MDES2000型微钻实验装置的研制.pdf

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1、2014年第4l卷第5期探矿工程(岩土钻掘工程)57MDES2000型微钻实验装置的研制刘蓓，胡远彪(1．中国地质大学(北京)，北京100083；2．武警黄金第五支队，陕西西安710100)摘要：MDES2000型微钻实验装置可模拟真实钻进情况，可开展岩石研磨性与可钻性试验、金刚石钻头性能参数及寿命试验、优化钻进规程参数试验等室内的各种微钻实验研究工作。该实验装置可通过手动或程序控制完成模拟钻进工作，能够实现钻进过程中各项钻进参数(钻压、钻速、扭矩、转速及进尺)的监测、采集、处理及存储功能，还可建立钻进参数报表文

2、件数据库。该实验装置对岩心钻探研究工作具有很好的实际指导意义。关键词：微钻实验装置；智能控制；钻进参数；数据采集中图分类号：P634文献标识码：A文章编号：1672—7428(2014)05—0057—04DevelopmentofMicro-DrillingExperimentalDevice2000／LIUBei’．HUYuan—biao(1．ChinaUniversityofGeosci—ences，Beijing100083，China；2．No．5DetachmentoftheGoldArmy，CAPF

3、，Xi’anShaanxi710100，China)Abstract：Micro—drillexperimentaldevice2000(MDES2000)canstimulatefieldconditions，includingrockabrasivenessanddrillabilitytests，thediamondbitsperformanceparametersandservicelifetestsandoptimizationofdrillingpracticepa—rametertestsandca

4、ndosomeothermicro—drillingexperimentalresearchesinlaboratory．Drillingstimulationworkcanbemade，andthemonitoring，collectingandstoringtheparameters(bitpressure，penetrationrate，rotarytorqueandspindlestroke)canberealizedindrillingprocesswithadatabaseofdrillingpara

5、metersreportfilebeingbuilt．Thisexperimentaldevicehasagreatpracticalsignificanceforthecoredrillingresearch．Keywords：micro—drillexperimentaldevice；intelligentcontrol；drillingparameter；datacollection在进行地质钻探施工时，位于地下的钻头具有1实验装置结构组成不可见性，影响钻头工作性能的不确定性因素众多。MDES2000型微钻

6、实验装置主要由3部分组因此，地质钻探面临的主要任务是如何优化钻进参成，即钻进实验台、主机控制操作平台和数据采集处数、降低钻探成本、提高钻探效率¨。要解决这些理系统。在钻进过程中，该实验装置具有动态数据问题，就必须从碎岩工具、碎岩机理和钻进工艺等方监测、采集、处理和存储功能，并且可通过手动或程面人手。为适应现代化科学钻探及教学实际所需，序控制完成钻进工作。给钻头设计、碎岩效率及钻进规程与地层的适应性1．1钻进实验台研究等提供科研平台，中国地质大学(北京)地质超钻进实验台如图1所示，钻进实验台是各机构深钻探国家专业实

7、验室研发了MDES2000型微钻进行为功能的具体实现部分，执行主机操作控制台发实验装置。出的指令，完成钻孔定位、给压、钻进及转速控制等MDES2000型微钻实验装置是测定(评价)金刚一系列工作。钻进试验台通过安装的测试传感器，石钻头性能、岩石可钻性及钻头与钻进地层适应性同步测量钻压、转速、钻速及扭矩等数据，并把实时的专用实验装置。在室内设定的测试条件下，使用数据信号反馈给主机控制操作平台。微型钻头对岩样进行智能化钻进，采用现代精密测钻进实验台主要机构组成包括：动力头(三相试技术(硬件和软件)进行全程跟踪测量、记录

8、钻进同步变频电机、动力传动机构、钻进主轴机构、同步状态的相关试验数据与技术参数，同时应用数理统带及钻具等)、提升给进机构(伺服电机、升降机、上计方法对获取的实验数据进行处理，评价金刚石钻平台)、平台移动机构(齿轮减速电机I、齿轮减速头与岩石的适应性及钻进效果。电机Ⅱ、链轮链条机构)、泥浆循环系统(冷却泵、泥浆池、水龙头)、数据测量传感元件(拉压传感器、反扭矩传感器、伺服电