JP3218331B2 - 岩石穿孔堀削方法 - Google Patents
岩石穿孔堀削方法Info
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
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- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は岩石堀削工程の制御方法で、堀削機の衝撃力
と送り力を調節して堀削工程を最適し、ドリルの回転力
が所定の限界値を上廻らないようにしたものに関する。
と送り力を調節して堀削工程を最適し、ドリルの回転力
が所定の限界値を上廻らないようにしたものに関する。
背景技術 岩石堀削は堀削者がその実際経験に基づいて装置の動
作を制御するような制御装置に基ずいているのが普通で
ある。そのような場合、堀削者は想定条件に基ずいて一
定の基本値を設定し、可能な偏差を観察しそれに応じて
運転を制御する時間を有しないのが普通である。特に、
幾つかのブームを備える堀削装置の場合、堀削者はそれ
らの全てを十分に効率的かつ連続的に観察してそれを最
適に制御することができない。この結果、装置が傷むと
共に堀削も一部不十分となる。
作を制御するような制御装置に基ずいているのが普通で
ある。そのような場合、堀削者は想定条件に基ずいて一
定の基本値を設定し、可能な偏差を観察しそれに応じて
運転を制御する時間を有しないのが普通である。特に、
幾つかのブームを備える堀削装置の場合、堀削者はそれ
らの全てを十分に効率的かつ連続的に観察してそれを最
適に制御することができない。この結果、装置が傷むと
共に堀削も一部不十分となる。
堀削の自動制御に基ずく装置では、フィードバックと
制御は制御、回転、送りのような一つの作業パラメータ
ーがもう一つのパラメータに基ずいて制御され回転に要
する力が大きくなるとき、例えば送りが遅らされたり衝
撃が大きくなったりするように油圧作動手段を使用する
ことによって実行される。これらの解決手段の場合、条
件に応じて調節パラメータをより正確に設定することが
できずに調節は互いに一定の作業パラメータを単に比例
することに基づいて行われる。
制御は制御、回転、送りのような一つの作業パラメータ
ーがもう一つのパラメータに基ずいて制御され回転に要
する力が大きくなるとき、例えば送りが遅らされたり衝
撃が大きくなったりするように油圧作動手段を使用する
ことによって実行される。これらの解決手段の場合、条
件に応じて調節パラメータをより正確に設定することが
できずに調節は互いに一定の作業パラメータを単に比例
することに基づいて行われる。
米国特許4,793,421号は堀削を最適化することを狙っ
たプログラム自動制御装置に開示している。本装置は２
群のパラメータを活用している。そのうちの一つは検出
手段により最大回転速度を制御するために使用され、他
方は送りモータに対する最大パワーの供給を制御するた
めに使用される。米国特許では回転と送りの双方の最大
値は何れかの方法で実現され、堀削条件は限界値がリセ
ットされることを要求する。米国特許の装置は、回転堀
削のみを調節するものであるから岩石の堀削は直接適用
できるものではない。更に、同装置は単に回転パワーや
送りパワーを最大化することを狙ったものであり、それ
と異なる堀削段階は別個に調節されない。
たプログラム自動制御装置に開示している。本装置は２
群のパラメータを活用している。そのうちの一つは検出
手段により最大回転速度を制御するために使用され、他
方は送りモータに対する最大パワーの供給を制御するた
めに使用される。米国特許では回転と送りの双方の最大
値は何れかの方法で実現され、堀削条件は限界値がリセ
ットされることを要求する。米国特許の装置は、回転堀
削のみを調節するものであるから岩石の堀削は直接適用
できるものではない。更に、同装置は単に回転パワーや
送りパワーを最大化することを狙ったものであり、それ
と異なる堀削段階は別個に調節されない。
米国特許4,354,233号はコンピュータが予め設定され
た貫通値を実際の貫通値と比較するようにした解決を開
示している。本方法の場合、トルクと振動速度と共に回
転速度と軸荷重が調節される。異なる堀削段階における
調節値の変化は何ら考慮されることはない。
た貫通値を実際の貫通値と比較するようにした解決を開
示している。本方法の場合、トルクと振動速度と共に回
転速度と軸荷重が調節される。異なる堀削段階における
調節値の変化は何ら考慮されることはない。
