的运行模式匹配子集指的是：

14、模式匹配模块将运行数据处理集中的所有运行数据按照其对应的运行模式种类进行划分，然后将同一种运行模式下的所有数据按照时间顺序进行整理，得到不同运行模式下对应的运行模式匹配子集。

15、在一个优选的实施方式中，特征提取模块用于对所有的运行模式匹配子集分别进行预设的特征指标提取，得到目标运行模式匹配子集提取后的运行模式特征提取单指的是：

16、对于所有的运行模式匹配子集，分别有多个预设的提取用的特征指标，获取目标运行模式匹配子集，通过其对应的多个预设的提取用的特征指标对其进行特征指标数据提取，得到一组由提取得到的特征指标数据组成的组合，将该组合按照预设的特征指标排列顺序进行整理，得到目标运行模式匹配子集提取后的运行模式特征提取单。

17、在一个优选的实施方式中，分析模块用于对所有的运行模式特征提取单均进行分析操作，得到目标运行模式对应的匹配偏差值，将所有的匹配偏差值进行汇总得到匹配偏差组合集并输送至评估模块指的是：

18、获取目标运行模式特征提取单，然后将目标运行模式特征提取单中的所有特征提取指标分别标记为ti，将特征提取指标t i对应的特征提取数据标记为tz i，然后对目标运行模式的匹配偏差值进行计算：

19、pci为目标运行模式的匹配偏差值，n i为目标运行模式对应的特征提取指标ti总个数，tbi为目标运行模式对应的特征提取指标t i对应的特征数据标准值，t i为目标运行模式对应的特征提取指标ti对应的预设的特定的比例系数，且∑(ti)＝c，c为一定值常数，且c为正值。

20、在一个优选的实施方式中，评估模块用于根据匹配偏差组合集进行联合评估操作，得到天井钻机本体的综合运行评估值指的是：

21、获取匹配偏差组合集，评估模块中预设有各目标匹配偏差值对应的运行模式的编号对应的运行评估系数p i，将匹配偏差组合集和运行评估系数pi一同代入综合运行评估值计算公式中：pg i为综合运行评估值，pb i为各目标匹配偏差值对应的预设的偏差标准值。

22、在一个优选的实施方式中，根据综合运行评估值发出不同等级的评估信号指的是：

23、将综合运行评估值pgi与预设的评估阈值进行对比，若综合运行评估值pgi大于等于预设的评估阈值，则记为异常评估，若综合运行评估值pgi小于预设的评估阈值，则记为正常评估，获取预设的时间窗口下由异常评估、正常评估汇总得到的评估结果组合，然后计算异常评估结果总数与正常评估结果总数的比值并记为综合值，评估模块中预设有综合区间－综合等级表单，查找综合值落入的综合区间对应的综合等级并发出相应等级的评估信号。

24、本发明的技术效果和优点：

25、本发明能够通过实时监测和评估钻机的运行状态，及时发现并处理异常情况，从而提高钻机的运行稳定性和可靠性，通过智能液压防卡钎系统，有效降低卡钎的风险，保障钻进作业的顺利进行，通过对钻机运行模式和参数的实时监测和调整，确保钻进作业在最佳状态下进行，从而提高钻进质量，减少不良钻进现象的发生。

26、本发明能够及时发现并处理异常情况，可以减少设备损坏和故障，降低维护和修理成本，延长钻机的使用寿命，通过自动化的运行监测和调控，减少人工干预和停机时间，提高钻机的生产效率和作业效率，降低生产成本，增加生产产量，通过对钻机运行状态的实时监测和调整，可以更加有效地利用能源和材料，减少资源浪费，提高资源利用率，降低生产成本，而且本发明将电子监测和液压调控相结合，具有更好的监测精度和调控响应速度，可广泛应用于天井钻机等工程机械领域，提升行业发展水平和竞争力，具有显著的经济和社会效益。

技术特征：

1.一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，包括模式检测模块、钻机运行图绘制模块、运行信息收集模块、数据处理模块、模式匹配模块、特征提取模块、分析模块、评估模块；

2.根据权利要求1所述的一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，天井钻机本体的运行模式分为m种运行模式，m为大于一的正整数。

3.根据权利要求2所述的一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，模式检测模块中预设有m种运行模式分别对应的运行模式编号。

4.根据权利要求3所述的一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，模式匹配模块用于将运行数据处理集进行模式匹配操作，得到不同运行模式下对应的运行模式匹配子集指的是：

5.根据权利要求4所述的一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，特征提取模块用于对所有的运行模式匹配子集分别进行预设的特征指标提取，得到目标运行模式匹配子集提取后的运行模式特征提取单指的是：对于所有的运行模式匹配子集，分别有多个预设的提取用的特征指标，获取目标运行模式匹配子集，通过其对应的多个预设的提取用的特征指标对其进行特征指标数据提取，得到一组由提取得到的特征指标数据组成的组合，将该组合按照预设的特征指标排列顺序进行整理，得到目标运行模式匹配子集提取后的运行模式特征提取单。

6.根据权利要求5所述的一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，分析模块用于对所有的运行模式特征提取单均进行分析操作，得到目标运行模式对应的匹配偏差值，将所有的匹配偏差值进行汇总得到匹配偏差组合集并输送至评估模块指的是：

7.根据权利要求6所述的一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，评估模块用于根据匹配偏差组合集进行联合评估操作，得到天井钻机本体的综合运行评估值指的是：

8.根据权利要求7所述的一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，根据综合运行评估值发出不同等级的评估信号指的是：

9.根据权利要求7所述的一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，其特征在于，还包括调控模块，调控模块用于根据评估信号的等级执行相应的调控策略。

技术总结本发明公开了一种天井钻机的智能液压防卡钎系统，具体涉及钻探设备调控技术领域，通过设置的模式检测模块、钻机运行图绘制模块、运行信息收集模块、数据处理模块全面监测天井钻机运行状态，通过模式匹配和特征提取，分析运行数据并评估钻机状态，计算匹配偏差值，评估模块进行联合评估操作，得到综合运行评估值，并发出相应评估信号，调控模块执行对应策略；本发明能够通过实时监测和评估钻机的运行状态，及时发现并处理异常情况，从而提高钻机的运行稳定性和可靠性，将电子监测和液压调控相结合，具有更好的监测精度和调控响应速度，确保钻进作业在最佳状态下进行，从而提高钻进质量，减少不良钻进现象的发生。技术研发人员：王轲,侯杰,张程宽,龙根辉,王勇受保护的技术使用者：湖南一二矿山科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4