一种带传感器的钻机的制作方法

本申请涉及钻土或凿岩设备，具体公开了一种带传感器的钻机。

背景技术：

1、泥岩卡钻是指钻机在钻进过程中，因遇到泥岩等软塑性岩层导致钻进速度异常加快，伴随岩屑无法及时排出而造成钻具抱死的现象；本质是"快速钻进-排粉堵塞-应力过载"的链式反应。此问题在气动/液动钻机及旋挖钻机等设备中普遍存在，尤其在复杂地质条件下更易发生。究其原因，主要是传统钻机缺乏实时地质适应性调节，突遇泥岩时，钻机快速钻进，排粉风压/液流量与钻进速度不匹配时，经验不足操作人员无法知觉，对异常钻进速度的误判，持续加压推进，最终导致钻杆弯曲、液压系统过载而造成设备损坏。

2、为了解决操作人员对于钻机内钻头状态无法及时知觉，操作人员错误操作后导致设备损坏的问题，现有技术大多在钻机上增加一定的传感器，利用传感器将钻孔内钻机的状态实时反馈，如申请号为cn201920153310.5的专利文件中就公开了基于钻机推进压力的自动反馈装置，其在钻机操作阀与钻机工作部件之间的气腿上依次安装有电磁阀和压力传感器，利用钻头的压力反馈及时发现泥岩等软塑性岩层，帮助操作人员及时调整。

3、上述的钻机自动反馈装置虽然一定程度上可以完成对操作人员的预警，但由于只是检测了压力，对于泥岩等软塑性岩层等判断不够准确，且只是反馈压力，辅助操作人员不知道钻机转速、排粉情况的具体情况，还是只能根据经验进行操作，对于经验不足的操作人员，还是有误判的可能，现有技术中钻机自动反馈装置还是无法辅助操作人员进行操作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带传感器的钻机，用以解决上述提到的现有技术的钻机自动反馈装置只是反馈压力，无法辅助操作人员进行操作技术问题。

2、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种带传感器的钻机，包括有钻机本体、气腿，钻机本体上设置在两端的钻机操作阀与钻杆安装头，所述气腿的气腿上安装有风压/风量/风温一体传感器，所述钻杆安装头上安装有环形安装件，所述环形安装件上安装有钻头转速传感器、激光测距传感器、角度传感器、震动传感器；所述钻机操作阀上端安装有可显示传感器数据的显示屏。

3、本实施方案的有益效果在于：

4、现有技术中钻机自动反馈装置只是检测岩层压力，对于钻头转速及排粉风量、风压参数不能够显示。因此，只能根据压力变化完成对操作人员的压力骤变预警，对于钻头是遇见的是岩缝空腔，还是泥岩等软塑性岩层等判断不够准确。辅助操作人员依旧只能根据经验进行操作，对于经验不足的操作人员，还是有误判的可能。而本申请将传感器扩充到转速传感器、激光测距传感器、角度传感器、震动传感器，风压/风量/风温一体传感器，且在操作人员操作阀上端的显示屏中显示，操作人员可以清楚的看到钻机转速、排粉情况、风压/风量/风温等情况，依据钻机转速、排粉情况和风压可清楚的判断是岩缝空腔，还是泥岩等软塑性岩层。因此本申请对于经验不足的操作人员，可以实现辅助操作人员进行岩层判断，进而实现指导操作的功能。

5、进一步，所述环形安装件包括有抱箍、固定安装板和7字安装板，所述环形安装件通过抱箍固定安装在钻杆安装头上。

6、进一步，所述钻头转速传感器安装在减震安装固定安装板上，所述激光测距传感器、角度传感器、震动传感器安装在7字安装板上。

7、进一步，所述钻头转速传感器用于实时监测钻头的旋转速度，通过检测钻杆上的磁性标记计算转速。

8、进一步，所述激光测距传感器用于发射激光束并接收反射信号以测量钻头与钻孔目标表面的距离用于计算钻孔深度。

9、进一步，所述角度传感器用于检测钻杆相对于水平面的倾斜角度，确保钻孔方向准确性。

10、进一步，所述震动传感器用于监测钻探过程中的振动频率和幅度识别异常振动。

11、进一步，所述7字安装板与固定安装板之间设有可吸收钻探过程中产生的振动和冲击的三轴稳定器。增加传感器，虽然使得凿岩钻机实现辅助的功能，但由于凿岩机本身震动幅度过大及频率过高，激光测距传感器及角度传感器内部感应器抗震能力极差容易顺坏，震动传感器数据超量程。导致数据采集不齐全。因此，本申请设置有三轴稳定器，保护传感器免受损坏，以确保在钻机高频振动下（典型工况5-10g加速度）传感器仍能稳定工作。

12、附图说明。

13、图1为本实用新型的正视结构示意图；

14、图2为本实用新型的俯视结构示意图；

15、图3为本实用新型中环形安装件的结构示意图。

1.一种带传感器的钻机，包括有钻机本体、气腿，钻机本体上设置在两端的钻机操作阀与钻杆安装头，其特征在于：所述气腿的气腿上安装有风压/风量/风温一体传感器，所述钻杆安装头上安装有环形安装件，所述环形安装件上安装有钻头转速传感器、激光测距传感器、角度传感器、震动传感器；所述钻机操作阀上端安装有可显示传感器数据的显示屏。

2.根据权利要求1所述的带传感器的钻机，其特征在于：所述环形安装件包括有抱箍、固定安装板和7字安装板，所述环形安装件通过抱箍固定安装在钻杆安装头上。

3.根据权利要求1所述的带传感器的钻机，其特征在于：所述钻头转速传感器安装在减震安装固定安装板上，所述激光测距传感器、角度传感器、震动传感器安装在7字安装板上。

4.根据权利要求1所述的带传感器的钻机，其特征在于：所述钻头转速传感器用于实时监测钻头的旋转速度，通过检测钻杆上的磁性标记计算转速。

5.根据权利要求1所述的带传感器的钻机，其特征在于：所述激光测距传感器用于发射激光束并接收反射信号以测量钻头与钻孔目标表面的距离用于计算钻孔深度。

6.根据权利要求1所述的带传感器的钻机，其特征在于：所述角度传感器用于检测钻杆相对于水平面的倾斜角度，确保钻孔方向准确性。

7.根据权利要求1所述的带传感器的钻机，其特征在于：所述震动传感器用于监测钻探过程中的振动频率和幅度识别异常振动。

8.根据权利要求3所述的带传感器的钻机，其特征在于：所述7字安装板与固定安装板之间设有可吸收钻探过程中产生的振动和冲击的三轴稳定器。