米国特許4,165,789号は、最適化が堀削機の回転の調
節と回転抵抗の調節にもとずいて行われる方法について
開示している。上記方法は一方のパラメータを他方のパ
ラメータを調節することによって一定に保つことを狙っ
ている。上記解決手段はすこぶる簡単であり、堀削工程
全体を最適化することは不可能である。更に、同手段は
異なる堀削段階で必要とされる異なる調節とパラメータ
の変化を全く考慮に入れていない。
節と回転抵抗の調節にもとずいて行われる方法について
開示している。上記方法は一方のパラメータを他方のパ
ラメータを調節することによって一定に保つことを狙っ
ている。上記解決手段はすこぶる簡単であり、堀削工程
全体を最適化することは不可能である。更に、同手段は
異なる堀削段階で必要とされる異なる調節とパラメータ
の変化を全く考慮に入れていない。
米国特許5,581,830号は堀削ロッドのトルク、調節パ
ラメータとして使用される送り力を測定する方法につい
て教示している。送り力、即ち、送り速度は、調節が予
め設定された値を上廻る時に低下する。この米国特許は
単に堀削ロッドのトルク歪みを一定の限界値以下に維持
することを狙ったもので、異なる堀削段階により必要と
されるような設定値を変更することによって堀削する工
程について教示するどころか、そのことを目的としても
いない。上記特許文献の装置の共通の欠陥は、それらが
堀削工程の一部のみしか調節せず、それらのパラメータ
の変更がたとい不可能でなくとも困難な点にある。
ラメータとして使用される送り力を測定する方法につい
て教示している。送り力、即ち、送り速度は、調節が予
め設定された値を上廻る時に低下する。この米国特許は
単に堀削ロッドのトルク歪みを一定の限界値以下に維持
することを狙ったもので、異なる堀削段階により必要と
されるような設定値を変更することによって堀削する工
程について教示するどころか、そのことを目的としても
いない。上記特許文献の装置の共通の欠陥は、それらが
堀削工程の一部のみしか調節せず、それらのパラメータ
の変更がたとい不可能でなくとも困難な点にある。
従来装置のもう一つの欠陥は、堀削パラメータが幾つ
かの点で不適当であるため、それらが不経済的な堀削を
もたらすことになることが多いという点である。油圧制
御に基ずく装置は堀削中に発生する突然の変化にやや緩
慢に反応する結果、装置が傷むと共に不効率で非経済的
な堀削が非常に頻繁に発生することになる。更に、もっ
ぱら油圧にもとずいた装置の微調整と変形は困難で、実
際には、それらに対して堀削条件を正確にモニターさ
せ、従って経済的かつ技術的に効率的にモニターさせる
ことは不可能である。
かの点で不適当であるため、それらが不経済的な堀削を
もたらすことになることが多いという点である。油圧制
御に基ずく装置は堀削中に発生する突然の変化にやや緩
慢に反応する結果、装置が傷むと共に不効率で非経済的
な堀削が非常に頻繁に発生することになる。更に、もっ
ぱら油圧にもとずいた装置の微調整と変形は困難で、実
際には、それらに対して堀削条件を正確にモニターさ
せ、従って経済的かつ技術的に効率的にモニターさせる
ことは不可能である。
発明の開示 本発明の目的は、上記周知の解決手段の欠陥が回避さ
れ、堀削工程が効率的で常に堀削条件を考慮に入れるよ
うな形で堀削を実行する方法を提供することである。本
発明による方法の特徴は、順次１度に１回堀削段階を実
行することにより堀削を数段階において自動的に制御す
る点、また、衝撃力と送り力に影響を及ぼす調節パラメ
ータがそれぞれの堀削段階で設定されることによって衝
撃力と送り力が問題の堀削段階について最適となるよう
にされている点にある。
れ、堀削工程が効率的で常に堀削条件を考慮に入れるよ
うな形で堀削を実行する方法を提供することである。本
発明による方法の特徴は、順次１度に１回堀削段階を実
行することにより堀削を数段階において自動的に制御す
る点、また、衝撃力と送り力に影響を及ぼす調節パラメ
ータがそれぞれの堀削段階で設定されることによって衝
撃力と送り力が問題の堀削段階について最適となるよう
にされている点にある。
本発明の基本的思想は、それぞれの堀削段階が出来る
だけ良好かつ効率的に実行される具合にそれぞれの特殊
堀削段階により必要とされるパラメータによりその異な
る段階で制御される点である。本発明の利点は、堀削が
できるだけ経済的である一方、堀削装置に対する不要な
歪みが何れも回避され、装置損傷が従来技術と比較して
相当減少されることである。
だけ良好かつ効率的に実行される具合にそれぞれの特殊
