[发明专利]机锁式钻机的钻杆监测方法及控制器、监测系统和钻机

说明书

技术领域

本发明涉及旋挖钻机，具体地，涉及一种实时监测机锁式旋挖钻机的钻杆加锁点的监测方法、控制器、监测系统及钻机。

背景技术

目前，旋挖钻机的应用日益广泛。旋挖钻机通常采用伸缩式钻杆，在该伸缩式钻杆的提钻作业中，伸缩钻杆将按照由内到外的顺序逐节提升。伸缩式钻杆通常分为摩擦式钻杆、机锁式钻杆和组合式钻杆等。

机锁式钻杆是比较常用的一种伸缩式钻杆。在旋挖钻机采用机锁式钻杆施工时，将机锁式钻头下放是按照由外到内的顺序逐节伸出，提钻时则按相反的顺序，即由内到外的顺序逐节缩回。机锁式钻杆的所有钻杆的外表面的外键上都形成有多个加锁点，最外层钻杆，是通过动力头的内键与最外节钻杆的外键的加锁点配合，除最外层钻杆外的所有钻杆，是通过外节钻杆的内键与内节钻杆的外键的加锁点的配合，两节钻杆之间能够通过机械连接的方式相互锁定，因此钻杆之间能够传递的力较大，所以机锁式钻杆能够应用于土层较硬的情况。

但是，对于机锁式钻杆来说，操作者无法自己观看到钻杆之间的加锁情况，对于机锁式钻杆的加锁和解锁只能凭借经验，有时候需要反复尝试才能成功，降低了作业效率；而当解锁不成功时会造成“带杆”现象，如果无法及时发现和处理，将造成极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种机锁式钻机的钻杆监测方法，该方法能够对机锁式钻机的钻杆的加锁和解锁进行监控。

为了实现上述目的，本发明提供一种机锁式钻机的钻杆监测方法，所述钻机包括多节钻杆，钻杆从外向内分别为第1节至第N节，每节钻杆上具有M个加锁点，以第1节钻杆为基准杆，第i节钻杆的最大伸长量为L_i，其中i＝2，3，…，N，第j个加锁点距离该节钻杆的顶端的距离为J_j，其中j＝1，…，M，其特征在于，确定测量的被操作的钻杆为第i节，并且接收测量的该第i节钻杆的实际伸长量为l_i，根据l_i＝L_i-J_j，确定第i节钻杆运动到第j个加锁点。

另外，本发明的另一个目的是提供一种用于机锁式钻机的钻杆监测控制器，该钻杆监测控制器能够实现上述钻杆监测方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于机锁式钻机的钻杆监测控制器，所述钻机包括多节钻杆，钻杆从外向内分别为第1节至第N节，每节钻杆上具有M个加锁点，以第1节钻杆为基准杆，第i节钻杆的最大伸长量为L_i，其中i＝2，3，…，N，第j个加锁点距离该节钻杆的顶端的距离为J_j，其中j＝1，…，M，所述控制器包括依次连接的输入设备、处理设备和输出设备，其特征在于：

所述输入设备用于采集所述钻杆的位置和被操作钻杆的实际伸长量的信号；

所述处理设备用于根据接收到的所述钻杆的位置信号判断被操作钻杆为第i节、通过被操作钻杆为第i节确定该第i节钻杆的最大伸长量L_i、通过第i节钻杆的实际伸长量l_i＝L_i-J_j确定j的值、并将j的值传送到输出设备；

所述输出设备用于输出j的值的信号。

另外，本发明的另一目的是提供一种机锁式钻机的钻杆监测系统，该钻杆监测系统包括本发明的上述钻杆监测控制器，并能实现本发明所提供的钻杆的监测方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种机锁式钻机的钻杆监测系统，所述钻机包括多节钻杆，钻杆从外向内分别为第1节至第N节，每节钻杆上具有M个加锁点，以第1节钻杆为基准杆，第i节钻杆的最大伸长量为L_i，其中i＝2，3，…，N，其中L₁＝0，第j个加锁点距离该节钻杆的顶端的距离为J_j，其中j＝1，…，M，其特征在于，所述监测系统包括检测装置、用于输出指示锁定的加锁点的信号的控制器和根据所述控制器输出信号进行显示的显示装置，所述控制器为根据本发明的钻杆监测控制器。

另外，本发明的另一目的是提供一种机锁式钻机，该机锁式钻机包括本发明所提供的钻杆监测系统。

通过上述技术方案，本发明对钻杆的位置和实际伸长量进行测量，通过检测被操作的所述钻杆为第i节，判断该第i节钻杆是否运动到加锁点。上述技术方案通过简单的方法就能监测当前被操作的钻杆运动到哪一个加锁点处，从而提示操作者及时根据需要进行加锁或解锁操作，提高了操作效率，并且有助于解除带杆的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。