钻头控制装置及钻机制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例提供钻头控制装置及钻机，涉及钻探设备技术领域。钻头控制装置包括吸尘装置和岩屑检测装置以及控制器和电机，通过吸尘装置覆盖于钻孔上，将钻孔内的岩屑吸出并排出，同时岩屑检测装置可以检测岩屑内影响岩石硬度的元素的含量，并生成不同的电信号发送至控制器，控制器接收所述电信号后进行处理，可以控制电机的功率，实现对钻头的冲击力的控制，如此能够实现钻头工作更加合理，避免钻头的冲击力过大或过小，可节约电能，还可增加钻头的使用寿命。

Drill bit control device and drilling machine

The embodiment of the utility model provides a drill bit control device and a drilling rig, relating to the technical field of drilling equipment. Bit control device comprises a suction device and debris detection device and a controller and a motor, the suction device covers drilling, borehole and debris will be sucked and discharged, debris content detection device can detect the influence of rock hardness elements in different cuttings, and generate electrical signals sent to the controller, the controller receives the processed the electrical signal, can control the motor power control, realize the impact force on the bit, so can realize more reasonable, to avoid the impact drill force is too large or too small, it can save energy, but also can increase the service life of bit.

【技术实现步骤摘要】
钻头控制装置及钻机
本技术涉及钻探设备
，具体而言，涉及钻头控制装置及钻机。
技术介绍
钻机，例如岩石钻孔设备，可被应用于许多领域，例如，用于地下采矿或石油勘探。当钻机进行钻孔操作时，由于对地下岩层的硬度不能掌握，钻头导向装置对钻头施加的冲击力不能合理化，冲击力过大时容易造成驱动钻头导向装置的电机耗电浪费，还容易造成减少钻头的使用寿命，冲击力过小会导致不能成功的钻孔。通常对钻头导向装置的冲击力的调节是通过用户经验判断或通过多次调试，对工程进度影响很大。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例的目的在于提供一种钻头控制装置及钻机以改善现有技术对钻头的冲击力的控制不佳的问题。第一方面，本技术实施例提供一种钻头控制装置，应用于钻机，所述钻机包括钻头和钻头导向装置，所述钻头和所述钻头导向装置固定连接，所述钻头控制装置包括：吸尘装置、岩屑检测装置、控制器以及电机，所述吸尘装置套设于所述钻头导向装置，所述岩屑检测装置设置于所述吸尘装置内部，所述岩屑检测装置和所述电机分别与所述控制器电连接；所述吸尘装置包括吸尘头，所述吸尘头用于覆盖于钻孔上方以吸入所述钻孔中的岩屑；集尘部件，所述集尘部件与所述吸尘头连通，用于收集所述吸尘头吸入的岩屑；排出部件，所述排出部件与所述集尘部件连通，用于排出所述集尘部件内的岩屑；所述岩屑检测装置设置于所述集尘部件内，所述岩屑检测装置包括透明外壳、激光器和CCD图像传感器，所述激光器与所述CCD图像传感器均与所述控制器电连接，所述激光器和所述CCD图像传感器设置于所述透明外壳内，所述激光器用于发射脉冲激光穿过所述透明外壳并照射于所述集尘部件内的岩屑表面，形成等离子光谱，CCD图像传感器用于采集所述等离子光谱并将所述等离子光谱转化成电信号后上传给所述控制器；所述控制器用于依据所述电信号进行解析得到所述集尘部件内的岩屑内的元素含量，并依据所述集尘部件内的岩屑内的元素含量控制电机，所述电机用于控制所述钻头导向装置的冲击力。进一步地，所述激光器包括发射端，所述CCD图像传感器包括采集端，所述发射端和所述采集端均朝向所述透明外壳的底部。进一步地，所述发射端还连接有第一光纤，所述采集端还连接有第二光纤，所述第一光纤的远离所述发射端的一端与所述透明外壳的底部内壁贴合，所述第二光纤的远离所述采集端的一端与所述透明外壳的底部内壁贴合。进一步地，所述透明外壳的底部外壁设置有粉尘刷，所述粉尘刷用于去除所述透明外壳的底部外壁附着的粉尘。进一步地，所述钻头控制装置还包括推进梁和固定结构，所述吸尘装置通过所述固定结构与所述推进梁连接。进一步地，所述吸尘头由橡胶制成，并固定于所述集尘部件的底部。进一步地，还包括报警器，所述报警器与所述控制器电连接，所述报警器用于接收所述控制器的指令发出报警。进一步地，还包括显示器，所述显示器与所述控制器连接，所述显示器用于显示所述控制器从所述CCD图像传感器获取的等离子光谱。本技术实施例还提供一种钻机，包括钻头和钻头导向装置，所述钻头和所述钻头导向装置固定连接，还包括钻头控制装置，所述钻头控制装置包括：吸尘装置、岩屑检测装置、控制器以及电机，所述吸尘装置套设于所述钻头导向装置，所述岩屑检测装置设置于所述吸尘装置内部，所述岩屑检测装置和所述电机分别与所述控制器电连接；所述吸尘装置包括吸尘头，所述吸尘头用于覆盖于钻孔上方以吸入所述钻孔中的岩屑；集尘部件，所述集尘部件与所述吸尘头连通，用于收集所述吸尘头吸入的岩屑；排出部件，所述排出部件与所述集尘部件连通，用于排出所述集尘部件内的岩屑；所述岩屑检测装置设置于所述集尘部件内，所述岩屑检测装置包括透明外壳、激光器和CCD图像传感器，所述激光器与所述CCD图像传感器均与所述控制器电连接，所述激光器和所述CCD图像传感器设置于所述透明外壳内，所述激光器用于发射脉冲激光穿过所述透明外壳并照射于所述集尘部件内的岩屑表面，形成等离子光谱，CCD图像传感器用于采集所述等离子光谱并将所述等离子光谱转化成电信号后上传给所述控制器；所述控制器用于依据所述电信号进行解析得到所述集尘部件内的岩屑内的元素含量，并依据所述集尘部件内的岩屑内的元素含量控制电机，所述电机用于控制所述钻头导向装置的冲击力。进一步地，所述吸尘头通过钢环与所述集尘部件固定连接。与现有技术相比，本技术的钻头控制装置及钻机包括吸尘装置和岩屑检测装置以及控制器和电机，通过吸尘装置覆盖于钻孔上，将钻孔内的岩屑吸出并排出，同时岩屑检测装置可以检测岩屑内影响岩石硬度的元素的含量，并生成不同的电信号发送至控制器，控制器接收所述电信号后进行处理，可以控制电机的功率，实现对钻头的冲击力的自动控制，如此能够实现钻头工作更加合理，避免钻头的冲击力过大或过小，可节约电能，还可增加钻头的使用寿命。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术较佳实施例提供的钻机的结构示意图。图2为本技术较佳实施例提供的钻头控制装置的内部结构示意图。图3为本技术较佳实施例提供的钻头控制装置的功能模块示意图。图4为本技术较佳实施例提供的钻头控制装置的透明外壳的结构示意图。图标：10-钻机；20-钻头控制装置；100-吸尘装置；101-吸尘头；102-集尘部件；103-排出部件；104-钢环；200-岩屑检测装置；201-透明外壳；202-激光器；2021-发射端；203-CCD图像传感器；2031-采集端；204-第一光纤；205-第二光纤；206-粉尘刷；300-控制器；400-电机；500-钻头；600-钻头导向装置；700-推进梁；800-固定结构；801-固定件；802-环形钢圈；901-报警器；902-显示器；903-存储器。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参考图1，是本技术提供的钻机10的结构示意图，本技术提供的钻机10，应用于地下采矿或石油勘探领域，所述钻机10包括钻头500、钻头导向装置600以及钻头控制装置20。所述钻头500和所述钻头导向装置600固定连接，钻头导向装置600连接钻头500并将冲击力传给钻头500以钻孔。所述钻头控制装置20包括吸尘装置100和岩屑检测装置200(请参考图2)。当钻机10进行钻孔操作时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻头控制装置，应用于钻机，所述钻机包括钻头和钻头导向装置，所述钻头和所述钻头导向装置固定连接，其特征在于，所述钻头控制装置包括：吸尘装置、岩屑检测装置、控制器以及电机，所述吸尘装置套设于所述钻头导向装置，所述岩屑检测装置设置于所述吸尘装置内部，所述岩屑检测装置和所述电机分别与所述控制器电连接；所述吸尘装置包括吸尘头，所述吸尘头用于覆盖于钻孔上方以吸入所述钻孔中的岩屑；集尘部件，所述集尘部件与所述吸尘头连通，用于收集所述吸尘头吸入的岩屑；排出部件，所述排出部件与所述集尘部件连通，用于排出所述集尘部件内的岩屑；所述岩屑检测装置设置于所述集尘部件内，所述岩屑检测装置包括透明外壳、激光器和CCD图像传感器，所述激光器与所述CCD图像传感器均与所述控制器电连接，所述激光器和所述CCD图像传感器设置于所述透明外壳内，所述激光器用于发射脉冲激光穿过所述透明外壳并照射于所述集尘部件内的岩屑表面，形成等离子光谱，CCD图像传感器用于采集所述等离子光谱并将所述等离子光谱转化成电信号后上传给所述控制器；所述控制器用于依据所述电信号进行解析得到所述集尘部件内的岩屑内的元素含量，并依据所述集尘部件内的岩屑内的元素含量控制电机，所述电机用于控制所述钻头导向装置的冲击力。...

