FI118778B - Menetelmä kallionporauslaitteen toiminnan ohjaamiseksi ja kallionporauslaite - Google Patents

Description

1 118778

Menetelmä kallionporauslaitteen toiminnan ohjaamiseksi ja kallionporauslaite

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on menetelmä kallionporauslaitteen toiminnan 5 ohjaamiseksi, johon kallionporauslaitteeseen kuuluu syöttölaitteisto työkalun syöttämiseksi porattavassa reiässä, pyörityslaitteisto työkalun pyörittämiseksi porattavassa reiässä ja välineet huuhteluväliaineen syöttämiseksi porattavaan reikään porauksen aikana syntyvän porasoijan poistamiseksi porattavasta reiästä ja missä menetelmässä asetetaan syöttölaitteiston syöttöpaineen ase-10 tusarvo pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetusarvon ja oloarvon välisen erosuureen perusteella.

Edelleen keksinnön kohteena on kallionporauslaite, johon kuuluu syöttölaitteisto työkalun syöttämiseksi porattavassa reiässä, pyörityslaitteisto työkalun pyörittämiseksi porattavassa reiässä ja välineet huuhteluväliaineen 15 syöttämiseksi porattavaan reikään porauksen aikana syntyvän porasoijan poistamiseksi porattavasta reiästä ja jossa kallionporauslaitteessa syöttölaitteiston syöttöpaineen asetusarvo on sovitettu asetettavaksi pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetusarvon ja oloarvon välisen erosuureen perusteella.

Kallionporauslaitteita ja niihin sovitettuja kallioporakoneita käytetään 20 kallion poraamiseen ja louhimiseen esimerkiksi maanalaisissa kaivoksissa, avolouhoksissa ja maanrakennustyömailla. Porauksessa on tyypillisesti samanaikaisesti käytössä neljä eri toimintoa eli porakangen pyörittäminen porattavassa reiässä, kiven iskeminen iskemällä iskulartteella poraniskan ja sen jat-keena olevien poratankojen välityksellä porakruunuun sekä poran syöttö 25 eteenpäin porattavassa reiässä ja huuhtelu, jonka avulla porausjätteet eli po- •V, rasoija siirretään ulos porattavasta reiästä. Niin kutsutuissa rotary- • · *. sovelluksissa on sen sijaan käytössä ainoastaan kolme toimintoa, koska näis- "Y sä sovelluksissa puuttuu kiven iskeminen iskemällä iskulaitteella poraniskaan.

• · · *;·;1 Lisäksi on käytössä niin sanottuja DTH (Down-The-Hole)-sovelluksia, joissa :···1 30 iskumäntä sijaitsee porareiässä reiän pohjalla ja lyö poraniskan sijaan suoraan porakruunuun. Kiven rikkoutuminen tapahtuu siis pääasiassa iskun valenki’1·· sesta ja pyörityksen tarkoituksena on lähinnä varmistaa se, että poratankojen ulommassa päässä olevan porakruunun poranastat tai muut työstävät osat iskevät aina uuteen kohtaan kivessä. Syötön avulla pidetään porakruunun ja ! 35 kiven välinen kontakti riittävänä.

• · ··· • · · • · · · • · · • ·· • # 2 118778

Kailionporauslaitteiden ohjauksen yhteydessä voi olla käytössä niin sanottu momenttisäätöporaus, jossa kallionporauslaitteen kallioporakoneen pyörityslaitteiston pyöritysmomentti eli pyörityspaine pyritään pitämään kallioporakoneen syöttölaitteiston syöttövoiman eli syöttöpaineen avulla asetusar-5 vossaan. Momenttisäätöporauksessa pyörityslaitteiston pyörityspaineen hetkellinen oloarvo vähennetään pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetusarvos-ta, jolloin saadaan pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetusarvon ja oloarvon välinen erosuure. Tämän erosuureen perusteella ohjaus- ja säätöyksikkö asettaa syöttölaitteen ohjaus- ja säätöyksikölle asetusarvon, jonka perusteella syöt-10 tölaitteen ohjaus- ja säätöyksikkö säätää syöttöpainetta.

Nykyisin porauksen ohjaukseen sovellettu momenttisäätö ei huomioi porauksen huuhtelua millään tavalla. Huuhteluväliaineen valvonnan aktivoituessa porauksen ohjaaminen momenttisäädöllä keskeytetään ja ohjaus tapahtuu erillisen poikkeustilanneohjauksen mukaisesti. Käytännössä nykyisin 15 käytössä oleva toteutus voi päästää huuhtelukanaviston tukkeutumaan ennen kuin korjaaviin toimenpiteisiin ryhdytään, minkä seurauksena porauksen tehokkuus kärsii.

