(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211015674.X (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 徐州徐工 基础工程机 械有限公司 地址 221004 江苏省徐州市徐州经济技 术 开发区驮蓝山路3 6号 (72)发明人 王刚　王卿权　顾波　卢金龙　 李根营　张力　王鹏　杨明　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 邓东旭 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) E21B 44/00(2006.01) E21B 7/28(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种水平定向钻机自适应扩孔控制系统及 控制方法 (57)摘要 本发明公开了水平定向钻机技术领域的一 种水平定向钻机自适应扩孔控制系统及控制方 法， 包括： 接收外部输入的施工地层和扩孔直径； 将施工地层和扩孔直径通过预先构建的扩孔施 工的数学模 型， 计算得到扩孔施工设备所需的模 型输出参数； 根据模型输出参数进行扩孔施工设 备的系统参数设定， 对扩孔施工设备相应各部件 进行控制； 接收扩孔施工设备运行的实际反馈 值， 对扩孔施工设备的系统参数设定值进行适应 性调节。 本发 明实现了不同地层的自适应自动扩 孔参数设定及反馈调节功能， 保证了成孔效果， 提高了施工效率， 减轻了 机手的劳动强度。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115510573 A 2022.12.23 CN 115510573 A 1.一种水平定向钻机自适应扩孔控制方法， 其特 征是， 包括： 接收外部输入的施工地层和扩孔 直径； 将施工地层和扩孔直径通过预先构建的扩孔施工的数学模型， 计算得到扩孔施工设备 所需的模型输出参数； 根据模型输出参数进行扩孔施工设备的系统参数设定， 对扩孔施工设备相应各部件进 行控制； 接收扩孔施工设备运行的实际反馈值， 对扩孔施工设备的系统参数设定值进行适应性 调节。 2.根据权利要求1所述的水平定向钻机自适应扩孔控制方法， 其特征是， 所述预先构建 的扩孔施工的数学模型通过对实际施工数据， 按照数据采集、 数据接入、 数据清洗、 数据融 合、 建模分析、 模型测试、 模型训练和迭代优化的步骤进行 数据分析和挖掘得到 。 3.根据权利要求1所述的水平定向钻机自适应扩孔控制方法， 其特征是， 所述模型输出 参数包括扭矩设定、 推拉力设定、 旋转档位设定、 推拉档位设定、 旋转速度设定、 推拉速度设 定和泥浆 流量设定。 4.根据权利要求1所述的水平定向钻机自适应扩孔控制方法， 其特征是， 根据模型输出 参数进行扩孔施工设备的系统参数设定， 对扩孔施工 设备相应各部件进 行控制， 包括： 根据 模型计算所导出的系统参数， 对系统扭矩、 推拉力、 旋转档位、 推拉档位、 旋转速度、 推拉速 度和泥浆流量进行设置， 进而对旋转溢流阀、 推拉溢流阀、 旋转马达、 推拉马达、 旋转主阀、 推拉主阀、 泥浆主阀进行控制， 使系统各项运行参数达 到系统设定范围。 5.根据权利要求1所述的水平定向钻机自适应扩孔控制方法， 其特征是， 接收扩孔施工 设备运行的实际反馈值， 对 扩孔施工设备的系统参数设定值进行适应性调节， 包括： S1、 依据系统设定给定溢流阀电流， 执 行S2； S2、 判断溢流阀调节接入条件是否满足， 若不满足则重新执 行S1， 若满足则执 行S3； S3、 判定扭矩判断条件是否满足， 若满足则重新执 行S1， 若不满足则执 行S4； S4、 溢流阀PID自适应调节， 执 行S5； S5、 判断调节扭矩是否满足要求， 若不满足则重新执 行S4， 若满足则执 行S6； S6、 维持调节输出， 结束流 程。 6.根据权利要求1所述的水平定向钻机自适应扩孔控制方法， 其特征是， 接收扩孔施工 设备运行的实际反馈值， 对 扩孔施工设备的系统参数设定值进行适应性调节， 包括： S1、 系统参数设定及系统准备， 执 行S2； S2、 判断自动运行系统是否满足， 若不满足则重新执 行S1， 若满足则执 行S3； S3、 按系统设定， 输出旋转， 执 行S4； S4、 判定扭矩判断条件是否满足， 若不满足则执 行S13， 若满足则执 行S5； S5、 按系统设定， 输出后控， 执 行S6； S6、 判定扭矩判断条件是否满足， 若满足则重新执 行S5， 若不满足则执 行S7； S7、 判断后拉速度是否为0， 若不 为0则降低后拉速度后重新执 行S6， 若为0则执 行S8； S8、 降低旋转速度， 判定扭矩判断条件是否满足， 若满足则重新执行S3， 若不满足则执 行S9； S9、 判断旋转速度是否为0， 若不 为0则降低旋转速度后重新执 行S6， 若为0则执 行S10；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510573 A 2S10、 按系统设定， 输出 前推和旋转， 执 行S11； S11、 判定扭矩判断条件是否满足， 若满足则重新执 行S5， 若不满足则执 行S12； S12、 判定旋转速度否为0， 若为0则结束流程， 否不为0则降低旋转速度后， 重新执行 S11； S13、 按系统设定， 输出 前推， 执行S11。 7.根据权利要求1所述的水平定向钻机自适应扩孔控制方法， 其特征是， 所述预先构建 的扩孔施工的数学模型在每次施工完毕后， 通过接 收新采集的施工数据进行模型训练， 持 续对施工模型进行迭代优化。 8.一种水平定向钻机自适应扩孔控制系统， 其特 征是， 包括： 数据接收模块： 用于 接收外部输入的施工地层和扩孔 直径； 数据输出模块： 用于将施工地层和扩孔直径通过预先构建的扩孔施工的数学模型， 计 算得到扩孔施工设备 所需的模型输出参数； 参数设定模块： 用于根据模型输出参数进行扩孔施工设备的系统参数设定， 对扩孔施 工设备相应各部件进行控制； 反馈调节模块： 用于接收扩孔施工设备运行的实 际反馈值， 对扩孔施工设备的系统参 数设定值进行适应性调节。 9.一种水平定向钻机自适应扩孔控制装置， 其特 征是， 包括处 理器及存 储介质； 所述存储介质用于存 储指令； 所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～7任一项所述方法的 步骤。 10.计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征是， 该程序被处理器执行时 实现权利要求1～7任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510573 A 3