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题名煤矿瓦斯抽采钻孔孔壁电阻率测量方法
被引量：3
- 1
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作者
李杰
雷志鹏
栗林波
任瑞斌
王飞宇
向学艺
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机构
太原理工大学矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室
太原理工大学煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室
山西金鼎高宝钻探有限责任公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2022年第5期32-38,共7页
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基金
山西省重点研发计划项目(202003D111008)
山西省“1331”工程项目(晋教科[2017]10号)。
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文摘
针对煤矿瓦斯抽采用水平定向千米钻机钻孔孔壁状态检测问题,通过分析认为常用的伽马射线法、超声波法等测井技术难以应用于煤矿环境,因此设计了七电极径向电阻率测量方法,以测量瓦斯抽采钻孔孔壁电阻率,实现钻孔孔壁状态检测。介绍了七电极径向电阻率测量方法原理,推导了电阻率计算公式,分析了屏蔽电极间距、测量电极中心距、电极分布比3个参数对电阻率测量的影响。建立了三维仿真模型和二维轴对称仿真模型,研究了不同发射信号类型和电极分布参数下,测量电极周围电流的聚焦情况和电势分布,结果表明:直流和脉冲信号的穿透能力较弱,不能穿透孔壁,无法实现孔壁电阻率测量,而交流信号具有较好的穿透能力,可用于孔壁电阻率测量;电极分布比对电流聚焦效果有显著影响,当电极分布比为2.5~3时,发射电流聚焦效果较好,能取得较好的电阻率测量效果。根据上述结果确定了发射信号类型和电极分布参数,仿真分析了以空气、泥浆、岩层、煤层为介质时发射电流聚焦情况和电势分布,结果表明七电极电阻率测量方法对电极周围介质性质具有较强的分辨能力。根据仿真结果制作了实验电极,将电极安装在1节钻杆上,分别测量土壤、空气和煤碎粒的电阻率,所得测量值均在标准参考值范围内,验证了七电极径向电阻率测量方法能够实现钻孔孔壁电阻率测量,为煤矿瓦斯抽采用水平定向千米钻机钻孔孔壁状态检测提供了有效方法。
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关键词
瓦斯抽采钻孔
水平定向千米钻机
孔壁状态检测
电阻率测量
径向电阻率法
电极分布比
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Keywords
gas extraction borehole
horizontal directional kilometer drilling rig
borehole wall condition detection
resistivity measurement
radial resistivity method
electrode distribution ratio
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名矿用水平定向钻机智能化电控系统设计
被引量：5
- 2
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作者
刘铸
栗林波
杜建荣
张宇翔
宋建成
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机构
太原理工大学矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室
山西金鼎高宝钻探有限责任公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2021年第6期91-95,102,共6页
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基金
山西省重点研发计划项目(202003D111008)。
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文摘
针对国产水平定向钻机电控系统存在智能化程度低、功能单一、安全性差等问题,设计了一套矿用水平定向钻机智能化电控系统。该系统主要由微处理器、电压电流检测模块、安全栅采集模块、漏电闭锁模块、漏电流检测模块和先导模块组成。安全栅采集模块通过开关量安全栅、模拟量安全栅、热电阻安全栅进行限压限流和故障隔离,提升信号采集精确度和信号采集过程中的安全系数;漏电闭锁模块采用外加直流电的方法检测电动机对地等效绝缘电阻,将计算出的电阻值与漏电闭锁动作电阻的整定值比较,实现电动机漏电闭锁故障的切除;漏电流检测模块采用外加零序电流互感器的方法在线检测回路中的漏电流,经处理器分析判断后,达到快速切除漏电故障的目的;先导模块除了可实现远程控制功能外,还可在满足本质安全性能的基础上对故障信号进行采集,有效减少误动作。测试结果表明:该系统实现了电动机远程和就地启停控制及远程先导保护等基本功能;电流采集精度高,误差小于2%;故障识别准确,漏电闭锁保护和过载保护动作准确、可靠。
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关键词
矿用水平定向钻机
智能化电控系统
安全栅
漏电闭锁
远程先导
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Keywords
mine horizontal directional drilling rig
intelligent electric control system
safety barrier
leakage blocking
remote pilot
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分类号
TD63
[矿业工程—矿山机电]
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题名矿用千米定向钻机动作识别方法
被引量：1
- 3
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作者
向学艺
雷志鹏
栗林波
任瑞斌
李杰
王飞宇
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机构
太原理工大学矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室
太原理工大学煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室
晋能控股山西科学技术研究院有限公司(晋城)技术中心
山西金鼎高宝钻探有限责任公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2022年第9期140-147,156,共9页
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基金
山西省重点研发计划项目(202003D111008)
山西省“1331”工程项目(晋教科[2017]1 0号)。
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文摘
目前矿用千米定向钻机的行走、钻进等各项操作均由司钻工人手动操作实现,智能化水平低,且缺少对千米定向钻机动作类型与液压泵站振动状态二者关联性的研究,远程识别千米定向钻机动作类型困难。针对上述问题,提出了一种基于经验小波变换(EWT)和模糊C均值(FCM)聚类算法的矿用千米定向钻机动作识别方法。首先利用EWT方法分析千米定向钻机执行5种不同动作(千米定向钻机启动和动力头不带钻杆旋转、带钻杆旋转、带钻杆向前慢速钻进和带钻杆向前快速钻进)时液压泵站3个关键部位(电动机、液压泵和联轴器)的频率特征信息,分别选取每处振动特征最明显方向上的振动信号构成动作识别原信号组。然后结合EWT分解和相关系数选取规则提取动作识别原信号组中包含钻机动作信息的特征量,并确认不同特征量的权重,构建标准识别特征量。最后利用FCM聚类算法得到待识别动作特征量与5种动作识别标准特征量之间的隶属度,实现对千米定向钻机动作类型的智能识别。以ZYL-17000D型矿用千米定向钻机为研究对象,对基于EWT和FCM聚类算法的矿用千米定向钻机动作识别方法的可靠性进行实验验证,实验采集了电动机、液压泵、联轴器的轴向、水平径向、垂直径向等方向在5种动作下的振动数据,结果表明:钻机执行不同动作时,其电动机、液压泵和联轴器振动信号的经验小波函数表现出了不同的特征,其中液压泵轴向振动信号特征量的聚类性能最好,根据提取的特征量在不同动作下的差异性可实现对动作类型的识别。基于测试数据的动作识别结果表明,该方法能够有效识别千米定向钻机的动作类型,且在隶属度大于0.9的条件下,识别准确率达96.8%。
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关键词
矿用千米定向钻机
动作识别
带钻杆旋转
带钻杆钻进
振动信号
标准识别特征量
经验小波变换
模糊C均值聚类算法
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Keywords
mine kilometer directional drilling rig
action recognition
rotation with drill pipe
drilling with drill pipe
vibration signal
standard recognition eigenvector
empirical wavelet transform
fuzzy C-means clustering algorithm
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分类号
TD67
[矿业工程—矿山机电]
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