具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参照图1，本实施例提出一种钻进调控方法，该钻进调控方法使得旋挖设备在钻进过程中，不仅在实现对绞车的转速进行闭环调节，以使其保持恒定；同时在钻杆下放搭接的过程中，还通过降速来实现钻杆的柔性搭接，有效避免绞车的转速过快而产生碰撞等现象，进而从整体上实现了旋挖设备的智能化、多功能化等。

通常地，该旋挖设备包括绞车(又称主卷扬或卷扬机)、钻杆、固定杆(又称桅杆)、动力头和钻头，其中，钻杆通过钢丝绳连接绞车，动力头安装于固定杆上，钻头设于钻杆的末端，绞车可通过放松或拉紧钢丝绳来控制钻杆的上提或下降操作，进而实现不同深度的钻孔等操作。其中，钻杆的第一节套接杆为固定套接杆且位于最外层，其他的套接杆为可伸缩的活动套接杆。

下面对该旋挖设备的钻进调控方法进行说明。

步骤S110，当旋挖设备进入钻进过程且处于绞车定速控制模式时，实时获取绞车的当前转速，以及钻杆下放过程中的相对移动的相邻两节套接杆之间的相对距离。

示范性地，当旋挖设备处于钻进过程时，若进入了绞车定速控制模式，则实时采集绞车的转速，以用于判断实际的绞车转速是否是按照目标转速来转动的。若实际转速不等于目标转速，则判定此时转速不恒定，应当进行转速调整。

其中，绞车定速控制模式又称为卷扬巡航模式，是指不需要人工操作而进行绞车转速的自动控制以实现绞车的匀速上提或下降操作。在一种实施方式中，当旋挖设备进入钻进过程后，如图2所示，该旋挖设备进入绞车定速控制模式的过程，包括：

步骤S101，实时采集绞车相关控制机构的参数信息及绞车的转速信息。

示范性地，该绞车相关控制机构可包括但不限于包括用于控制绞车的先导控制手柄，例如，该先导控制手柄可以是电控型手柄，也可以是液压型手柄等。对应地，可通过控制施加在该先导控制手柄的电信号(如电流或电压)或压力信号这一参数来实现对绞车的转速调整。通常地，增大电信号或压力信号可增大绞车转速，反之，减小电信号或压力信号可减小绞车转速等。

若该绞车相关控制机构还包括用于驱动绞车的驱动组件，如马达等；以及，用于为绞车转动而提供能量的主泵，如液压泵等。其中，若该绞车用驱动组件作为被调对象，其参数可为该驱动组件的排量；若主泵作为被调对象，其参数为该主泵的输出油量等。

步骤S102，在接收到绞车定速控制启动信号时，根据绞车定速控制启动信号之前的指定时间范围内的该参数信息及该转速信息分别计算该参数的均值及该转速的均值。其中，该转速的均值将作为本次存储的定速控制用目标转速。

示范性地，该指定时间范围可以是接收到绞车定速控制启动信号时刻的前一段时间，如1～3s等，或以分钟为最小单位时间的一段时间等。以绞车相关控制机构的参数为例，在这一段时间内，可采集到该绞车相关控制机构的参数的多组数据，进而对这多组数据进行平均值计算，以得到该参数的均值。同理，基于这段时间内的多组转速信息，可计算得到这段时间内的绞车转速的平均值。

步骤S103，根据存储的该参数的均值设置绞车相关控制机构的参数的初始值，开始执行本次绞车定速控制操作。

可以理解，通过进行均值处理，尤其是当定速控制启动之前的某一时刻的速度由于受到外界因素影响而发生了变化时，可尽量排除可能存在的外界因素影响，从而避免将绞车定速控制启动之前的该偏小或偏大的转速作为目标转速，这样可以减少与理想转速之间的偏差。此外，本实施例的方法还通过现场巡航数据学习来设置初始数据，相比预先存储并在绞车定速控制启动后直接调用的方式，实时性好，可适用于不同的场合等。

进入绞车定速控制模式后，本实施例还将实时监测绞车定速控制过程中的绞车转速，并当该绞车转速与目标转速发生偏离时将对其进行调节，以保证钻杆等负载作匀速运动。进一步可选地，操作者也可以根据实际需求而随时退出该绞车定速控制模式，该钻进调控方法还包括：

