專利名稱：控制巖石鑿鉆設(shè)備的工作的方法以及巖石鑿鉆設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制巖石鑿鉆設(shè)備的工作的方法，其中確定巖石 鑿鉆設(shè)備的沖洗介質(zhì)的流速并且基于所述沖洗介質(zhì)的流速控制巖石鑿 鉆設(shè)備的工作。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種巖石鑿鉆設(shè)備，所述巖石鑿鉆設(shè)備包括用 于將沖洗介質(zhì)送給到鉆孔內(nèi)的裝置以將在鑿鉆期間產(chǎn)生的鉆屑移除出 鉆孔，用于確定待被送給到鉆孔內(nèi)的沖洗介質(zhì)的流速的測(cè)量裝置，和 至少一個(gè)用于基于待被送給到鉆孔內(nèi)的沖洗介質(zhì)的流速控制巖石鑿鉆 設(shè)備的工作的控制單元。
背景技術(shù)：
_ 巖石鑿鉆設(shè)備和設(shè)置在其內(nèi)的巖石鑿鉆機(jī)用于例如在地下礦山、 采石場(chǎng)和地面建筑工地的巖石鑿鉆和挖掘。典型地，鑿鉆同時(shí)涉及使 用四個(gè)不同的功能或部分，即在被鑿鉆的鉆孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)鉆桿，通過由沖 擊裝置經(jīng)由從該沖擊裝置延伸的柄和鉆桿在鉆頭上的沖擊而在巖石上 沖擊，和將該巖石鑿鉆機(jī)在被鑿鉆的鉆孔內(nèi)向前送給，以及沖洗以將 鑿鉆廢物，即鉆屑，從被鑿鉆的鉆孔內(nèi)移除。在被稱為旋轉(zhuǎn)式應(yīng)用中， 又僅使用了三個(gè)部分，這是因?yàn)檫@些應(yīng)用不包括通過由沖擊裝置在柄
上的沖擊而沖擊巖石。此外，使用被稱為DTH (向下鉆孔)應(yīng)用，其 中位于在孔底部的鉆管內(nèi)且并非在柄上的沖擊活塞直接在鉆頭上進(jìn)行 沖擊。因此，巖石的破碎主要由于沖擊的影響而發(fā)生，而旋轉(zhuǎn)的目的 主要是保證鉆頭的鑲齒或鉆頭的位于鉆桿的最外端的其他工作零件總 是在巖石內(nèi)在新點(diǎn)上施加沖擊。該送給使得在鉆頭和巖石之間能維持 充分的接觸。對(duì)于所涉及的有效鑿鉆，成功的沖洗，即將鉆屑從被鑿鉆的鉆孔 內(nèi)的成功的移除，是非常重要的。在鑿鉆期間，如果在沖洗中發(fā)生問
題，則成功的鑿鉆很快地受到危險(xiǎn)。US 6 637 522披露了用于控制鑿鉆 期間巖石鑿鉆設(shè)備的工作的解決方案。在US 6 637 522中披露的解決方 案中，沖洗流動(dòng)被測(cè)量且基于測(cè)量到的沖洗流動(dòng)控制送給速度和/或旋 轉(zhuǎn)速度。根據(jù)公布的實(shí)施例，當(dāng)沖洗流動(dòng)降低時(shí)，送給和/或旋轉(zhuǎn)停止， 以避免鑿鉆過載情況。WO 2005/064111又披露了一種解決方案，其中 目的是至少部分地基于被鑿鉆的孔的深度來(lái)控制沖洗動(dòng)力，使得不將 大于被鑿鉆的孔的深度所必需的動(dòng)力用于沖洗。該解決方案的目的因 此是控制總動(dòng)力，這至少包括由鑿鉆所消耗的沖擊動(dòng)力和/或旋轉(zhuǎn)動(dòng)力 和沖洗動(dòng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新穎的基于沖洗介質(zhì)的流速來(lái)控制巖石 鑿鉆設(shè)備的工作的解決方案。
根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，基于通過影響沖洗介質(zhì)的壓力確 定的'流速控制巖石鑿鉆設(shè)備的工作。
根據(jù)本發(fā)明的巖石鑿鉆設(shè)備的特征在于，控制單元被構(gòu)造為基于 通過影響沖洗介質(zhì)的壓力確定的流速控制巖石鑿鉆設(shè)備的工作。
確定巖石鑿鉆設(shè)備的沖洗介質(zhì)的流速并且基于所述沖洗介質(zhì)的流 速控制巖石鑿鉆設(shè)備的工作。巖石鑿鉆設(shè)備的工作基于通過影響沖洗 介質(zhì)的壓力的所述沖洗介質(zhì)的流速來(lái)控制。根據(jù)實(shí)施例，巖石鑿鉆設(shè) 備的工作通過增加沖洗介質(zhì)的壓力來(lái)控制。
