CN201874605U - 远程控制的井下瓦斯抽采钻机 - Google Patents

远程控制的井下瓦斯抽采钻机 Download PDF

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陈松林
鲁远祥
辛德忠
万军
李文树
肖玉清
黄昌文
陈久福
罗明华
王宇
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陶勇
陈小平
杨燕鸽
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Abstract

本实用新型公开了一种远程控制的井下瓦斯抽采钻机,包括钻机主机和控制钻机主机运行的电控***;所述电控***包括主控站、远控站和在远控站与主控站之间传递信息的通讯装置;本实用新型远程控制的井下瓦斯抽采钻机,钻机主机工作由设置在地面的远控站控制,实现了钻机主机无人化作业,操作者不用进入环境恶劣的现场,保证了操作者的生命安全;同时远程控制的钻机主机,其作业过程为全自动化作业,作业效率高;设置在钻机主机上的视频采集装置和传感器所采集的信号能帮助在远控站的操作人员随时了解钻机主机运行情况,可保障钻机主机可靠运行。

Description

远程控制的井下瓦斯抽采钻机
技术领域
本实用新型涉及一种瓦斯抽采钻机,特别涉及一种远程控制的井下瓦斯抽采钻机。
背景技术
瓦斯是一项宝贵的资源,埋于煤炭层中,具有无色无味、不能帮助呼吸、达到一定浓度易发生***等特性,因而对其开采具有一定危险性。煤矿采煤作业时常发生瓦斯***事故,造成严重的生命财产损失。现有技术中,瓦斯抽采主要是操作人员直接操作钻机在矿井下进行现场作业,操作者的生命安全无法得到保证。
因此需要一种瓦斯抽采钻机,能够实现操作者在地面就能控制井下钻机的抽采作业,使操作者远离作业现场,以保证其生命安全。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种远程控制的井下瓦斯抽采钻机,通过电控***控制钻机主机实现现场无人化作业,保证操作人员的人身安全以减小矿难损失。
本实用新型远程控制的井下瓦斯抽采钻机,包括钻机主机和控制钻机主机运行的电控***;所述电控***包括主控站、远控站和在远控站与主控站之间传递信息的通讯装置;
所述主控站包括:
a、主控站PLC,用于将钻机主机传来信息通过通讯装置传给远控站,并将远控站通过通讯装置发出的控制命令传给主机,
b、视频采集装置,用于采集钻机主机现场信息并将信息通过通讯装置传给远控站,
c、设置在钻机主机上的传感器,用于采集钻机主机运行信息并将信息传给主控站PLC;
所述远控站包括:
a、远控站PLC,用于接收主控站PLC传来信息并向其发出控制指令,
b、工控机,用于接收和显示主控站视频采集装置发出信息,
c、显示屏,用于显示远控站PLC接收信息,
d、操作面板,用于向远控站PLC输入控制指令;
所述通讯装置包括主要由交换机组成的通讯环网和在交换机与主控站之间传递信息的无线互联设备;
所述钻机主机的控制电路接入主控站PLC。
进一步,所述钻机主机包括履带行走底盘、设置在履带行走底盘上的推进部、设置在推进部上的动力头、设置在履带行走底盘上的钻杆装卸机构和向履带行走底盘、推进部、动力头、钻杆装卸机构提供压力油的液压泵站;
进一步,所述主控站PLC设置有PLC网络通讯模块I,用于将传感器信息转化为以太网信号和将以太网信号形式的控制指令转化为主控站PLC可执行的指令,所述远控站PLC设置有PLC网络通讯模块II,用于将控制命令转化为以太网信号和将以太网信号形式的传感器信息转化为远控站PLC可识别信息;
进一步,所述无线互联设备包括设置在通讯环网一方的无线网络收发器I和设置在远控站一方的无线网络收发器II;
进一步,所述履带行走底盘由行走液压马达驱动;
进一步,所述推进部包括固定设置在履带行走底盘上的机架、固定设置在机架上的直线导轨、以可往复滑动的方式设置在直线导轨上用于安装动力头的拖板和固定设置在机架上用于驱动拖板沿直线导轨往复滑动的推进液压缸组;
