一种用于钻机的油缸组的同步调平方法及系统

技术领域

本发明涉及钻机技术领域，具体涉及一种用于钻机的油缸组的同步调平方法。

背景技术

现有的钻机多为通过电机组驱动液压泵，进而带动油缸驱动钻机工作。对于口径较大的钻机来说，单个油缸往往不足以提供所需的动力，因此需要多台油缸组成左右两个主油缸组，通过左右分别一个的油缸组提供动力。

而这样的大口径钻机的动力头中的横梁跨距很大，一般都超过了8米，横梁两端的主油缸组在钻进过程中会发生偏移、偏转和形成不一致等不同步的情况，导致钻进精度降低，成孔倾斜。

发明内容

为了解决因多个油缸组之间不同步导致的钻机成孔倾斜，精度不高等问题，本发明提出了一种用于钻机的油缸组的同步调平方法,包括：

S1、采集钻机中横梁的水平度；

S2、采集每个油缸组的垂直度；

S3、采集每个油缸组的行程位置；

S4、根据步骤S1-S3采集到的信息发出同步调平指令；

S5、执行步骤S4发出的同步调平指令；

其中，在每个油缸组中设有比例换向阀，用于控制油缸组的供油的流量；还设有液压泵组，用于控制每个油缸组的垂直度和动力头中横梁的水平度；

S6、重复步骤S1-S3并检测多个油缸组之间是否同步，若是，则结束调平，若否，则重复步骤S4-S5，直至每个油缸组之间实现同步后结束调平。

进一步地，在步骤S1中，在每个油缸组设有水平传感器，用于采集钻机中横梁与工作面的夹角。

进一步地，在步骤S2中，在每个油缸组设有垂直传感器，用于采集油缸组与工作面的夹角。

进一步地，在步骤S3中，在每个油缸组设有位置传感器，用于采集油缸组的行程。

进一步地，在步骤S4中，包括步骤：

S41、判定横梁是否平行于工作面，若是，则进入下一步骤，若否，则得出横梁所需转动的角度为X度，并发出转动横梁X度的指令后进入下一步骤；

S42、判定油缸组与工作面是否垂直，若是，则进入下一步骤，若否，则得出油缸组所需转动的角度为|90-Y|度，并发出转动油缸组的指令后进入下一步骤；

S43、判定每个油缸组之间的行程是否一致，若是，则进入步骤S5，若否，则计算多个油缸组之间的行程差值，并根据行程差值发出改变换向比例阀开度大小的指令后进入步骤S5；

其中，X为横梁与工作面的夹角，Y为油缸组与工作面的夹角。

进一步地，同一个油缸组内的多个油缸刚性连接。

本发明还公开了一种用于钻机的油缸组的同步调平系统，包括有：

水平度采集模块，用于采集钻机中横梁的水平度；

垂直度采集模块，用于采集每个油缸组的垂直度；

行程采集模块，用于采集每个油缸组的行程位置；

处理模块，用于根据横梁的水平度、油缸组的垂直度及行程位置发出同步调平指令；

执行模块，用于执行处理模块发出的指令；

检测模块，用于检测多个油缸组之间是否同步，若是，则结束调平，若否，则返回处理模块直至每个油缸组之间实现同步后结束调平。

进一步地，在处理模块中，包括：

第一处理单元，用于判定横梁是否平行于工作面，若是，则进入下一步骤，若否，则得出横梁所需转动的角度为X度，并发出转动横梁X度的指令后进入下一步骤；

第二处理单元，用于判定油缸组与工作面是否垂直，若是，则进入下一步骤，若否，则得出油缸组所需转动的角度为|90-Y|度，并发出转动油缸组的指令后进入下一步骤；

第三处理单元，判定每个油缸组之间的行程是否一致，若是，则进入步骤S5，若否，则计算多个油缸组之间的行程差值，并根据行程差值发出改变换向比例阀开度大小的指令后进入步骤S5；

其中，X为横梁与工作面的夹角，Y为油缸组与工作面的夹角。

进一步地，同一个油缸组内的多个油缸刚性连接。

与现有技术相比，本发明至少含有以下有益效果：

(1)通过调节横梁的水平度、油缸组的垂直度和多个油缸组之间的行程差，结合三方面调节部分来实现整个油缸组之间的同步和平衡，使得钻机在钻孔过程中可正对于工作面，不会发生偏移，提高钻进精度。

(2)通过油缸组之间的调平方法以及同一油缸组内的油缸的刚性连接，实现了所有油缸的同步和平衡，使得钻机在钻进过程中的精度不会受到任何油缸的不同步的干扰，可以很大程度上提高成孔的精度。

附图说明

图1为油缸组的同步调平方法步骤图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参照图1，本发明公开了一种用于钻机的油缸组的同步调平方法,包括：