通過由影響沖洗介質(zhì)的壓力而控制巖石鑿鉆設(shè)備的工作，目的是 清除形成在巖石鑿鉆設(shè)備的沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)的阻塞而不影響鑿鉆的其 他部分。當(dāng)阻塞將要形成在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)時(shí)，在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)的沖洗介質(zhì)的流速降低，但目的是通過增加沖洗介質(zhì)的壓力來(lái)清除阻塞， 并維持沖洗介質(zhì)的流速至少處于為其設(shè)定的設(shè)定值組，而同時(shí)維持正 常鑿鉆工作。同時(shí)，沖洗的功能得以保證且降低了施加在鑿鉆裝置上 的應(yīng)變。


本發(fā)明的一些實(shí)施例在附圖中更詳細(xì)地描述，其中 圖l是示出了巖石鑿鉆設(shè)備的示意性側(cè)視圖2和圖3是示出了用于測(cè)量沖洗介質(zhì)的流速和用于測(cè)量控制壓力 的系統(tǒng)的示意性視圖。 —
為清晰起見，附圖以簡(jiǎn)化方式示出了本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中， 相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式
圖l示意性地示出了巖石鑿鉆設(shè)備l的結(jié)構(gòu)。巖石鑿鉆設(shè)備l包括可 移動(dòng)的承載器2，承載器2設(shè)置有臂3，臂3的自由端設(shè)置有送給梁4。此 外，送垂梁4設(shè)置有巖石鑿鉆機(jī)5，巖石鑿鉆機(jī)5能夠相對(duì)于送給梁4移 動(dòng)。巖石鑿鉆設(shè)備1包括連接到其的裝置通過由設(shè)置在承載器2上的發(fā) 動(dòng)機(jī)6產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，使得巖石鑿鉆設(shè)備l是獨(dú)立移動(dòng)和工作的單元。 典型地，發(fā)動(dòng)機(jī)6是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)圖l的巖石鑿 鉆設(shè)備1進(jìn)一步包括由發(fā)動(dòng)機(jī)6驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)7，使得由壓縮機(jī)7生成的 壓縮空氣被用于沖洗鉆孔8以將鑿鉆廢物，即鉆屑，從鉆孔8移除。在 此情況中，被用作沖洗介質(zhì)的壓縮空氣通過從沖洗通道系統(tǒng)從壓縮機(jī)7 通過巖石鑿鉆機(jī)的工具10被送給到鉆孔8，以此壓縮空氣將鉆屑從巖石 移除出鉆孔8。沖洗通道系統(tǒng)包括沖洗管線9，沖洗管線9從壓縮機(jī)7通 向巖石鑿鉆機(jī)5，且在巖石鑿鉆機(jī)5內(nèi)沖洗通道通過柄、鉆桿和鉆頭， 為清晰起見，所述柄、鉆桿和鉆頭在圖l中未示出，但其基本結(jié)構(gòu)和原 理對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯見的。從鉆孔的口處通過包括在收集系
統(tǒng)內(nèi)的軟管將鉆屑抽吸出到灰塵分離器ll。巖石鑿鉆設(shè)備l和巖石鑿鉆機(jī)5的基本結(jié)構(gòu)和工作本質(zhì)上對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，所以在 此不對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步詳述。
當(dāng)待鑿鉆的巖石是堅(jiān)硬的巖石時(shí)，沖洗的需要非常小。而對(duì)于軟 巖石，特別是當(dāng)鑿鉆大尺寸？L時(shí)，極為需要沖洗，且從巖石移除的鉆 屑的量大，這意味著存在沖洗通道系統(tǒng)被阻塞的風(fēng)險(xiǎn)。除巖石性質(zhì)和 孔尺寸外，沖洗的需要受到例如鉆桿和鉆頭類型以及鉆孔的深度的影 響。
圖2和圖3示意性地示出了實(shí)施解決方案的實(shí)施例。圖2示出了與巖 石鑿鉆設(shè)備1的沖洗管線9相連接地設(shè)置的測(cè)量裝置12，測(cè)量裝置12用 于測(cè)量在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的沖洗介質(zhì)的流速FLOW，即在圖l中示 出的情況中用于測(cè)量壓縮空氣的體積流速。作為沖洗管線9的替代，所 述測(cè)量裝置也可以被不同地放置在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)。用于沖洗介質(zhì)的 流速的測(cè)量裝置12可以包括例如基于Venturi管的測(cè)量裝置，用于以本 質(zhì)上已知的方式測(cè)量在Venturi管上剩余的壓力差。