进一步,所述动力头包括钻杆接头、固定设置在拖板上的旋转液压马达和将旋转液压马达动力传输到钻杆接头的减速器,所述钻杆接头与减速器动力输出 轴螺纹连接;
进一步,所述钻杆装卸机构包括由夹持器液压缸组驱动的钳式双夹持器和由传输液压马达与顶升油缸组驱动的钻杆存储输送机构;
进一步,所述液压泵站包括油箱、变量柱塞泵、设置在联通行走液压马达和变量柱塞泵管道中的电磁阀I、设置在联通推进液压缸组与变量柱塞泵管道中的电磁阀II、设置在联通旋转液压马达与变量柱塞泵管道中的电磁阀III、设置在联通夹持器液压缸组与变量柱塞泵管道中的电磁阀IV、设置在联通传输液压马达与变量柱塞泵管道中的电磁阀V、设置在联通传顶升油缸组与变量柱塞泵管道中的电磁阀VI和用于驱动变量柱塞泵转动的驱动电机;所述电磁阀I、电磁阀II、电磁阀III、电磁阀IV、电磁阀V、电磁阀VI和驱动电机的控制电路接入主控站PLC;所述驱动电机动力输出轴和变量柱塞泵动力输入轴通过鼓形联轴器连接;
进一步,所述传感器包括用以检测油压压力的压力转感器、用以检测钻头转速的转速传感器、用以检测油箱内液压油油温和油位的油温油位传感器和用以检测现场瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器。
本实用新型的有益效果:本实用新型远程控制的井下瓦斯抽采钻机,钻机主机工作由设置在地面的远控站控制,实现了钻机主机无人化作业,操作者不用进入环境恶劣的现场,保证了操作者的生命安全;同时远程控制的钻机主机,其作业过程为全自动化作业,作业效率高;设置在钻机主机上的视频采集装置和传感器所采集的信号能帮助在远控站的操作者随时了解钻机主机运行情况,可保障钻机主机可靠运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为电控***原理图;图2为钻机主机主视图;图3为图2的A向视图;
图4为推进部主视图;图5为图4的B向视图;图6动力头结构示意图;
图7为液压泵站动力部件结构示意图;图8为液压***原理图。
具体实施方式
图1为电控***原理图;图2为钻机主机主视图;图3为图2的A向视图;图4为推进部主视图;图5为图4的B向视图;图6动力头结构示意图;图7为液压泵站动力部件结构示意图;图8为液压***原理图。
如图所示本实用新型远程控制的井下瓦斯抽采钻机,包括钻机主机和控制钻机主机运行的电控***;所述电控***包括主控站、远控站和在远控站与主控站之间传递信息的通讯装置;
所述主控站包括:
a、主控站PLC,用于将钻机主机传来信息通过通讯装置传给远控站,并将远控站通过通讯装置发出的控制命令传给主机,
b、视频采集装置,本实施例中为本安型摄像仪,用于采集钻机主机现场信息并将信息通过通讯装置将信息传给远控站,
c、设置在钻机主机上的传感器,用于采集钻机主机运行信息并将信息传给主控站PLC;
所述远控站包括:
a、远控站PLC,用于接收主控站PLC传来信息并向其发出控制指令,
b、工控机,用于接收和显示主控站视频采集装置发出信息,操作人员通过观看视频以了解钻机主机现场作业环境和主机运行情况,
c、显示屏,本实施例中为HMI触摸屏,用于显示远控站PLC接收的信息,操作人员通过阅读远控站PLC接收的信息,以了解钻机主机运行情况,并根据远控站PLC接收的信息向钻机主机发出控制指令,
d、操作面板,用于操作人员向远控站PLC输入控制指令;
所述通讯装置包括主要由交换机组成的通讯环网和在交换机与主控站之间传递信息的无线互联设备;
所述钻机主机的控制电路接入主控站PLC。
本实施例中:所述钻机主机包括履带行走底盘1、设置在履带行走底盘上的 推进部2、设置在推进部2上的动力头3、设置在履带行走底盘上的钻杆装卸机构和向履带行走底盘1、推进部2、动力头3、钻杆装卸机构提供压力油的液压泵站。
本实施例中:所述主控站PLC设置有将控制信息转化为以太网信号的PLC网络通讯模块I,所述远控站PLC设置有将控制信息转化为以太网信号的PLC网络通讯模块II。