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen 20 ratkaisu kallionporauslaitteen momenttisäätöporauksen toiminnan ohjaamiseksi.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että määritetään huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetusarvon ja oloarvon välinen erosuure ja että vaikutetaan kallionporauslaitteen pyörityslaitteiston pyöritys-. 25 paineen asetusarvon ja oloarvon väliseen erosuureeseen mainitun huuhteluvä- liaineen tilavuusvirran asetus- ja oloarvon välisen erosuureen perusteella.

\ .·. Keksinnön mukaiselle kallionporauslaitteelle on tunnusomaista se, **Y että kallionporauslaitteeseen kuuluu edelleen välineet huuhteluväliaineen tila- * · « vuusvirran asetusarvon ja oloarvon välisen erosuureen määrittämiseksi ja ai- · *···1 30 nakin yksi ohjausyksikkö ohjaamaan kallionporauslaitteen toimintaa vaikutta malla kallionporauslaitteen pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetusarvon ja ·· • 1·· oloarvon väliseen erosuureeseen mainitun huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetus- ja oloarvon välisen erosuureen perusteella.

Kallionporauslaitteen, johon kuuluu syöttölaitteista työkalun syöttä- * · . 35 miseksi porattavassa reiässä, pyörityslaitteisto työkalun pyörittämiseksi porat tavassa reiässä ja välineet huuhteluväliaineen syöttämiseksi porattavaan rei- ·1« « » · • ♦ · · « ♦ · « ·· • · 3 118778 kään porauksen aikana syntyvän porasoijan poistamiseksi porattavasta reiästä ja jossa syöttölaitteiston syöttöpaineen asetusarvo asetetaan pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetusarvon ja oloarvon välisen erosuureen perusteella, toimintaa voidaan ohjata määrittämällä huuhteluväliaineen tilavuusvirran ase-5 tusarvon ja oloarvon välinen erosuure ja vaikuttamalla kallionporauslaitteen pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetusarvon ja oloarvon väliseen erosuu-reeseen mainitun huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetus- ja oloarvon välisen erosuureen perusteella.

Erään sovellutusmuodon mukaan erityisellä huuhteluväliaineen tila-10 vuusvirran asetus- ja oloarvon välisen erosuureen vahvistuskertoimella vaikutetaan siihen painoarvoon, millä mainittu huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetus- ja oloarvon välinen erosuure vaikuttaa pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetus- ja oloarvon väliseen erosuureeseen.

Erään sovellutusmuodon mukaan vähennetään pyörityslaitteiston 15 pyörityspaineen asetus- ja oloarvon erosuureesta huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetusarvon ja oloarvon välinen erosuure tai sitä vastaava tieto syöttö-laitteiston syöttöpaineen pienentämiseksi huuhteluväliaineen tilavuusvirran oloarvon laskiessa vastaavan asetusarvon alapuolelle.

Ohjaamalla kallionporauslaitteen toimintaa vaikuttamalla huuhtelu-20 väliaineen tilavuusvirran asetusarvon ja oloarvon välisen erosuureen perusteella pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetusarvon ja oloarvon väliseen erosuureeseen pystytään kallionporauslaitteen huuhtelukanavistoon syntymässä oleva tukos avaamaan ennen huuhtelukanaviston tukkeutumista kokonaan. Kun huuhtelukanaviston tukkeutumisen estämiseen pystytään vaikutta-25 maan aktiivisesti jo tukkeutumisen alkaessa kehittymään, on porauksessa : mahdollista saavuttaa aikaisempaa parempi tehokkuus pitkällä aikavälillä. Sa- ·1·1: maila varmistetaan huuhtelun toimivuus ja reiän parempi laatu sekä vähenne- • · : tään porauskalustoon kohdistuvia rasituksia. Huuhteluväliaineen tilavuusvirran !'V asetus- ja oloarvon välisen erosuureen vahvistuskertoimen avulla voidaan • · · 30 määrittää se painoarvo, millä huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetus- ja olo-"1 arvon välinen erosuure vaikuttaa pyörityslaitteiston pyörityspaineen asetus- ja oloarvon väliseen erosuureeseen kussakin poraustilanteessa.