然而，測(cè)量裝置12 可以通過多種不同的方式實(shí)施，使得在一個(gè)方式中或另外的方式中可 以測(cè)量在沖^通道系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的沖洗介質(zhì)的流速FLOW或與之成比例 的量。作為使用Venturi管的替代，在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)的任何兩個(gè)不同 的點(diǎn)處測(cè)量的壓力之間的差異可以用于測(cè)量沖洗介質(zhì)的流速。因此， 沖洗介質(zhì)的流速可以例如基于作用在方向控制闊的相對(duì)側(cè)上的壓力之 間的差異、或基于作用在沖洗通道系統(tǒng)的極端處的壓力之間的差異來(lái) 確定。典型地，用于沖洗介質(zhì)的流速的單位是mVmin。描述沖洗介質(zhì)的 流速的信息FLOW被傳輸?shù)娇刂茊卧?3，該控制單元13可以是僅控制沖 洗的控制單元，或是控制整個(gè)巖石鑿鉆設(shè)備l的工作的控制單元。此外， 沖洗介質(zhì)的流速可以在巖石鑿鉆設(shè)備l的使用者界面上通過圖形或以 數(shù)值呈現(xiàn)給使用者。
將從沖洗通道系統(tǒng)測(cè)量到的沖洗介質(zhì)的流速FLOW與為沖洗介質(zhì) 的流速設(shè)定的第一極限值FLOWuMm進(jìn)行比較。當(dāng)通過沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)的沖洗介質(zhì)的流速FLOW下降到?jīng)_洗介質(zhì)的流速的所述第一極限值
FLOWuMm以下時(shí)，這被解釋為在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)形成了阻塞。在這 樣的情況中，在圖2中示出的情形中，控制單元13發(fā)出控制信息CTRL 到壓力控制閥15，所述壓力控制閥15包括在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)且位于壓 縮機(jī)7和方向控制閥14之間以增加閥的控制值，從而增加在沖洗通道系 統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的沖洗介質(zhì)的壓力p—FLOW，并因此將沖洗介質(zhì)以較高的壓力 送給，以清除可能形成在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)的任何阻塞。壓力控制閥15 用于設(shè)定壓縮機(jī)7的希望的壓力。壓力控制閥15可以例如是無(wú)級(jí)可調(diào)節(jié) 的電控閥，或可以由數(shù)個(gè)已被預(yù)先設(shè)定為不同的壓力值的壓力控制閥 構(gòu)成。當(dāng)然，在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)的阻塞本身增加了沖洗介質(zhì)上的壓力， 但根據(jù)該解決方案，沖洗介質(zhì)的壓力增加到明顯高于對(duì)應(yīng)于這樣的壓 力增加的水平。可以增加沖洗介質(zhì)的壓力p—FLOW，例如使得沖洗介質(zhì) 的流速FLOW增加到對(duì)應(yīng)于沖洗介質(zhì)的流速的原始設(shè)定值FLOWsET的 水平或?qū)?yīng)于沖洗介質(zhì)的壓力的最大允許值p—FLOWmax的水平，如在 圖3所示。巖石鑿鉆設(shè)備l的使用者界面例如可以通過圖形或以數(shù)值連 續(xù)地示出沖洗介質(zhì)的真實(shí)的瞬時(shí)流速以及前述的極限值，使得使用者 能監(jiān)測(cè)鑿鉆的過程如何。另外，使用者界面可以設(shè)置有控制元件等以 使得使用者能夠^任何時(shí)間影響前述的極限值。
根據(jù)該解決方案，目的因此是維持沖洗流動(dòng)至少處于設(shè)定值，以 保證沖洗的工作。當(dāng)阻塞即將形成在沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)時(shí)，即在實(shí)際中 更典型地形成在鉆頭的沖洗通道內(nèi)時(shí)，沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)的沖洗介質(zhì)的 流速下降，在此情況中，通過增加沖洗介質(zhì)的壓力保持沖洗通道系統(tǒng) 的開放。目的因此是使沖洗介質(zhì)的流速FLOW至少返回到為其設(shè)定的設(shè) 定值FLOWsET，因此防止沖洗通道系統(tǒng)被阻塞，同時(shí)維持正常的鑿鉆 工作。因此根據(jù)該解決方案的方式以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)了防止沖洗裝置 在鑿鉆期間被阻塞。