堀削段階により必要とされるパラメータによりその異な
る段階で制御される点である。本発明の利点は、堀削が
できるだけ経済的である一方、堀削装置に対する不要な
歪みが何れも回避され、装置損傷が従来技術と比較して
相当減少されることである。
以下、本発明を添附図面について詳説する。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の方法の調節原理を略示したもので
ある。
ある。
図２は本発明の方法を適用した時の堀削力と送り力間
の比を略示したものである。
の比を略示したものである。
図３は、堀削ビットと岩石間の接触の調節原理を略示
したものである。
したものである。
図４は、図３の調節装置の動作範囲を略示したもので
ある。
ある。
発明を実施するための最良の形態 図１は、本発明の方法の調節ダイヤグラムを略示した
ものである。調節１は、支配的な条件と状態に基ずいた
動作上の代替手段より成る。その一次部分は順次的な堀
削調節２、堀削パラメータのレベル調節、および例外的
状態の処理４である。通常の順次堀削は、始動堀削2a、
始動堀削から正常堀削への移行が行われるランプ段階2
b、および堀削の終了2dの４段階より成る。更に、原則
上、第４の段階、即ち、装置が堀削の準備態勢にある停
止段階が存在する。例外的状態の処理は喰込み4a、ドリ
ルビットの破砕4b、突進4c、および不十分な貫通4d、お
よびそれらの処理の如き種々の可能な例外的状態から成
る。
ものである。調節１は、支配的な条件と状態に基ずいた
動作上の代替手段より成る。その一次部分は順次的な堀
削調節２、堀削パラメータのレベル調節、および例外的
状態の処理４である。通常の順次堀削は、始動堀削2a、
始動堀削から正常堀削への移行が行われるランプ段階2
b、および堀削の終了2dの４段階より成る。更に、原則
上、第４の段階、即ち、装置が堀削の準備態勢にある停
止段階が存在する。例外的状態の処理は喰込み4a、ドリ
ルビットの破砕4b、突進4c、および不十分な貫通4d、お
よびそれらの処理の如き種々の可能な例外的状態から成
る。
始動堀削2aにおいて、始動パラメータが適用される間
の時間や堀削深度と共に衝撃力と送り速度レベルが予め
設定される。その後、始動堀削から正規堀削への移行
は、ランプを介して行われることによって、衝撃と送り
の制御は上昇が実質上線形になるように上昇ランプを介
して設定されたパワーレベル方向に大きくなる。この移
行又はランプ段階2bにおいて予め設定されるパラメータ
は、衝撃と送り間の比、即ち、衝撃力と送り力間の比で
ある。ランプ2b後、正規堀削2cが進行し、ビットと岩石
間の接触の調節が運転に対して加えられ、送りレベルは
堀削ロードの回転モータの回転圧が予め設定された値に
とどまるように調節される。上記正規堀削は、更に、リ
ミッタを備える調節器を備える。上記調節器により、た
とい回転圧があれこれの理由から例外的に高くても、例
えば、何らかの理由で斜め方向に堀削したり圧油が堀削
工程の開始時に依然冷たくとも堀削力の設定レベルに対
して十分となる。回転圧が十分に増加した時、調節器は
受動的となり、いわゆる亀裂自動調節が導入されて堀削
工程が正規に調節される。亀裂自動調節はそれ自体公知
で、種々の形で実現することができるから、本文では詳
説しない。孔の完成後、復帰段階2dが続き、その間にド
リルは高速の運動により後退し、ドリルビットがその完
全に後退した位置から所定距離のところにあると、ドリ
ルの運動は遅らせられ、最終的にそれはドリルがその完
全に後退した位置に達した時に停止する。
の時間や堀削深度と共に衝撃力と送り速度レベルが予め
設定される。その後、始動堀削から正規堀削への移行
は、ランプを介して行われることによって、衝撃と送り
の制御は上昇が実質上線形になるように上昇ランプを介
して設定されたパワーレベル方向に大きくなる。この移
行又はランプ段階2bにおいて予め設定されるパラメータ
は、衝撃と送り間の比、即ち、衝撃力と送り力間の比で
ある。ランプ2b後、正規堀削2cが進行し、ビットと岩石
間の接触の調節が運転に対して加えられ、送りレベルは
堀削ロードの回転モータの回転圧が予め設定された値に
とどまるように調節される。上記正規堀削は、更に、リ
ミッタを備える調節器を備える。上記調節器により、た
とい回転圧があれこれの理由から例外的に高くても、例
えば、何らかの理由で斜め方向に堀削したり圧油が堀削
工程の開始時に依然冷たくとも堀削力の設定レベルに対
して十分となる。回転圧が十分に増加した時、調節器は