• · • · ♦ • 1 1 1: Kuvioiden lyhyt selostus • •e

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa • · aa>; 35 piirustuksissa, joissa • · ·· · · • I 1 · • · · • ·1 • · 4 118778 kuvio 1 esittää kaavamaisesti sivusta katsottuna erästä kallionpo-rauslaitetta, kuvio 2 esittää kaavamaisesti periaatekuvana kallionporauslaitteen eri toimintojen järjestelyä ja 5 kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä järjestelyä kallionporauslaitteen toiminnan ohjaamiseksi.

Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.

10 Keksinnön eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti erään kallionporauslaitteen 1 rakenne. Kallionporauslaite 1 käsittää liikuteltavan alustan 2, johon on sovitettu puomi 3, jonka vapaaseen päähän on sovitettu syöttöpalkki 4. Syöttöpalkkiin 4 on edelleen sovitettu kallioporakone 5, jota voidaan liikuttaa syöttöpalkin 4 15 suhteen. Kallionporauslaitetta 1 ja siihen kytkettyjä laitteita käytetään alustalle 2 sovitetun moottorin 6 tuottaman tehon avulla, jolloin kallionporauslaite 1 on itsenäisesti liikkuva ja toimiva yksikkö. Moottori 6 on tyypillisesti polttomoottori, esimerkiksi dieselmoottori. Kuvion 1 mukaiseen kallionporauslaitteeseen 1 kuuluu edelleen moottorin 6 käyttämä kompressori 7, jonka avulla muodosteta 20 tua paineilmaa käytetään porareiän 8 huuhteluun porausjätteen eli porasoijan poistamiseksi porareiästä 8. Tällöin huuhteluväliaineena käytettävää paineilmaa syötetään huuhtelukanavistoa pitkin kompressorilta 7 kallioporakoneen 5 ja työkalun 10 läpi porareikään 8, jolloin kalliosta irrotettu porasoija työnnetään ·’·1· paineilman avulla ulos porareiästä 8. Huuhtelukanavisto käsittää kompressoril- . .·. 25 ta 7 porakoneelle 5 johtavan huuhtelulinjan 9 ja porakoneessa 5 poraniskan, porakangen ja porakruunun läpi kulkevat huuhtelukanavat, joita ei selvyyden • *: vuoksi ole esitetty kuviossa 1, mutta joiden perusrakenne ja -periaate ovat sel- "V viä alan ammattimiehelle. Porareiän 8 suulta porasoija imetään keruujärjestel- • 1 · * :·1 mään kuuluvia letkuja pitkin pölynerottimelle 11. Kallionporauslaitteen 1 ja kal- 30 lioporakoneen 5 perusrakenne- ja toiminta ovat alan ammattimiehelle sinänsä tunnettuja, joten niitä ei tässä yhteydessä käsitellä sen tarkemmin, j2·· Kun porattava kivi on kovaa, on huuhtelun tarve varsin alhainen.

Pehmeässä kivessä varsinkin suurella reikäkoolla porattaessa sitä vastoin huuhtelun tarve on suuri, koska kivestä irtoaa runsaasti porasoijaa, jolloin on l 35 olemassa vaara, että huuhtelukanavisto tukkeutuu. Tämä voi edelleen nopeas ti johtaa porauskaluston ja tyypillisesti erityisesti porakruunun huuhtelukana- *· I » · • 1 · • · · • · · 2 • · 5 118778 vien tukkeutumiseen. Kiven laadun ja reikäkoon lisäksi huuhtelun tarpeeseen vaikuttavat muun muassa poratangon ja porakruunun tyyppi ja porattavan reiän syvyys.

