JPS6311792A - 負荷重量自動制御方法 - Google Patents
負荷重量自動制御方法Info
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- JPS6311792A JPS6311792A JP15153386A JP15153386A JPS6311792A JP S6311792 A JPS6311792 A JP S6311792A JP 15153386 A JP15153386 A JP 15153386A JP 15153386 A JP15153386 A JP 15153386A JP S6311792 A JPS6311792 A JP S6311792A
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- Japan
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- drill pipe
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Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 23
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 18
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 6
- 238000004260 weight control Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、坑井掘削方法に係り、特に掘削深さに応じて
負荷重量を自助1bll nllできる負荷重量自動制
御方法に関するものである。
負荷重量を自助1bll nllできる負荷重量自動制
御方法に関するものである。
[従来の技術]
海上石油開削リグ、海上鉱物資源3削りグ及石油掘削リ
グなと坑井の掘削においては、ドリルパイプ先端の掘削
用ビットで地中を掘削しながら坑井を掘削するが、地盤
が軟弱な場合、掘削用ビットを回転せず、そのままドリ
ルパイプの自重を利用してドリルパイプを挿入している
。この場合ドリルパイプは、ワイヤにより支持され、こ
のワイヤの繰り出し速度を制御することでビットの降下
速度が1IiIIIOされるようになっている。
グなと坑井の掘削においては、ドリルパイプ先端の掘削
用ビットで地中を掘削しながら坑井を掘削するが、地盤
が軟弱な場合、掘削用ビットを回転せず、そのままドリ
ルパイプの自重を利用してドリルパイプを挿入している
。この場合ドリルパイプは、ワイヤにより支持され、こ
のワイヤの繰り出し速度を制御することでビットの降下
速度が1IiIIIOされるようになっている。
この坑井の掘削において、地中内の層は掘削方向で一様
でなく、またドリルパイプは゛、掘削に伴なって順次接
続され、掘削深度に応じてその負荷重量が増大するため
、負荷重量に見合ったビットの降下速度をIIJIIl
する必要がある。
でなく、またドリルパイプは゛、掘削に伴なって順次接
続され、掘削深度に応じてその負荷重量が増大するため
、負荷重量に見合ったビットの降下速度をIIJIIl
する必要がある。
従来この降下速度の制御は、手動にて荷重計などを見な
がら行なっていた。
がら行なっていた。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、手動のため、掘削用ビットにかかる負荷
を正確に調整することは困難であり、掘削用ビットが過
摩耗したり、ドリルパイプが曲がってしまうなどの問題
がある。
を正確に調整することは困難であり、掘削用ビットが過
摩耗したり、ドリルパイプが曲がってしまうなどの問題
がある。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので掘削用ビ
ットにかかる負荷を、その深度に応じて自動的に調整で
きる負荷重量自動制御方法を提供することを目的とする
。
ットにかかる負荷を、その深度に応じて自動的に調整で
きる負荷重量自動制御方法を提供することを目的とする
。
r問題点を解決するための手段及び作用1本発明は、上
記の目的を達成するために、先端に月間用ビットを設け
たドリルパイプを、ワイヤで吊設すると共に、そのワイ
ヤを掘進駆動手段で繰り出しながらドリルパイプの自重
で地中に挿入する負荷重聞出1lII11 ti11方
法において、ワイヤの張力を検出すると共に、ドリルパ
イプの挿入深度を検出し、その深度に応じたドリルパイ