替代壓力控制閥15，沖洗介質(zhì)的壓力也可以通過改變壓縮機(jī)7的轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)增加。在此情況中，例如控制單元13向壓縮機(jī)7發(fā)出用于增加轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的控制信息，這引起空氣的體積流量的增加， 因此也引起壓力的增加。
此外，沖洗介質(zhì)的壓力可以通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的進(jìn)氣來(lái)控制。通過 例如將位置伺服器連接到移動(dòng)抽吸閥板的芯軸，壓縮機(jī)的輸出壓力可 以受到限制或打開抽吸閥的影響。
與僅在沖洗介質(zhì)的流速FLOW下降到第一極限值FLOWuMm以下 后增加沖洗介質(zhì)的壓力不同，可以在沖洗介質(zhì)的流速開始下降時(shí)立即 增加壓力。在每個(gè)情況中，沖洗介質(zhì)的壓力可以逐步地增加或與沖洗 介質(zhì)的流速降低成比例地增加。
如果增加沖洗介質(zhì)的沖洗壓力p—FLOW未成功地將沖洗介質(zhì)的流 速FLOW返回到正常速度而是沖洗介質(zhì)的流速保持降低，則可以將沖洗 介質(zhì)的流速FLOW的第二極限值FLOWuMm引入到裝置，使得當(dāng)沖洗介 質(zhì)的流速FLOW降低到此第二極限值FLOWuMm以下時(shí)，通過控制單元 13的控制，停止巖石鑿鉆設(shè)備l的送給工作，在此情況中，鑿鉆不再前 進(jìn)且不產(chǎn)生鉆屑。當(dāng)&需時(shí)，通過控制單元13的控制，鑿鉆裝置也可 以在鉆孔8內(nèi)被向后拉，以使得沖洗介質(zhì)的流動(dòng)返回。
作為沖洗介質(zhì)的流速FLOW的替代或添加，也可以監(jiān)測(cè)沖洗介質(zhì) 的流速FLOW的改變率dFLOW,這使得任何當(dāng)前發(fā)生的沖洗阻塞，在 實(shí)際中典型地為鉆頭阻塞，在測(cè)量到的流速FLOW下降到第一極限值 FLOWuMm之前，已經(jīng)能非?？焖俚鼗跊_洗介質(zhì)的流速FLOW的突變 被觀察到。沖洗介質(zhì)的流速FLOW的改變率dFLOW能夠例如在控制單 元13處，例如基于沖洗介質(zhì)的流速FLOW的兩個(gè)或多個(gè)相繼的測(cè)量的差 異來(lái)確定。改變率dFLOW的此值與為沖洗介質(zhì)的流速的改變率設(shè)定的 第一極限值dFLOWuMm進(jìn)行比較。當(dāng)流速FLOW的改變率dFLOW超過 第一極限值dFLOWuMm時(shí)，這被解釋為在沖洗中形成了阻塞，在此情 況中，控制單元3控制沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)的壓力閥15增加壓力p—FLOW。類似于關(guān)于沖洗介質(zhì)的流速所使用的方式，也可以為沖洗介質(zhì)的 流速的改變率確定第二極限值dFLOWu固T2，使得當(dāng)改變率超過所述極
限值時(shí)通過控制單元13的控制停止巖石鑿鉆設(shè)備的送給功能，在此情
況中，鑿鉆不再前進(jìn)且不產(chǎn)生鉆屑。也在此情況中，當(dāng)需要時(shí)，也由
控制單元13控制的鑿鉆裝置可以在鉆孔8內(nèi)被向后拉，以使得沖洗介質(zhì) 的流動(dòng)返回。
控制單元13也可以進(jìn)一步包括比如比較元件的裝置，用于比較沖 洗介質(zhì)的流速FLOW與相應(yīng)的設(shè)定值FLOWsET。在此情況中，在已清除 阻塞后且在沖洗介質(zhì)的流速FLOW已返回到相應(yīng)的設(shè)定值FLOWsET后， 可以控制控制單元13使得沖洗介質(zhì)的壓力p—FLOW返回到在正常鑿鉆 狀態(tài)期間作用的沖洗介質(zhì)的壓力的設(shè)定值p一FLOWsET。