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty kaavamaisesti eräs ratkaisun toteuttava 5 suoritusmuoto. Kuvio 2 esittää kaavamaisesti yleisellä tasolla kallionporauslait-teen 1 eri toimintojen järjestelyä ilman iskulaitteistoa ja siihen liittyviä osia. Kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä momenttisäätöön perustuvaa ohjausjärjeste-lyä. Kuviossa 2 on esitetty kallionporauslaitteen 1 huuhtelulinjan 9 yhteyteen sovitettu virtausmittausjärjestely 12 huuhtelukanavistossa vihaavan huuhtelυιό väliaineen tilavuusvirran FLOW, käytännössä siis huuhteluväliaineen tilavuus-virran oloarvon FLOWmeas mittaamiseksi eli kuvion 1 esittämän kallionporauslaitteen 1 tapauksessa paineilman tilavuusvirran mittaamiseksi. Huuhtelulinjan 9 sijaan mainittu virtausmittausjärjestely 12 voidaan sijoittaa myös muuhun kohtaan huuhtelukanavistossa. Huuhteluväliaineen tilavuusvirran FLOW mit-15 tausjärjestely 12 voi käsittää esimerkiksi venturiputkeen perustuvan mittauslaitteen, joka mittaa venturiputken yli jäävää paine-eroa sinänsä tunnetulla tavalla. Virtausmittausjärjestely 12 voidaan kuitenkin toteuttaa hyvin monella eri tavalla siten, että pystytään jollakin tavalla mittaamaan huuhtelukanavistossa vihaavan huuhteluväliaineen tilavuusvirta FLOW tai siihen verrannollisia suureita. 20 Venturi-putken käytön sijaan huuhteluväliaineen virtausmäärän mittaukseen voidaan käyttää huuhtelukanaviston missä tahansa kahdessa eri pisteessä mitatun paineen välistä eroa. Täten huuhteluväliaineen virtausmäärä voidaan määrittää esimerkiksi suuntaventtiilin vastakkaisilla puolilla vaikuttavien paineiden välisen eron perusteella tai huuhtelukanaviston ääripäissä vaikuttavien v1: 25 paineiden välisen eron perusteella. Tyypillisesti huuhteluväliaineen tilavuusvir- : ran yksikkönä käytetään m3/min. Huuhteluväliaineen tilavuusvirtaa kuvaava ·1·1· tieto FLOWmeas siirretään kallionporauslaitteen 1 ohjausyksikköön 13. Kuvios- • · : .·. sa 2 on edelleen kaavamaisesti esitetty huuhtelukanavistoon sijoitettu pai- neensäätöventtiili 14, jota voidaan käyttää huuhteluväliaineen paineen säätä- • t 1 30 miseen, sekä suuntaventtiili 15 huuhtelun päälle-ja poiskytkemiseksi.

*·'2 Käytettäessä kallionporauslaitteen 1 kallioporakoneen 5 yhteydessä momenttisäätöporausta kallioporakoneen 5 pyörityslaitteiston 16 pyöritysmo- • [" mentti eli pyörityspaine p_ROT pyritään pitämään kallioporakoneen 5 syöttö- laitteiston 17 syöttövoiman eli syöttöpaineen p_FEED avulla asetusarvossaan 35 p_ROTset. Tällöin kallionporauslaitteeseen 1 kuuluu edelleen paineenmittaus-järjestely 18, esimerkiksi paineanturi, pyörityslaitteiston 16 pyörityspaineen • »·» • · 1 • » · · • · · • · · 2 • · 6 118778 p_ROT oloarvon p_ROTmeas määrittämiseksi. Kyseinen paineenmittausjärjes-tely 18 on kuviossa 2 sijoitettu pyörityspumpulta 19 tulevaan, paineväliainetta pyörityslaitteistolle 16 johtavaan pyörityslaitteiston 16 paineväliainekanavaan 20 pyörityslaitteiston 16 ja suuntaventtiiiin 21 väliin. Pyörityspaineen oloarvon 5 p_ROTMeas laskiessa pyörityslaitteiston 16 pyörityspaineen asetusarvon P_ROTset alapuolelle nostetaan syöttölaitteiston 17 syöttöpaineen asetusar-voa p_FEEDset ja päinvastoin.

Huuhteluväliaineen tilavuusvirran oloarvon FLOWmeas mittaus voidaan kytkeä momenttisäätöporauksen säätöön siten, että laskentaelimen 30 10 avulla määritettävä huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetusarvon FLOWset ja oloarvon FLOWmeas välinen erosuure AFLOW vaikuttaa pyörityspaineen asetusarvon p_ROT$et ja oloarvon p_ROTmeas väliseen erosuureeseen Ap_ROT. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi kuviossa 3 kaavamaisesti esitetyllä tavalla laskentaelimen 28 avulla siten, että huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetusar-15 von FLOWset ja oloarvon FLOWmeas välinen erosuure AF LOW tai mainitut suureet yksittäin vähennetään suoraan pyörityspaineen p_ROT asetusarvosta P_R0Tset- Mikäli pyörityspaineen asetusarvon p_ROTset ja oloarvon P_ROTmeas sekä huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetusarvon FLOWset ja oloarvon FLOWmeas yksiköt ovat sellaisia, että eivät ole suoraan vertailukelpoi-20 siä keskenään, muunnetaan mainitut suureet alan ammattimiehelle sinänsä selvällä tavalla siten, että niitä voidaan käsitellä yhdessä, jolloin voidaan käsitellä mainittuja suurelta vastaavia tietoja esimerkiksi vähentämällä niitä toisistaan. Vaihtoehtoisesti huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetusarvon FLOWset ja oloarvon FLOWmeas välinen erosuure AFLOW tai mainitut suureet yksittäin 25 voidaan luonnollisesti vähentää pyörityspaineen asetusarvon p_ROTset ja olo-. arvon p_ROTmeas välisestä erosuureesta Ap_ROT. Luonnollisesti on mahdol- :v, lista käyttää myös jotakin muuta alan ammattimiehelle sinänsä selvää vastaa- • · | lt van lopputuloksen tuottava laskentajärjestystä huuhteluväliaineen tilavuusvir-

