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煤层气车载钻机远程监控系统设计 预览
1
作者 赵良 《工矿自动化》 北大核心 2019年第6期105-108,共4页
针对现有钻机远程监控系统存在通用性不强、安装不便、通信抗干扰能力弱等问题,设计了一种煤层气车载钻机远程监控系统。该系统由车载终端、后台服务器和监控管理平台组成,车载终端通过CAN总线实时采集钻机运行状态数据,并通过TCP/IP协... 针对现有钻机远程监控系统存在通用性不强、安装不便、通信抗干扰能力弱等问题,设计了一种煤层气车载钻机远程监控系统。该系统由车载终端、后台服务器和监控管理平台组成,车载终端通过CAN总线实时采集钻机运行状态数据,并通过TCP/IP协议将数据上传至后台服务器,监控管理平台采用B/S架构,通过HTTP协议访问后台服务器数据并显示钻机运行状态。应用结果验证了该系统的有效性。 展开更多
关键词 煤层气开采 车载钻机 远程监控 车载终端 后台服务器 监控管理平台
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基于CAN总线技术的新型组合仪表在车载钻机上的应用 预览
2
作者 王毅 赵辉 +2 位作者 杨林波 黄占博 王天坤 《化工自动化及仪表》 CAS 2019年第6期464-468,共5页
利用CAN总线技术和PLC设计车载钻机组合仪表。实际投运结果表明:组合仪表的抗干扰能力强、可靠性高、指示和报警信息直观准确,提高了工作效率。
关键词 组合仪表 车载钻机 CAN-BUS PLC 信息集成 报警
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煤层气车载钻机多功能液压卸扣器的研制
3
作者 王振亚 鲁飞飞 邹祖杰 《煤矿机械》 北大核心 2019年第6期115-117,共3页
针对目前煤层气(Coal Bed Methane,CBM)车载钻机施工现场所用卸扣器使用过程中出现的重量大、扭矩小、适用范围窄、使用步骤繁琐等问题,研制了一套多功能液压卸扣器,最大卸扣扭矩130 kNm,满足Φ73~400 mm钻杆、钻头、潜孔锤等钻具联接... 针对目前煤层气(Coal Bed Methane,CBM)车载钻机施工现场所用卸扣器使用过程中出现的重量大、扭矩小、适用范围窄、使用步骤繁琐等问题,研制了一套多功能液压卸扣器,最大卸扣扭矩130 kNm,满足Φ73~400 mm钻杆、钻头、潜孔锤等钻具联接丝扣的卸扣需求,同时解决现有煤层气车载钻机在发生事故时,动力头与钻杆上部丝扣卸扣困难的问题。工业性试验表明该卸扣器卸扣能力强、结构轻便、适用钻具范围广,操作简便,提高了钻具卸扣效率,降低了工人劳动强度。 展开更多
关键词 车载钻机 多功能 液压卸扣器 分体式
车载钻机给进装置设计及关键部件优化
4
作者 张阳 《煤矿机械》 北大核心 2019年第5期117-120,共4页
设计了车载钻机给进装置的倍程机构,为满足GB1589-2016对车载钻机质量的要求,采用拓扑优化理论对给进装置的托板进行了拓扑优化和减重设计,根据减重设计后的有限元分析结果,在特定区域焊接加强肋使托板最大等效应力降低了44.72%;基于遗... 设计了车载钻机给进装置的倍程机构,为满足GB1589-2016对车载钻机质量的要求,采用拓扑优化理论对给进装置的托板进行了拓扑优化和减重设计,根据减重设计后的有限元分析结果,在特定区域焊接加强肋使托板最大等效应力降低了44.72%;基于遗传算法目标优化理论,采用MATLAB-Python-ABAQUS联合仿真和数据交互的方法,获得了给进装置二级桅杆方钢的最优结构参数,并使方钢质量减少了41.24%。 展开更多
关键词 车载钻机 给进装置 拓扑优化 目标优化
ZMK5530TZJ100型车载钻机变幅机构分析及优化
5
作者 张阳 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第3期67-72,共6页