プの重量と検出した張力で上記掘進駆動手段のワイヤ繰
出速度を制御するようにしたもの1、ドリルパイプの挿
入深度を検出することでドリルパイプの真重量を求め、
その真重量に対してワイヤの張力を検出することで掘削
用ビットにかかる負荷を求めることができ、その負荷に
応じて掘進駆動手段でのワイヤ繰出速度を制御すること
で負荷IJ量副調整行なえるようにしたものである。
記の目的を達成するために、先端に月間用ビットを設け
たドリルパイプを、ワイヤで吊設すると共に、そのワイ
ヤを掘進駆動手段で繰り出しながらドリルパイプの自重
で地中に挿入する負荷重聞出1lII11 ti11方
法において、ワイヤの張力を検出すると共に、ドリルパ
イプの挿入深度を検出し、その深度に応じたドリルパイ
プの重量と検出した張力で上記掘進駆動手段のワイヤ繰
出速度を制御するようにしたもの1、ドリルパイプの挿
入深度を検出することでドリルパイプの真重量を求め、
その真重量に対してワイヤの張力を検出することで掘削
用ビットにかかる負荷を求めることができ、その負荷に
応じて掘進駆動手段でのワイヤ繰出速度を制御すること
で負荷IJ量副調整行なえるようにしたものである。
[実施例]
以下、本発明に係る負荷重聞出171シl I)t1方
法の好適−実施例を添付図面に基づいて説明する。
法の好適−実施例を添付図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の方法を実施する装置を示し、図におい
て1は櫓で、掘削すべき地盤2上に設置される。
て1は櫓で、掘削すべき地盤2上に設置される。
槽1にはドリルパイプ3が上下移動自在に設けられ、そ
の先端に掘削用ビット4が取り付けられる。ドリルパイ
プ3の上端にはワイヤ5が連結され、そのワイヤ5が櫓
1の上部に設けた滑車6に掛けられると共に掘進駆動手
段7に連結され、ドリルパイプ3がワイヤ5により吊設
される。
の先端に掘削用ビット4が取り付けられる。ドリルパイ
プ3の上端にはワイヤ5が連結され、そのワイヤ5が櫓
1の上部に設けた滑車6に掛けられると共に掘進駆動手
段7に連結され、ドリルパイプ3がワイヤ5により吊設
される。
掘進駆動手段7は、例えばドロー9−クス用直流電動機
9とその電動機9に連結したドラム1゜とからなり、そ
のドラム10にワイヤ5が巻き付けられ、ドラム100
巻き出しによりワイヤ5が繰り出され、ドリルパイプ3
が降下されるようになっている。
9とその電動機9に連結したドラム1゜とからなり、そ
のドラム10にワイヤ5が巻き付けられ、ドラム100
巻き出しによりワイヤ5が繰り出され、ドリルパイプ3
が降下されるようになっている。
ドリルパイプ3は一定の長さを有し、その掘削挿入深度
に応じて順次31〜30本接続されるようになっている
。
に応じて順次31〜30本接続されるようになっている
。
滑車6にはドリルパイプ3の挿入深度を検出する深度計
11が接続され、また滑車6と掘進駆動手段7間のワイ
ヤ5には、そのワイヤ5の張力を検出するロードセル1
2が接続される。
11が接続され、また滑車6と掘進駆動手段7間のワイ
ヤ5には、そのワイヤ5の張力を検出するロードセル1
2が接続される。
深(資)計11と0−ドセル12の検出信号は、コント
ローラ13に入力され、これら信号に応じてコントロー
ラ13は掘進駆動手段7の直流電動機9の回転数を制御
する直流モータ制御盤14に出力信号を出力し、この出
力信号に応じて直流モータ制御I盤14が直流電動機9
に駆!llJ電流を供給しその回転数をυ制御するよう
になっている。
ローラ13に入力され、これら信号に応じてコントロー
ラ13は掘進駆動手段7の直流電動機9の回転数を制御
する直流モータ制御盤14に出力信号を出力し、この出
力信号に応じて直流モータ制御I盤14が直流電動機9
に駆!llJ電流を供給しその回転数をυ制御するよう
になっている。
この深度計11、O−ドセル12及びコントローラ13
からなる制御回路15を第2図により更に詳しく説明す
る。
からなる制御回路15を第2図により更に詳しく説明す
る。
先ず、ll1tI6の回転がセルシンモータからなる深
度計11により検出され、その深度信号aがドリルパイ
プ3の接続本数(1〜n本)ごとの深度比較器16.1
7.18に入力される。この各深度比較器16.17.
18には、ドリルパイプ3の本数(1〜n)に見合った
深度信号す、c、dを出力する可変抵抗からなる深度基
準器19゜20.21が接続される。
度計11により検出され、その深度信号aがドリルパイ
プ3の接続本数(1〜n本)ごとの深度比較器16.1
7.18に入力される。この各深度比較器16.17.