ran asetusarvon FLOWset ja oloarvon FLOWmeas välisen erosuureen AFLOW

» · « *;1“1 30 tai mainittujen suureiden yksittäin vähentämiseksi joko suoraan tai välillisesti pyörityspaineen asetusarvosta p_ROTset ja siten vaikuttaa pyörityspaineen asetusarvon p_ROTSet ja oloarvon p_ROTmeas väliseen erosuureeseen ·1·· Ap_ROT. Pyörityspaineen p_R0T säädön erosuureen Ap_ROT saadessa ne- gatiivisen arvon pyörityslaitteiston 16 ohjaus- ja säätöyksikkö 26 antaa syöttö-35 laitteiston 17 ohjaus- ja säätöyksikölle 27 ohjauskäskyn CTRL syöttöpaineen p_FEED pienentämiseksi. Käytännössä siis pyörityslaitteiston 16 ohjaus- ja • · ··· ♦ · · • · · t · • » « · 7 118778 säätöyksikkö 26 tällöin pienentää syöttöpaineen p_FEED asetusarvoa P_FEEDSet. minkä seurauksena syöttölaitteiston 17 ohjaus-ja säätöyksikkö 27 pienentää syöttöpainetta p_FEED. Syöttöpainetta p_FEED voidaan pienentää esimerkiksi ohjaamalla syöttölaitteiston paineensäätöventtiilin 22 säätöarvoa.

5 Kuviossa 2 on edelleen selvyyden vuoksi esitetty kaavamaisesti syöttölaitteis-tolle 17 painevälianeitta syöttävät syöttöpumppu 23 ja syöttölaitteiston 17 pai-neväliainekanava 24 sekä syöttölaitteiston 17 suuntaventtiili 25.

Kuviossa 3 on siis sekä pyörityslaitteistolle 16 että syöttölaitteistol le 17 esitetty selvyyden vuoksi niitä vastaavat erilliset ohjaus- ja säätöyksiköt 26 10 ja 27, mutta kyseiset ohjaus- ja säätöyksiköt 26 ja 27 voivat luonnollisesti olla integroitu osa koko kallionporauslaitteen 1 ohjausyksikköä 13, kuten myös las-kentaelimet 28, ja 30 ja kuviossa 3 esitetty vahvistinelementti 29. Tällöin ohjausyksikkö 13 lähettää esimerkiksi kuviossa 2 kaavamaisesti esitetyllä tavalla syöttölaitteiston 17 paineensäätöventtiilille 22 ohjaussuureen CTRL syöttöpai-15 neen p_FEED pienentämiseksi.

Ratkaisun erään toisen sovellutusmuodon mukaan huuhteluväliai-neen tilavuusvirran asetusarvon FLOWSet ja oloarvon FLOWmeas välinen erosuure AFLOW voidaan johtaa erityisen vahvistinelementin 29 läpi, jossa määritetään vahvistus tai vahvistuskerroin K, jonka avulla voidaan muuttaa 20 huuhteluväliaineen tilavuusvirran FLOW asetus- ja oloarvon välisen erosuu-reen AF LOW vaikutusta pyörityslaitteiston 16 pyörityspaineen p_ROT asetus-ja oloarvon väliseen erosuureeseen Ap_ROT. Vahvistuskerroin K voi ainakin joltakin osin olla verrannollinen huuhteluväliaineen tilavuusvirran FLOW asetus- ja oloarvon väliseen erosuureeseen AFLOW, mutta vahvistuskertoimen K :T: 25 arvoon voivat myös vaikuttaa poraustilanteen muut ominaisuudet. Kerroin K

*voi saada eri arvot esimerkiksi aloitus-, täysteho- ja lopetusporauksen aikana. ···