【技术特征摘要】
1.一种钻头控制装置，应用于钻机，所述钻机包括钻头和钻头导向装置，所述钻头和所述钻头导向装置固定连接，其特征在于，所述钻头控制装置包括：吸尘装置、岩屑检测装置、控制器以及电机，所述吸尘装置套设于所述钻头导向装置，所述岩屑检测装置设置于所述吸尘装置内部，所述岩屑检测装置和所述电机分别与所述控制器电连接；所述吸尘装置包括吸尘头，所述吸尘头用于覆盖于钻孔上方以吸入所述钻孔中的岩屑；集尘部件，所述集尘部件与所述吸尘头连通，用于收集所述吸尘头吸入的岩屑；排出部件，所述排出部件与所述集尘部件连通，用于排出所述集尘部件内的岩屑；所述岩屑检测装置设置于所述集尘部件内，所述岩屑检测装置包括透明外壳、激光器和CCD图像传感器，所述激光器与所述CCD图像传感器均与所述控制器电连接，所述激光器和所述CCD图像传感器设置于所述透明外壳内，所述激光器用于发射脉冲激光穿过所述透明外壳并照射于所述集尘部件内的岩屑表面，形成等离子光谱，CCD图像传感器用于采集所述等离子光谱并将所述等离子光谱转化成电信号后上传给所述控制器；所述控制器用于依据所述电信号进行解析得到所述集尘部件内的岩屑内的元素含量，并依据所述集尘部件内的岩屑内的元素含量控制电机，所述电机用于控制所述钻头导向装置的冲击力。2.根据权利要求1所述的钻头控制装置，其特征在于，所述激光器包括发射端，所述CCD图像传感器包括采集端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁立锋，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51