為提高沖洗介質(zhì)的流動(dòng)返回，也可以使用一種裝置，其中當(dāng)鑿鉆 送給被中止時(shí)或在鑿鉆裝置在鉆孔內(nèi)被向回拉動(dòng)的同時(shí)，將沖擊裝置 用于在鑿鉆裝置上施加沖擊，以在鑿鉆裝置內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)。這樣的振動(dòng) 的目的是增強(qiáng)粘附到?jīng)_洗k道系統(tǒng)的鉆屑的從沖洗通道系統(tǒng)的松脫。 沖擊裝置因此用于在巖石鉆的柄上施加沖擊。為在拉回鑿鉆裝置期間 防止在柄和沖擊裝置之間有過長(zhǎng)的距離，這防礙了沖擊裝置在柄上的 有效沖擊，比如牽拉活塞的牽拉元件可以被設(shè)置為與柄連接。牽拉元 件保持沖擊裝置和柄之間的距離恒定地最佳，使得沖擊裝置能夠有效 地在柄上沖擊并在鑿鉆裝置內(nèi)產(chǎn)生明顯的振動(dòng)，以促進(jìn)鉆屑的移除。
因此，巖石鑿鉆設(shè)備1可以包括一個(gè)或多個(gè)控制單元13，使得控制 單元B可以控制整個(gè)巖石鑿鉆設(shè)備的工作，或鑿鉆的每個(gè)部分的可以 設(shè)置有其自己的控制單元?？刂茊卧缈梢允前ㄎ⑻幚砥骱?或信 號(hào)處理器的裝置，且該裝置可能地包括從外部連接到該裝置的存儲(chǔ)容 量，以通過包含在該存儲(chǔ)容量?jī)?nèi)的軟件執(zhí)行必需的計(jì)算和比較過程。 控制單元也可以是僅包括多種電子電路且具有用于產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)量之間的差異的必需元件的裝置，例如用于確定所述沖洗介質(zhì)的流速的 改變率，且用于將確定的流速或流速的改變率與相應(yīng)的極限值進(jìn)行比 較，所述極限值可以通過巖石鑿鉆設(shè)備l的使用者設(shè)定。這樣的控制單 元和裝置的一般結(jié)構(gòu)和工作原理本質(zhì)上對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知 的。
沖洗流動(dòng)的流速FLOW的知識(shí)也可以應(yīng)用于自動(dòng)標(biāo)定沖洗監(jiān)測(cè)。 在標(biāo)定中的主要目標(biāo)是確認(rèn)由鑿鉆裝置導(dǎo)致的損失，即由柄、鉆桿和 鉆頭導(dǎo)致的損失，也就是確定當(dāng)鑿鉆裝置不鑿鉆時(shí)，即當(dāng)沖洗通道系 統(tǒng)完全開放時(shí)，通過鑿鉆裝置的沖洗介質(zhì)的流速。在標(biāo)定中，由測(cè)量 沖洗介質(zhì)的流速的測(cè)量裝置12提供的測(cè)量結(jié)果確定為真實(shí)的零流動(dòng)， 即當(dāng)根本不提供沖洗流動(dòng)時(shí)，和確定為真實(shí)的完全沖洗流動(dòng)。然而， 除這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)外，也可以在標(biāo)定中使用其他的測(cè)量點(diǎn)。因此獲得的 標(biāo)定測(cè)量結(jié)果能夠直接被傳遞到實(shí)施沖洗監(jiān)測(cè)的單元，以考慮到小的 工作差異，該差異例如由于在包括在測(cè)量沖洗流動(dòng)的流速的測(cè)量裝置 中的裝置內(nèi)的生產(chǎn)公差導(dǎo)致。這樣的自動(dòng)標(biāo)定可以利用于在工廠標(biāo)定 中和在鑿鉆現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的標(biāo)定中。在工廠標(biāo)定中，由于不同的鑿鉆裝置 導(dǎo)致的變化能夠在沖洗介質(zhì)的'流速的測(cè)量結(jié)果中被考慮到。在鑿鉆現(xiàn) 場(chǎng)的標(biāo)定又可以在任何希望時(shí)執(zhí)行，以補(bǔ)償測(cè)量裝置內(nèi)隨時(shí)間發(fā)生的 漂移，或以考慮到由于鑿鉆過程的鑿鉆條件或沖洗介質(zhì)的流速的測(cè)量 值的變化所導(dǎo)致的可能影響，所述流速的測(cè)量值的變化由鑿鉆裝置中 的變化導(dǎo)致，例如由鉆頭的替換導(dǎo)致。
在附圖中示出了關(guān)于巖石鑿鉆設(shè)備的解決方案，其中，通過壓縮
機(jī)7或另一個(gè)適合于產(chǎn)生壓縮空氣的裝置產(chǎn)生的壓縮空氣用作沖洗介
質(zhì)。然而，該解決方案也可以利用在其中例如可以是水、水和空氣的 混合物或水和化學(xué)物的混合物的壓力流體用作沖洗介質(zhì)的巖石鑿鉆設(shè) 備內(nèi)。當(dāng)壓力流體用作沖洗介質(zhì)時(shí)，壓縮機(jī)被泵等替換，所述泵等通