受動的となり、いわゆる亀裂自動調節が導入されて堀削
工程が正規に調節される。亀裂自動調節はそれ自体公知
で、種々の形で実現することができるから、本文では詳
説しない。孔の完成後、復帰段階2dが続き、その間にド
リルは高速の運動により後退し、ドリルビットがその完
全に後退した位置から所定距離のところにあると、ドリ
ルの運動は遅らせられ、最終的にそれはドリルがその完
全に後退した位置に達した時に停止する。
堀削工程の制御において、上記亀裂状況、フラッシン
グおよび貫通が何でもモニターされる。
グおよび貫通が何でもモニターされる。
亀裂自動作用は回転圧に応じて作用する。回転圧はモ
ニターされる。回転圧が所定の上限に達すると、ドリル
は高速運動により即時に後退する。その後、堀削は、回
転圧が所定の下限以下に低下した後所定距離だけ低下し
たパワーで継続される。ランプ段階2bを介して堀削力の
所定レベルへ逆戻りすることはこの低下力による所定堀
削後まで行われない。
ニターされる。回転圧が所定の上限に達すると、ドリル
は高速運動により即時に後退する。その後、堀削は、回
転圧が所定の下限以下に低下した後所定距離だけ低下し
たパワーで継続される。ランプ段階2bを介して堀削力の
所定レベルへ逆戻りすることはこの低下力による所定堀
削後まで行われない。
フラッシングはフラッシュ水の流れを流量でモニター
することによって監視する。もしフラッシングが何らか
の理由で中断され所定時間の間動作しないと、ドリル
は、例えば、同時衝撃によりフラッシングが再び行われ
るか、ドリルがその後退位置に達するまで後退する。も
しフラッシングがドリルがその後退位置にくる前に開始
される場合には、堀削は再び所定距離だけ低下したパワ
ーで継続され、その後、低下したパワーからランプ段階
2bを介する設定パワーレベルへの移行が行われる。
することによって監視する。もしフラッシングが何らか
の理由で中断され所定時間の間動作しないと、ドリル
は、例えば、同時衝撃によりフラッシングが再び行われ
るか、ドリルがその後退位置に達するまで後退する。も
しフラッシングがドリルがその後退位置にくる前に開始
される場合には、堀削は再び所定距離だけ低下したパワ
ーで継続され、その後、低下したパワーからランプ段階
2bを介する設定パワーレベルへの移行が行われる。
貫通は、貫通速度の下限値を設定することにより監視
される。上記下限値により、もしドリルが堀削中に十分
高速に岩石を貫通しない場合に堀削作業を防止すること
ができる。このことは例えばドリルビットが破砕したり
装置の他の部分が傷んだ時に発生する可能性がある。こ
の場合、設定されるパラメータは時間である。もしこの
所定時間中における貫通速度が本貫通限界値よりも小さ
い場合には、監視作業が開始され、堀削作業が停止され
る。それに応じて、貫通速度の上限がモニターされ、貫
通速度が高すぎる時、即ち、堀削装置が上部方向に突進
する時、堀削を防止することができる。そのような突進
をモニターすることによってビットが岩石からの接触を
断たれた時、衝撃動作が防止され、装置に対する損傷が
防止される。この場合の設定さるべきパラメータは貫通
速度が所定限界値を上廻り監視動作を活性化する時の時
間である。
される。上記下限値により、もしドリルが堀削中に十分
高速に岩石を貫通しない場合に堀削作業を防止すること
ができる。このことは例えばドリルビットが破砕したり
装置の他の部分が傷んだ時に発生する可能性がある。こ
の場合、設定されるパラメータは時間である。もしこの
所定時間中における貫通速度が本貫通限界値よりも小さ
い場合には、監視作業が開始され、堀削作業が停止され
る。それに応じて、貫通速度の上限がモニターされ、貫
通速度が高すぎる時、即ち、堀削装置が上部方向に突進
する時、堀削を防止することができる。そのような突進
をモニターすることによってビットが岩石からの接触を
断たれた時、衝撃動作が防止され、装置に対する損傷が
防止される。この場合の設定さるべきパラメータは貫通
速度が所定限界値を上廻り監視動作を活性化する時の時
間である。
図２は、堀削調節用のブロック線図の略示である。同
線図において、参照番号20は、堀削力の調節を示し、そ
の場合、堀削力の設定値21は０〜100％の間に設定され
た後、傾斜22が設定され、その傾斜22により堀削力の上
昇角k0が調節される。即ち、堀削力の値がランプ段階で
増大する時の速度が調節される。堀削力のこの実際値
は、更に、衝撃力の初期値31、即ち、衝撃力の最小値a
1、従ってその上昇角k1を調節するための衝撃力の傾斜3