Kertoimen K saadessa negatiivisen arvon huuhteluväliaineen asetus- ja oloar- : von välisen erosuureen AFLOW vaikutus pyörityslaitteiston 16 pyörityspaineen

p_ROT erosuureeseen Ap_ROT voidaan asettaa käänteiseksi. Täten kerroin K

V.',' 30 voi siis saada kaikkia mahdollisia positiivisia ja negatiivisia arvoja sisältäen ’**'1 myös arvon nolla. Kerroin K voidaan asettaa nollaksi sellaisissa tilanteissa, joissa huuhteluvirtauksen ei haluta vaikuttavan säätöön. Eräs tällainen tilanne : 1·1 voi olla esimerkiksi huuhteluvirtauksen karkaaminen rikkonaisessa kivessä, ··· mikä ilman esitetyn kaltaista poikkeustilanteen hallintaa voi johtaa esimerkiksi 35 tarpeettomaan syöttöpaineen kasvamiseen. Vahvistuskerrointa K voidaan tar-vittaessa myös käyttää muuntamaan huuhteluväliaineen tilavuusvirran ase- • · * tl» • 1 1 • « · · • 9 · • ·· • · a 118778 tusarvon FLOWset ja oloarvon FLOWmeas välisen erosuureen AFLOW yksikkö sellaiseksi, että se on vähennettävissä pyörityspaineen asetusarvosta P_ROTset.

Syöttöpaineen pienentyessä terä-kivi-kontakti porakruunun ja kiven 5 välillä laskee, mikä helpottaa huuhtelun toimivuutta ja auttaa näin avaamaan tukkeutumassa olevan huuhtelukanaviston. Koska huuhteluvirtauksen mittaus-tieto on kytketty aktiivisesti porauksen ohjaukseen, pystytään hyvin nopeasti reagoimaan huuhtelukanavistoon syntymässä olemaan tukokseen, ennen kuin sillä on suurempaa vaikutusta poraukseen. Samalla varmistetaan huuhtelun 10 jatkuva toimivuus sekä reiän hyvä laatu ja vähennetään porauskalustoon kohdistuvia rasituksia.

Kallionporauslaite 1 voi siis käsittää yhden tai useamman ohjausyksikön, jolloin yksi ohjausyksikkö voi ohjata koko kallionporauslaitteen toimintaa tai jolloin kutakin porauksen osa-aluetta varten voi olla oma ohjausyksikkönsä. 15 Ohjausyksikkö voi olla esimerkiksi mikroprosessorin ja/tai signaaliprosessorin ja mahdollisesti niiden ulkopuolista muistikapasiteettia käsittävä laite, joka suorittaa tarvittavat laskenta- ja vertailutoimenpiteet sisältämänsä ohjelmiston avulla. Ohjausyksikkö voi myös olla pelkästään erilaisia elektroniikkapiirejä käsittävä laite, jossa on tarvittavat elimet kahden tai useamman suureen väli-20 sen erotuksen muodostamiseksi esimerkiksi mainitun pyörityspaineen ase-tusarvon p_ROTset, pyörityspaineen todellisen hetkellisen arvon eli oloarvon P^ROTmeas ja huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetusarvon FLOWset ja todellisen hetkellisen arvon eli oloarvon FLOWmeas välisen erosuureen AFLOW perusteella määritetyn pyörityspaineen erosuureen Ap_ROT muodostamiseksi. :1·1: 25 Mainittu ohjausyksikkö voi siis sisältää mainitun laskentaelimen 28, kuten . .·. myös laskentaelimen 30 huuhteluväliaineen tilavuusvirran asetus- ja oloarvon •v, erosuureen AFLOW muodostamiseksi. Tämäntyyppisten ohjausyksiköiden ja - # · laitteiden yleinen rakenne ja toimintaperiaate on alan ammattimiehelle sinänsä J1V tunnettua.

• · 1 30 Kuvioissa ratkaisu on esitetty sellaisen kallionporauslaitteen yhtey- :···' dessä, jossa huuhteluväliaineena käytetään paineilmaa, joka tuotetaan komp ressorin 7 tai muun paineistetun ilman tuottamiseen soveltuvan laitteen avulla.

• 1·· Ratkaisua voidaan kuitenkin vastaavalla tavalla hyödyntää myös sellaisissa kallionporauslaitteissa, joissa huuhteluväliaineena käytetään painenestettä, 35 joka voi olla esimerkiksi vettä, veden ja ilman seosta tai veden ja jonkin kemi- . kaalin seosta. Käytettäessä huuhteluväliaineena painenestettä kompressori • · ·»· • · · • · · t · « · · • ·· • · 9 118778 korvataan pumpulla tai muulla vastaavalla laitteella, joka moottorin 6 suoraan tai välillisesti tuottaman tehon avulla syöttää huuhtelunestettä huuhtelukanavis-toa pitkin kallioporakoneelle 5 ja edelleen kallioporakoneen 5 työkalun 10 läpi porarelkään 8, jolloin kalliosta irrotettu porasoija työnnetään kyseisen huuhte-5 lunesteen avulla ulos porareiästä 8. Kallionporauslaitteeseen on tällöin luonnollisesti myös lisättävä erityinen säiliö tai liitäntä huuhtelunesteen toimittamiseksi kallionporauslaitteelle. Huuhteluväliaineena käytettävän ilman vaihtamisen nesteeksi aiheuttamat muutokset laitteistoon ovat sinänsä alan ammattimiehelle ilmeisiä.