過由發(fā)動(dòng)機(jī)6產(chǎn)生的動(dòng)力直接或間接地將沖洗介質(zhì)通過沖洗通道系統(tǒng) 送給到巖石鑿鉆機(jī)5，并且通過巖石鑿鉆機(jī)5的工具10送給到鉆孔8內(nèi)，以此，所述沖洗介質(zhì)將從巖石移除的鉆屑從鉆孔8推出。在此情況中， 巖石鑿鉆設(shè)備然后自然也必須設(shè)置有特殊的存儲(chǔ)器或連接，用于將沖 洗流體輸送到巖石鑿鉆設(shè)備。沖洗介質(zhì)的壓力然后可以通過大體上類 似于結(jié)合以上例子示出的方式增加，然而考慮到對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員顯見的在壓縮機(jī)和泵的工作中的差異，以及在裝置內(nèi)由于通過流體 替換空氣而作為沖洗介質(zhì)導(dǎo)致的改變。
在一些情況中，在本申請(qǐng)中披露的特征可以如此使用，而與其他 特征無(wú)關(guān)。另一方面，當(dāng)需要時(shí)，在本申請(qǐng)中披露的特征可以組合以 產(chǎn)生不同的組合。
附圖和相關(guān)的描述僅意在說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)思。本發(fā)明在其細(xì)節(jié)中 可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1. 一種控制巖石鑿鉆設(shè)備(1)的工作的方法，其中確定巖石鑿鉆設(shè)備(1)的沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)并且基于所述沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)控制巖石鑿鉆設(shè)備(1)的工作，其特征在于，基于在巖石鑿鉆設(shè)備(1)的沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)確定巖石鑿鉆設(shè)備(1)的沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)，將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)與為沖洗介質(zhì)的流速設(shè)定的極限值(FLOWLIMIT1)進(jìn)行比較，和當(dāng)沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)下降到所述極限值(FLOWLIMIT1)以下時(shí)，增加沖洗介質(zhì)的壓力(p_FLOW)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于， 確定沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW), 將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)與相應(yīng)的第一極限值(dFLOWLIMIT1)進(jìn)行比較，和當(dāng)沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)超過所述第一 極限值(dFLOWLIMIT1)時(shí)，增加沖洗介質(zhì)的壓力(p—FLOW)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過增加沖洗介 質(zhì)的壓力(p一FLOW)使得沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)增加到對(duì)應(yīng)于沖 洗介質(zhì)的流速的設(shè)定值(FLOWSET)的值。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將沖洗 介質(zhì)的壓力(p—FLOW )增加到為其所設(shè)定的最大允許值(p—FLOWMAX)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過增 加包括在沖洗系統(tǒng)內(nèi)的壓力控制閥(15)的控制值來(lái)增加沖洗介質(zhì)的 壓力(p—FLOW)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)與為沖洗介質(zhì)的流速設(shè)定的第二極 限值(FLOWLIMIT2)進(jìn)行比較，和當(dāng)沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)下降到所述第二極限值(FLOWuMm) 以下時(shí)，停止巖石鑿鉆設(shè)備(1)的送給功能。