通过建立车载钻机变幅机构的力学模型,对变幅机构油缸、铰支点和后支撑进行了受力分析,得到了油缸推力、油缸压力、铰支点支撑力和导杆传动角在桅杆立起过程中的变化规律,为同系列车载钻机的结构、强度设计提供了理论指导和设计依据,最... 通过建立车载钻机变幅机构的力学模型,对变幅机构油缸、铰支点和后支撑进行了受力分析,得到了油缸推力、油缸压力、铰支点支撑力和导杆传动角在桅杆立起过程中的变化规律,为同系列车载钻机的结构、强度设计提供了理论指导和设计依据,最后采用拓扑结构优化的方法对后支撑进行了改进设计,使最大应力降低了44.45%,同时质量降低了14.81%。 展开更多
关键词 车载钻机 变幅机构 受力分析 拓扑优化
车载钻机摆臂式卸扣器设计及优化 预览
6
作者 张阳 《工程机械》 2019年第1期32-36,I0002共6页
介绍一种车载钻机摆臂式卸扣器,可适应最大外径为223 mm的钻杆;对卸扣器回转摆臂的截面形状进行优化,使惯性矩IX,IY分别提高了8.14%、5.52%,结构强度和安全系数大幅提高;采用有限元数值仿真方法分析卡瓦座断裂的裂纹扩展方向,将断裂夹... 介绍一种车载钻机摆臂式卸扣器,可适应最大外径为223 mm的钻杆;对卸扣器回转摆臂的截面形状进行优化,使惯性矩IX,IY分别提高了8.14%、5.52%,结构强度和安全系数大幅提高;采用有限元数值仿真方法分析卡瓦座断裂的裂纹扩展方向,将断裂夹角处的角度由50°增大到81°,减小了应力集中,并在卡瓦座端部焊接挡块,将卡瓦的定位方式由3个螺栓固结改成挡块定位固定,既增大了卡瓦座的强度,同时提高了安全性;对优化后的卸扣器开展了多次现场工业性试验,累积施工钻孔15 345 m,拧卸钻具外径范围Φ88.9~Φ203 mm,卸扣器工作稳定可靠,未出现部件失效及断裂现象。 展开更多
关键词 车载钻机 卸扣器 有限元分析 优化
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煤层气车载钻机远程电液控制系统研制及应用 预览
7
作者 赵良 《煤炭工程》 北大核心 2019年第6期145-148,共4页
在分析了煤层气车载钻机的应用区域及功能的基础上,研制了一套远程电液控制系统,以提高钻机自动化技术水平及减少人员安全隐患。该系统主要由电液双控液压阀、摄像头及远程控制台构成,选用CAN总线通讯与钻机电控系统快速配接;远程控制... 在分析了煤层气车载钻机的应用区域及功能的基础上,研制了一套远程电液控制系统,以提高钻机自动化技术水平及减少人员安全隐患。该系统主要由电液双控液压阀、摄像头及远程控制台构成,选用CAN总线通讯与钻机电控系统快速配接;远程控制台内部以控制器为核心,介绍了钻机控制需求及信号型式;详细描述了以CoDeSys软件设计中手柄模拟量输入及比例阀PWM信号输出的编写方法。施工应用表明:该系统能够实现钻机的远程电控操作,比例阀响应时间在0. 8s以内,可靠性高、便携性强,同时简化了远距离管线布置,使司钻人员远离井口,降低了劳动强度,提高了施工安全性。 展开更多
关键词 车载钻机 电液控制 CAN总线 CODESYS
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车载钻机给进托板失效分析及优化设计
8
作者 邹祖杰 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第4期132-134,共3页
为有效解决车载钻机给进托板变形及导轨啃噬破坏的难题,从其工作原理和受力特性出发,采用Abaqus软件对60 t车载钻机给进托板进行有限元分析,从理论上分析其失效原因,并据此对托板结构及选材进行优化设计。将斜撑油缸支座向两侧平移,采... 为有效解决车载钻机给进托板变形及导轨啃噬破坏的难题,从其工作原理和受力特性出发,采用Abaqus软件对60 t车载钻机给进托板进行有限元分析,从理论上分析其失效原因,并据此对托板结构及选材进行优化设计。将斜撑油缸支座向两侧平移,采用网格形筋板加强托板底板刚度,选用Tri-Braze高强度耐磨钢作为托板导轨材料,并通过润滑油加注孔及锯齿形储油槽对导轨接触平面进行充分润滑。优化后的给进托板结构用于100 t车载钻机,通过现场试验进行了验证,达到了预期效果。 展开更多
关键词 车载钻机 给进托板 失效分析 啃噬破坏 优化设计
车载钻机加载试验方法研究 预览 被引量:1
9
作者 郑文 韩松峰 《中国设备工程》 2018年第23期144-145,共2页
介绍了系列车载钻机加载试验台的搭建及加载试验的原理、方法和试验过程,给出了车载钻机典型工况下的试分析方法.