步骤S104，响应绞车定速控制停止指令，停止绞车定速控制操作并切换为手动操作模式。

其中，该绞车定速控制停止指令可以是由操作者在绞车定速控制模式下输入的任何一种操作产生，例如，可以是直接对定速启动键的关闭操作，也可以是对先导控制手柄的施加量的手动控制操作等。当检测到定速控制停止信号时，则立即切换到手动操控模式。可以理解，该手动操控模式下，绞车相关控制机构将完全由操作者进行手动控制，即根据操作指令进行响应。通过允许随时退出绞车定速控制模式，尤其是在一些突发情况下，可以实现较好的响应，从而进一步保证工作的安全性等。

同时，在钻进过程中，当孔深较深时，需要下放钻杆来达到所需的孔深。如图4所示，由于钻杆是一节一节地向外伸出，先从最外层的固定套接杆开始伸出的，待固定套接杆下放并搭接在动力头上后，将开始依次下放位于内层的第二节套接杆、第三节套接杆、第四节套接杆等。其中，在获取相邻两节套接杆之间的相对位置之前，本实施例先将钻杆的第一节缓冲搭接于动力头上，待第一节套接杆的位置固定后，再进行各内部套接杆之间的缓冲搭接。

优选地，对于第一节固定的套接杆的搭接，同样可进行缓冲过渡。例如，可通过实时获取钻杆第一节套接杆与动力头之间的相对位置；当根据相对位置判断出第一节套接杆与动力头的重叠区域处于预设缓冲区域时，则控制降低当前的绞车转速，以使第一节套接杆在预设缓冲区域内缓冲搭接于动力头上。

进而，在第一节套接杆完成搭接后，为判断出后一节套接杆是否进入前一节套接杆的预设缓冲区域，在一种实施方式中，如图3所示，对于上述步骤S110中的相对移动的相邻两节套接杆之间的相对距离，包括：

步骤S111，当第一节套接杆搭接于动力头上后，以第一节套接杆的位置为相对基准，实时获取钻头位置或孔深，以获取第二节套接杆的相对伸出长度。

待第一节套接杆的位置固定后，将此时的动力头的位置作为第一节套接杆固定时的初始位置，如图4所示，随着钻孔的深度越来越深，将继续下放内层的钻杆，其中，第二节套接杆位于内层且与第一节套接杆相邻。示范性地，在求解第二节套接杆相对于第一节套接杆的相对位置时，从初始位置后，根据钻头的实时位置或孔深即可得到第二节套接杆的实时伸出长度，其中，该钻头的实时位置或孔深可通过下放的钢丝绳长度来确定。可以理解，孔深与钻头的实时位置是关联的。

步骤S112，从第三节套接杆起，根据各钻杆的自身杆长和实时获取的钻头位置或孔深计算后一节套接杆相对于前一节套接杆的相对伸出长度。

以第三节套接杆为例，当第一节套接杆固定后的位置为基准，该第三节套接杆相对于第二节套接杆的实时伸出长度等于此时钻头的实时位置或孔深减去钻杆外杆的自身杆长，其中，此时钻头的实时位置与以下放的钢丝绳的长度存在对应关系。其他的钻杆的计算方式类似，即通过各钻杆的自身杆长，以及钻头的实时位置及孔深即可以计算得到后一节套接杆相对于前一节套接杆的实时伸出长度，也即两者的相对位置。通过得知两者的相对距离，以及对应套接杆的自身杆长，即可以判断出产生相对移动的相邻两节套接杆的重叠区域是否进入预设缓冲区域内。

对于上述步骤S110，在实时获取到绞车的转速后，还将进行转速闭环控制，以保证绞车的定速控制。

步骤S120，根据存储的定速控制用目标转速与当前转速基于PID算法对绞车相关控制机构进行参数调整，以使绞车的实际转速逼近目标转速。

其中，所述的逼近是指，实际转速与目标转速之间的差值在允许的预设误差范围内，该预设误差范围可根据实际所需的精度来选取。在一种实施方式中，将通过PID(比例-积分-微分)调节器进行控制。示范性地，如图5所示，该调整过程包括：

步骤S121，根据绞车的当前转速和目标转速之间的差值计算绞车相关控制机构对应的参数调整量。

步骤S122，基于该参数调整量对绞车相关控制机构进行相应参数的调整。

步骤S123，待进行调整后，将调整后的实际转速进行反馈，以判断与目标转速之间的差值是否在预设误差范围内。

例如，以上述的先导控制手柄的信号控制量F为例，若当前的绞车转速为v₁，目标转速为v₀，则可根据两个转速的差值Δv(Δv＝v₀-v₁)来计算该先导控制手柄处的信号调整量ΔF，进而在当前信号量为F₀的基础上进行ΔF的调节。可知，调节后的绞车转速将发生变化，通常地，变化后的转速将趋于目标转速或者两者之间的误差值将在允许范围内。