S1、采集钻机中横梁的水平度；

S2、采集每个油缸组的垂直度；

S3、采集每个油缸组的行程位置；

S4、根据步骤S1-S3采集到的信息发出同步调平指令；

S5、执行步骤S4发出的同步调平指令；

其中，在每个油缸组中设有比例换向阀，用于控制油缸组的供油的流量；还设有液压泵组，用于控制每个油缸组的垂直度和动力头中横梁的水平度；

S6、重复步骤S1-S3并检测多个油缸组之间是否同步，若是，则结束调平，若否，则重复步骤S4-S5，直至每个油缸组之间实现同步后结束调平。

具体地说，在每个油缸组之间存在着左右不同步，横梁倾斜以及油缸组形成不一致等情况。因此，本实施例中首先采集横梁的水平度(即横梁与工作面是否平行)，油缸组的垂直度(即油缸组与工作面是否垂直)以及各个油缸组之间的行程差(即每个油缸组的伸缩形成是否一致)；进而根据采集到的信息对其调平，使得各个油缸组之间相互平行，且油缸组均垂直于工作面，提高成孔精度，避免钻机成孔倾斜。

优选地，本实施例通过调节横梁的水平度、油缸组的垂直度和多个油缸组之间的行程差，结合三方面调节部分来实现整个油缸组之间的同步和平衡，使得钻机在钻孔过程中可正对于工作面，不会发生偏移，提高钻进精度。

需说明的是，本实施例中所说的工作面即为成孔所在的平面。例如，若需要垂直于地表面成孔，则地表面则为工作面，横梁需与地表面平行，各个有油缸组需与地表面垂直，则可保证成孔不倾斜。本实施中所说的横梁是动力头中用于连接多个油缸组的连接梁，当钻机正常工作时，横梁一般是垂直于工作面的且该横梁与每个油缸组均垂直。

进一步地，在步骤S1中，在每个油缸组设有水平传感器，用于采集钻机中横梁与工作面的夹角。

进一步地，在步骤S2中，在每个油缸组设有垂直传感器，用于采集油缸组与工作面的夹角。

进一步地，在步骤S3中，在每个油缸组设有位置传感器，用于采集油缸组的行程。

进一步地，在步骤S4中，包括步骤：

S41、判定横梁是否平行于工作面，若是，则进入下一步骤，若否，则得出横梁所需转动的角度为X度，并发出转动横梁X度的指令后进入下一步骤；

具体地说，当采集到的横梁与工作面的夹角后，首先判定两者是否平行，若平行则满足同步条件进行下一调平步骤，若不平行则转动横梁直至与工作面平行。在这个过程中，首先判定的是两者是否平行，若平行，直接进入下一步骤即可，加快调平的速度；若不平行，则转动X度的横梁使之与工作面平行即可，计算快捷，调平迅速。

S42、判定油缸组与工作面是否垂直，若是，则进入下一步骤，若否，则得出油缸组所需转动的角度为|90-Y|度，并发出转动油缸组的指令后进入下一步骤；

与横梁的调平同理，油缸组的垂直度的调节过程也同样加快了调平的速度。

S43、判定每个油缸组之间的行程是否一致，若是，则进入步骤S5，若否，则计算多个油缸组之间的行程差值，并根据行程差值发出改变换向比例阀开度大小的指令后进入步骤S5；

需说明的是，比例换向阀的开度大小可控制油缸组的供油量，进而控制油缸组的伸缩行程；与横梁的调平过程同理，油缸组的行程同步调节也提高了整体的调平速度。

其中，X为横梁与工作面的夹角，Y为油缸组与工作面的夹角。

进一步地，同一个油缸组内的多个油缸刚性连接。

更重要的是，每个油缸组包括了至少两个油缸，至少两个油缸之间由于间隔较小，通过刚性连接即可实现同一油缸组内的所有油缸同步平衡，且不会损伤油缸。因此，本实施例中，通过油缸组之间的调平方法以及同一油缸组内的油缸的刚性连接，实现了所有油缸的同步和平衡，使得钻机在钻进过程中的精度不会受到任何油缸的不同步的干扰，可以很大程度上提高成孔的精度。

综上，本实施例通过各个油缸组之间的电液调平控制结合同一油缸组内的机械调平，共同实现了整个钻机中的所有油缸的同步，提高了成孔的精度。

本发明还公开了一种用于钻机的油缸组的同步调平系统，包括有：

水平度采集模块，用于采集钻机中横梁的水平度；

垂直度采集模块，用于采集每个油缸组的垂直度；

行程采集模块，用于采集每个油缸组的行程位置；

处理模块，用于根据横梁的水平度、油缸组的垂直度及行程位置发出同步调平指令；

执行模块，用于执行处理模块发出的指令；

检测模块，用于检测多个油缸组之间是否同步，若是，则结束调平，若否，则返回处理模块直至每个油缸组之间实现同步后结束调平。

进一步地，在处理模块中，包括：

第一处理单元，用于判定横梁是否平行于工作面，若是，则进入下一步骤，若否，则得出横梁所需转动的角度为X度，并发出转动横梁X度的指令后进入下一步骤；

第二处理单元，用于判定油缸组与工作面是否垂直，若是，则进入下一步骤，若否，则得出油缸组所需转动的角度为|90-Y|度，并发出转动油缸组的指令后进入下一步骤；

第三处理单元，判定每个油缸组之间的行程是否一致，若是，则进入步骤S5，若否，则计算多个油缸组之间的行程差值，并根据行程差值发出改变换向比例阀开度大小的指令后进入步骤S5；

其中，X为横梁与工作面的夹角，Y为油缸组与工作面的夹角。

进一步地，同一个油缸组内的多个油缸刚性连接。

本文中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。