关键词 车载钻机 全液压 加载试验
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全液压车载钻机回转系统设计
10
作者 常江华 《煤矿安全》 北大核心 2018年第2期115-117,共3页
在分析全液压车载钻机回转系统负载特性的基础上,开发了双泵、双回路控制的液压控制系统,满足正常钻进时快速回转及慢速回转卸扣的需求。系统通过远程溢流阀实现定扭矩拧卸钻杆,保护钻具丝扣;设计了补油回路,回转器受到冲击时,油液会补... 在分析全液压车载钻机回转系统负载特性的基础上,开发了双泵、双回路控制的液压控制系统,满足正常钻进时快速回转及慢速回转卸扣的需求。系统通过远程溢流阀实现定扭矩拧卸钻杆,保护钻具丝扣;设计了补油回路,回转器受到冲击时,油液会补充到正反转驱动油路,避免马达出现吸空现象。系统应用于ZMK5530TZJ60型车载钻机,在山西晋煤集团寺河矿施工完成1口多分支煤层气水平连通井,主孔深度1 358 m,验证了回转回路设计的合理性和可靠性。 展开更多
关键词 煤层井 车载钻机 全液压 回转回路 负载特性
基于有限元的全液压车载钻机钻塔结构强度分析 预览
11
作者 张传泰 洪志伟 +1 位作者 赵云亮 朱秀梅 《内燃机与配件》 2018年第19期54-55,共2页
本文介绍了全液压车载钻机钻塔结构形式及其工作原理。通过三维建模和有限元分析的有效结合,进行钻塔起升和提升钻杆两种工况下的钻塔仿真。给出钻塔两种工况下的位移云图和Mises应力云图,并分析仿真结果,为钻塔设计提供了参考和依据
关键词 车载钻机 全液压 钻塔 强度分析
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ZMK5530TZJ100型车载钻机的试验研究 预览
12
作者 凡东 《煤田地质与勘探》 CSCD 北大核心 2018年第2期201-204,共4页
车载钻机可满足多种钻进工艺施工,具有钻进效率高、事故处理能力强、机动灵活和操作简单等优点,主要用于地面煤层气抽采井的施工。为检验ZMK5530TZJ100型车载钻机的性能,在山西晋城进行了实钻验证,完成了一口终孔直径171.50mm、井深1675... 车载钻机可满足多种钻进工艺施工,具有钻进效率高、事故处理能力强、机动灵活和操作简单等优点,主要用于地面煤层气抽采井的施工。为检验ZMK5530TZJ100型车载钻机的性能,在山西晋城进行了实钻验证,完成了一口终孔直径171.50mm、井深1675.39m的水平定向煤层气抽采井。施工过程中,采用了空气潜孔锤、泥浆正循环、孔底马达定向钻进等不同的工艺,检验了钻机对工艺的适应性;潜孔锤最高钻速达32m/h,泥浆循环最高钻速达11.2m/h,钻进速度快;设置的多种电液联动保护功能,避免了因误操作造成的机构损坏;试验中未发生任何机械故障并成功处理一次卡钻事故,该钻机为地面煤层气抽采井施工提供了一款实用装备。 展开更多
关键词 车载钻机 煤层气抽采 钻进工艺 试验研究
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车载钻机快速进给液压系统的设计分析 预览
13
作者 徐化文 徐伟 《机床与液压》 北大核心 2017年第22期122-125,共4页
根据车载钻机快速进给液压系统设计要求,分析并确定了进给油缸相关参数。针对快速进给特点,分析了多路阀在不同工况下的控制压力与通油能力,验证了设计选型的合理性,并提出了快速进给液压系统设计思路,分析了其工作特点,为该型钻机的后... 根据车载钻机快速进给液压系统设计要求,分析并确定了进给油缸相关参数。针对快速进给特点,分析了多路阀在不同工况下的控制压力与通油能力,验证了设计选型的合理性,并提出了快速进给液压系统设计思路,分析了其工作特点,为该型钻机的后续设计研究提供了理论依据,对同类型钻机设计具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 车载钻机 进给油缸 多路阀 快速进给液压系统