可以理解，若绞车相关控制机构还包括上述的驱动组件和/或主泵，如图6所示，则在调整绞车转速时，可从先导控制手柄、及该驱动组件和/或主泵等中选取出至少一被调对象，并对选取出的被调对象进行相应参数调整，从而实现对绞车的转速调节。

考虑到在钻进过程中，钻杆将逐节下放，其中，当相邻两节套接杆在进行搭接时，可通过对绞车转速进行控制，以防止高速搭接时对相应套接杆底部的组件产生破坏。

步骤S130，在钻杆下放过程中，若根据获取的相对距离判断出存在后一节套接杆进入前一节套接杆的预设缓冲区域，则减小绞车的当前转速，以使后一节套接杆与前一节套接杆在预设缓冲区域内完成柔性搭接。

通常地，相邻钻杆之间产生相对伸出长度时，靠外层的套接杆内部底部均设有如台阶等限位结构，该限位结构用于对下放的相邻内层套接杆进行固定搭接。可以理解，所述的预设缓冲区域是指，套接杆中设置的与限位结构相距一定距离的用于搭接缓冲的区域。例如，钻杆的第一节套接杆的预设缓冲区域设于靠近连接钢丝绳的一端；第二节套接杆的预设缓冲区域设于远离钢丝绳的一端等。

其中，在柔性搭接过程中，以降低绞车的转速为主导，调整绞车相关控制机构的对应参数，以使实际绞车的转速变小，进而保证钻杆在指定区间内能够实现缓冲搭接而不会产生较大的冲击力。示范性地，如图6所示，若绞车相关控制机构包括多个，例如，可从先导控制手柄、以及驱动马达和/或主泵等中随机选取或按照预设优先级顺序选取一个对象，并对所述对象进行参数调整以降低当前的绞车转速。当然，若绞车相关控制机构仅包括上述的先导控制手柄，则可直接对先导控制手柄的控制量进行调整。

可以理解，对于除预设缓冲区域外的套接杆的其他区域，则通常是以目标转速来定速控制绞车的转速的，而通过针对不同区域进行不同转速的控制，不仅可以最大化减少对钻杆的损伤，还可以提高工作效率等。进一步地，在步骤S130之后，该方法还包括，在每次套接杆完成柔性搭接后，将重新调整绞车相关控制机构的当前参数，以使绞车的实际转速再次逼近目标转速。

本实施例的钻进调控方法对旋挖设备在钻进过程中，基于卷扬巡航的基础上，不仅对绞车转速进行闭环调节，以使其保持恒定；同时在钻杆下放搭接的过程中，还通过降速来实现钻杆中各套接杆的柔性搭接，可有效避免绞车转速过快而产生的碰撞问题，提高了钻杆的使用寿命。由于各组件处于较稳定的工作状态，从长期来看也可以延长各部件的使用寿命等，可以从多个层面来提高旋挖设备的整体性能，这也实现了旋挖设备的智能化、多功能化等。

实施例2

请参照图7，基于上述实施例1的方法，本实施例提出一种钻进调控装置10，示范性地，该钻进调控装置10包括：

获取模块110，用于当旋挖设备进入钻进过程且处于绞车定速控制模式时，实时获取绞车的当前转速及钻杆下放过程中的相对移动的相邻两节套接杆之间的相对距离。

调整模块120，用于根据存储的定速控制用目标转速与当前转速基于PID算法对绞车相关控制机构进行参数调整，以使绞车的实际转速逼近所述目标转速。

调整模块120还用于在钻杆下放过程中，若根据相对距离判断出存在后一节套接杆进入前一节套接杆的预设缓冲区域，则减小绞车的当前转速，以使后一节套接杆与前一节套接杆在预设缓冲区域内完成柔性搭接。

可以理解，本实施例的各模块对应于上述实施例的方法步骤，上述实施例中的可选项同样适用于本实施例，故在此不再详述。

本申请还提供一种旋挖设备，其中，该旋挖设备包括绞车等机构，该旋挖设备将采用上述实施例1的钻进调控方法进行钻进调控。示范性地，旋挖设备可包括但不限于为旋挖钻机或回旋钻机等。

本申请还提出一种可读存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序被执行时实施上述实施例的钻进调控方法。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。