[发明专利]根据推进力控制凿岩系统的冲击功的方法以及装置

说明书

技术领域

本发明涉及凿岩系统中冲击功的控制领域，尤其涉及一种根据推进力控制凿岩系统的冲击功的方法以及实现该方法的装置。

背景技术

如图1所示，现有技术中的凿岩系统主要包括推进导向装置10、推进力发生装置20、凿岩机30以及钻具40等。其中，

推进导向装置10，用于为凿岩机30导向，使得凿岩机30保持在凿岩方向；

推进力发生装置20，用于产生推进力，从而推动凿岩机30沿凿岩方向移动，进而使得钻具40与岩层接触；

凿岩机30，包括冲击装置301和旋转装置302，冲击装置301用于产生冲击功并作用于钻具40，使得钻具40能够对岩层产生冲击力；旋转装置302用于产生旋转扭矩并作用于钻具40，从而使钻具40旋转；

钻具40，由一根或多根钻杆与钻头组成，用于直接与岩层接触，并在凿岩机的作用下对岩层产生冲击功以便凿岩。

推进力的大小表征钻头与岩层的接触情况，推进力越大表示钻头与岩层接触越好，推进力也能有效地保证钻具之间螺纹连接的紧固。钻头与岩层接触越好，表明越多的冲击功可以传递到岩层用于岩层破碎，此时需要越大的冲击功，从而提高凿岩效率。相反，如果在推进力小的时候，用大的冲击功，除小部分冲击功传递到岩层，剩余的冲击功将在钻具连接的螺纹和凿岩机中消耗，这些剩余的冲击功将损坏钻具和凿岩装置。

现有技术的凿岩系统中，推进力对冲击功的控制采用以下方式：（1）阶跃控制。如图2所示，当推进力小于A时，冲击功为B1；当推进力大于或等于A时，冲击功发生阶跃变化，由B1直接跳至B2。该种控制方式简单，但冲击功产生阶跃变化，对钻具和凿岩机损害较大。（2）函数控制。该控制方式复杂，在设置不正确时对钻具和凿岩机有损害，并且控制设备的成本较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种根据推进力控制凿岩系统的冲击功的方法以及实现该方法的装置，其能够使得凿岩系统的推进力在冲击功的下限值和上限值范围内以固定斜率控制冲击功。

为实现上述目的，本发明的凿岩系统中推进力控制冲击功的方法，所述冲击功的大小可通过推进力控制，该方法包括以下步骤，

S1，如推进力小于或等于设定的下限值A1，则冲击功保持在设定的下限值B1；

S2，如推进力大于设定的下限值A1且小于设定的上限值A2，则冲击功从下限值B1开始随推进力的变化而呈正线性变化；

S3，如推进力大于或等于设定的上限值A2，则冲击功达到并保持在设定的上限值B2。

此外，本发明还提供了一种根据推进力控制凿岩系统的冲击功的装置，所述凿岩系统包括凿岩机、钻具以及推动所述凿岩机移动的推进力发生装置，所述凿岩机包括用于向所述钻具上施加冲击功的冲击装置，其中，

所述冲击装置的输入液压油路上设置有限压单元，用于限定所述冲击功的下限值和上限值；

所述推进力发生装置的输入液压油路上设置有控制单元，用于控制所述冲击功使得冲击功在下限值和上限值范围内按固定系数线性上升或下降。

优选地，

所述冲击装置的输入液压油路上连接有先导比例阀，所述先导比例阀的进油口连接有用于限定所述冲击功上限值的第一溢流阀，所述先导比例阀的出油口与油箱连接，所述先导比例阀的开启压强与所述冲击功的下限值所对应的工作压强相同；

所述推进力发生装置的输入液压油路上连接有顺序阀，所述顺序阀的出油口串接有第一节流阀，所述第一节流阀的出油口与所述先导比例阀的先导腔连接。

优选地，所述先导比例阀与所述油箱之间设置有第二溢流阀，所述第二溢流阀的进油口与所述先导比例阀的出油口连接，所述第二溢流阀的出油口与所述油箱连接，所述第二溢流阀的开启压强与所述先导比例阀的开启压强相同。

优选地，所述第一节流阀的出油口还连接有第二节流阀，所述第二节流阀的出油口与油箱连接。

优选地，所述推进力发生装置的输入液压油路上还连接有用于限定所述推进力的上限值的第三溢流阀，所述第三溢流阀的进油口与所述输入液压油路连接，所述第三溢流阀的出油口与所述油箱连接。

本发明的根据推进力控制凿岩系统的冲击功的方法及装置，能够使得冲击功在下限值与上限值范围内线性变化，使得冲击功增减较为平缓，保证了凿岩系统的使用安全。同时，也保证了凿岩系统中各部分的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术的凿岩系统的组成结构示意图；

图2为现有技术的凿岩系统的冲击功与推进力变化关系的示意图；