10 Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voi daan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollis-15 tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

··· • · · * * · • · · * « * ·«* *· · * * * • m 9 9 • · 000 • · * ··· · m 9 9Φ 0 9 0 909 999 9 · • * 99 9 9 9 00 9 999 9 0 0 0 099 0 0 9 9 9 0 9 0 900 9 9 9 9 0 9 9 1 9 9 9 9 9 99 0 9

Claims (13)

1. Menetelmä kallionporauslaitteen (1) toiminnan ohjaamiseksi, johon kallionporauslaitteeseen (1) kuuluu syöttölaitteisto (17) työkalun (10) syöttämiseksi porattavassa reiässä (8), pyörityslaitteisto (16) työkalun (10) pyörit- 5 tämiseksi porattavassa reiässä (8) ja välineet huuhteluväliaineen syöttämiseksi porattavaan reikään (8) porauksen aikana syntyvän porasoijan poistamiseksi porattavasta reiästä (8) ja missä menetelmässä asetetaan syöttölaitteiston (17) syöttöpaineen (p_FEED) asetusarvo (p_FEEDset) pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) asetusarvon (p_ROTset) ja oloarvon (p_ROTmeas) välisen 10 erosuureen (Ap_ROT) perusteella, tunnettu siitä, että määritetään huuhteluväliaineen tilavuusvirran (FLOW) asetusarvon (FLOWset) ja oloarvon (FLOWmeas) välinen erosuure (AFLOW) ja että vaikutetaan kallionporauslaitteen (1) pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) asetusarvon (p_ROTSet) ja oloarvon (p_ROTmeas) väliseen erosuureeseen 15 (Ap_ROT) mainitun huuhteluväliaineen tilavuusvirran (FLOW) asetus- ja oloarvon välisen erosuureen (AFLOW) perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään vahvistuskerroin (K) ja kerrotaan huuhteluväliaineen tilavuus-virran (FLOW) asetus- ja oloarvon välinen erosuure (AFLOW) mainitulla vah- 20 vistuskertoimella (K) muuttamaan sitä vaikutusta, jolla huuhteluväliaineen tilavuusvirran (FLOW) asetus- ja oloarvon välinen erosuure (AFLOW) vaikuttaa pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) asetus- ja oloarvon väliseen erosuureeseen (Ap_ROT).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että vahvistuskerroin (K) on muuttuva-arvoinen vahvistuskerroin, joka voi saa- : da kaikkia mahdollisia positiivisia ja negatiivisia arvoja sisältäen arvon nolla. ·1·1·

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, : tunnettu siitä,että • · · 7M määritetään pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) oloar- 30 vo (p_ROTmeas), *"2 vähennetään pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p__ROT) ase- tusarvosta (p_ROTset) pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) oloar-: 3 vo (p_ROTmeas) ja huuhteluväliaineen tilavuusvirran (FLOW) asetusarvon (FLOWset) ja oloarvon (FLOWmeas) välinen erosuure (AFLOW) tai sitä vastaa-35 va tieto syöttölaitteiston syöttöpaineen (p_FEED) pienentämiseksi huuhteluvä- • · * ··» 9 · · *99 m · • · · 2 • 99 3 9 9 „ 118778 liaineen tilavuusvirran (FLOW) oloarvon (FLOWmeas) laskiessa asetusarvon (FLOWset) alapuolelle ja asetetaan syöttölaitteiston (17) syöttöpaineen (p_FEED) asetusarvo (P_FEEDset) mainitun pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen asetus- ja oloar-5 von erosuureen (Ap_ROT) perusteella.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pienennetään syöttölaitteiston (17) syöttöpainetta (p_FEED) vaikuttamalla syöttölaitteiston (16) paineensäätöventtiilin (22) säätöarvoon.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että huuhteluväliaine on paineilmaa tai painenestettä.