18には、ドリルパイプ3の本数(1〜n)に見合った
深度信号す、c、dを出力する可変抵抗からなる深度基
準器19゜20.21が接続される。
深度比較器16.17.18は夫々1〜n個のリレーコ
イル22a 、23a 、24aを励磁し、その各接点
22b、23b、24bを閉じるようになっている。各
接点22b、23b、24bは、直列に接続されると共
に各接点22b 、23b 。
イル22a 、23a 、24aを励磁し、その各接点
22b、23b、24bを閉じるようになっている。各
接点22b、23b、24bは、直列に接続されると共
に各接点22b 、23b 。
24bに並列に1〜n個の抵抗器25.26゜27が接
続される。各抵抗器25,26.27は、直列に接続さ
れ、その初段の抵抗器25に直流正電源が接続され、最
終段(n)の抵抗器27に、他端が接地された分圧用抵
抗器28が接続されると共に最終段のリレー接点24b
が接続され、その接続点の深度信号「が侵述する減算器
2つに入力される。
続される。各抵抗器25,26.27は、直列に接続さ
れ、その初段の抵抗器25に直流正電源が接続され、最
終段(n)の抵抗器27に、他端が接地された分圧用抵
抗器28が接続されると共に最終段のリレー接点24b
が接続され、その接続点の深度信号「が侵述する減算器
2つに入力される。
一方、ロードセル12は、ドリルパイプ3の見掛重量を
ワイヤ5の張力で検出し、その信@eを減算器28に入
力する。減n器28は、ロードヒル12よりの信号eか
ら深度計11による真重量に対応した信号fを減算し、
屁削用ビット4にかかつ一〇いる負荷重量に対応した電
圧1n号9を上限比較器30と下限比較器31に出力す
る。
ワイヤ5の張力で検出し、その信@eを減算器28に入
力する。減n器28は、ロードヒル12よりの信号eか
ら深度計11による真重量に対応した信号fを減算し、
屁削用ビット4にかかつ一〇いる負荷重量に対応した電
圧1n号9を上限比較器30と下限比較器31に出力す
る。
上限比較器30には、予め掘削用ビット4の定格負荷重
量の上限値に対応した上限基準電圧信号りを出力する正
電源に接続された可変抵抗からなる上限基準器32が接
続され、また下限比較器31には、予め掘削用ビット4
の定格負荷重量の下限値に対応した下限基準電圧信号1
を出力する負電源に接続された可変抵抗からなる下限基
準器33が接続される。
量の上限値に対応した上限基準電圧信号りを出力する正
電源に接続された可変抵抗からなる上限基準器32が接
続され、また下限比較器31には、予め掘削用ビット4
の定格負荷重量の下限値に対応した下限基準電圧信号1
を出力する負電源に接続された可変抵抗からなる下限基
準器33が接続される。
上限比較器30は、リレーコイル34aを励磁し、その
接点34b@閉じるようになっており、また同様、下限
比較器31は、リレーコイル35aを励磁し、その接点
35bを閉じるようになっている。両接点34b、35
bは直列に接続され、上限側接点34bは、正71HA
に接続された可変抵抗からなる充電器36に接Mされ、
また下限側接点35bは、負電源に接続された可変抵抗
からなる放電器37に接続され、かつ両接点34b、3
5bの接続点が積分器38に接続される。
接点34b@閉じるようになっており、また同様、下限
比較器31は、リレーコイル35aを励磁し、その接点
35bを閉じるようになっている。両接点34b、35
bは直列に接続され、上限側接点34bは、正71HA
に接続された可変抵抗からなる充電器36に接Mされ、
また下限側接点35bは、負電源に接続された可変抵抗
からなる放電器37に接続され、かつ両接点34b、3
5bの接続点が積分器38に接続される。
積分器38は、上限側接点34bが閉じている間、充電
器36の正電圧を積分し、その出力電位信号jを一定的
に上昇させ、また下限側接点35bが閉じている間、放
′/!i器37の負電源を積分し、その出力電位信号j
を一定的に下降させてい(。この積分器38の出力電位
信号jは減算器39に入力される。減n器39には、掘
進駆動手段7のドローワークス用直流電動機9の定格回
転数における繰り出し速度に対応した速度基準電圧信号
h@−設定する速度基準器40が接続される。
器36の正電圧を積分し、その出力電位信号jを一定的
に上昇させ、また下限側接点35bが閉じている間、放
′/!i器37の負電源を積分し、その出力電位信号j
を一定的に下降させてい(。この積分器38の出力電位
信号jは減算器39に入力される。減n器39には、掘
進駆動手段7のドローワークス用直流電動機9の定格回
転数における繰り出し速度に対応した速度基準電圧信号
h@−設定する速度基準器40が接続される。
この速度基準器40は正電源に接続された可変抵抗から
なっている。
なっている。
減算器39は速度基準器40よりの速度基準電圧信号k
から積分器38よりの信号jを減算した結果を、電圧信
@βとしてlQ10511114に出力することでドロ
ーワークス用直流電動機9でのワイヤ5の繰り出し速度
を制御し、掘削用ビット4の負荷重量を一定にするよう
になっている。
から積分器38よりの信号jを減算した結果を、電圧信
@βとしてlQ10511114に出力することでドロ
ーワークス用直流電動機9でのワイヤ5の繰り出し速度
