卡钻数据库构建方法、防卡钻匹配方法、系统及旋挖钻机技术方案

本发明专利技术涉及岩石挖掘领域，公开了一种入岩卡钻临界数据库构建方法、入岩防卡钻动力匹配方法、系统及旋挖钻机，匹配方法包括：获取旋挖钻机的当前运行参数及其入岩钻进的当前岩石强度；根据当前岩石强度和针对旋挖钻机的入岩卡钻临界数据库，确定当前岩石强度对应的卡钻临界参数；根据当前运行参数和卡钻临界参数，判断是否存在卡钻风险；以及在判定存在卡钻风险时，根据卡钻临界参数，调整当前运行参数，以使调整后的运行参数与当前岩石强度匹配。上述方案，结合实时获取的入岩钻进的当前岩石强度、预先构建的入岩卡钻临界数据库，合理调整旋挖钻机运行参数，使其与当前岩石强度匹配，有效减少发生卡钻的概率、提高旋挖钻机入岩钻进效率。进效率。进效率。

【技术实现步骤摘要】
卡钻数据库构建方法、防卡钻匹配方法、系统及旋挖钻机


[0001]本专利技术涉及岩石挖掘领域，具体地，涉及一种入岩卡钻临界数据库构建方法、入岩防卡钻动力匹配方法、系统及旋挖钻机。

技术介绍

[0002]旋挖钻机入岩钻进速度远低于一般砂土层的钻进速度，通常在1m/h以下，其原因主要是因为岩石抗压强度较大，需要钻头提供足够的扭矩以及油缸加压力才能进行破岩钻进。因此，在旋挖钻机入岩钻进过程中，旋挖钻机操控机手通常会加大钻进工作参数(油缸加压力以及动力头扭矩)输出，从而增加破岩能力。但是，这种重载钻进工作模式在增加了钻头钻齿的磨损同时，也提升了卡钻发生的几率。卡钻，即是因岩石抗压强度过大而造成钻头卡死的现象，其使得无法进行破岩钻进。一旦发生卡钻，则钻进立即停止，不但降低了入岩钻进效率，还会引起旋挖钻机主机的剧烈振动，降低驾驶室舒适度，并且存在较大安全隐患。
[0003]目前针对旋挖钻机防卡钻技术有了一些发展，例如，目前多采用根据预先设定的旋挖钻机的工作模式和对应的工作参数(其中每一工作模式对应设定的动力扭矩值)，对油缸加压力进行调整，以输出恒定的动力头扭矩。对于这种调整方法，首先，由于旋挖钻机工作模式设定的数量有限，对应的工作参数无法满足旋挖钻机的实时调整需求。另外，由于在同一动力头扭矩输出条件下，针对不同岩石强度的岩石，旋挖钻机入岩钻进所需的油缸加压力也不同，若不能根据岩石种类的变化，实时调整旋挖钻机工作参数的匹配标准，则当岩石种类突然变化时，可能会因为油缸加压力与动力头扭矩不匹配而发生卡钻。

