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。

针对煤矿井下钻机在进行大倾角钻进时,机架倾角调节困难,易发生倾覆的现象,提出了全方位履带钻机钻孔施工的工艺方法,研制了ZY-850L矿用履带式全方位钻机。详细介绍了钻机的结构特点及主要参数,详细论述了钻机的总体布局、液压系统及关键部件的强度分析。通过实验室及现场应用证明:该钻机满足实际生产要求,尤其在大倾角施工时,操作安全、方便、快捷,为同类钻机设计提供参考和依据。

针对深海钻机的使用环境，设计并实现了甲板实时操作钻机的一款手操器。该手操器由基于STM32F103VCT6微控制器的控制板以及一些外部输入输出设备所组成，其与钻机系统通过串口通信。由于甲板手操器与海底钻机距离较长，且串口传输距离有限，因此以光纤传输为中继。

为了能够有效杜绝煤与瓦斯突出、打钻机械伤人事故的发生,设计了一种井下瓦斯抽采钻机远程控制系统。该系统采用PLC控制技术、视频及声音监视技术和远程数据无线传输技术,操作人员利用地面操作台操作手柄和按钮,借助远程视频和声音监视完成远程控制钻机的钻进和钻杆的自动装卸,从而实现了井下瓦斯的无人化抽采。井下试运行结果表明,该系统运行稳定、可靠。

以全液压钻机的重要部件给进机身为研究对象,应用ABAQUS软件对给进机身进行模态分析及谐响应分析,得到其结构相对薄弱的部位、固有频率与各阶的振型,实现钻机给进机身的可靠设计,为全液压钻机给进装置改进设计提供基础,对其他全液压钻机进机身的优化设计具有参考价值。

针对露天矿用凿岩用LWD-200B钻机的自动钻进系统的时变、多目标性和非线性的特点,提出了利用模糊控制器对钻机主回转马达恒钻压给进的控制方案。将采样时获得基础参量的误差和误差变化信号送入模糊单元,模糊推理后对主马达的流量实施控制。LWD-200B露天矿用钻机智能控制系统采用最优决策与控制自动钻进过程,实现全面最优化自动化钻孔,调控各种工艺参数,保持着最优值钻孔,具有最好的经济效益。

介绍了液压锚杆钻机的工作原理,并对影响锚杆钻机钻进性能的因素做了简单分析。设计研究了负载敏感变量系统液压锚杆钻机,并进行加载试验,通过测试数据的对比分析得出,负载敏感变量系统液压锚杆钻机有效地解决了普通锚杆钻机在作业过程中出现的各种缺陷,提高了锚杆钻机的钻进效率。

掘进机液压系统与机载锚杆钻机液压系统组成共泵系统,液压泵采用恒功率、恒压、负载敏感,控制阀采用负载敏感液压比例多路换向阀,系统的切换用先导式二位六通换向阀完成,实现2套系统的互锁。

现役海洋石油钻机的井控系统与起升、旋转和循环等系统的控制系统相对独立,完全依靠人工进行观测、判断和处理它们之间的逻辑关系,造成误操作的情况时有发生,导致较大的经济损失。根据井控系统的特点及与其他钻机系统之间的逻辑关系,利用PLC技术及相关的网络技术,通过设计软件实现井控系统与其他钻井系统安全互锁,避免误操作,提高设备完整性、可靠性和安全性。

四臂锚杆钻机是短壁机械化成套开采设备的重要设备之一,可以有效提高矿井支护效率并降低人工劳动强度。该设备主要功能依靠液压系统实现,简单介绍了CMM25-4四臂锚杆钻机开式液压系统并详细论述了液压系统中开式变量泵的成功应用。