專利名稱：一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測方法、控制器及系統(tǒng)和鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體地，涉及一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測方法、控制器、監(jiān)測系統(tǒng)以及具有該監(jiān)測系統(tǒng)的鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用日益廣泛。旋挖鉆機(jī)通常采用伸縮式鉆桿，在該伸縮式鉆桿的提鉆作業(yè)中，伸縮鉆桿將按照由內(nèi)到外的順序逐節(jié)提升。但是，由于很多難以控制的原因會導(dǎo)致鉆桿出現(xiàn)非正常順序提升收縮的現(xiàn)象，只要任意外節(jié)鉆桿先于其內(nèi)節(jié)鉆桿收縮，就證明其與內(nèi)節(jié)桿之間發(fā)生了卡滯或接合，這就是所謂的“帶桿”。在這種“帶桿”狀態(tài)下，當(dāng)鉆桿被提到一定高度后，如果“帶桿”的狀態(tài)由于鉆桿旋轉(zhuǎn)或者機(jī)器振動等原因而解除，發(fā)生卡滯或接合的鉆桿會自由下落，從而對鉆機(jī)的動力頭造成沖擊，可能會對動力頭系統(tǒng)的損壞的嚴(yán)重后果。“帶桿”故障是造成鉆機(jī)部件損壞和施工事故的主要原因之一。為了減小鉆桿在“帶桿”狀態(tài)解除后對動力頭造成的損壞，現(xiàn)有技術(shù)通常在動力頭上安裝緩沖彈簧、阻尼器或橡膠緩沖墊，從而盡可能減少鉆桿“帶桿”狀態(tài)解除時(shí)產(chǎn)生的沖擊力和破壞后果。另外，目前也有一些對“帶桿”狀態(tài)的監(jiān)測方法和監(jiān)測裝置，但是在利用這些監(jiān)測方法進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，影響監(jiān)測結(jié)果的因素很多，因此精確度都不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測方法，該方法能夠通過簡單的手段來及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆桿的帶桿故障。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測方法，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭和對所述動力頭加壓的加壓裝置，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i = 2,3,…，N，其中，該帶桿監(jiān)測方法包括檢測確定被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，并檢測此時(shí)所述加壓裝置的實(shí)際拉力為fi；對比所述實(shí)際拉力&和預(yù)先設(shè)定的該第i節(jié)鉆桿的所述額定拉力Fi,當(dāng)所述實(shí)際拉力&小于所述額定拉力Fi,確定第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿。另外，本發(fā)明還提供一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測控制器，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭和對所述動力頭加壓的加壓裝置，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i = 2,3,…，N，所述控制器包括依次連接的輸入模塊、處理模塊和輸出模塊，其中所述輸入模塊用于采集所述鉆桿的位置信號和所述加壓裝置的實(shí)際拉力并將所述鉆桿的位置信號和所述實(shí)際拉力fi傳送到處理模塊；所述處理模塊用于根據(jù)接收到的所述鉆桿的位置信號判斷被提升的鉆桿為第i節(jié)、通過被提升的所述鉆桿為第i節(jié)確定相應(yīng)的額定拉力為Fi、對比所述實(shí)際拉力fi與所述額定拉力F”并將對比結(jié)果傳送到輸出模塊；所述輸出模塊用于在對比結(jié)果為所述實(shí)際拉力&小于所述額定拉力Fi的情況下，輸出指示第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿的信號。另外，本發(fā)明還提供一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測系統(tǒng)，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭和對所述動力頭加壓的加壓裝置，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i = 2,3,…，N，所述加壓裝置用于對所述動力頭加壓，其中，所述帶桿監(jiān)測系統(tǒng)包括檢測裝置、控制器和顯示裝置，所述檢測裝置包括用于測量所述加壓裝置的實(shí)際拉力的第一傳感器和用于檢測所述鉆桿的位置的第二傳感器，所述控制器為根據(jù)本發(fā)明所提供的控制器，所述第一傳感器和第二傳感器與所述控制器的輸入模塊連接，所述顯示裝置根據(jù)所述控制器輸出信號進(jìn)行顯示。另外，本發(fā)明還提供一種鉆機(jī)，其中，所述鉆機(jī)具有本發(fā)明的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明對為動力頭加壓的加壓裝置的拉力進(jìn)行測量，并結(jié)合對被提升的鉆桿為第i節(jié)的判斷確定加壓裝置的額定拉力，當(dāng)所述實(shí)際拉力小于所述額定拉力時(shí)認(rèn)為第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿。上述技術(shù)方案對加壓裝置的實(shí)際拉力的監(jiān)測所受到的外界干擾更小，測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的鉆桿末端示意圖。附圖標(biāo)記說明1加壓裝置2動力頭3第一傳感器4主卷揚(yáng)5導(dǎo)向環(huán)6內(nèi)鍵7提繩器8托盤9 鉆斗D鉆桿末端所處地下的深度H動力頭距地面的高度T第1節(jié)鉆桿的長度E鉆桿末端的伸出長度