本实施例中:所述主控站PLC设置有PLC网络通讯模块I,用于将传感器信息转化为以太网信号和将以太网信号形式的控制指令转化为主控站PLC可执行的指令,所述远控站PLC设置有PLC网络通讯模块II,用于将控制命令转化为以太网信号和将以太网信号形式的传感器信息转化为远控站PLC可识别信息。
本实施例中:所述履带行走底盘1由行走液压马达1a驱动。
本实施例中:所述推进部2包括固定设置在履带行走底盘1上的机架2a、固定设置在机架上的直线导轨2b、以可往复滑动的方式设置在直线导轨2b上用于安装动力头3的拖板2c和固定设置在机架2a上用于驱动拖板2c沿直线导轨2b往复滑动的推进液压缸组2d。
本实施例中:所述动力头3包括钻杆接头3a、固定设置在拖板2c上的旋转液压马达3b和将旋转液压马达3b动力传输到钻杆接头3a的减速器3c,所述钻杆接头3a与减速器3c动力输出轴螺纹连接;螺纹连接结构简单,不会出现液压卡盘经常卡死的现象。
本实施例中:所述钻杆装卸机构包括由夹持器液压缸组4a1驱动的钳式双夹持器4a和由传输液压马达4b1与顶升油缸组4b2驱动的钻杆存储输送机构4b,钻杆装卸方便快捷。
本实施例中:所述液压泵站包括油箱5a、变量柱塞泵5b、设置在联通行走液压马达1a和变量柱塞泵5b管道中的电磁阀I5c、设置在联通推进液压缸组2d与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀II5d、设置在联通旋转液压马达3b与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀III5e、设置在联通夹持器液压缸组4a1与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀IV5f、设置在联通传输液压马达4b1与变量柱塞泵5b管道中 的电磁阀V5g、设置在联通传顶升油缸组4b2与变量柱塞泵5b管道中的电磁阀VI5h和用于驱动变量柱塞泵5b转动的驱动电机5i;所述电磁阀I5c、电磁阀II5d、电磁阀III5e、电磁阀IV5f、电磁阀V5g、电磁阀VI5h和驱动电机5i的控制电路接入主控站PLC,远控站PLC通过向主控站PLC发出控制电磁阀动作的指令以控制钻机主机各执行机构的动作;所述驱动电机5i动力输出轴和变量柱塞泵5b动力输入轴通过鼓形联轴器5j连接。
本实施例中:所述传感器包括用以检测油压压力的压力转感器、用以检测钻头转速的转速传感器、用以检测油箱内液压油油温和油位的油温油位传感器和用以检测现场瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器,传感器将所检测信号传给主控站PLC,主控站PLC通过通讯装置将检测信息传给远控站PLC,操作人员通过HMI触摸屏显示出的传感器传来的信息即可了解钻机主机各执行机构的工作情况,并可根据传感器传来的信息向主控站PLC发出控制钻机主机执行机构的命令。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:包括钻机主机和控制钻机主机运行的电控***;所述电控***包括主控站、远控站和在远控站与主控站之间传递信息的通讯装置;
所述主控站包括:
a、主控站PLC,用于将钻机主机传来信息通过通讯装置传给远控站,并将远控站通过通讯装置发出的控制命令传给主机,
b、视频采集装置,用于采集钻机主机现场信息并将信息通过通讯装置传给远控站,
c、设置在钻机主机上的传感器,用于采集钻机主机运行信息并将信息传给主控站PLC;
所述远控站包括:
a、远控站PLC,用于接收主控站PLC传来信息并向其发出控制指令,
b、工控机,用于接收和显示主控站视频采集装置发出信息,
c、显示屏,用于显示远控站PLC所接收的信息,
d、操作面板,用于向远控站PLC输入控制指令;
所述通讯装置包括主要由交换机组成的通讯环网和在交换机与主控站之间传递信息的无线互联设备;
所述钻机主机的控制电路接入主控站PLC。