2が設定されるように衝撃力調節30に付与される。この
調節ブロックにより制御される調節手段は衝撃力の調節
値Ppにより影響を受ける。それに応じて、この堀削力の
実際値は調節ブロック40に影響を及ぼし、同ブロック40
は送り調節用の最小送り力を設定する。調節ブロック30
におけると同様に最小値41が設定され、同値にとって送
り力の最小値a2が調節され、それに応じて、送り力の上
昇角度k2が調節される。これらの値から一定の設定値Fm
が得られる。同値Fmは送り力の最小値を示す。これは送
り力の調節器50に付与される。それに応じて、回転圧の
設定値61と回転圧の実際値62が調節差指示器60へ付与さ
れ送りモータを調節する。上記送りはこれらの値の間の
差63に基ずいて調節ブロック70で調節される。調節ブロ
ック70は圧力の上下限動作値を設定し、回転圧を動作に
適当な範囲内に維持する。そのことによって動作上いわ
ゆる送り制御の飽和が回避される。上記規定範囲内では
送りは取得された設定送り値fsをコンパレータ50へ付与
することにより調節される。コンパレータ50は値fminと
fsから大きい方を選択した後、それにより送りレベルfc
を調節する。図２の場合、堀削力の値は同時に送り値に
対して前進的な影響を及ぼす。即ち、接続はフィードフ
ォワード形で、送り値は堀削力の値を同一方向に変化す
る。即ち、フィードフォワードはパワー調節ブロック21
からブロック20を介してブロック40へと行われ、更に調
節された送り値fcに至るブロック50へと行われる。それ
に応じて、回転圧の測定とそれにより実行される制御と
はフィードバックループを確立し、同フィードバックは
回転圧の設定値61と実際の測定値62間の差により生成さ
れる差信号63から構成される。この信号は調節器70を介
してそれ自身とは逆方向に送り値fcを調節する。
線図において、参照番号20は、堀削力の調節を示し、そ
の場合、堀削力の設定値21は０〜100％の間に設定され
た後、傾斜22が設定され、その傾斜22により堀削力の上
昇角k0が調節される。即ち、堀削力の値がランプ段階で
増大する時の速度が調節される。堀削力のこの実際値
は、更に、衝撃力の初期値31、即ち、衝撃力の最小値a
1、従ってその上昇角k1を調節するための衝撃力の傾斜3
2が設定されるように衝撃力調節30に付与される。この
調節ブロックにより制御される調節手段は衝撃力の調節
値Ppにより影響を受ける。それに応じて、この堀削力の
実際値は調節ブロック40に影響を及ぼし、同ブロック40
は送り調節用の最小送り力を設定する。調節ブロック30
におけると同様に最小値41が設定され、同値にとって送
り力の最小値a2が調節され、それに応じて、送り力の上
昇角度k2が調節される。これらの値から一定の設定値Fm
が得られる。同値Fmは送り力の最小値を示す。これは送
り力の調節器50に付与される。それに応じて、回転圧の
設定値61と回転圧の実際値62が調節差指示器60へ付与さ
れ送りモータを調節する。上記送りはこれらの値の間の
差63に基ずいて調節ブロック70で調節される。調節ブロ
ック70は圧力の上下限動作値を設定し、回転圧を動作に
適当な範囲内に維持する。そのことによって動作上いわ
ゆる送り制御の飽和が回避される。上記規定範囲内では
送りは取得された設定送り値fsをコンパレータ50へ付与
することにより調節される。コンパレータ50は値fminと
fsから大きい方を選択した後、それにより送りレベルfc
を調節する。図２の場合、堀削力の値は同時に送り値に
対して前進的な影響を及ぼす。即ち、接続はフィードフ
ォワード形で、送り値は堀削力の値を同一方向に変化す
る。即ち、フィードフォワードはパワー調節ブロック21
からブロック20を介してブロック40へと行われ、更に調
節された送り値fcに至るブロック50へと行われる。それ
に応じて、回転圧の測定とそれにより実行される制御と
はフィードバックループを確立し、同フィードバックは
回転圧の設定値61と実際の測定値62間の差により生成さ
れる差信号63から構成される。この信号は調節器70を介
してそれ自身とは逆方向に送り値fcを調節する。
図31はビットと岩石間の接触の調節原理を概説する。
コンパレータ60は回転圧の設定値61と実際測定値62間の
差63を付与し、調節器70を調節して送りを制御する。調
節された送り値は電気油圧系統80へ付与され、そこから
回転圧は測定装置81により測定され、信号θ２として差
表示器60へ付与される。電気油圧系統80自体は作動手段