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，首先介紹鉆機(jī)在提升鉆桿時(shí)的各部分的工作情況。在鉆桿工作時(shí)，鉆機(jī)的加壓裝置1用于為鉆桿提供壓力。當(dāng)提升鉆桿時(shí)，最外層鉆桿通過隨動架落在動力頭2上，其重量由動力頭承受。動力頭與加壓裝置1連接，因此動力頭所承受的重量傳遞給加壓裝置1承受。除了最外節(jié)鉆桿外，每節(jié)鉆桿頂部都有導(dǎo)向環(huán)5 ；除最內(nèi)節(jié)鉆桿外，每節(jié)鉆桿底部內(nèi)表面具有內(nèi)鍵6 ；最內(nèi)節(jié)鉆桿頂部有提繩器7，該提繩器7連接著主卷揚(yáng)4的鋼絲繩，最內(nèi)節(jié)鉆桿底部具有托盤8，并且最內(nèi)節(jié)鉆桿底端連接有鉆斗9。當(dāng)?shù)趇節(jié)鉆桿從第i_l節(jié)鉆桿中并未完全伸出時(shí)，該第i節(jié)鉆桿的底端必然落在托盤8上，因此其重量通過托盤8以及最內(nèi)節(jié)鉆桿傳遞給主卷揚(yáng)4承受；當(dāng)?shù)趇節(jié)鉆桿完全伸出時(shí)，該第i節(jié)鉆桿的底端已經(jīng)脫離托盤8，因此其頂端的導(dǎo)向環(huán)5必然落在上一節(jié)鉆桿的內(nèi)鍵6上，因此其重量通過上一節(jié)鉆桿逐節(jié)傳遞，最后由動力頭2傳遞給加壓裝置1承受。因此，第i節(jié)鉆桿是否完全伸出決定了其重量由主卷揚(yáng)4承受還是由加壓裝置1承受。其中，鉆斗以及鉆斗9內(nèi)裝載的土質(zhì)的重量則始終通過最內(nèi)節(jié)鉆桿傳遞給主卷揚(yáng)4承受。本發(fā)明提供一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測方法，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭2和對所述動力頭加壓的加壓裝置1，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i = 2，3，…，N，該帶桿監(jiān)測方法包括檢測確定被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，并檢測此時(shí)所述加壓裝置1的實(shí)際拉力為fi；對比所述實(shí)際拉力&和預(yù)先設(shè)定的該第i節(jié)鉆桿的所述額定拉力Fi,當(dāng)所述實(shí)際拉力&小于所述額定拉力Fi,確定第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿。由于在工作過程中，鉆機(jī)為了避免鉆機(jī)的鉆桿發(fā)生帶桿現(xiàn)象時(shí)繼續(xù)工作所導(dǎo)致的危險(xiǎn)，本發(fā)明提供一種對鉆桿的帶桿現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測的方法，該方法首先要確定當(dāng)前被提升的鉆桿為哪一節(jié)鉆桿，以及測量加壓裝置1的實(shí)際拉力再將所述實(shí)際拉力A和所述額定拉力Fi對比，當(dāng)所述實(shí)際拉力&小于所述額定拉力Fi時(shí)即可判斷第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿。由此可見，本發(fā)明對為動力頭加壓的加壓裝置1的拉力進(jìn)行測量，在鉆桿提升的過程中，該加壓裝置1的拉力基本等于未收回的鉆桿和動力頭的重量的和。對于現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的另一種測量主卷揚(yáng)4拉力的方式，由于主卷揚(yáng)4承受的是收縮狀態(tài)的鉆桿的重量，以及最內(nèi)節(jié)鉆桿底端所連接的鉆斗9的重量，因此在測量時(shí)，如果鉆斗內(nèi)具有泥土等就會造成誤差，并且由于工作地點(diǎn)的不同，鉆斗內(nèi)泥土的密度和體積都有著很大的區(qū)別，所以即使將泥土的因素考慮進(jìn)來也很難避免誤差。本發(fā)明采用的對加壓裝置1的實(shí)際拉力的監(jiān)測的方法所受到的外界干擾更小，測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。優(yōu)選地，對比確定FtlCfiCFt^iq= 1，…，i_2，第q節(jié)至第i_l節(jié)鉆桿被帶桿，當(dāng)q = i-Ι，第i_l節(jié)鉆桿被帶桿。在主卷揚(yáng)提升第i節(jié)鉆桿時(shí)，第i節(jié)鉆桿及其內(nèi)的各鉆桿的重量都由主卷揚(yáng)4承受，而本發(fā)明中的額定拉力指加壓裝置1的拉力值，從上文的介紹中可知，主卷揚(yáng)4承受的鉆桿重量越大，加壓裝置1承受的拉力就越小，因此提升每節(jié)鉆桿的額定拉力必定是隨著當(dāng)前被提升的鉆桿從內(nèi)向外逐漸減小的。因此，當(dāng)?shù)趇_l節(jié)鉆桿被帶桿(即指第i_l節(jié)鉆桿與其外節(jié)鉆桿i之間發(fā)生了帶桿現(xiàn)象)時(shí)，第i_l節(jié)鉆桿的重量也由主卷揚(yáng)4承受，所以加壓裝置1的實(shí)際拉力也就要小于額定拉力，由此可以根據(jù)實(shí)際拉力的值的范圍進(jìn)一步確定哪節(jié)或者哪些節(jié)的鉆桿被帶桿。優(yōu)選地，以第1節(jié)鉆桿為基準(zhǔn)桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li,其中L1 = 0，所述額定拉力Fi為第i節(jié)鉆桿在其最大伸長量Li內(nèi)正常提升時(shí)所述加壓裝1的拉力的值。
