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龍圖騰網(wǎng)獲悉國(guó)能神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)神華能源股份有限公司神東煤炭分公司申請(qǐng)的專利一種取芯鉆機(jī)動(dòng)力頭的控制方法及系統(tǒng)獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN120273682B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202510766249.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：E21B44/00；該發(fā)明授權(quán)一種取芯鉆機(jī)動(dòng)力頭的控制方法及系統(tǒng)是由張傳玖;楊元;范東林;陳蘇社;王巍;吳強(qiáng);周宇星設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-06-10向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種取芯鉆機(jī)動(dòng)力頭的控制方法及系統(tǒng)在說(shuō)明書摘要公布了：本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N取芯鉆機(jī)動(dòng)力頭的控制方法及系統(tǒng)，涉及鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。取芯鉆機(jī)動(dòng)力頭的控制方法包括：將取芯鉆機(jī)工作過(guò)程的歷史數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以獲得映射關(guān)系；基于歷史數(shù)據(jù)及映射關(guān)系，構(gòu)建可視化的數(shù)字孿生模型；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆頭的振動(dòng)信息；將振動(dòng)信息、鉆頭在本次取芯前的初始磨損信息和鉆頭已完成取芯的地層的地層信息，輸入數(shù)字孿生模型；通過(guò)數(shù)字孿生模型對(duì)鉆頭當(dāng)前所作用地層的硬度進(jìn)行預(yù)測(cè)；對(duì)動(dòng)力頭的輸出扭矩進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以及對(duì)動(dòng)力頭的進(jìn)給速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。該控制方法能夠?qū)崟r(shí)分析鉆頭的振動(dòng)信息，并對(duì)鉆頭當(dāng)前所作用的地層的硬度信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力頭的輸出扭矩及進(jìn)給速度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明授權(quán)一種取芯鉆機(jī)動(dòng)力頭的控制方法及系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種取芯鉆機(jī)動(dòng)力頭的控制方法，其特征在于，包括： 將取芯鉆機(jī)工作過(guò)程的歷史數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以獲得鉆頭的磨損數(shù)據(jù)、所述鉆頭在取芯過(guò)程中的振動(dòng)數(shù)據(jù)和地層的硬度數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系； 基于所述歷史數(shù)據(jù)及所述映射關(guān)系，構(gòu)建可視化的數(shù)字孿生模型；其中，所述數(shù)字孿生模型包括鉆機(jī)模型和地層模型； 在所述鉆頭取芯的過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述鉆頭的振動(dòng)信息； 將所述振動(dòng)信息、所述鉆頭在本次取芯前的初始磨損信息和所述鉆頭已完成取芯的地層的地層信息，輸入所述數(shù)字孿生模型； 通過(guò)所述數(shù)字孿生模型對(duì)所述鉆頭當(dāng)前所作用地層的硬度進(jìn)行預(yù)測(cè)，并獲得預(yù)測(cè)硬度信息； 基于所述振動(dòng)信息、所述初始磨損信息和所述預(yù)測(cè)硬度信息，并根據(jù)扭矩方程對(duì)動(dòng)力頭的輸出扭矩進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以及根據(jù)進(jìn)給速度方程對(duì)所述動(dòng)力頭的進(jìn)給速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)； 所述扭矩方程為： ； 所述進(jìn)給速度方程為： ； 其中，T表示動(dòng)力頭的輸出扭矩；Tmax表示所述動(dòng)力頭的最大額定輸出扭矩；H表示地層硬度系數(shù)；A表示所述鉆頭的振動(dòng)幅度；W表示鉆頭磨損系數(shù)；n表示當(dāng)前鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速；nmax表示鉆頭最大允許轉(zhuǎn)速；k1表示扭矩調(diào)節(jié)系數(shù)；k2表示進(jìn)給速度基礎(chǔ)系數(shù)；α表示振動(dòng)補(bǔ)償系數(shù)；β表示磨損補(bǔ)償系數(shù)；γ表示轉(zhuǎn)速補(bǔ)償系數(shù)；ν表示進(jìn)給速度；δ表示振動(dòng)抑制系數(shù)；ε表示磨損抑制系數(shù)；ζ表示硬度增強(qiáng)系數(shù)； 所述振動(dòng)信息包括所述振動(dòng)幅度、所述振動(dòng)補(bǔ)償系數(shù)和所述振動(dòng)抑制系數(shù)，所述初始磨損信息包括所述鉆頭磨損系數(shù)、所述磨損補(bǔ)償系數(shù)和所述磨損抑制系數(shù)，所述預(yù)測(cè)硬度信息包括所述地層硬度系數(shù)和所述硬度增強(qiáng)系數(shù)。

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