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)與相應(yīng)的第二極限值(dFLOWUMIT2)進(jìn)行比較，和當(dāng)沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)超過所述第二 極限值(dFLOWLIMIT2)時(shí)，停止巖石鑿鉆設(shè)備(1)的送給功能。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步在鉆孔(8) 內(nèi)向后拉巖石鑿鉆設(shè)備(1)的鑿鉆裝置。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將沖洗 介質(zhì)的流速(FLOW)與為其設(shè)定的設(shè)定值(FLOWsET)進(jìn)行比較，并 且在沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)已返回到相應(yīng)的設(shè)定值(FLOWsET)之 后，將沖洗介質(zhì)的壓力(p—FLOW)返回到在正常鑿鉆狀態(tài)期間作用的 沖洗介質(zhì)的壓力的設(shè)定值(p_FLOWSET)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，沖洗 介質(zhì)是壓縮空氣、壓力流體或其混合物。
11. 一種巖石鑿鉆設(shè)備(l)，包括用于將沖洗介質(zhì)送給到鉆孔(8) 內(nèi)以將在鑿鉆期間所產(chǎn)生的鉆屑移除出鉆孔(8)的裝置(7、 9)、用 于確定待被送給到鉆孔(8)內(nèi)的沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的測(cè)量裝 置(12)、和至少一個(gè)用于基于待被送給到鉆孔(8)內(nèi)的沖洗介質(zhì)的 流速(FLOW)控制巖石鑿鉆設(shè)備(1)的工作的控制單元(13)，其特征在于，測(cè)量裝置(12)被構(gòu)造為測(cè)量在巖石鑿鉆設(shè)備(1)的沖洗通道系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)，控制單元(13)包括用于將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)與為沖洗 介質(zhì)的流速(FLOW)設(shè)定的極限值(FLOWLIMfT1)進(jìn)行比較的裝置， 和—當(dāng)沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)降低到所述極限值(FLOWLIMIT1) 以下時(shí)，控制單元(13)被構(gòu)造為增加沖洗介質(zhì)的壓力(p_FLOW)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征在于，所述巖 石鑿鉆設(shè)備包括由控制單元(13)控制的用于影響沖洗介質(zhì)的壓力(p_FLOW)的裝置(7、 15)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征在于，控 制單元(13)包括用于確定沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)的裝置， 用于將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)與為所述沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)設(shè)定的第一極限值 (dFLOWUMIT1)進(jìn)行比較的裝置，和當(dāng)洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)超過所述第一極限值(dFLOWLIMIT1)時(shí)，控制單元(13)被構(gòu)造為增加沖洗介質(zhì)的壓力(p—FLOW)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11至13的任一項(xiàng)所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征 在于，控制單元(13)被構(gòu)造為增加沖洗介質(zhì)的壓力(p一FLOW)使得 