90を活用して岩石100中に穿孔する。本図において最小
送り力の調節と共に衝撃力と堀削力の調節は動作原理の
理解を容易にするために省略してある。図３に示す構成
において、動作回転圧に一定の設定値を与えることにも
とずいており、圧力は実際の回転圧を測定し圧力差によ
り送りを調節することによりこの値に維持するように試
みられている。そのため、ドリルビット（図示せず）
は、実質上一定の力で穿孔される面に対して加圧され、
堀削技術からはできるだけ効率的に動作する。このよう
にすることにより、送り機構の摩擦とそれに影響を及ぼ
し堀削結果を損う他の要因は補償することができる。も
し送りが弱すぎれば、ドリルは岩石との接触を緩和する
傾向を有し、その結果、回転圧が降下し、圧力差63が増
加する。従って、送りは圧力差が実質上０となるまで大
きくなる。それに応じて、もし送りの値が高すぎれば、
回転圧が増大し、コンパレータ60により指示される圧力
差は負となり、圧力が実質上その設定値となるまで送り
を遅らせる。
コンパレータ60は回転圧の設定値61と実際測定値62間の
差63を付与し、調節器70を調節して送りを制御する。調
節された送り値は電気油圧系統80へ付与され、そこから
回転圧は測定装置81により測定され、信号θ２として差
表示器60へ付与される。電気油圧系統80自体は作動手段
90を活用して岩石100中に穿孔する。本図において最小
送り力の調節と共に衝撃力と堀削力の調節は動作原理の
理解を容易にするために省略してある。図３に示す構成
において、動作回転圧に一定の設定値を与えることにも
とずいており、圧力は実際の回転圧を測定し圧力差によ
り送りを調節することによりこの値に維持するように試
みられている。そのため、ドリルビット（図示せず）
は、実質上一定の力で穿孔される面に対して加圧され、
堀削技術からはできるだけ効率的に動作する。このよう
にすることにより、送り機構の摩擦とそれに影響を及ぼ
し堀削結果を損う他の要因は補償することができる。も
し送りが弱すぎれば、ドリルは岩石との接触を緩和する
傾向を有し、その結果、回転圧が降下し、圧力差63が増
加する。従って、送りは圧力差が実質上０となるまで大
きくなる。それに応じて、もし送りの値が高すぎれば、
回転圧が増大し、コンパレータ60により指示される圧力
差は負となり、圧力が実質上その設定値となるまで送り
を遅らせる。
図４は、図３に示す調節器の動作範囲を略示する。同
図において、水平軸Pdは設定堀削力を示し、堀削力に応
じて上昇する最小送り力a2と傾斜k2もまたその中に提示
される。これにより形成された線fminの下部には送り制
御の禁止領域が交叉罫線領域Ｒにより指示される。即
ち、送り力は常に線fmin上部、もしくは少なくともそれ
に等しくなければならない。曲線fcは、送り力の調節を
堀削力とその他の条件の関数として示す特殊調節曲線を
示す。
図において、水平軸Pdは設定堀削力を示し、堀削力に応
じて上昇する最小送り力a2と傾斜k2もまたその中に提示
される。これにより形成された線fminの下部には送り制
御の禁止領域が交叉罫線領域Ｒにより指示される。即
ち、送り力は常に線fmin上部、もしくは少なくともそれ
に等しくなければならない。曲線fcは、送り力の調節を
堀削力とその他の条件の関数として示す特殊調節曲線を
示す。
以上、本発明を一例として図面によって説明したが、
本例に限定する趣旨ではない。
本例に限定する趣旨ではない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21B 44/00
Claims (4)
- 【請求項１】掘削機の衝撃力（Pp）と送り力（fc）が、
ドリルの回転力が予め設定された限界値以上のものとは
ならないように掘削工程を最適化するために調整され、
掘削が掘削段階を１度に一回順次実行することによって
自動的に数段階に分けて制御される岩石掘削制御方法に
おいて、掘削工程が制御上、少なくとも三つの継起的な
掘削段階（2a〜2c）に分割され、第１の掘削段階（2a）
が始動掘削（2a）で、第２の掘削段階（2b）が始動掘削
（2a）から正規掘削（2c）へ至る移動段階（2b）で、第
３の掘削段階（2c）が正規掘削（2c）であって、衝撃力
（Pp）と送り力（fc）に影響を及ぼす調節パラメータが
それぞれの掘削段階において設定されることによって、
衝撃力（Pp）と送り力（fc）がそれぞれの掘削段階につ
いて最適となるようにした前記方法。 - 【請求項２】衝撃力（Pp）、送り力（fc）および掘削時