更優(yōu)選的，設(shè)所述第i節(jié)鉆桿的重力為Gi，第1節(jié)鉆桿的重力為G1，所述動力頭2的重力為(V所述Fi = (^+"'+Gi-p本發(fā)明利用加壓裝置1在第i節(jié)鉆桿提升的過程中承擔(dān)所有完全伸出的鉆桿和動力頭2的重量，因此需要預(yù)先測定額定拉力Fi作為比較的基準(zhǔn)。由于加壓裝置1所承受的拉力主要包括各節(jié)鉆桿的重量，因此用加壓裝置1所承載所有完全伸出的鉆桿的重量和動力頭2的重量的和來表示該額定拉力Fi的大小。優(yōu)選地，第i節(jié)所述鉆桿的所述額定拉力Fi通過預(yù)先進(jìn)行的提升第i節(jié)鉆桿時(shí)拉力的實(shí)驗(yàn)測得。本發(fā)明中的所述額定拉力Fi可以通過多種方式獲得和確定，以上根據(jù)額定拉力Fi的定義給出了從理論上確定該額定拉力Fi的方式，但是額定拉力Fi并不僅限于通過上述方式確定，還可以通過例如預(yù)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方式獲得。鉆機(jī)依次提升每一節(jié)鉆桿，并且在不發(fā)生帶桿的情況下分別測量提升每節(jié)鉆桿的拉力，以此作為提升該節(jié)鉆桿的額定拉力。通過上述實(shí)驗(yàn)測量出的額定拉力值可能會與上述通過各節(jié)鉆桿的重力計(jì)算的額定拉力的值略有不同，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)的過程中可能會由于摩擦力或者鉆頭等其他鉆桿或鉆機(jī)的部件等的影響，或者由于鉆機(jī)工作過程中其他影響因素的干擾。因此，在預(yù)設(shè)上述額定拉力Fi時(shí)，可以綜合考慮上述因素，將以上例舉的兩種額定拉力Fi的確定方法結(jié)合在一起，確定合理的額定拉力Fi的值。優(yōu)選地，所述鉆機(jī)包括主卷揚(yáng)4的鋼絲繩，檢測當(dāng)前主卷揚(yáng)鋼絲繩的收縮長度S,如果L1+*"+Lh < S < k+···+Li,則被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為“。在本發(fā)明中，為了確定加壓裝置1的額定拉力，首先要確定被提升的鉆桿是哪一節(jié)，這樣才能通過上述方式計(jì)算額定拉力的值。這里提供了一種確定被提升鉆桿為第i節(jié)的優(yōu)選實(shí)施方式，由于最內(nèi)層鉆桿通過主卷揚(yáng)4的鋼絲繩向上牽引，因此主卷揚(yáng)4的鋼絲繩收縮的長度就是鉆桿提升的高度。由于第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li,最外節(jié)的第1節(jié)鉆桿由于不能伸縮所以L1 =0，這樣，第i節(jié)鉆桿的最大伸縮范圍就是Li,而在當(dāng)前的第i節(jié)鉆桿發(fā)生伸縮時(shí)，整個(gè)鉆桿的長度范圍應(yīng)該是介于L1+…+Lh和L1+…+Li之間，因此當(dāng)檢測到的主卷揚(yáng)鋼絲繩的收縮長度S在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，被提升的鉆桿為第i節(jié)。優(yōu)選地，測量鉆桿末端所處地下的深度D，所述動力頭2距地面的高度H，所述第1節(jié)鉆桿的長度T，則所述鉆桿末端的伸出長度為E = D+H-T，如果L1+*"+Lp1 < E < L1+-+Li,則被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為L”前面的優(yōu)選實(shí)施方式中的方法是通過主卷揚(yáng)鋼絲繩的運(yùn)動來判斷被提升的鉆桿為第i節(jié)，但是由于動力頭也會發(fā)生上下移動，因此本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式提供了一種判斷方式，該方式將動力頭2的位置考慮進(jìn)來，判斷結(jié)果更加準(zhǔn)確。上述計(jì)算方式是測量鉆桿末端和動力頭之間的距離，再去掉第1節(jié)鉆桿的長度，即最外層鉆桿的長度，就可以得到鉆桿從第1節(jié)鉆桿中伸出的長度。在當(dāng)前的第i節(jié)鉆桿發(fā)生伸縮時(shí)，整個(gè)鉆桿的長度范圍應(yīng)該是介于Li+···+Lh和Li+···+Li之間，當(dāng)判斷Li+···+Lp1< E < L1+-+Li時(shí)則被提升的鉆桿為第i節(jié)所述鉆桿。以上描述了本發(fā)明例舉的兩種判斷被提升的鉆桿為第i節(jié)的方式。其中，第一種根據(jù)主卷揚(yáng)鋼絲繩的收縮長度來直接判斷的方法比較簡單，但是由于動力頭2也能夠上下移動而存在誤差，準(zhǔn)確度較低，但是僅需要測量主卷揚(yáng)鋼絲繩收縮長度這一個(gè)物理量；第二種方法將動力頭2的位置考慮進(jìn)來，但是至少需要測量動力頭2距地面的高度和鉆桿的末端的深度，測量方法較為復(fù)雜，但提高了準(zhǔn)確性。優(yōu)選地，所述加壓裝置1為加壓油缸或者加壓卷揚(yáng)。目前市面上為動力頭2提供動力的主要有加壓油缸和加壓卷揚(yáng)這兩種形式。加壓油缸可以直接向動力頭提供壓力和拉力，加壓卷揚(yáng)則是通過兩根鋼絲繩從上下兩個(gè)方向與動力頭連接，通過正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來向動力頭提供向上或向下的拉力。這兩種形式的加壓裝置1都可以用于本發(fā)明中。另外，本發(fā)明還提供一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測控制器，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭2和對所述動力頭2加壓的加壓裝置1，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i = 2,3,…，N，所述控制器包括依次連接的輸入模塊、處理模塊和輸出模塊，其中所述輸入模塊用于采集所述鉆桿的位置信號和所述加壓裝置1的實(shí)際拉力并將所述鉆桿的位置信號和所述實(shí)際拉力A傳送到處理模塊；所述處理模塊用于根據(jù)接收到的所述鉆桿的位置信號判斷被提升的所述鉆桿為第i節(jié)、通過被提升的所述鉆桿為第i節(jié)確定相應(yīng)的額定拉力為F”對比所述實(shí)際拉力&與所述額定拉力F”并將對比結(jié)果傳送到輸出模塊；所述輸出模塊用于在對比結(jié)果為所述實(shí)際拉力&小于所述額定拉力Fi的情況下，輸出指示第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿的信號。由于在工作過程中，鉆機(jī)為了避免鉆機(jī)的鉆桿發(fā)生帶桿現(xiàn)象時(shí)繼續(xù)工作所導(dǎo)致的危險(xiǎn)，本發(fā)明提供一種用于監(jiān)測鉆機(jī)鉆桿帶桿的控制器，該控制器的輸入模塊接收和被提升的鉆桿的位置有關(guān)的信號和加壓裝置1的實(shí)際拉力信號首先要確定當(dāng)前被提升的鉆桿為哪一節(jié)鉆桿，以及測量加壓裝置1的實(shí)際拉力fi，再將所述實(shí)際拉力fi和所述額定拉力Fi對比，當(dāng)所述實(shí)際拉力A小于所述額定拉力Fi時(shí)即可判斷第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿。由此可見，本發(fā)明的控制器采用對為動力頭加壓的加壓裝置1的拉力進(jìn)行監(jiān)測的方案。在鉆桿提升的過程中，該加壓裝置1的拉力基本等于未收回的鉆桿和動力頭2的重量的和。對于現(xiàn)有技術(shù)中通常使用監(jiān)測主卷揚(yáng)4的拉力的控制器，由于主卷揚(yáng)承受的是收縮狀態(tài)的鉆桿的重量，以及最內(nèi)節(jié)鉆桿底端所連接的鉆斗9的重量，因此在測量時(shí)，如果鉆斗9內(nèi)具有泥土等就會造成誤差，并且由于工作地點(diǎn)的不同，鉆斗9內(nèi)泥土的密度和體積都有著很大的區(qū)別，所以即使將泥土的因素考慮進(jìn)來也很難避免誤差。本發(fā)明的控制器對加壓裝置1的實(shí)際拉力的監(jiān)測所受到的外界干擾更小，測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。優(yōu)選地，所述處理模塊還用于確定F, < & < Fq+1時(shí)q的值，所述輸出模塊還用于當(dāng)q = 1，…，i_2的情況下輸出指示第q節(jié)至第i_l節(jié)鉆桿被帶桿的信號，當(dāng)q = i_l的情況下輸出指示第i_l節(jié)鉆桿被帶桿的信號。在主卷揚(yáng)提升第i節(jié)鉆桿時(shí)，第i節(jié)鉆桿及其內(nèi)的各鉆桿的重量都由主卷揚(yáng)14承受，而本發(fā)明中的額定拉力指加壓裝置11的拉力值，從上文的介紹中可知，主卷揚(yáng)14承受的鉆桿重量越大，加壓裝置11承受的拉力就越小，因此提升每節(jié)鉆桿的額定拉力必定是隨著當(dāng)前被提升的鉆桿從內(nèi)向外逐漸減小的。因此，當(dāng)?shù)趇_l節(jié)鉆桿被帶桿(即指第i_l節(jié)鉆桿與其外節(jié)鉆桿i之間發(fā)生了帶桿現(xiàn)象)時(shí)，第i_l節(jié)鉆桿的重量也由主卷揚(yáng)14承受，所以加壓裝置11的實(shí)際拉力也就要小于額定拉力，由此可以根據(jù)實(shí)際拉力A的值的范圍進(jìn)一步確定哪節(jié)或者哪些節(jié)的鉆桿被帶桿。優(yōu)選地，以第1節(jié)鉆桿為基準(zhǔn)桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li,其中L1 = 0，所述額定拉力Fi為第i節(jié)鉆桿在其最大伸長量Li內(nèi)正常提升時(shí)所述加壓裝置1的拉力的值。更優(yōu)選的，設(shè)第i節(jié)鉆桿的重力為Gi，第1節(jié)鉆桿的重力為G1，所述動力頭2的重力為 Gtl，所述 Fi = G0+-+Gi^10本發(fā)明的處理模塊需要設(shè)置額定拉力Fi作為比較的基準(zhǔn)。由于加壓裝置1所承受的拉力主要包括各節(jié)鉆桿的重量，因此用加壓裝置1所承載所有完全伸出的鉆桿的重量和動力頭2的重量的和來表示該額定拉力Fi的大小。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中的計(jì)算方法，可以很方便地為處理模塊預(yù)設(shè)額定拉力Fp優(yōu)選地，所述第i節(jié)所述鉆桿的所述額定拉力Fi通過預(yù)先進(jìn)行的提升第i節(jié)所述鉆桿時(shí)拉力的實(shí)驗(yàn)測得。本發(fā)明中的所述額定拉力Fi可以通過多種方式獲得和確定，以上根據(jù)額定拉力Fi的定義給出了從理論上確定該額定拉力Fi的方式，但是額定拉力Fi并不僅限于通過上述方式確定，還可以通過例如預(yù)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方式獲得。鉆機(jī)依次提升每一節(jié)鉆桿，并且在不發(fā)生帶桿的情況下分別測量提升每節(jié)鉆桿的拉力，以此作為提升該節(jié)鉆桿的額定拉力。通過上述實(shí)驗(yàn)測量出的額定拉力值可能會與上述通過各節(jié)鉆桿的重力計(jì)算的額定拉力的值略有不同，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)的過程中可能會由于摩擦力或者鉆頭等其他鉆桿或鉆機(jī)的部件等的影響，或者由于鉆機(jī)工作過程中其他影響因素的干擾。因此，在預(yù)設(shè)上述額定拉力Fi時(shí)，可以綜合考慮上述因素，將以上例舉的兩種額定拉力Fi的確定方法結(jié)合在一起，確定合理的額定拉力Fi的值。優(yōu)選地，所述鉆機(jī)包括主卷揚(yáng)4的鋼絲繩，所述輸入模塊接收所述主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度S的信號，所述處理模塊判斷當(dāng)L1+*"+Lp1 < S < L1+-+Li時(shí)被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為L”在本發(fā)明中，處理模塊為了確定加壓裝置1的額定拉力，首先要確定被提升的鉆桿是哪一節(jié)，因此需要有關(guān)被提升的鉆桿的位置的信號。由于最內(nèi)層鉆桿通過主卷揚(yáng)4的鋼絲繩向上牽引，因此主卷揚(yáng)4的鋼絲繩收縮的長度就是鉆桿提升的高度，輸入模塊接收該信號以便處理模塊進(jìn)行判斷。由于第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li,最外節(jié)的第1節(jié)鉆桿由于不能伸縮所以L1 =0，這樣，第i節(jié)鉆桿的最大伸縮范圍就是Li,而在當(dāng)前的第i節(jié)鉆桿發(fā)生伸縮時(shí)，整個(gè)鉆桿的長度范圍應(yīng)該是介于!^+…+!^工和1^+···+!^之間，因此當(dāng)處理模塊判斷輸入模塊檢測到的主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度S在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，被提升的鉆桿為第i節(jié)。優(yōu)選地，所述輸入模塊接收鉆桿末端所處地下的深度D的信號，所述動力頭距地面的高度H的信號，第1節(jié)鉆桿的長度T的信號，所述處理模塊計(jì)算所述鉆桿末端的伸出長度為E = D+H-T，并判斷當(dāng)L1+*"+Lp1 < E < L1+-+Li時(shí)被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為“。