を制御し、掘削用ビット4の負荷重量を一定にするよう
になっている。
次にこの制御回路15による負荷重湯制御方法を、第2
図及び第3図の各信号a−2の電圧波形のフローチャー
トにより説明する。
図及び第3図の各信号a−2の電圧波形のフローチャー
トにより説明する。
先ず、上述したように掘削用ビット4はドリルパイプ3
を吊設したワイヤ5により支持され、掘進駆動手段7の
ワイヤ繰り出し速度で、その降下速度が制御される。ま
たドリルパイプ3の一本分の長さ掘削用ビット4が降下
掘進したならば順次ドリルパイプ3が接続されていく。
を吊設したワイヤ5により支持され、掘進駆動手段7の
ワイヤ繰り出し速度で、その降下速度が制御される。ま
たドリルパイプ3の一本分の長さ掘削用ビット4が降下
掘進したならば順次ドリルパイプ3が接続されていく。
掘進中、深度計11の深度信号aは第3図のグラフ八に
示すよう直線的に電圧が上昇し、その信、号aが各深度
比較器16.17.18に入力される。また深度比較器
16.17.isにはグラフAに示すように、各深度基
準器19.20.21より各ドリルパイプ3の接続本数
(1〜n)に見合った電圧信号す、C,dが入力され、
深度信号aが各信号す、c、dに達したとき、深度比較
器16.17.18は、その各リレーコイル22a23
a 、 24aを順次励磁し、各接点22b。
示すよう直線的に電圧が上昇し、その信、号aが各深度
比較器16.17.18に入力される。また深度比較器
16.17.isにはグラフAに示すように、各深度基
準器19.20.21より各ドリルパイプ3の接続本数
(1〜n)に見合った電圧信号す、C,dが入力され、
深度信号aが各信号す、c、dに達したとき、深度比較
器16.17.18は、その各リレーコイル22a23
a 、 24aを順次励磁し、各接点22b。
23b 、24bを順次閉じていく。従って抵抗225
〜27と分圧用抵抗器28で分圧される信号fはグラフ
Bが示すように深度に応じた真重伍に対応する階段状の
電圧を出力する。
〜27と分圧用抵抗器28で分圧される信号fはグラフ
Bが示すように深度に応じた真重伍に対応する階段状の
電圧を出力する。
この電圧信号「を減算器29は、グラフBで示すように
0−ドセル12による見lI)重量に対応する電圧信号
eより減算し、グラフCで示すように負荷重量に対応し
た電圧信号9を上限及び下限比較器30.31に出力す
る。上限及び下限比較器30.31には、上限及び下限
基準器32.33より夫々グラフCで示すように、上限
基準電圧信@h及び下限基準電圧信号1が入力されてお
り、電圧信@9が上限基t$電圧信号りを越えた30合
、上限比較器30は、その越えている時間1+だけリレ
ーコイル34aを励磁して上限側接点34bを閉じ、そ
の結果充電器36の電圧が積分器38によりグラフ(D
)のように積分され、信号qが、上限基準電圧信号りよ
り低くなったならば、接点、 34bを開き、積分器
38は、その積分して上界したままの信号jを出力する
。その後t2時間杼: 過後信号Qが下限基準電圧信
号iより下がったならば、下限比較器314よ、信号q
が再び信号iを越えるまでの時間℃3だけリレーコイル
35aを励磁し、下限側接点35bを閉じる。その結果
、積分器38は、それまでの信号jの電位を放電器37
からの負電圧で積分して下げる。
0−ドセル12による見lI)重量に対応する電圧信号
eより減算し、グラフCで示すように負荷重量に対応し
た電圧信号9を上限及び下限比較器30.31に出力す
る。上限及び下限比較器30.31には、上限及び下限
基準器32.33より夫々グラフCで示すように、上限
基準電圧信@h及び下限基準電圧信号1が入力されてお
り、電圧信@9が上限基t$電圧信号りを越えた30合
、上限比較器30は、その越えている時間1+だけリレ
ーコイル34aを励磁して上限側接点34bを閉じ、そ
の結果充電器36の電圧が積分器38によりグラフ(D
)のように積分され、信号qが、上限基準電圧信号りよ
り低くなったならば、接点、 34bを開き、積分器
38は、その積分して上界したままの信号jを出力する
。その後t2時間杼: 過後信号Qが下限基準電圧信
号iより下がったならば、下限比較器314よ、信号q
が再び信号iを越えるまでの時間℃3だけリレーコイル
35aを励磁し、下限側接点35bを閉じる。その結果
、積分器38は、それまでの信号jの電位を放電器37
からの負電圧で積分して下げる。
このように積分器38での信号jがグラフDのように変
化すると、減算器39はグラフEが示すように速度基準
器40の電圧信号により電圧信号jを減算し、出力信号
(をυ制御51i114に出力し、ドローワークス用直
流′tFie Ij!I’)の回転速度を制御し、掘削
用ビット4にかかる負荷1mが一定の範囲内に入るよう
、その降下速度をあり御することとなる。
化すると、減算器39はグラフEが示すように速度基準
器40の電圧信号により電圧信号jを減算し、出力信号
(をυ制御51i114に出力し、ドローワークス用直
流′tFie Ij!I’)の回転速度を制御し、掘削
用ビット4にかかる負荷1mが一定の範囲内に入るよう
、その降下速度をあり御することとなる。
尚、充電器36及び放電器37の可変抵抗値を変えれば
、積分器38での信号jの上昇、下降傾斜を変えられる
