[发明专利]一种扭矩检测方法、装置、设备和存储介质

说明书

本发明实施例公开了一种扭矩检测方法、装置、设备和存储介质，方法应用于包含传感器和接近开关的立轴式的钻机；接近开关包括第一接近开关和第二接近开关；第一接近开关设置钻机中的变速箱体上，第二接近开关设置钻机中的立轴上，方法包括：通过传感器获得发动机的油耗流量，根据油耗流量确定发动机的燃油消耗率；通过第一接近开关获得第一预设时间内的第一脉冲个数，根据第一预设时间和第一脉冲个数确定发动机转速；根据燃油消耗率和发动机转速确定发动机的输出轴扭矩；通过第二接近开关获得第二预设时间内的第二脉冲个数，根据第二预设时间和第二脉冲个数确定立轴转速；基于发动机转速、输出轴扭矩和立轴转速确定钻机的立轴扭矩。

技术领域

本发明涉及岩芯钻探技术领域，尤其涉及一种扭矩检测方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

岩芯钻探(core drilling)：岩芯钻探是固体矿产地质勘探常采用的勘探手段。筒状钻头和钻具在孔底沿圆周环状破碎岩石，在孔底中心部分保留一个柱状的岩芯，从孔内取出岩芯用以研究地质和矿产的情况。目前国内岩芯钻机的主导产品仍然是机械立轴式钻机，占据了90％以上的份额。合理的钻进参数对立轴钻机的钻进效率、立轴钻机的结构尺寸和功率配备起着至关重要的作用，而立轴钻机扭矩是孔下工况识别和地层力学参数反演的一个重要参数，对地矿钻探事故的预防尤为重要。由于扭矩不易被检测，目前大多数立轴钻机没有配备扭矩检测模块。

机械传动式立轴钻机扭矩检测主要是检测钻机立轴和钻杆转动时所承受的最大扭矩，也就是立轴钻机的输出扭矩。机械传动式立轴钻机扭矩检测无法通过测量电流信号或者液压信号实现扭矩的测量，通常的做法是①将扭矩仪串联安装在柴油机输出轴之后的传动轴上，需要断开传动轴，改造难度和成本较高，并且，安装在传动轴上的方式存在传动轴构件规格不一、部分钻机传动部位空间狭窄，给安装扭矩仪带来困难；②将扭矩仪安装在钻机的六方导管上，同样需要截断六方导管并根据导管的结构和尺寸进行扭矩仪的定制，改造难度和成本高，并且，缩短了每个钻进回次的行程，进而影响钻进效率，还会导致司钻难度增加，操作人员很容易大意而把传感器压坏。③直接检测扭矩方法，把扭矩传感器安装在主动钻杆下端，可较直观测量钻杆输出扭矩，但这种方法由于不能在向下进给的情况下实施，故只能用于实验室扭矩近似检测。

目前机械传动式立轴钻机的扭矩检测方法存在以下缺点：①需要截断传动轴且要有一定的安装空间，实施困难，钻机改造成本高。②测量装置复杂，机构庞大。③多适用于室内测试，较难适用于现场测试。

综上所述，如何准确获知机械传动式立轴钻机的立轴扭矩值，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。而针对该问题，目前尚无有效解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种扭矩检测方法、装置、设备和存储介质。

本发明实施例的技术实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种扭矩检测方法，所述方法应用于包含传感器和接近开关的立轴式钻机；所述传感器设置于所述立轴式钻机中发动机的燃油箱出口；所述接近开关包括第一接近开关和第二接近开关；所述第一接近开关设置于所述立轴式钻机中的变速箱体上；所述第二接近开关设置于所述立轴式钻机中的立轴上；所述方法包括：

通过所述传感器获得所述发动机的油耗流量，根据所述油耗流量确定所述发动机的燃油消耗率；

通过所述第一接近开关获得第一预设时间内的第一脉冲个数，根据所述第一预设时间和所述第一脉冲个数确定发动机转速；

根据所述燃油消耗率和所述发动机转速确定所述发动机的输出轴扭矩；

通过所述第二接近开关获得第二预设时间内的第二脉冲个数，根据所述第二预设时间和所述第二脉冲个数确定立轴转速；

基于所述发动机转速、所述输出轴扭矩和所述立轴转速确定所述钻机的立轴扭矩。

在上述方案中，所述根据所述油耗流量确定所述发动机的燃油消耗率，包括：