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ZMK5530TZJ60型车载钻机的研制
14
作者 凡东 《煤矿安全》 北大核心 2017年第5期117-119,共3页
全液压动力头式车载钻机可满足垂直井、水平对接井、羽状分支井等多种型式钻井的施工需要,是地面煤层气抽采钻孔施工的理想机型。ZMK5530TZJ60型车载钻机针对地面煤层气抽采钻孔施工需而研制,具备施工1 200 m钻孔的施工能力。介绍了钻... 全液压动力头式车载钻机可满足垂直井、水平对接井、羽状分支井等多种型式钻井的施工需要,是地面煤层气抽采钻孔施工的理想机型。ZMK5530TZJ60型车载钻机针对地面煤层气抽采钻孔施工需而研制,具备施工1 200 m钻孔的施工能力。介绍了钻机动力头和给进装置等主要执行机构的设计特点和在山西晋城寺河矿区施工远端对接井的工程实例。 展开更多
关键词 车载钻机 地面煤层气抽采 全液压 动力头 水平对接井
全液压车载钻机给进回路负载特性分析及设计 预览
15
作者 常江华 凡东 田宏亮 《煤田地质与勘探》 CSCD 北大核心 2017年第6期182-186,共5页
给进装置是车载钻机的主要执行机构之一,其性能直接影响钻机技术性能的发挥。目前,全液压车载钻机的给进装置大多采用的是两根油缸通过钢丝绳带动动力头运动的伸缩桅杆式结构,结构紧凑,给进行程长。在分析全液压车载钻机给进装置主要工... 给进装置是车载钻机的主要执行机构之一,其性能直接影响钻机技术性能的发挥。目前,全液压车载钻机的给进装置大多采用的是两根油缸通过钢丝绳带动动力头运动的伸缩桅杆式结构,结构紧凑,给进行程长。在分析全液压车载钻机给进装置主要工序和负载特性的基础上,ZMK5530TZJ100型车载钻机设计了双泵、双回路控制的液压控制系统,满足快速起下钻及精确钻压控制的正常钻进需求;通过油缸无杆腔贴装防爆阀实现给进装置的可靠悬停功能,避免管路破裂或误操作时钻具自由下落造成的顿钻事故,两个防爆阀可以同步控制油口,并联在一起使两个给进油缸的无杆腔压力相等,保证两油缸同步运行。ZMK5530TZJ100型车载钻机在晋城寺河矿完成了1 675 m的"L"形试验钻孔,验证了给进回路设计的合理性和可靠性。 展开更多
关键词 车载钻机 给进回路 负载特性
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ZMK5530TZJ100型车载钻机的研制 预览 被引量:7
16
作者 凡东 常江华 +1 位作者 王贺剑 田宏亮 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第3期111-115,146共6页
为解决车载钻机以往主要依赖进口,使用和维护成本高的问题,亟需研制高性价比且适宜于煤层气钻孔施工的国产车载钻机。在分析地面煤层气开发方式的基础上,总结出钻机应具备2 000 m深的钻进能力,在直井施工时应通过提高工艺适应性来提高... 为解决车载钻机以往主要依赖进口,使用和维护成本高的问题,亟需研制高性价比且适宜于煤层气钻孔施工的国产车载钻机。在分析地面煤层气开发方式的基础上,总结出钻机应具备2 000 m深的钻进能力,在直井施工时应通过提高工艺适应性来提高钻进效率,定向井应满足孔底钻具角度的精确控制。在此基础上研发了ZMK5530TZJ100型车载钻机,将柴油机动力系统、电液控制系统和钻进系统等集成于车辆底盘之上,结构紧凑;设计了主轴制动功能,实现孔底钻具角度的精确控制;采用伸缩式桅杆结构的给进机构,结构紧凑,行程长;设计了具有多种电液联动保护功能,系统冷却采用恒温闭式控制。ZMK5530TZJ100型车载钻机在晋城寺河矿进行工业性试验结果表明,最大钻孔深度1 675 m,钻机具有较好的工艺适应性和可靠性。 展开更多
关键词 车载钻机 全液压 动力头 地面煤层气抽采
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车载钻机伸缩桅杆的分析与研究 被引量:1
17
作者 吕晋军 《煤矿机械》 2017年第4期78-80,共3页