前面的優(yōu)選實(shí)施方式中，控制器的輸入模塊接收主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度信號，但是由于動力頭2也會發(fā)生上下移動，因此處理模塊僅根據(jù)主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度來進(jìn)行判斷很容易產(chǎn)生誤差。本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式的控制器，輸入模塊接收動力頭2的距地面的高度和鉆桿末端所處地下的深度的信號，再去掉第1節(jié)鉆桿的長度，即最外層鉆桿的長度，就可以得到鉆桿從第1節(jié)鉆桿中伸出的長度。在當(dāng)前的第i節(jié)鉆桿發(fā)生伸縮時(shí)，整個(gè)鉆桿的長度范圍應(yīng)該是介于L1+*"+Lp1和L1+"*+Li之間，當(dāng)L1+*"+Lg < E< L1+…+Li時(shí)則處理模塊判斷被提升的鉆桿為第i節(jié)所述鉆桿。以上描述了本發(fā)明例舉的處理模塊的兩種判斷被提升的鉆桿為第i節(jié)的方式。其中，第一種根據(jù)主卷揚(yáng)鋼絲繩的收縮長度來直接判斷的方法比較簡單，但是由于動力頭2也能夠上下移動而存在誤差，準(zhǔn)確度較低，但是僅需要測量主卷揚(yáng)鋼絲繩收縮長度這一個(gè)物理量；第二種方法將動力頭2的位置考慮進(jìn)來，但是至少需要測量動力頭2距地面的高度和鉆桿的末端的深度，測量方法較為復(fù)雜，但提高了準(zhǔn)確性。另外，本發(fā)明還提供了一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測系統(tǒng)，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭2和對所述動力頭2加壓的加壓裝置1，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i = 2,3,…，N，所述加壓裝置1用于對所述動力頭2加壓，其中，所述帶桿監(jiān)測系統(tǒng)包括檢測裝置、控制器和顯示裝置，所述檢測裝置包括用于測量所述加壓裝置1的實(shí)際拉力的第一傳感器3和用于檢測所述鉆桿的位置的第二傳感器，所述控制器為根據(jù)本發(fā)明所提供的上述控制器，所述第一傳感器3和第二傳感器與所述控制器的輸入模塊連接，所述顯示裝置根據(jù)所述控制器輸出信號進(jìn)行顯示。由于在工作過程中，鉆機(jī)為了避免鉆機(jī)的鉆桿發(fā)生帶桿現(xiàn)象時(shí)繼續(xù)工作所導(dǎo)致的危險(xiǎn)，本發(fā)明提供一種用于監(jiān)測鉆機(jī)鉆桿帶桿的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)，該帶桿監(jiān)測系統(tǒng)包括檢測裝置、控制器和報(bào)警裝置，該控制器用于輸出指示第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿的信號，該報(bào)警裝置根據(jù)所述控制器輸出的指示第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿的信號進(jìn)行報(bào)警，所述檢測裝置包括用于測量所述加壓裝置1的實(shí)際拉力的第一傳感器3和用于檢測所述鉆桿的位置的第二傳感器。其中，該控制器所述輸入模塊將來自所述第一傳感器3的所述加壓裝置1的實(shí)際拉力的值和來自所述第二傳感器的所述鉆桿的位置的值傳送到所述處理模塊，該處理模塊首先要根據(jù)傳感器的測量值確定當(dāng)前被提升的鉆桿為哪一節(jié)鉆桿，以及測量加壓裝置1的實(shí)際拉力再將所述實(shí)際拉力A和所述額定拉力Fi對比，當(dāng)所述實(shí)際拉力&小于所述額定拉力Fi時(shí)即可判斷第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿。由此可見，本發(fā)明的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)采用對為動力頭加壓的加壓裝置1的拉力進(jìn)行監(jiān)測的方案。在鉆桿提升的過程中，該加壓裝置1的拉力基本等于未收回的鉆桿和動力頭2的重量的和。對于現(xiàn)有技術(shù)中通常使用監(jiān)測主卷揚(yáng)4的拉力的控制器，由于主卷揚(yáng)承受的是收縮狀態(tài)的鉆桿的重量，以及最內(nèi)節(jié)鉆桿底端所連接的鉆斗9的重量，因此在測量時(shí)，如果鉆斗9內(nèi)具有泥土等就會造成誤差，并且由于工作地點(diǎn)的不同，鉆斗9內(nèi)泥土的密度和體積都有著很大的區(qū)別，所以即使將泥土的因素考慮進(jìn)來也很難避免誤差。本發(fā)明的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)對加壓裝置1的實(shí)際拉力的監(jiān)測所受到的外界干擾更小，測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。優(yōu)選地，所述處理模塊還用于確定F, < & < Fq+1時(shí)q的值，所述輸出模塊還用于當(dāng)q = 1，…，i_2的情況下輸出指示第q節(jié)至第i_l節(jié)鉆桿被帶桿的信號，當(dāng)q = i_l的情況下輸出指示第i_l節(jié)鉆桿被帶桿的信號。在主卷揚(yáng)提升第i節(jié)鉆桿時(shí)，第i節(jié)鉆桿及其內(nèi)的各鉆桿的重量都由主卷揚(yáng)14承受，而本發(fā)明中的額定拉力指加壓裝置11的拉力值，從上文的介紹中可知，主卷揚(yáng)14承受的鉆桿重量越大，加壓裝置11承受的拉力就越小，因此提升每節(jié)鉆桿的額定拉力必定是隨著當(dāng)前被提升的鉆桿從內(nèi)向外逐漸減小的。因此，當(dāng)?shù)趇_l節(jié)鉆桿被帶桿(即指第i_l節(jié)鉆桿與其外節(jié)鉆桿i之間發(fā)生了帶桿現(xiàn)象)時(shí)，第i_l節(jié)鉆桿的重量也由主卷揚(yáng)14承受，所以加壓裝置11的實(shí)際拉力也就要小于額定拉力，由此可以根據(jù)實(shí)際拉力A的值的范圍進(jìn)一步確定哪節(jié)或者哪些節(jié)的鉆桿被帶桿。