技术实现思路
<br/>[0004]为了解决或至少部分解决上述技术问题，本专利技术提供了一种入岩防卡钻动力匹配方法、匹配系统及旋挖钻机。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种入岩卡钻临界数据库构建方法，所述入岩卡钻临界数据库构建方法包括：获取旋挖钻机针对不同种类的岩层进行入岩钻进的卡钻基础数据；以及获取旋挖钻机的当前运行参数，并根据所获取的当前运行参数和所述卡钻基础数据进行自学习，以构建旋挖钻机的入岩卡钻临界数据库，其中，所述卡钻基础数据包括发生卡钻时所述旋挖钻机入岩钻进的岩石强度、油缸加压力和动力头扭矩。
[0006]优选的，所述获取旋挖钻机针对不同种类的岩层进行入岩钻进的卡钻基础数据包括以下一者或多者：在所述旋挖钻机入岩钻进过程中，检测所述旋挖钻机所入岩钻进的岩石强度、所述旋挖钻机的油缸加压力和动力头扭矩；针对不同种类的岩层进行卡钻测试，以获取旋挖钻机在入岩钻进过程中发生卡钻时的油缸加压力和动力头扭矩；采用力学计算、数值模拟以及数学归纳进行计算，以得到针对不同种类的岩层进行入岩钻进过程中旋挖钻机发生卡钻时的油缸加压力和动力头扭矩。
[0007]优选的，所述入岩卡钻临界数据库构建方法还包括：将所述入岩卡钻临界数据库
存储至预设存储模块，旋挖钻机与所述预设存储模块之间实时进行数据交互，以动态更新入岩卡钻临界数据库，并实现多个旋挖钻机之间的实时数据共享。
[0008]相应的，本专利技术实施例还提供了一种入岩防卡钻动力匹配方法，所述入岩防卡钻动力匹配方法包括：获取旋挖钻机的当前运行参数；获取所述旋挖钻机入岩钻进的当前岩石强度；根据所述当前岩石强度和针对所述旋挖钻机预先构建的入岩卡钻临界数据库，确定所述当前岩石强度对应的所述旋挖钻机的卡钻临界参数；根据所述当前运行参数和所述卡钻临界参数，判断所述旋挖钻机是否存在卡钻风险；以及在判定所述旋挖钻机存在卡钻风险时，根据所述卡钻临界参数，调整所述旋挖钻机的当前运行参数，以使调整后的当前运行参数与所述当前岩石强度匹配，其中，所述入岩卡钻临界数据库采用上述入岩卡钻临界数据库构建方法进行构建。
[0009]优选的，所述入岩防卡钻动力匹配方法还包括：根据所述调整后的当前运行参数和与其相匹配的所述当前岩石强度，实时更新所述入岩卡钻临界数据库。
[0010]优选的，所述获取所述旋挖钻机入岩钻进的当前岩石强度包括：根据所述当前运行参数，利用岩石破碎机理和预先构建的力学计算模型，确定所述当前岩石强度；和/或获取利用勘探检测设备所采集的岩石强度数据，并根据所获取的岩石强度数据确定所述当前岩石强度。
[0011]优选的，所述当前运行参数包括：所述旋挖钻机的油缸加压力、动力头扭矩、动力头钻速和动力头钻进速度；并且所述调整所述旋挖钻机的当前运行参数包括：增加所述旋挖钻机的动力头马达排量以增加所述动力头扭矩；和/或减小油缸副泵排量以减小所述油缸加压力。
[0012]根据本专利技术实施例的第三方面，还提供一种入岩防卡钻动力匹配系统，所述入岩防卡钻动力匹配系统包括：第一获取模块，用于获取旋挖钻机的当前运行参数；第二获取模块，用于获取所述旋挖钻机入岩钻进的当前岩石强度；临界数据确定模块，用于根据所述岩石强度和针对所述旋挖钻机预先构建的入岩卡钻临界数据库，确定所述当前岩石强度对应的所述旋挖钻机的卡钻临界参数；判断模块，用于根据所述当前运行参数和所述卡钻临界参数，判断所述旋挖钻机是否存在卡钻风险；以及匹配模块，用于在判定所述旋挖钻机存在卡钻风险时，根据所述卡钻临界参数，调整所述旋挖钻机的当前运行参数，以使调整后的当前运行参数与所述当前岩石强度匹配，其中，所述入岩卡钻临界数据库采用上述入岩卡钻临界数据库构建方法进行构建。
[0013]优选的，所述入岩防卡钻动力匹配系统还包括：更新模块，用于根据所述调整后的当前运行参数和与其相匹配的所述当前岩石强度，实时更新所述入岩卡钻临界数据库。
[0014]优选的，所述第二获取模块包括：测算子模块，用于根据所述当前运行参数，利用岩石破碎机理和预先构建的力学计算模型，确定所述当前岩石强度；和/或采集子模块，用于获取利用勘探检测设备所采集的岩石强度数据，并根据所获取的岩石强度数据确定所述当前岩石强度。