間又は掘削深度が始動掘削（2a）でパラメータとして使
用され、衝撃力（Pp）と送り力（fc）が掘削を始動する
上で適当な値に設定され、穿孔が所定時間又は所定掘削
深度にわたって穿孔することによって開始される請求の
範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】始動掘削（2a）から正規掘削（2c）へ至る
移行段階が、衝撃力と送り力を正規掘削の設定値が達成
されるまで略均一に上昇する形で増大させることによっ
て実行され、移行段階（2b）中の調節パラメータが衝撃
力（Pp）と送り力（fc）間の比である請求の範囲第２項
記載の方法。 - 【請求項４】送り力（fc）が正規掘削で調節されること
により回転力（G2）が所定値（G0）に略等しい状態にと
どまるようにした請求の範囲第３項記載の方法。
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| JP (1) | JP3218331B2 (ja) |
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| FI (1) | FI90276C (ja) |
| NO (1) | NO306128B1 (ja) |
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| US3613805A (en) * | 1969-09-03 | 1971-10-19 | Bucyrus Erie Co | Automatic control for rotary drill |
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| US4165789A (en) * | 1978-06-29 | 1979-08-28 | United States Steel Corporation | Drilling optimization searching and control apparatus |
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| FR2667110A1 (fr) * | 1990-09-20 | 1992-03-27 | Secoma Sa | Dispositif de controle de l'effort de poussee pour glissiere de foration telescopique. |
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- 1991-01-03 FI FI910039A patent/FI90276C/fi active
-
1992
- 1992-01-02 AU AU11533/92A patent/AU658168B2/en not_active Expired
- 1992-01-02 EP EP92901351A patent/EP0564504B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-02 JP JP50142792A patent/JP3218331B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-02 CA CA002099248A patent/CA2099248C/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-02 WO PCT/FI1992/000002 patent/WO1992012329A1/en active IP Right Grant
- 1992-01-02 US US08/081,316 patent/US5348106A/en not_active Expired - Lifetime
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1993
- 1993-06-30 NO NO932393A patent/NO306128B1/no not_active IP Right Cessation
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| EP0564504B1 (en) | 1996-08-28 |
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