沖洗介質(zhì)的流速增加到對(duì)應(yīng)于沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的設(shè)定值(FLOWSET)的值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11至14的任一項(xiàng)所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征 在于，控制單元(13)被構(gòu)造為將沖洗介質(zhì)的壓力(p—FLOW)增加到為其設(shè)定的最大允許值(p—FLOWMAX)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12至15的任一項(xiàng)所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征 在于，沖洗介質(zhì)的壓力(p_FLOW)被構(gòu)造為通過增加包括在沖洗系統(tǒng) 內(nèi)的壓力控制閥(15)的控制值而增加。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11至16的任一項(xiàng)所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征在于，控制單元(13)包括用于將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)與相應(yīng)的 第二極限值(FLOWLIMIT2)進(jìn)行比較的裝置，禾口當(dāng)沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)下降到所述第二極限值(FLOWL腿T2) 以下時(shí)，控制單元(13)被構(gòu)造為停止巖石鑿鉆設(shè)備(1)的送給功能。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11至17的任一項(xiàng)所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征在于，控制單元(13)包括將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW) 與相應(yīng)的第二極限值(dFLOWUMIT2)進(jìn)行比較的裝置，和當(dāng)沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)的改變率(dFLOW)超過所述第二 極限值(dFLOWUMIT2)時(shí)，控制單元(13)被構(gòu)造為停止巖石鑿鉆設(shè) 備(1)的送給功能。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征在于，控 制單元(13)被構(gòu)造為控制在鉆孔(8)內(nèi)待被向后拉的巖石鑿鉆設(shè)備(1)的鑿鉆裝置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11至19的任一項(xiàng)所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特征 在于，控制單元(13)包括將沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)與為其設(shè)定的 設(shè)定值(FLOWsET)進(jìn)行比較的裝置，以及在沖洗介質(zhì)的流速(FLOW) 已返回到相應(yīng)的設(shè)定值(FLOWSET)之后，控制單元(13)被構(gòu)造為 將沖洗介質(zhì)的壓力(p—FLOW)返回到在正常鑿鉆狀態(tài)期間作用的沖洗介質(zhì)壓力的設(shè)定值(p—FLOWset)。
21.根據(jù)權(quán)利要求11至20的任一項(xiàng)所述的巖石鑿鉆設(shè)備，其特 征在于，沖洗介質(zhì)是壓縮空氣、壓力流體或其混合物。
全文摘要
一種控制巖石鑿鉆設(shè)備(1)的方法以及巖石鑿鉆設(shè)備(1)。確定巖石鑿鉆設(shè)備(1)的沖洗介質(zhì)的流速(FLOW)，并且基于通過影響沖洗介質(zhì)的壓力(p_FLOW)確定的流速(FLOW)控制巖石鑿鉆設(shè)備(1)的工作。
文檔編號(hào)E21B44/00GK101427002SQ200780014411
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者伊斯托·維爾塔寧, 塔帕尼·索爾穆寧, 馬庫(kù)斯·范洛寧 申請(qǐng)人:山特維克礦山工程機(jī)械有限公司