。また深度計11には可変抵抗41を有し、その−抵抗
値をドリルパイプ3の一本の長さに応じて変えることが
できる。
、積分器38での信号jの上昇、下降傾斜を変えられる
。また深度計11には可変抵抗41を有し、その−抵抗
値をドリルパイプ3の一本の長さに応じて変えることが
できる。
[R明の効果]
以上詳述してきたことがら旧らかなように本発明によれ
ば次のごとき浸れた効果を発揮する。
ば次のごとき浸れた効果を発揮する。
(1) ドリルパイプの挿入深度を検出すると共にワ
イヤの張力を検出し、深度に応じたドリルパイプの重量
と検出した張力で掘削用ビットの降下速度を制御するこ
とで掘削用ビットにかかる負荷重量を一定に制御でき、
掘削用ビットの過摩耗やドリルパイプの曲りを防止でき
る。
イヤの張力を検出し、深度に応じたドリルパイプの重量
と検出した張力で掘削用ビットの降下速度を制御するこ
とで掘削用ビットにかかる負荷重量を一定に制御でき、
掘削用ビットの過摩耗やドリルパイプの曲りを防止でき
る。
(2)掘削用ビットの降下速度を負荷重量に応じて自動
調整できるので、安全性が向上すると共に作業性の良い
坑すt掘削化が図れる。
調整できるので、安全性が向上すると共に作業性の良い
坑すt掘削化が図れる。
第1図は本発明の方法を実施する装置の一例を示す図、
第2図は第1図の制御回路の詳細図、第3図は第2図の
回路の各信号の電圧波形を示す図である。 図中、3はドリルパイプ、4は掘削用ビット、5はワイ
ヤ、7は掘進駆動手段、11は深度計、12はロードセ
ル、15は制卸回路である。 第2図
第2図は第1図の制御回路の詳細図、第3図は第2図の
回路の各信号の電圧波形を示す図である。 図中、3はドリルパイプ、4は掘削用ビット、5はワイ
ヤ、7は掘進駆動手段、11は深度計、12はロードセ
ル、15は制卸回路である。 第2図
Claims (1)
- 先端に掘削用ビットを設けたドリルパイプをワイヤで吊
設すると共にそのワイヤを掘進駆動手段で繰り出しなが
らドリルパイプの自重で地中に挿入する負荷重量自動制
御方法において、ワイヤの張力を検出すると共にドリル
パイプの挿入深度を検出し、この深度に応じたドリルパ
イプの重量と検出した張力で上記掘進駆動手段のワイヤ
繰出速度を制御することを特徴とする負荷重量自動制御
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15153386A JPS6311792A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 負荷重量自動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15153386A JPS6311792A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 負荷重量自動制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6311792A true JPS6311792A (ja) | 1988-01-19 |
Family
ID=15520594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15153386A Pending JPS6311792A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 負荷重量自動制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6311792A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5778254A (en) * | 1992-07-03 | 1998-07-07 | Seiko Epson Corporation | Recording device with connection means to first and second recording device with switch means having a preset connection pattern connecting first and second selection signals |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP15153386A patent/JPS6311792A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5778254A (en) * | 1992-07-03 | 1998-07-07 | Seiko Epson Corporation | Recording device with connection means to first and second recording device with switch means having a preset connection pattern connecting first and second selection signals |
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