[0015]优选的，所述当前运行参数包括：所述旋挖钻机的油缸加压力、动力头扭矩、动力头钻速和动力头钻进速度；并且所述匹配模块用于调整所述旋挖钻机的当前运行参数包括：增加所述旋挖钻机的动力头马达排量以增加所述动力头扭矩；和/或减小油缸副泵排量以减小所述油缸加压力。
[0016]相应的，本专利技术实施例还提供了一种旋挖钻机，所述旋挖钻机包括上述入岩防卡钻动力匹配系统。
[0017]根据本专利技术实施例的第四方面，还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于使得所述机器可读存储介质能够执行上述入岩防卡钻动力匹配方法。
[0018]通过上述技术方案，在入岩钻进过程中，实时获取旋挖钻机入岩钻进的当前岩石强度，结合针对所述旋挖钻机构建的入岩卡钻临界数据库，确定当前岩石强度对应的卡钻临界数据，并判断旋挖钻机当前是否存在卡钻风险，以及在判定旋挖钻机存在卡钻风险时，合理调整旋挖钻机的当前运行参数，以使调整后的当前运行参数与当前岩石强度匹配，从而有效减少了旋挖钻机发生卡钻的概率，提高了旋挖钻机入岩钻进的效率。
[0019]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种入岩卡钻临界数据库构建方法，其特征在于，所述入岩卡钻临界数据库构建方法包括：获取旋挖钻机针对不同种类的岩层进行入岩钻进的卡钻基础数据；以及获取旋挖钻机的当前运行参数，并根据所获取的当前运行参数和所述卡钻基础数据进行自学习，以构建旋挖钻机的入岩卡钻临界数据库，其中，所述卡钻基础数据包括发生卡钻时所述旋挖钻机入岩钻进的岩石强度、油缸加压力和动力头扭矩。2.根据权利要求1所述的入岩卡钻临界数据库构建方法，其特征在于，所述获取旋挖钻机针对不同种类的岩层进行入岩钻进的卡钻基础数据包括以下一者或多者：在所述旋挖钻机入岩钻进过程中，检测所述旋挖钻机所入岩钻进的岩石强度、所述旋挖钻机的油缸加压力和动力头扭矩；针对不同种类的岩层进行卡钻测试，以获取旋挖钻机在入岩钻进过程中发生卡钻时的油缸加压力和动力头扭矩；采用力学计算、数值模拟以及数学归纳进行计算，以得到针对不同种类的岩层进行入岩钻进过程中旋挖钻机发生卡钻时的油缸加压力和动力头扭矩。3.根据权利要求1所述的入岩卡钻临界数据库构建方法，其特征在于，所述入岩卡钻临界数据库构建方法还包括：将所述入岩卡钻临界数据库存储至预设存储模块，旋挖钻机与所述预设存储模块之间实时进行数据交互，以动态更新入岩卡钻临界数据库，并实现多个旋挖钻机之间的实时数据共享。4.一种入岩防卡钻动力匹配方法，其特征在于，所述入岩防卡钻动力匹配方法包括：获取旋挖钻机的当前运行参数；获取所述旋挖钻机入岩钻进的当前岩石强度；根据所述当前岩石强度和针对所述旋挖钻机预先构建的入岩卡钻临界数据库，确定所述当前岩石强度对应的所述旋挖钻机的卡钻临界参数；根据所述当前运行参数和所述卡钻临界参数，判断所述旋挖钻机是否存在卡钻风险；以及在判定所述旋挖钻机存在卡钻风险时，根据所述卡钻临界参数，调整所述旋挖钻机的当前运行参数，以使调整后的当前运行参数与所述当前岩石强度匹配，其中，所述入岩卡钻临界数据库采用权利要求1-3中任一项所述的入岩卡钻临界数据库构建方法进行构建。5.根据权利要求4所述的入岩防卡钻动力匹配方法，其特征在于，所述入岩防卡钻动力匹配方法还包括：根据所述调整后的当前运行参数和与其相匹配的所述当前岩石强度，实时更新所述入岩卡钻临界数据库。6.根据权利要求4所述的入岩防卡钻动力匹配方法，其特征在于，获取所述旋挖钻机入岩钻进的当前岩石强度包括：根据所述当前运行参数，利用岩石破碎机理和预先构建的力学计算模型，确定所述当前岩石强度；和/或获取利用勘探检测设备所采集的岩石强度数据，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏亮，刘喻，尹莉，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：