DK2230375T3 - Resonansforstærket boring: fremgangsmåde og apparat - Google Patents

Claims (13)

1. Boremodul, der omfatter: et roterende borehoved (1); en oscillator, der er konfigureret til at pålægge en højfrekvent aksial oscillerende ladning på op til 1 kHz, til det roterende borehoved; en vibro-transmissionsdel (2), der forbinder det roterende borehoved med oscillatoren, hvor vibro-transmissionsdelen er konfigureret til at transmittere den højfrekvente aksiale oscillerende ladning fra oscillatoren til det roterende borehoved; en vibrationel isoleringsenhed (4) til at forbinde boremodulen med en borestreng (5), hvor den vibrationelle isoleringsenhed er konfigureret til at isolere den højfrekvente aksiale oscillerende ladning fra borestrengen; sensorer til at tage målinger nede i hullet; og en lukket-sløjfe tidstro controller placeret nede i hullet og konfigureret til at operere nede i hullet under lukket-sløjfe, tidstro kontrol og anvende målingerne taget nede i hullet af sensorerne til at kontrollere oscillatoren ved at variere den højfrekvente aksiale oscillerende ladning, der reagerer på tilstanden af det materiale, som det roterende borehoved passerer igennem og således etablere og opretholde oscillationssystemresonans mellem oscillatoren, det roterende borehoved og materialet, som det roterende borehoved passerer igennem, hvorved den højfrekvente aksiale oscillerende ladning er tilstrækkelig til at igangsætte revner i materialet, som det roterende borehoved passerer igennem

2. Boremodul, ifølge krav 1, hvor controlleren er konfigureret til at feje et frekvensområde for at evaluere tilstanden af det materiale, som det roterende borehoved passerer igennem og således etablere og opretholde oscillationssystem-resonans.

3. Boremodul, ifølge et hvilket som helst af ovenstående krav, hvor oscillatoren er konfigureret til at pålægge en højfrekvent aksial oscillerende ladning, baseret på en elementær resonanskurve, på det roterende borehoved og modificere den højfrekvente aksiale oscillerende ladning for at tage vekselvirkninger med det borede materiale i betragtning.

4. Boremodul, ifølge et hvilket som helst af ovenstående krav, hvor controlleren er konfigureret til at fastslå passende ladningsparametre for det roterende borehoved i overensstemmelse med følgende trin, for at opnå og vedligeholde oscillationssystemresonans: A) fastslå en grænse for svingningsudslag af det roterende borehoved, når det reagerer på og interagerer med det borede materiale; B) vurdere et passende frekvens-fejningsområde til ladning af borehovedet; C) vurdere formen af en resonanskurve; D) vælge en optimal resonansfrekvens på resonanskurven på ét punkt mindre end maksimum på resonanskurven; og E) drive det roterende borehoved baseret på denne optimale resonansfrekvens.

5. Boremodul, ifølge et hvilket som helst af ovenstående krav, hvor controlleren er konfigureret til autonomt at justere en roterende og højfrekvent aksial oscillerende ladning af borehovedet i reaktion på aktuelle boreforhold.

6. Boremodul, ifølge krav 5, hvor controlleren er konfigureret til at kontrollere det roterende borehoved, således at det roterende borehoved indvirker på materialet, som det passerer igennem, for at producere et første sæt af makrorevner, og hvor controlleren er yderligere konfigureret til at kontrollere det roterende borehoved til, en yderligere gang, at rotere og indvirke på materialet og således producere et yderligere sæt af makrorevner, og hvor controlleren er konfigureret til at synkronisere roterende og oscillerende bevægelser af det roterende borehoved for at fremme indbyrdes forbindelse mellem de således producerede makrorevner, for at skabe en lokaliseret dynamisk revneformeringszone forud for det roterende borehoved.

7. Fremgangsmåde til at kontrollere et resonansforstærket roterende bor, hvilket roterende bor omfatter et roterende borehoved (1) og en oscillator til at pålægge højfrekvent aksial oscillerende ladning på op til 1 kHz til det roterende borehoved, og hvor fremgangsmåden omfatter: at pålægge højfrekvent aksial oscillerende ladning til det roterende borehoved; at tage målinger nede i hullet; at kontrollere den pålagte højfrekvente aksiale oscillerende ladning nede i hullet under lukket-sløjfe tidstro kontrol ved at anvende målingerne taget nede i hullet til at variere den højfrekvente aksiale oscillerende ladning, der reagerer på tilstanden af det materiale, som det roterende borehoved passerer igennem, og således etablere og opretholde oscillationssystem-resonans mellem oscillatoren, det roterende borehoved og materialet, som det roterende borehoved passerer igennem, hvorved den højfrekvente aksiale oscillerende ladning er tilstrækkelig til at igangsætte revner i materialet, som det roterende borehoved passerer igennem.

8. Fremgangsmåde, ifølge krav 7, der yderligere omfatter: at feje et frekvensområde for at evaluere tilstanden af det materiale, som det roterende borehoved passerer igennem, for at etablere og opretholde oscillationssystemresonans.

9. Fremgangsmåde, ifølge krav 7 eller 8, hvor den højfrekvente aksiale oscillerende ladning pålægges, baseret på en elementær resonanskurve for det roterende borehoved, og den højfrekvente aksiale oscillerende ladning er modificeret til at tage interaktioner med det borede materiale i betragtning.

10. Fremgangsmåde, ifølge et hvilket som helst af kravene fra 7 til 9, der yderligere omfatter at fastslå passende ladningsparametre for det roterende borehoved, i overensstemmelse med følgende trin, for at opnå og opretholde oscillationssystemresonans: A) fastslå en grænse for svingningsudslag af det roterende borehoved, når det reagerer på og interagerer med materialet, der bores i; B) vurdere et passende frekvens-fejningsområde til ladning af borehovedet; C) vurdere formen af en resonanskurve; D) vælge en optimal resonansfrekvens på resonanskurven på ét punkt mindre end maksimum på resonanskurven; og E) drive det roterende borehoved, baseret på denne optimale resonansfrekvens.

11. Fremgangsmåde, ifølge et hvilket som helst af kravene fra 7 til 10, hvor den roterende og højfrekvente aksiale oscillerende ladning af det roterende borehoved justeres autonomt som reaktion på aktuelle boreforhold.

12. Fremgangsmåde, ifølge krav 11, hvor det roterende borehoved kontrolleres til at indvirke på materialet, som det roterende borehoved passerer igennem, for at producere et første sæt af makrorevner, og til at rotere og indvirke på materialet en yderligere gang for at producere et yderligere sæt af makrorevner, idet de roterende og oscillerende bevægelser af det roterende borehoved er synkroniseret til at fremme indbyrdes forbindelse mellem de således producerede makrorevner, for at skabe en lokaliseret dynamisk revneformeringszone forud for det roterende borehoved.

13. Kontrolapparat, der er konfigureret til at udføre fremgangsmåden i hvilket som helst af kravene fra 7 til 12, når det er monteret i en boremodul, ifølge et hvilket som helst af kravene fra 1 til 6.