2.根据权利要求1所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述钻机主机包括履带行走底盘(1)、设置在履带行走底盘上的推进部(2)、设置在推进部(2)上的动力头(3)、设置在履带行走底盘上的钻杆装卸机构和向履带行走底盘(1)、推进部(2)、动力头(3)、钻杆装卸机构提供压力油的液压泵站。
3.根据权利要求2所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述主控站PLC设置有PLC网络通讯模块I,用于将传感器信息转化为以太网信号 和将以太网信号形式的控制指令转化为主控站PLC可执行的指令,所述远控站PLC设置有PLC网络通讯模块II,用于将控制命令转化为以太网信号和将以太网信号形式的传感器信息转化为远控站PLC可识别信息。
4.根据权利要求3所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述无线互联设备包括设置在通讯环网一方的无线网络收发器I和设置在远控站一方的无线网络收发器II。
5.根据权利要求4所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述履带行走底盘(1)由行走液压马达(1a)驱动。
6.根据权利要求5所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述推进部(2)包括固定设置在履带行走底盘(1)上的机架(2a)、固定设置在机架上的直线导轨(2b)、以可往复滑动的方式设置在直线导轨(2b)上用于安装动力头(3)的拖板(2c)和固定设置在机架(2a)上用于驱动拖板(2c)沿直线导轨(2b)往复滑动的推进液压缸组(2d)。
7.根据权利要求6所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述动力头(3)包括钻杆接头(3a)、固定设置在拖板(2c)上的旋转液压马达(3b)和将旋转液压马达(3b)动力传输到钻杆接头(3a)的减速器(3c),所述钻杆接头(3a)与减速器(3c)动力输出轴螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述钻杆装卸机构包括由夹持器液压缸组(4a1)驱动的钳式双夹持器(4a)和由传输液压马达(4b1)与顶升油缸组(4b2)驱动的钻杆存储输送机构(4b)。
9.根据权利要求8所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述液压泵站包括油箱(5a)、变量柱塞泵(5b)、设置在联通行走液压马达(1a)和变量柱塞泵(5b)管道中的电磁阀I(5c)、设置在联通推进液压缸组(2d)与变量柱塞泵(5b)管道中的电磁阀II(5d)、设置在联通旋转液压马达(3b)与变量柱塞泵(5b)管道中的电磁阀III(5e)、设置在联通夹持器液压缸组(4a1)与变量柱塞泵(5b)管道中的电磁阀IV(5f)、设置在联通传输液压马达(4b1)与变量柱塞泵(5b)管道中的电磁阀V(5g)、设置在联通顶升油缸组(4b2)与 变量柱塞泵(5b)管道中的电磁阀VI(5h)和用于驱动变量柱塞泵(5b)转动的驱动电机(5i);所述电磁阀I(5c)、电磁阀II(5d)、电磁阀III(5e)、电磁阀IV(5f)、电磁阀V(5g)、电磁阀VI(5h)和驱动电机(5i)的控制电路接入主控站PLC;所述驱动电机(5i)动力输出轴和变量柱塞泵(5b)动力输入轴通过鼓形联轴器(5j)连接。
10.根据权利要求9所述的远程控制的井下瓦斯抽采钻机,其特征在于:所述传感器包括用以检测油压压力的压力转感器、用以检测钻头转速的转速传感器、用以检测油箱内液压油油温和油位的油温油位传感器和用以检测现场瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器。 
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