優(yōu)選地，以第1節(jié)鉆桿為基準(zhǔn)桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li,其中L1 = 0，所述額定拉力Fi為所述第i節(jié)鉆桿在其最大伸長量Li內(nèi)正常提升時(shí)所述加壓裝置1的拉力的值。更優(yōu)選地，設(shè)第i節(jié)鉆桿的重力為Gi，第1節(jié)鉆桿的重力為G1，所述動力頭2的重力為(V 所述 Fi = G0+…+Gh，i = 2，3，-,N0本發(fā)明的的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)需要設(shè)置額定拉力Fi作為控制器的比較模塊比較的基準(zhǔn)。由于加壓裝置1所承受的拉力主要包括各節(jié)鉆桿的重量，因此用加壓裝置1所承載所有完全伸出的鉆桿的重量和動力頭2的重量的和來表示該額定拉力Fi的大小。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中的計(jì)算方法，可以很方便地為處理模塊預(yù)設(shè)額定拉力Fp優(yōu)選地，第i節(jié)所述鉆桿的所述額定拉力Fi通過預(yù)先進(jìn)行的提升第i節(jié)鉆桿時(shí)拉力的實(shí)驗(yàn)測得。本發(fā)明中的所述額定拉力Fi可以通過多種方式獲得和確定，以上根據(jù)額定拉力Fi的定義給出了從理論上確定該額定拉力Fi的方式，但是額定拉力Fi并不僅限于通過上述方式確定，還可以通過例如預(yù)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方式獲得。鉆機(jī)依次提升每一節(jié)鉆桿，并且在不發(fā)生帶桿的情況下分別測量提升每節(jié)鉆桿的拉力，以此作為提升該節(jié)鉆桿的額定拉力。通過上述實(shí)驗(yàn)測量出的額定拉力值可能會與上述通過各節(jié)鉆桿的重力計(jì)算的額定拉力的值略有不同，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)的過程中可能會由于摩擦力或者鉆頭等其他鉆桿或鉆機(jī)的部件等的影響，或者由于鉆機(jī)工作過程中其他影響因素的干擾。因此，在預(yù)設(shè)上述額定拉力Fi時(shí)，可以綜合考慮上述因素，將以上例舉的兩種額定拉力Fi的確定方法結(jié)合在一起，確定合理的額定拉力Fi的值。優(yōu)選地，所述鉆機(jī)包括主卷揚(yáng)4的鋼絲繩，所述第二傳感器包括深度傳感器，該深度傳感器測量所述主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度S，如果L1+*"+I^1 < S < L1+"*+Li，則被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li。在本發(fā)明的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)中，控制器的處理模塊為了確定加壓裝置1的額定拉力，首先要確定被提升的鉆桿是哪一節(jié)，因此需要被提升的鉆桿的位置的信號。由于最內(nèi)層鉆桿通過主卷揚(yáng)4的鋼絲繩向上牽引，因此主卷揚(yáng)4的鋼絲繩收縮的長度就是鉆桿提升的高度，第二傳感器可以對此主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度進(jìn)行檢測，從而傳送到控制器的處理模塊中進(jìn)行計(jì)算和處理。通常，在本優(yōu)選實(shí)施方式中，作為第二傳感器的深度傳感器通常安裝在主卷揚(yáng)軸上。但是上述深度傳感器的安裝位置并不限制于本實(shí)施方式中的優(yōu)選情況，任何適當(dāng)?shù)奈恢枚伎梢园惭b該深度傳感器。由于第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li,最外節(jié)的第1節(jié)鉆桿由于不能伸縮所以L1 =0，這樣，第i節(jié)鉆桿的最大伸縮范圍就是Li,而在當(dāng)前的第i節(jié)鉆桿發(fā)生伸縮時(shí)，整個(gè)鉆桿的長度范圍應(yīng)該是介于!^+…+!^工和1^+···+!^之間，因此當(dāng)處理模塊判斷輸入模塊檢測到的主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度S在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，被提升的鉆桿為第i節(jié)。優(yōu)選地，所述第二傳感器包括深度傳感器和距離傳感器，所述深度傳感器測量鉆桿末端所處地下的深度值D，所述距離傳感器測量所述動力頭距地面的高度H，已知或手工測量第1節(jié)鉆桿的長度T，則所述鉆桿末端的伸出長度為E = D+H-T，如果“+ +Lh < E< L1+-+Li,則被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li。前面的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，采用檢測主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度信號的方案，但是由于動力頭2也會發(fā)生上下移動，因此控制器處理模塊僅根據(jù)主卷揚(yáng)4的鋼絲繩的收縮長度來進(jìn)行判斷很容易產(chǎn)生誤差。本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)，利用第二傳感器對動力頭2的距地面的高度和鉆桿末端所處地下的深度的信號進(jìn)行檢測，再在將上述檢測到的值求和后減去第1節(jié)鉆桿的長度(即最外層鉆桿的長度)，就可以得到鉆桿從第1節(jié)鉆桿中伸出的長度。在當(dāng)前的第i節(jié)鉆桿發(fā)生伸縮時(shí)，整個(gè)鉆桿的長度范圍應(yīng)該是介于L1+"'+Lh和L1+"'+Li之間，當(dāng)L1+"'+LH < E < L1+-+Li時(shí)則處理模塊判斷被提升的鉆桿為第i節(jié)所述鉆桿。以上描述了本發(fā)明例舉的處理模塊的兩種判斷被提升的鉆桿為第i節(jié)的方式。