根据某型车载钻机相关技术要求,采用伸缩桅杆结构形式,分析了桅杆各关键结构及其工作状态。模拟桅杆实际工况,确定实际受载情况并进行相应的边界条件处理,运用有限元法分析了桅杆关键结构件-支撑架与滑动架的应力分布和位移变形情况,为... 根据某型车载钻机相关技术要求,采用伸缩桅杆结构形式,分析了桅杆各关键结构及其工作状态。模拟桅杆实际工况,确定实际受载情况并进行相应的边界条件处理,运用有限元法分析了桅杆关键结构件-支撑架与滑动架的应力分布和位移变形情况,为该型车载钻机的后续设计研究提供了理论依据,对同类型桅杆的分析研究具有一定的借鉴应用价值。 展开更多
关键词 车载钻机 伸缩桅杆 边界条件 有限元法
ZMK5530TZJ100车载钻机给进机架轻量化研究
18
作者 邹祖杰 陶安东 《矿山机械》 2017年第8期6-9,共4页
车载钻机具有机动性强、占地面积小等优点,可满足各种复杂路段、井场的转移和摆放需求,已成为地面煤层气抽采孔施工的主流设备。国内车载钻机普遍存在整机质量偏大问题,一方面对汽车安全行驶造成威胁,另一方面不符合我国相关道路法规及... 车载钻机具有机动性强、占地面积小等优点,可满足各种复杂路段、井场的转移和摆放需求,已成为地面煤层气抽采孔施工的主流设备。国内车载钻机普遍存在整机质量偏大问题,一方面对汽车安全行驶造成威胁,另一方面不符合我国相关道路法规及机动车产品公告要求。给进机架是车载钻机工作的主要执行部件,约占整机质量的40%,其轻量化研究对于减轻整机质量具有重要意义。从采用高强度材料、结构精细化设计、CAE优化设计3个方面对机架进行了优化,并进行了静态结构分析,最大应力、应变均满足设计要求。在山西省晋城市进行了现场试验,处理孔内事故时最大起拔力达800 k N,给进机架未产生明显变形,验证了其稳定性与安全性。 展开更多
关键词 车载钻机 给进机架 轻量化研究 静态分析 现场试验
ZMK5530TJZ100车载钻机动力头优化设计
19
作者 王贺剑 凡东 +1 位作者 孙道明 周中宁 《煤矿安全》 北大核心 2017年第7期110-112,共3页
以煤层气车载钻机动力头为研究对象,在钻机最大工作负荷下,对动力头提出了功能要求,并确定了设计方案。采用三维建模软件建立动力头三维数字模型,应用CAE软件对动力头的关键部件进行了有限元分析,得出了其工作过程中的应力及应变分布规... 以煤层气车载钻机动力头为研究对象,在钻机最大工作负荷下,对动力头提出了功能要求,并确定了设计方案。采用三维建模软件建立动力头三维数字模型,应用CAE软件对动力头的关键部件进行了有限元分析,得出了其工作过程中的应力及应变分布规律。根据数值模拟结果对初始设计方案进行优化设计。样机的现场应用结果表明动力头设计很好的满足了车载钻机的功能要求,可靠性高。 展开更多
关键词 车载钻机 动力头 优化设计 煤层气 有限元分析
煤层气车载钻机的研制及应用 预览
20
作者 王瑞泽 凡东 +2 位作者 田宏亮 常江华 鲁飞飞 《金属矿山》 北大核心 2017年第8期146-151,共6页
为了满足地面煤层气抽采钻孔施工垂直井、L型井、水平对接井和羽状分支井等多种井型的需求,以及替代目前使用和维护成本较高的进口车载钻机,研制了ZMK5530TZJ60型与ZMK5530TZJ100型2款不同能力的煤层气车载钻机。车载钻机在车辆底盘上... 为了满足地面煤层气抽采钻孔施工垂直井、L型井、水平对接井和羽状分支井等多种井型的需求,以及替代目前使用和维护成本较高的进口车载钻机,研制了ZMK5530TZJ60型与ZMK5530TZJ100型2款不同能力的煤层气车载钻机。车载钻机在车辆底盘上集成了钻进系统、电液控制系统、以及柴油机驱动动力系统等部分。设计了大通孔式动力头,动力头主轴具有制动装置,可对孔底钻具钻进角度进行精确控制。钻机给进机构采用伸缩桅杆式结构,可在短机身上获得长行程。设置了多种电液联动保护系统,可避免误操作对钻机造成的损坏。钻机在山西寺河矿区进行了工业性试验,试验结果表明钻机具有较强的工艺适应性和可靠性。 展开更多
关键词 车载钻机 地面煤层气抽采 电液控制 动力头
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