7. Kallionporauslaite (1), johon kuuluu syöttölaitteisto (17) työkalun (10) syöttämiseksi porattavassa reiässä (8), pyörityslaitteisto (16) työkalun (10) pyörittämiseksi porattavassa reiässä (8) ja välineet (7, 9) huuhteluväliaineen syöttämiseksi porattavaan reikään (8) porauksen aikana syntyvän porasoijan 15 poistamiseksi porattavasta reiästä (8) ja jossa kallionporauslaitteessa (1) syöttölaitteiston (16) syöttöpaineen (p_FEED) asetusarvo (pJFEEDset) on sovitettu asetettavaksi pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) asetusarvon (P_ROTset) ja oloarvon (p_ROTMeas) välisen erosuureen (Ap_ROT) perusteella, tunnettu siitä, että 20 kallionporauslaitteeseen (1) kuuluu edelleen välineet (30) huuhtelu- väliaineen tilavuusvirran (FLOW) asetusarvon (FLOWset) ja oloarvon (FLOWmeas) välisen erosuureen (AFLOW) määrittämiseksi ja ainakin yksi ohjausyksikkö (13) ohjaamaan kallionporauslaitteen (1) toimintaa vaikuttamalla kallion-porauslaitteen (1) pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) asetusarvon *·’/ 25 (p_ROTset) ja oloarvon (p_ROTmeas) väliseen erosuureeseen (Ap_ROT) mai- nitun huuhteluväliaineen tilavuusvirran (FLOW) asetus- ja oloarvon välisen ·· · : erosuureen (AFLOW) perusteella. j.:1:

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kallionporauslaite, tunnettu ; siitä, että kallionporauslaitteen (1) ohjausyksikköön (13) kuuluu edelleen vah- 30 vistinelementti (29), joka käsittää vahvistuksen tai vahvistuskertoimen (K), jolla ·«· vahvistinelementti (29) on sovitettu muuttamaan huuhteluväliaineen tilavuusvir- :·. ran (FLOW) asetus- ja oloarvon välisen erosuureen (AFLOW) vaikutusta pyöri- • ·· *·... tyslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) asetus- ja oloarvon väliseen *:2 erosuureeseen (Ap_ROT).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kallionporauslaite, tunnettu *:2: siitä, että vahvistinelementin (29) vahvistuskerroin (K) on muuttuva-arvoinen « «·· • · · • · · φ • · 1 * ·· 2 • · 12 1 1 8778 vahvistuskerroin, joka on sovitettavissa saamaan kaikkia mahdollisia positiivisia ja negatiivisia arvoja sisältäen arvon nolla.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7 - 9 mukainen kallionporauslaite, tunnettu siitä, että kailionporauslaitteeseen (1) kuuluu välineet (18) pyöri- 5 tyslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) oloarvon (p_ROTMeas) määrittämiseksi ja että kallionporauslaitteen (1) ohjausyksikkö (13) on sovitettu vähentämään pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) ase-tusarvosta (p_ROTSet) pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen (p_ROT) oloar-vo (p_ROTmeas) ja huuhteluväliaineen tilavuusvirran (FLOW) asetusarvon 10 (FLOWset) ja oloarvon (FLOWmeas) välinen erosuure (AFLOW) tai sitä vastaava tieto syöttölaitteiston syöttöpaineen (p__FEED) pienentämiseksi huuhteluväliaineen tilavuusvirran (FLOW) oloarvon (FLOWmeas) laskiessa asetusarvon (FLOWset) alapuolelle ja asettamaan syöttölaitteiston (17) syöttöpaineen (p_FEED) ase-15 tusarvo (p_FEEDSet) mainitun pyörityslaitteiston (16) pyörityspaineen asetus-ja oloarvon erosuureen (Ap_ROT) perusteella.

10 1 1 8778

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen kallionporauslaite, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (13) on sovitettu pienentämään syöttö-laitteiston (17) syöttöpainetta (p_FEED) pyörityslaitteiston (16) säädön erosuu- 20 reen (Ap_ROT) saadessa negatiivisia arvoja.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen kallionporauslaite, tunnettu siitä, että syöttölaitteiston (17) syöttöpaine (p_FEED) on sovitettu pienennettäväksi vaikuttamalla syöttölaitteiston (17) paineensäätöventtiilin asetusar-voon. ··« v : 25

13. Jonkin patenttivaatimuksen 7-12 mukainen kallionporauslaite, tunnettu siitä, että huuhteluväliaine on paineilmaa tai painenestettä. *· · • · · m 1 • · • · • · · • ® 1 ·2 · • 1 1 • · · *·· • · · • · • · • · · ♦ · • · • ·· ··· • · ··1 • · • · *·« • · ♦ * · · · • 1 · • ·· 2 • · 118778