其中，第一種根據(jù)主卷揚(yáng)鋼絲繩的收縮長度來直接判斷的方法比較簡單，但是由于動力頭2也能夠上下移動而存在誤差，準(zhǔn)確度較低，但是僅需要測量主卷揚(yáng)鋼絲繩收縮長度這一個(gè)物理量；第二種方法將動力頭2的位置考慮進(jìn)來，但是至少需要測量動力頭2距地面的高度和鉆桿的末端的深度，測量方法較為復(fù)雜，但提高了準(zhǔn)確性。通常，該深度傳感器通常安裝在主卷揚(yáng)軸上，該距離傳感器通常安裝在鉆機(jī)的桅桿上。但是本發(fā)明并不對上述深度傳感器和距離傳感器的安裝位置進(jìn)行限制，任何適合的安裝位置都可以應(yīng)用到本發(fā)明中。優(yōu)選地，所述加壓裝置1為加壓油缸或者加壓卷揚(yáng)。目前市面上為動力頭2提供動力的主要有加壓油缸和加壓卷揚(yáng)這兩種形式。加壓油缸可以直接向動力頭提供壓力和拉力，加壓卷揚(yáng)則是通過兩根鋼絲繩從上下兩個(gè)方向與動力頭連接，通過正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來向動力頭提供向上或向下的拉力。這兩種形式的加壓裝置1都可以用于本發(fā)明中。優(yōu)選地，所述第一傳感器3為壓力傳感器。該第一傳感器3用于檢測加壓裝置1所提供的拉力。以加壓裝置1采用加壓油缸為例，為了對加壓油缸的壓力進(jìn)行測量，該第一傳感器3通常安裝在下腔油路上。而對于加壓裝置1為加壓卷揚(yáng)的實(shí)施方式來說，該第一傳感器3可以安裝在任意適當(dāng)?shù)奈恢?，本發(fā)明對該第一傳感器3的安裝位置不做限制。優(yōu)選地，所述顯示裝置包括顯示器、聲報(bào)警器和光報(bào)警器中的一種或多種。為了使操縱人員得知本發(fā)明的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測結(jié)果，本發(fā)明的報(bào)警裝置可以采用顯示器來詳細(xì)顯示第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿的測量結(jié)果，也可以采用簡單的蜂鳴器等聲報(bào)警器或指示燈等光報(bào)警器等來指示當(dāng)前的鉆桿發(fā)生了帶桿故障。報(bào)警裝置可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而具體選擇。優(yōu)選地，所述鉆桿為摩擦式鉆桿、機(jī)鎖式鉆桿或組合式鉆桿。本發(fā)明的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)選地可以應(yīng)用于上述多個(gè)種類的鉆桿。另外，本發(fā)明還提供一種鉆機(jī)，其中，所述鉆機(jī)具有本發(fā)明上述的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)。該鉆機(jī)通過本發(fā)明的上述帶桿監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)地對鉆桿的帶桿故障進(jìn)行監(jiān)測，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并避免鉆桿發(fā)生損壞等更加嚴(yán)重的故障。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測方法，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭(2)和對所述動力頭加壓的加壓裝置(1)，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i =2,3,…，N，其特征在于，該帶桿監(jiān)測方法包括檢測確定被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，并檢測此時(shí)所述加壓裝置(1)的實(shí)際拉力為；對比所述實(shí)際拉力A和預(yù)先設(shè)定的該第i節(jié)鉆桿的額定拉力Fi,當(dāng)所述實(shí)際拉力&小于所述額定拉力Fi,確定第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，對比確定Ftl< < Fq+1,當(dāng)q = 1，…，i-2，第q節(jié)至第i-Ι節(jié)鉆桿被帶桿，當(dāng)q = i-Ι，第i_l節(jié)鉆桿被帶桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶桿監(jiān)測方法，其特征在于，以第1節(jié)鉆桿為基準(zhǔn)桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li,其中L1 = 0，所述額定拉力Fi為第i節(jié)鉆桿在其最大伸長量Li內(nèi)正常提升時(shí)所述加壓裝置(1)的拉力的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶桿監(jiān)測方法，其特征在于，設(shè)第i節(jié)鉆桿的重力為Gi，第1節(jié)鉆桿的重力為G1，所述動力頭(2)的重力為G。，所述Fi = +…+Gh。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶桿檢測方法，其特征在于，第i節(jié)鉆桿的所述額定拉力Fi通過預(yù)先進(jìn)行的提升第i節(jié)所述鉆桿時(shí)拉力的實(shí)驗(yàn)測得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶桿監(jiān)測方法，其特征在于，所述鉆機(jī)包括主卷揚(yáng)(4)的鋼絲繩，檢測當(dāng)前主卷揚(yáng)鋼絲繩的收縮長度S，如果L1+*"+Lh < S < k+···+Li,則被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為L”
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶桿監(jiān)測方法，其特征在于，測量鉆桿末端所處地下的深度D，所述動力頭( 距地面的高度H，第1節(jié)鉆桿的長度T，則所述鉆桿末端的伸出長度為E=D+H-T，如果L1+*"+Lh < E < k+···+Li,則被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為L”
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶桿監(jiān)測方法，其特征在于，所述加壓裝置(1)為加壓油缸或者加壓卷揚(yáng)。
