PDC鉆頭高頻感應(yīng)焊接溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、金剛石鉆進(jìn)是鉆探工程中一種比較先進(jìn)的鉆進(jìn)方法。但是金剛石鉆頭上聚晶金剛石復(fù)合片PDC(PolycrystallineDiamondCompact)中聚晶金剛石層的熱穩(wěn)定失效溫度為700℃，超過失效溫度，金剛石層與硬質(zhì)合金襯底易分層，并且金剛石層易崩刃，金剛石層的耐磨性也將因石墨化而下降。因此，焊接過程中PDC金剛石層的溫度要控制在700℃以下，并要求焊接后PDC與鉆頭鋼體間有足夠的抗剪強(qiáng)度，以使PDC能在井下長(zhǎng)期工作不失效。長(zhǎng)期以來，P

2、DC與鉆頭體間的連接大都采用高頻感應(yīng)—火焰釬焊相結(jié)合的焊接技術(shù)，這套方法不能對(duì)焊接溫度及焊接時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制，而是由焊接技術(shù)人員憑經(jīng)驗(yàn)及熟練程度來操作，焊接質(zhì)量具有很大的隨意性，從而影響鉆頭的使用壽命。 本論文以西安科技大學(xué)地質(zhì)鉆探實(shí)驗(yàn)室的GP30-C3型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備為研究對(duì)象，與西安展宏自動(dòng)化發(fā)展有限公司合作開發(fā)，采用日本島電公司生產(chǎn)的FP93模糊自整定PID溫控儀、光纖溫度傳感器等對(duì)原有的高頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)字化改造

3、，實(shí)現(xiàn)了焊接溫度的閉環(huán)控制，并采用VB語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)對(duì)下位機(jī)溫控儀的遠(yuǎn)程監(jiān)控(限于實(shí)驗(yàn)室模擬)。此控制系統(tǒng)投入現(xiàn)場(chǎng)以來，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試，控溫精度可達(dá)±10℃，完全滿足PDC鉆頭的焊接工藝要求。 感應(yīng)加熱系統(tǒng)是一個(gè)大滯后、非線性、時(shí)變的比較復(fù)雜的系統(tǒng)，用一般的PID控制會(huì)導(dǎo)致控制作用不及時(shí)，引起系統(tǒng)的超調(diào)和振蕩，難以獲得良好的控制效果。本論文采用Fuzzy控制和PID控制并聯(lián)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，根據(jù)被控溫差大小對(duì)兩種算法進(jìn)行切換