9.一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測控制器，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭(2)和對所述動力頭( 加壓的加壓裝置(1)，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i = 2,3,…，N，所述控制器包括依次連接的輸入模塊、處理模塊和輸出模塊，其特征在于所述輸入模塊用于采集所述鉆桿的位置信號和所述加壓裝置(1)的實(shí)際拉力A，并將所述鉆桿的位置信號和所述實(shí)際拉力A傳送到處理模塊；所述處理模塊用于根據(jù)接收到的所述鉆桿的位置信號判斷被提升的鉆桿為第i節(jié)、通過被提升的鉆桿為第i節(jié)確定相應(yīng)的額定拉力為Fp對比所述實(shí)際拉力&與所述額定拉力F”并將對比結(jié)果傳送到輸出模塊；所述輸出模塊用于在對比結(jié)果為所述實(shí)際拉力A小于所述額定拉力Fi的情況下，輸出指示第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿的信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶桿檢測控制器，其特征在于，所述處理模塊還用于確定Ftl<fi< Fq+1時(shí)q的值，所述輸出模塊還用于當(dāng)q = 1，…，i-2的情況下輸出指示第q節(jié)至第i_l節(jié)鉆桿被帶桿的信號，當(dāng)q = i_l的情況下輸出指示第i_l節(jié)鉆桿被帶桿的信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶桿檢測控制器，其特征在于，以第1節(jié)鉆桿為基準(zhǔn)桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li,其中L1 = 0，所述額定拉力Fi為第i節(jié)鉆桿在其最大伸長量Li內(nèi)正常提升時(shí)所述加壓裝置(1)的拉力的值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶桿檢測控制器，其特征在于，設(shè)第i節(jié)鉆桿的重力為Gi,第1節(jié)鉆桿的重力為G1，所述動力頭(2)的重力為G。，所述Fi = +…+Gh。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶桿檢測控制器，其特征在于，第i節(jié)所述鉆桿的所述額定拉力Fi通過預(yù)先進(jìn)行的提升第i節(jié)鉆桿時(shí)拉力的實(shí)驗(yàn)測得。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶桿檢測控制器，其特征在于，所述鉆機(jī)包括主卷揚(yáng)(4)的鋼絲繩，所述輸入模塊接收所述主卷揚(yáng)(4)的鋼絲繩的收縮長度S的信號，所述處理模塊判斷當(dāng)L1+-+Lp1 < S < L1+…+Li時(shí)被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶桿檢測控制器，其特征在于，所述輸入模塊接收鉆桿末端所處地下的深度D的信號，所述動力頭距地面的高度H的信號，第1節(jié)鉆桿的長度T的信號，所述處理模塊計(jì)算所述鉆桿末端的伸出長度為E = D+H-T，并判斷當(dāng)!^+."+Lh < E < L1+-+Li時(shí)被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，第i節(jié)鉆桿的最大伸長量為Li。
16.一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測系統(tǒng)，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭(2)和對所述動力頭( 加壓的加壓裝置(1)，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i = 2,3,…，N，所述加壓裝置(1)用于對所述動力頭( 加壓，其特征在于，所述帶桿監(jiān)測系統(tǒng)包括檢測裝置、控制器和顯示裝置，所述檢測裝置包括用于測量所述加壓裝置(1)的實(shí)際拉力的第一傳感器C3)和用于檢測所述鉆桿的位置的第二傳感器，所述控制器為根據(jù)上述權(quán)利要求9-15中任意一項(xiàng)所述的控制器，所述第一傳感器C3)和第二傳感器與所述控制器的輸入模塊連接，所述顯示裝置根據(jù)所述控制器輸出信號進(jìn)行顯示。
17.一種鉆機(jī)，其特征在于，所述鉆機(jī)具有上述權(quán)利要求16所述的帶桿監(jiān)測系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆機(jī)的鉆桿帶桿監(jiān)測方法，所述鉆機(jī)包括多節(jié)鉆桿、對所述鉆桿加壓的動力頭(2)和對所述動力頭加壓的加壓裝置(1)，鉆桿從外向內(nèi)分別為第1節(jié)至第N節(jié)，其中i＝2，3，…，N，其中，該帶桿監(jiān)測方法包括檢測確定被提升的鉆桿為第i節(jié)鉆桿，并檢測此時(shí)所述加壓裝置(1)的實(shí)際拉力為fi；對比所述實(shí)際拉力fi和預(yù)先設(shè)定的該第i節(jié)鉆桿的所述額定拉力Fi，當(dāng)所述實(shí)際拉力fi小于所述額定拉力Fi，確定第i節(jié)鉆桿發(fā)生帶桿。另外，本發(fā)明還提供了能實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)測方法的控制器、監(jiān)測系統(tǒng)以及具有該監(jiān)測系統(tǒng)的鉆機(jī)。上述技術(shù)方案對加壓裝置的實(shí)際拉力的監(jiān)測所受到的外界干擾更小，測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。
文檔編號E21B44/00GK102383776SQ20111027776
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者孫濤, 李志杰, 羅建利 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司